Стыковочное устройство преимущественно для соединения сменных схватов с рукой манипулятора

 

Использование: в робототехнике для жесткого крепления схвата на руке робота. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1 с посадочным гнездом, вал 2 привода вращения, штырь 5 которого передает крутящий момент на рабочие органы В корпусе 1 смонтирована кулачковая муфта, полумуфта 19 которой закреплена на валу 2, а полумуфта 20- на оправке 21, установленной с возможностью осевого перемещения и поворота в корпусе 1. В кольцевой полости 24 между корпусом 1 и втулкой 8 установлен замок,.выполненный в виде втулки 25, связанной с втулкой 8 и оправкой 21. На корпусе 1 смонтирован с возможностью осевого перемещения фиксатор углового положения схвата, состоящий из рамки 29 с пальцами 30 и пружиной 31. Устройство поджимается к схвату 13, рамка 29, а вместе с ней штырь 3 и оправка 21 перемещаются вверх, при этом полумуфта 20 поджимается к полумуфте 19. При вращении вала 2 полумУфты сцепляются, происходит поворот оправки 21 и связанной с ней зубьями втулки 25, и схват 13 соединяется со стыковочным устройством 3 з п ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Z0 РУ 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804566/08 (22) 19,03,90 (46) 23.07,92. Бюл; М 27 (71) Редкинское опытно-конструкторское бюро автоматики (72) И.В.Копкарев и Н,Д.Белебех (56) Козырев Ю.Г. Промышленные роботы.—

M.: Машиностроение, 1988, с, 181, рис, 24, (54) СТЫКОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ

СМЕННЫХ СХВАТОВ С РУКОЙ МАНИПУЛЯТОРА (57) Использование: в робототехнике для жесткого крепления схвата на руке робота, Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1 с посадочным гнездом, вал 2 привода вращения, штырь 5 которого передает крутящий момент на рабочие органы, В корпусе 1 смонтирована кулачковая муфта, (я)5 В 23 О 3/157, В 25 J 15/04 полумуфта 19 которой закреплена на валу 2, а полумуфта 20 — на оправке 21, установленной с возможностью осевого перемещения и поворота в корпусе 1. В кольцевой полости 24 между корпусом 1 и втулкой 8 установлен замок, выполненный в виде втулки

25, связанной с втулкой 8 и оправкой 21. На .корпусе 1 смонтирован с воэможностью осевого перемещения фиксатор углового положения схвата, состоящий из рамки 29 с пальцами 30 и пружиной 31. Устройство поджимается к схвату 13, рамка 29, а вместе с ней штырь 3 и оправка 21 перемещаются вверх, при этом полумуфта 20 поджимается к полумуфте 19. При вращении вала 2 полумуфты сцепляются, происходит поворот onpaev 21 и связанной с ней зубьями втулки

25, и схват 13 соединяется со стыковочным устройством, 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

1748991

Изобретение отйосится к машиностроению и мо>кет быть исйбльЗовано в промышленных роботах, манипуляторах и другом оборудовании, работающем сменнымл захватными устройствами и ийструментами. 5

Известен механизм автоматической смены захватных устройств конструкции

3НИ7МС, исполненный на основе нормализованного быстросменного крепления, содер>кащий корпус - -î-"ñàäî÷íûì гнезддм 10 для стыковочного элемента схвата и замком с байонетными пазами, фиксатор углового положения схвата и вал привода исполни- тель ных о оганов схвата, Указанный механизм используется в 15 манипуляторах, конечное звено которыМ (кисть руки) установлено с возможностью ротации вокруг осл на фиксированный угол для выполнения различных манипуляционных перемещений обьекта зажима. Приме- 20 н ение описанного устройства в манипуляторах с жесткой рукой вызывает необходимость устанавливать его c âîçìîæностью вращения и снаб>кать приводом для фикслрованного поворота, что усложняет 25 конструкцию и снижает надежность из-за умейьшейия жесткости крепления схвата в гнезде механизма, подвижно установленного на руке, Кроме того, известный механизм характеризуется наличием осевого зазора 30 между стыкуемыми поверхностями посадочного гн1езда и хвостов лка схвэтэ, что снижает жесткость и, следовательно, надежность закрепления схвата на руке манипулятораа. 35

Цель изобретения — упрощение конструкции стыковочного устройства за счет сокращения количества приводов и повышение наде>кности за счет исключения осевого зазора между стыковочными повер- 40 х йостя ми.

