Вибрационный манипулятор

 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано на предприятиях машиностроительной, приборостроительной, электронной промышленности при ориентировании различных типов изделий. Цель - расширение технологических возможностей путем обеспечения возможности транспортирования по различным траекториям. Вибрационный манипулятор содержит рабочий орган в виде горизонтального стола 1. Последний связан вертикально расположенными упругими стержнями с промежуточным элементом 4. Реактивная плита связана с промежуточным элементом 4 посредством горизонтально расположенных плоских пружин. Вибропривод манипулятора состоит из электромагнитного вибровозбудителя вертикальных колебаний, двух пар электромагнитных вибровозбудителей 14, 15 и 18, 19. Одна пара расположена вдоль продольной оси симметрии стола 1, а другая - вдоль поперечной оси симметрии. Вдоль одной из осей симметрии установлена, по меньшей мере, дополнительная пара вибровозбудителей 16, 17. Пары вибровозбудителей 14, 15 и 16, 17 смещены относительно оси симметрии. Включение в работу дополнительной пары вибровозбудителей 16, 17 заставляет стол 1 совершать угловые колебания. Под действием последних изделия двигаются по круговым траекториям, что расширяет возможный диапазон манипулируемых изделий. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 65 G 27 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гг 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4480484/27-03 (22) 13.09.89 (46) 23.08.90. Бюл. № 31 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В. А. Щигель, И. И. Врублевский, В. С. Шенбор и P. В. Якимец (53) 621.867.157 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 835902, кл. В 65 G 27/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1033395, кл. В 65 G 27/32, 1982. (54) ВИБРАЦИОННЫЙ МАНИПУЛЯТОР (57) Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано на предприятиях машиностроительной, приборостроительной, электронной пром ышленности при ориентировании различных типов изделий. Цель — расширение технологических возможностей путем обеспечения.возможности транспортирования по различным траекториям. Вибрационный манипулятор содержит рабочий орган в виде горизонтального стола 1. Последний связан вертикально расположенными упругими стержнями с промежуточным элементом 4. Реактивная плита связана с промежуточным элементом 4 посредством горизонтально расположенных плоских пружин. Вибропривод манипулятора состоит из электромагнитного вибровозбудителя вертикальных колебаний, двух пар электромагнитных вибровозбудителей 14, 15 и 18, 19. Одна г ра расположена вдоль продольной оси симметрии стола 1, а другая — вдоль поперечной оси симметрии. Вдоль одной из осей симметрии установлена, по меньшей мере, дополнительная пара вибровозбудителей 16, 17. Пары вибровозбудителей 14, 15 и 16, 17 смещены относительно оси симметрии. Включение в работу дополнительной пары вибровозбудителей 16, 17 заставляет стол 1 совершать угловые колебания. Под действием последних издел ия двигаются по круговым траекториям, что расширяет возможный диапазон манипулируемых изделий. 4 ил.

1586968

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано на предприятиях машиностроительной„приборостроительной, электронной промышленности при ориентировании различных типов изделий.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспеч,нHя ВОзмОжнОсти транснортнрОВання по различным траекториям.

На фиг. 1 представлен вибрационный манипулятор, общий вид; |га фиг. 2 — разрез

Ь ---В на фиг. 1; на фиг. 3 — электрическая схема подк.:|ючения электромагнитных вибровозбудителей; на фиг. 4 — графики продольных х „р (попереч| ых х ), у.-.ловых х и вертикальных х перемещений рабочего органа.

Бибрационный манипулятор (фиг. 1 и 2) содержит рабочий орган в виде горизонТH,iüIIoão стола 1, закрепленного на корпусе 2, который связан cI ержневыми 13(ртикально расположенными ст(ржнями 3 кру(лого сечения с промежуточным элементoм в виде корпуса 4, связанного с р»активной пл(11ой 5 посредством плоских горизонтально расположе||ных пружин 6.

Рабочий орган и промежуточный элемент с помощью виброизоляторов 7 и 8 связань| с основанием 9. На корпусе 4 закрепле,|ы электромагниты 10, а на каркасе 2 якоря 11 вибро|зозбудителей продольных и поперечных колебаний. На каркас» 2 закреплен также элекромагнит 12, а на реактивной плите 5 — якорь 13 вибровозбудитсля вертикальных колебаний, ВибpoВозбудитель продольных колебаний включает две парь| электромагнитов: пару с обмотками 14, 15 и пару с обмотками 16, 17, симметрично смещенные относительно нродольHoH оси. Вибровозбудитель п(шеречных колебаний включает две пары электромагнитOB: пару с обмотками 18, 19 и пару с обмотками 20, 21 симметрично сме|ценньн от||осительно поперечной оси.

