Схват манипулятора

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в манипуляторах и промышленных роботах. Цель изобретения - повышение надежности захвата деталей с резкоизменяющейся кривизной поверхности. Схват манипулятора содержит корпус, соосно расположенные в нем подпружиненные центральный и периферийные пальцы с присосками различного диаметра, уплотненные относительно друг друга и корпуса. В центральном и периферийных пальцах выполнены вакуумные каналы, в которых расположены шариковые обратные клапаны. В проточках внешней поверхности пальцев установлены эластичные диафрагмы, внутренняя полость которых соединена каналами, выполненными в пальцах с пневмосистемой. В схвате вакуумные каналы, в которых установлены шариковые обратные клапаны, выполнены также в периферийных пальцах. В кольцевых проточках на внешней поверхности каждого пальца установлены эластичные диафрагмы, внутренняя полость которых соединена каналами, выполненными в пальцах, с пневмосистемой. Вариант конструкции схвата предусматривает ступенчатое расположение торцов вакуумных присосок в исходном положении. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОО3 СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (}9) ИИ

А1 (5))g В 25 J 15/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3977845/25-63 (22) 19 ° 11. 85 (46) 15.08.90. Бюл. Р 30 (72) Н.П.Глинкин, А.С.Леонтьев и Е;Н.Муранов (53) 621.7.077(088.8) (56) Патент Великобритании

В 1193921, кл..В 66 С 1/02, 1970. (54) СХВАТ МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в манипуляторах и промышленных роботах. Цель изобретения — повышение надежности захвата деталей с резкоизменяющейся кривизной поверхности.

Схват манипулятора содержит корпус, соосно расположенные в нем подпружиненные центральный и периферийные пальцы с присосками различного диаметра уплотненные относительно друг

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в манипуляторах и промышленных роботах.

Цель изобретения — повышение надежности захвата деталей с резкоизменяющейся кривизной поверхности.

На фиг. 1 изображен схват в исхадном положении; на фиг.2 — схват при

° эахвате детали; на фиг.З - разрез

А-А на фиг.1; на фиг.4 — шариковый обратный клапан.

Схват манипулятора содержит корпус 1, неподвижно установленный на

2 друга и корпуса. В центральном и периферийных пальцах выполнены вакуумные каналы, в которых расположены шариковые обратные клапаны. В проточках внешней поверхности. пальцев установлены эластичные диафрагмы, внутренняя полость которых соединена каналами, выполненными в пальцах с пневмосистемой. В схвате вакуумные каналы, в которых установлены шариковые обратные клапаны, выполнены также в периферийных пальцах. В кольцевых проточках на внешней поверхности каждого пальца установлены эластичные диафрагмы, внутренняя полость которых соединена каналами, выполненными в пальцах, с пневмосистемой. Вариант конструкции схвата предусматривает ступенчатое расположение торцов вакуумных присосок в исходном положении. С„

1. э.п. ф-лы, 4 ил. конечном звене манипулятора (не показан) ° Корпус 1 снабжен пневмокамерой 2 и вакуумной камерой 3, установленной на верхнем торце пневмокамеры 2. Пневмокамера 2 и вакуумная камера 3 выполнены в форме полых цилиндров и скреплены между собой с помощью фланцевого соединения. В корпусе 1 с возможностью осевого перемещения относительно друг друга установлены пальцы 4. Центральный палец 4 выполнен в виде цилиндра, а периферийные пальцы 4 — в виде полых

1585149 толстостенных, но легких (например, ! из сплава алюминия) цилиндров.

Внутренняя цилиндрическая поверхность пневмокаяеры 2 служит направO 5 ляюцей для самого отдаленного от центра пальца 4. В свою очередь внутренняя поверхность большего по диамет ру пальца 4 служит направляющей для соседнего с ним пальца 4 меньшего диаметра. Пальцы 4 в,исходном положении постоянно поджаты относительно корпуса 1 с помощью пружин:.:5. Пружины 5 установлены в вакуумной камере

3 и равномерно размещены по торцам пальцев 4. На верхних торцах пальцев

4 выполнены бурты 6, которые ограничивают ход всех пальцев 4 внутри корпуса 1 и относительно друг друга.