Предлагаемое устройство не требует дополнительного привода и позволяет применять простые tlo конструкции стыковочные элементы схвэтов и гнезда магазинов. 45

Положительный эффект заключается также в возможности исключения осевого зазора

"" между-стыкуемыми элементами, что повышает надежность устройства.

Указанная цель достигаатся тем, что 50 стыковочное устройство преимущественно для соединения сменных схватов с рукой манипулятора, содержащее корпус с поса-" дочным гнездом дпя стыковочного элемента схватэ и замком с байонетными пазами, 55 фиксатор углового поло>кения схвэта и вал для передачи крутящего момента на схват, . снабжено установленным на валу"штырем с профильной поверхностью и сцепной муфтой. Одна из полумуфт установлеча на валу, 4 а другая кинемэтически связана с фиксатором углового поло>кения и установлена на дополнительно введенной оправке, выполненной с возможностью осевого перемеще- . ния в корпусе, При этом замок установлен с возможностью поворота и осевого переме.цения в корпусе и кинематически связан с второй полумуфтой, а фиксатор углового положения схвата установлен с возмо>кностью взаимодействия с замком и упомянутым штырем.

Корпус снабжен закрепленной в нем втулкой, в которой выполнены продольные сквозные пазы, посадочное гнездо и наружная резьбовэя поверхность, а на замке вы полнена ответная ей внутренняя резьба. при этом пазы равномерно распределены

Во втулке и совпадают с байонетными пазами замка, Кроме того, количество пазов во втулке больше количества байонерных пазов и кратно ему.

Сопрягаемые поверхности фиксатора углового положения схвата и замка выполнены фрикционными.

На фиг,1 изображено стыковочное устройство в состоянии, предшествующем стыковке со сменным схватом, общий вид; на фиг.2 — разрез А — А нэ фиг,1; на фиг.3— разрез Б-Б на фиг.2; н а фиг.4 — разрез  — В на фиг.3; на фиг,5 — разрез Г-Г на фиг.3; на фиг.б — устройство в крайнем нижнем положении в момент, предшествуюший повороту замка с байонетными пазами; на фиг.7— разрез Д-Д на фиг.б; на фиг, 8-устройство ° с пристыкованным схватом йосле извлече- . ния из гнезда магазина; на фиг.9 — схема работь1 байонетного паза.

Стыковочное устройство содержит корпус 1, закрепленный на руке манипулятора (не показан), и вал 2 привода вращения, в осевом отверстии которого подвижно размещен штырь 3 с винтовой пружиной 4 сжатия, снабженный профильной поверхностью 5 для передачи крутящего момента и радиальными выступами 6, располагающимися в сквозных продольных пазах 7 вала 2. В корпусе 1 закреплена втулка 8 с наружной резьбовой поверхностью 9, сквозными пазами 70 и цилиндрическим посадочным гнездом 11 для установки хвосто-. вика 12 схвэта 13, удерживаемого своим буртиком 14 в гнезде магазина 15 и снабженного валом 1б с гнездом 17 под квадрат

5 для йривода рабочих органов 18 схвата 13.

В корпусе 1 смонтирована кулачковая сцеп-ная муфта, полумуфта 19 которой закреплена нэ валу 2, а полумуфта 20- на оправке 21, установленной с возможностью осевого перемещения и поворота в корпусе 1 и снаб>кенной продольными пазами 22 и с сквозными окнами 23, В кольцевой полости оправка 21 с полумуфтой 30 останавливают24междукорпусом1ивтулкой8установлен ся относительно продолжающих совместзамок, выполненный в виде резьбовой втул- ное двлжение вниз корпуса 1 с втулками 8 и ки 25, навинченной на втулку 8 и снабжен- 25 и вала 2 с полумуфтой 19. Описанное . ной парой бвйонетных пазов 26 и 5 перемещение сопровождается скольжениторцовыми зубьями 27, проходящими через. ем выступов б в пазах 7 вала 2, а зубьев 27секторные окна 28 корпуса 1 и располагаю- a пазах 22 оправки 21, относительным перещимися в пазах 22 оправки 21. На корпусе мещением тяг 34 в пазах 35 корпуса 1, а

