Манипулятор

 

Изобретение относится к гибким робототехническим системам и может быть использовано в качестве манипулятора для работы в безвоздушном пространстве или в водной среде. Цель - расширение технологических возможности за счет поворота голоэки охвата в двух плоскостях и повышение срока службы. Манипулятор состоит из эластичной трубки 1, связывающей камеру 4 высокого давления в барабане 2 и |#- Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I ()5 В 25 Л 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

0 (1 1 Ь Ь ЗЬ 44 4 I 3 3 дт(,:, - ;.:, ;-..(„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

l Р

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682798/08 (22) 20.04.89 (46) 23.06.91. Бюл. М 23 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.Т. Данковцев (53) 621-229.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1552510, кл. В 25 J 1/02, 1988. (54) МАНИПУЛЯТОР, ... Ж,, 1657370 А1 (57) Изобретение относится к гибким робототехническим системам и может быть использовано в качестве манипулятора для работы в безвоздушном пространстве или в водной среде. Цель — расширение технологических возможностй за счет поворота головки охвата в двух плоскостях и повышение срока службы. Манипулятор состоит из эластичной трубки 1, связывающей камеру 4 высокого давления в барабане 2

1657370 через систему 5 регулирования давления с корректирующей камерой 13, на которой с возможностью поворота установлена цилиндрическая траверса 14. На последней шарнирно установлена головка 16 схвата, поворот которой относительно цилиндрической траверсы 14 осуществляется с помощью силового пневмоцилиндра 18. На головке 16 сх вата симметрично расположены зажимные элементы 22, выполненные в виде роликовой цепи, соседние звенья которой соединены между собой посредством пневмоцилиндров 27. При включении электромагнитного клапана 21 сжатый газ под давлением постуИзобретение относится к гибким робототехническим системам, позволяющим дистанционно выполнять различные технологические операции.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей и повышение срока службы.

На фиг. 1 изображен манипулятор, общий вид; на фиг. 2 — конструкция зажимных элементов.

Манипулятор содержит эластичную трубу 1, уложенную на барабан 2 лебедки (не показана). Внутренняя полость барабана 2 разделена на две камеры 3 и 4. В камере 3 расположена система 5 регулирования давления газов в эластичной трубке 1, а камера

4 является камерой высокого давления, в которой размещены ячейки 6, заполненные недетонирующим газообразующим веществом 7 в порошкообразном виде и герметически закупорены эластичными оболочками

8, В камере 4 высокого давления установлен датчик 9 давления газов, который соединен с индуктивной катушкой 10, размещеннои на корпусе барабана 2. Индуктивная катушка 10 соединена с коммутирующим блоком

11, к которому постоянно подключены электроискровые свечи 12, установленные в каждой ячейке 6 с наружной стороны барабана 2. Эластичная трубка 1 одним концом соединена через систему 5 регулирования давления с камерой 4 высокого давления, на другом конце эластичной трубки 1 расположена корректирующая камера 13 с соплами, которые перекрыты изнутри электромагнитными клапанами (не показаны). На торце корректирующей камеры 13 установлена цилиндрическая траверса 14 с возможно5

35 пает в пневмоцилиндры 27, в результате этого зажимные элементы 22 захватывают объект 29, для открепления которого необходимо сбросить давление в пневмоцилиндрах 27. Потери сжатого газа восполняются за счет размещенных в камере 4 высокого давления ячеек 6 с недетонирующим газообразующим веществом 7, которое превращается в газ при подведении высокого напряжения к электроискровой свече 12. Сигнал на подвод высокого напряжения поступает от датчика 9 давления газов, который также установлен в камере 4 высокого давления. 1 з,п. ф-лы, 2 ил, стью поворота от червячного электропривода 15. На торце цилиндрической траверсы

14 шарнирно установлена головка 16 схвата, а на кронштейне 17 траверсы — силовой пневмоцилиндр 18, шток 19 которого шарнирно соединен с головкой 16 схвата. 8 полости 20 головки 16 схвата размещен электромагнитный клапан 21, а на головке

16 схвата симметрично расположены эажимные элементы 22. Корректирующая камера 13 соединена гибким шлангом 23 с полостью 20 головки схвата и гибким шлангом 24 — c силовым пневмоцилиндром 18.

Электромагнитные клапаны и другие электрические приводы и узлы соединены с помощью электрических проводов с образованием электросети (не показана).

При этом часть соединительных электрических проводов размещена внутри корда (не показан) эластичной трубки 1. Зажимные элементы 22 выполнены в виде роликовой цепи (однорядной или многорядной), звенья которой 25 имеют консольные поводки 26.