Оп icaiiiniя конструкция представляет соОой трехмгссную колебательную систему, имектщу|:»|етыре Относительные степени свободы: ч;:одольные, поперечные и угловые вокруг вертикальной оси движения рабочего органа 1, корпуса 4 и реактивной плиты 5, причем корпус 4: р»активная плита 5 движутся как одно целое, и нормальные движения указангых элементов, причем рабочий орган и корпус 4 движутся как одно целое. Выбором размеров г,:.ружин 3 и их размещением собственные частоты продольных, попере-.ных и угловых колебаний делают одинакозыми и равными

1,04,06 частоты подачи импульсов нг обмотки. Собственная частота поперечных и продольных колебаний (0|= / xe

Я7 где ш — )- — приведенная масса коле (Т (р Р аа(а) бательной системы в продольных и поперечных колебаниях;

mI — масса рабочего органа;

m2 — масса корпуса 4;

m2 — масса реактивной плиты;

С =- --- — — — — продольная (поперечная)

f2E t

1З жесткость одной стержневой пружины;

i0 п — количество стержневых пружин;

1 — — момент инерции сечения пружины при ес изгибе.

Выбором формы сечения пружины, в частности круглой, обеспечивается одинаковость жесткости как в продольном, так и в поперечном направлениях. Для круглого сече1|ия 1= — — — —, где (1 — - стержнево= диаметр .И б1 пружины 3;! — ее длина; F — модуль упругости материала пружины.

20 Собственная частота угловых колебаний ,Д l1p

11+I + а) где 1 ==- — —; — — — приведенный момент

1 (+ 1 а -. - 1з инерции системы в угловых коле25 nai-IHStX;

1i, 12, 12 -- соответственно центральные моменты инерции относительно вертикальной оси симметрии системы рабочего органа, корпуса, реактивной плиты;

Ci=n (СТ2-т-С p) — угловая жесткость упругой системы; г = — — Х г, - — средний квадратичный ра2 р| . ( диус расположения стержневых пру35 жин 3 относительно вертикальной оси; (p Ip

CK| = — 1-- — крутил ьная жесткость стержневой пружины;

Si 3

1 =- — з — — ПОЛЯРный момент инеРции пружины круглого сечения; (..1 — модуль сдвига материала пружины.

Требование равенства собственных частот (@i=((i2 при подстановке в него их значе IHH приводит к следу|ощему выражению для г: ИР Р т (Выполненный по этим зависимостям рас чет для манипулятора с размерами рабочего органа 500 2(500 показывает, что

50 средний квадратичный радиус г лежит в конструктивно удобном диапазоне размеров

200 — 220 мм. Собственная частота м-.; нормальных колебаний берется равной 1,2 — 1,3 частоты подачи и м пул ьсов на оомотку электромагнита 12. Достигается это выбором размеров пружин в соответствии с формулой

1586968 щается с движением по кругу. В обоих случаях вращение детали не зависит от ее массы и площади контакта. Направление вращения изменяется переключением тумблера 33, т. е. изменением фазы нормальных колебаний на 180 . При включенных переключателях 34 и 33 (находится в нейтральном полжении) и настройке фазосдвигающей цепочки 35 на 90 напряжение на обе пары обмоток продольных колебаний подается со сдвигом фаз на 90 относительно напряжения, подаваемого на обе пары обмоток поперечных колебаний. Если вибровозбудитель вертикальных колебаний при этом отключен, реализуются круговые колебания рабочего органа, и любая точка в его плоскости описывает круг.

При этом детали с небольшим контактным давлением (отношение веса детали к площади опорной поверхности) за счет различия сил трения в разных точках касания вращаются вокруг своей оси независимо от места их положения на рабочем органе.

Вибрационный манипулятор позволяет поворачивать массивные детали вокруг своей оси, а также транспортировать любые детали по круговой траектории в плоскости рабочего органа. Это существенно расширяет диапазон манипулируемых изделий.

Формула изобретения

Вибрационный манипулятор, содержащий рабочий орган в виде горизонтального стола, связанного вертикальными упругими стержнями с промежуточным элементом, установленным на плоских горизонтальных пружинах на реактивной плите, две пары основных элекромагнитных вибровозбудителей горизонтальных колебаний, расположенные взаимно перпендикулярно вдоль продольной и поперечной осей симметрии горизонтального стола, и электромагнитный вибровозбудитель вертикальных колебаний, отличающийся тем, что, с целью расширения технологическх возможностей путем обеспечения возможности транспортирования по различным траекториям, мани20 пулятор снабжен по меньшей мере одной дополн ител ьной иарой электром а гнитных возбудителей, установленной по одной из осей симметрии горизонтального стола, при этом основная и дополнительные пары электрома гнитных возбудителей расположены по разные стороны от оси симметрии.

1586968

ВНИИГ!И осударствсниого комитета по изобретениям и «. крытия» при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ”.35, Раугнская и;-.б . д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент>.. г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 лр. А» у

Редактор H. Гунько

Заказ 2394

Составитель Е. ApTL"сьев

Техред А. Кравчук Корректор О. Ципле

Тираж 642 Подписное