В пальцах 4 выполнены пневяоканалы 7 20 для .подачи сжатого воздуха к эластичным диафрагмам 8, установленным в

1 кольцевых проточках 9 пальцев 4. Элас(! тичные диафрагмы 8 для создания их .герметичности зафиксированы в про- 25 точках.9 пружинными кольцами 10. В пальцах 4 выполнены также вакуумные каналы 11. При этом на рабочих (нижних) торцах пальцев 4 установлены вакуумные присоски 12 различного диаметра.

Вакуумные присоски 12 каждого пальца

4 сообщаются через каналы 11 с вакуум- ной камерой 3. На всех пальцах выполнены кольцевые проточки 13, а во всех пальцах, кроме центрального, дополнительно выполнены сквозные каналы

14, сообщающиеся с пневмоканалами 7, д3»я доступа сжатого воздуха из пневмокамеры 2 к пневмоканалам 7 пальцев 4. На всех пальцах 4 по обе стороны проточек 13 установлены уплотнения

15, предотвра»цающие проникновение сжатого воздуха по зазорам между пальцами 4 и пневмокамерой 2 в вакуумную 45 камеру 3 и в атмосферу. Во всех вакуумных каналах 11 установлены шари. ковые обратные клапаны 16 для поддержания разрежения в вакуумной камере

3 при работе схвата либо частью при50 сосок, либо при попадании какой-нибудь присоски на перфорированную часть детали.

Нариковьп» обратный клапан 16 выполнен в виде двух втулок 17 и 18 с коническо-цилиндрическими отверстиями

55 и шарика 19 (фиг.4). Иарик 19 изготовлен из легкого, антифрикционного материала (например, капрона, полиэтилена и т.п.) и установлен между втулками 17 и 18 с возможностью взаимодействи » с их коническими поверх- ностями. Коническая поверхность верх-. .. ней втулки 17 выполнена гладкой и при контакте с шариком 19 образует конусно-шаровое уплотнение. На конической поверхности нижней втулки 18 нанесены риски или выполнены пазы 20, нарушающие конусно-шаровое уплотнение шарика 19 .с нижней втулкой 18. Это необходимо для обеспечения сообщения рабочих полостей вакуумных присосок

12 с вакуумной камерой 3.

В зависимости от конфигурации криволинейной поверхности захватываемой детали пальцы .4 могут быть выполнены различной длины. При атом в исходном положении торцы вакуумных прнсосок 12 располагаются ступенчато.

Возможен другой вариант изменения положения вакуумных присосок 12 относительно друг друга в исходном положении — за счет выполнения коль цевых проточек, взаимодействующих с буртами 6 пальцев 4, различной глубины (фиг.2, второй палец). При этом пружины 5 также будут различны по длине, Схват работает следующим образом.При перемещении схвата с помощью руки манипулятора (рука и манипулятор не показаны) и включенном источнике вакуума (источник вакуума не показан) в вакуумной камере .3 создается разрежение. При этом шариковые обратные клапаны 16 за счет разницы атмосферного давления в каналах 11 и давления в вакуумной камере отсекают каналы 11 от источника вакуума. При этом все пальцы 4 находятся в исходном положении (фиг.1). Для захвата детали схват прижимается к ней. Присоски 12 и пальцы 4 занимают положения, заданные конфигурацией захватываемой детали. При этом пружины 5 сжимаются на различную величину в зависимости от положения; которое занял каждый отдельный палец 4 (фиг.2). После этого в пневмокамеру 2 подается сжатый воздух, давление которого передается по пневмоканалам 7 и каналам 14, через проточки 13 — к полостям эластичных диафрагм 8. Прн этом пальцы

4 оказываются обжатыми внешними поверхностями эластичньгх диафрагм 8, которые, фиксируют пальцы 4 на той высоте КоТор Они заняли под Воэ»

40

5 15 действием на них захватываемой детали. Пальцы 4 как бы "запомнили" свое положение относительно пневмокамеры 2.и друг друга. Это нербходимо для того, чтобы вес пальцев 4 и усилия пружин 5 не действовали на захватываемую деталь. В момент опус\ кания схвата на деталь с последующим прижимом присоски 12 деформируются.