Все соседние звенья 25 соединены между собой пневмоцилиндрами 27, шарнирно установленными на соответствующих поводках 26. Все укаэанные пневмоцилиндры 27 соединены между собой и с полостью 20 головки 16 схвата посредством гибких шлангов 28.

Манипулятор работает следующим образом.

Для захвата объекта 29 манипулятор сближается с ним, при этом зажимные элементы 22 находятся в исходном состоянии так, как они показаны непрерывными линиями на фиг. 1. В момент контактирования зажимных элементов 22 с объектом 29 (та1657370 кой момент устанавливается или визуально, или с помощью специального датчика) включается электромагнитный клапан 21 и обеспечивается подача сжатого газа из нижней полости 20 головки 16 схвата к пневмоцилиндрам 27 через гибкие шланги 28, Под дейст вием давления газов срабатывают пневмоцилиндры 27 и зажимные элементы

22 принимают положение, обеспечивающее захват объекта 29. На фиг. 1 момент захвата 10 объекта показан пунктирными линиями.

Для расстыковки объекта необходимо отключить катушку клапана 21. С этого момента полости пневмоцилиндров 27 сообщаются с окружающей средой и за счет пружин, уста- 15 новленных в каждом пневмоцилиндре 27, зажимные элементы 22 переходят а исходнсе свернутое состояние.

Если по технологическим условиям потребуется развернуть объект под некоторым углом относительно вертикальной оси, необходимо подключить силовой пневмоцилиндр 18, Разворот объекта в горизонтальной плоскости осуществляется путем включения червячного электропривода 15. 2

В процессе корректировки положения манипулятора неизбежен расход сжатого воздуха, Для его пополнения в конструкции манипулятора предусматриваются ячейки б, заполненные газообразующим веществом в порошкообразном виде. В частности, если давление газов снижается до некоторой минимальной величины, то сработает дачик 9 давления.

За счет этсго от индуктивной катуш,и

10 через коммутирующий блок 11 подводится высокое напряжение к одной из электроискровых свечей 12. Таким образом, за счет образования искры газообразующее вещество, например порох, возгорается, эла- 40 стичная оболочка 8 отстреливается и камера 4 высокого давления заполняется газом до некоторого максимально допустимого давления.

Такие операции по мере расхода газа 45 выполняются автоматически, при этом количество циклов зависит от числа заряженных ячеек газообразующим веществом.

Предлагаемый манипулятор может быть использован в космическом простран- 50 стве при выполнении операций, связанных с кантовкой объектов, буксировкой, стыковкой, сборкой, выполнение аварийно-спасательных работ и т.д.

Йз-за отсутствия в манипуляторе ком- 5 мутирующих контактов и скользящих соединительных узлов пневмосистемы обеспечи-. вается его надежное и безотказное функционирование.

Предлагаемый манипулятор без особых конструктивных изменений можно использовать в подводных условиях на относительно больших глубинах.

Формула изобретения

1. Манипулятор, содержащий лебедку на барабане которой расположена эластичная трубка с кордом, один конец которой соединен через систему регулирования давления с камерой высокого давления, а на другом конце располож;;на корректирующая камера с соплами, перекрытыми изнутри э>,ектромагнитными клапанами, пневматически соединенную с корректирующей камерой головку схеата с двумя симметричными зажимными элементами и расположенным в ее полости электромагнитным клапаном, систему управления и соединительные электриче "кие провода, часть которых, соединяющая систему управления с электромагнитными клапанами, размещена внутри корда, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет поворота головки схвата в двух плоскостях, манипулятор снабмен установленной на корректирующей камере с возможностью поворота цилиндрической траверсой, на которой шарнирно установлены головка схвата и соединенный с корректирующей камерой введенный в манипулятор силовой пневмоцилиндр, шток которого установлен шарнирно на головке схвата.

2. Манипулятор по и. 1. отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы, он снабжен индуктивной катушкой, коммутирующим блоком и размещенными в камере высокого давления датчиком давления газов, соединенным с индуктивной катушкой,и заполненными недетонирующим газообразующим веществом в порошкообразном аиде ячейками с злектроискровыми свечами, каждая из которых соединена через коммутирующий блок с индуктивной катушкой, при этом зажимные элементы выполнены в виде роликовой цепи, соседние звснья которой соединены между собой посредством введенных в манипулятор пневмоцилиндров, связанных между собой и с полостью головки схвата, а ячейки сс стороны камеры высокого давления выполнены герметичными.

1657370

25

Редактор М.Янкович

Заказ 1682 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

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

Составитель Д.Блинов

Техред М.Моргентал

/

Корректор И.Муска