Воздух из рабочих полостей присосок

12 последовательно (в направлении от центральной к самой отдаленной из периферийных) выжимается в атмосферу через места контакта присосок 12 и детали.

При подъеме схвата за счет упругих сил деформации объемы рабочих полостей присосок 12 увеличиваются и стремятся к первоначальному значению. При увеличении объемов рабочих полостей присосок 12 в них создается разрежение, а тем самым уменьшается разность давлений в вакуумных каналах 11 и вакуумной камере 3. Изменение разности давлений в вакуумных каналах 11 и вакуумной камере 3 в сторону уменьшения снижает и силу прижатия шариков 19 шариковых обратных клапанов 16 к гладким коническим поверхностям верхних втулок 17. При наступлении момента, когда сила прижатия шариков 19 к коническим поверхностям верхних втулок 17 становится меньше силы собственного веса шариков 19, последние отпадают от гладких конических поверхностей и ложатся на конические поверхности нижних втулок 18, на которых выполнены пазы 20 (риски,, углубления, шероховатость и т.п.), нарушающие уплотнение "шар — конус" °

В результате этого рабочие полос-: ти присосок 12 через каналы 11, пазы 20, коническо-цилиндрические отверстия верхних втулок 17 шариковых обратных клапанов 16 соединяются с вакуумной камерой 3.

Транспортируемая деталь удерживается одной из присосок 12 силой, создаваемой разностью давлений атмосферного и источника вакуума. При этом присоски 12 расположенные в зоне вакуума с обеих сторон, в работе не участвуют.

При попадании какой-либо присоски 12 на сквозное отверстие в детали (или при работе схвата с деталями малого размера - например, только

85149 6 центральной присоской) шариковые обратные клапаны 16 остаются закрытыми, сохраняя необходимое разрежение в вакуумной камере 3.

Для освобождения детали вакуумную камеру 3 отключают от источника вакуума и открывают в нее доступ атмосферного воздуха. Ыарики 19 клапанов 16 под действием собственного веса падают, давление в вакуумной системе становится одинаковым (равным атмосферному). Присоски 12 при этом деформируются, стремясь занять свою начальную форму.

Одновременно с этим выравнивают с а атмосферным давление и в пневмокамере 2. Эластичные диафрагмы 8 пальцев

4 уменьшают свой поперечный размер до первоначального, происходит расфиксация пальцев 4 относительно друг друга и стенки пневмокамеры 2. Пальцы 4 под действием собственного веса и пружин 5 занимают исходное положение, опираясь при этом на бурты 6.

Цикл повторяется.

Схват может быть снабжен пальцами различной длины или пальцы одинаковой длины могут ьпчеть кольцевые проточки, взаимодействующие с выступами пальцев различной глубины. Во вто.ром случае торцы пальцев 4 со стороны вакуумной камеры 3 расположены ступенчато. В обоих случаях в исходном положении рабочие торцы присосок располагаются ступенчато относительно друг друга. При этом разница в расположении торцов присосок может быть задана исходя из конфигурации кон- .. кретной детали, подлежащей захвату.

Формула изобретения

1. Схват манипулятора, содержащий корпус, соосно расположенные в нем подпружиненные центральный и периферийные пальцы с присосками различного диаметра, уплотненные друг относительно друга и корпуса, в центральном пальце выполнены вакуумный канал и канал, соединенный с пневмосистемой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности захвата деталей с резкоизменяющейся кривизной поверхности, в периферийных пальцах вакуумные каналы, в которых расположены шариковые обратные клапаны, в проточках на внешней по1585 1 49

1б 17

10 верхности пальцев установлены эластичные диафрагмы, внутренняя полость которых соединена с пневмосистемой каналами, выполненными н пальцах. а.2. Схват по п1, о т л и ч а ю— шийся тем, что торцы пальцев со стороны вакуумной камеры расположены ступенчато.

18

Сжат

Воздам деталь

Фиг. 2

1585149 ! !

Ф

ДИ УФ©

Них (Составитель Г.Голубев

Редактор Н.Горват Техред Д.Олийнык Корректор А.Осауленко

Заказ 2295, Тираж 684 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101