1 смонтирован с вазможностью осевого пе- также сжатием пружйн 4,31 и 37. При этом ремещения фиксатор углового положения 10 поверхности с насечкой 33 зубьев 27 выхосхвата, содержащий рамку 29 с пальцем 30 дят из контакта с накладками 32, освабожй винтовой пружиной 31 сжатия, На рамке -дая втулку 25 для последующего поворота, 29 закреплены тормозные накладки 32 (на- В заключлтельнойфазе перемещения торец пример, из резины) с возмо>кностью контак- втулки 8 упирается в верхнюю поверхность та с выступающими за наружную 15 буртика 14 схвата 13 и дальнейшее движеповерхность корпуса 1 выгтупами зубьев 27 ние вниз прекращается. При этом хвостовик втулки 25, снабженными в месте контакта с 12 устанавливается в посадочном гнезде 11 накладками 32 поверхностью с повышен- устройства, пальцы 38 — в верхней части ным коэффициентом трения, например на- байонетных пазов 26, а штырь 3 оказываетсечкой 33. На рамке 29 закреплены также 20 ся полностью утопленным в осевом отвертяги 34, проходящие через продольные:па- стии вала 2, чем предотвращается зы 35 корпуса 1 и окна 23 оправки 21 до саединениеегоквадрата5сгнездом17вала контакта с чашкой 36, взаимодействующей 16 схвата 13. с выступами 6 штыря 3. Между чашкой 36 и В ходе описанных перемещений пслуоправкой 21 коаксиально установлена вин- 25 муфта 19 паджимается к полумуфте 20 и товая пружина 37 сжатия. Хвоставик 12 прекращает относительное перемещение охвата 13 снабжен пальцами 38 для взаимо- оправки 21 в корпусе 1 в заключительной действия с байонетными пазами 26 втулки фазе движения, что сапрово>кдается сжати25, а буртик 14 — радиальными пазами 39 ем пружины 37. Затем начинается вращение для угловой фиксации схвата 13 на пальцах 30 вала 2 под действием привода (не показан), 40 магазина 15. при этом полумуфта 19, скользя торцом по

Диаметрально противоположные из торцу полумуфты 20, сцепляется с ней кулачравнораспределенных по периметру втулки камл и производит поворот оправки 21 и

8 пазов 10 соответствуют по расположейию связанной с ней зубьями 27 втулки 25, байбайанетным пальцам 38 хвостовика 12, 35 онетные пазы 26 которой охватывают своей

Стыковочное устройство работает сле- замковой частью пальцы 38, соединяя таким дующим образом. образом схват 13 со стыковочным уcTpollcTВ исходном положении рамка 29 пру- вом. При этом втулка 25, поворачиваясь в жиной 31 отжата в крайнее нижнее положе- кольцевой полости 24 и взаимодействуя ние, при этом под действием тяг 34 оправка 40 своим резьбавым отверстием с сопря>кен21, а вместе с ней и чашка 36, отжимаемая ной резьбовой поверхностью 9 втулки 8, саотпаследней пру>киной 37,удерживаются в вершает осевое перемещение вверх на крайнем нижнем положении. Штырь 3 от- величину, соответствующую подьему витка жатпружиной4доупоравыступовбвчашку резьбы 9 при повороте втулки 25 на угол, 36, при этом полумуфты .19 и 20 разъедине- 45 обеспечивающий надежное заплрание байны. Втулка 25 повернута таким образом, что онетного замка. За счет этого происходит заходная часть байонетных пазов 26 савпа-, выборка осевых зазоров в соединении хводает с двумя из пазов 10 втулки 8, и зафик- ставика 12 схвата 13 с гнездом стыковочносирована в этом положении за счет го устройства, при этом пальцы 38 осевой прижатия накладок 32 к насечке ЗЗ втулки 50 цигиндрической поверхностью поджимают25 . ся к нижней стенке байонетных пазов 26, а

Рука манипулятора располагает стыка- наружный торец втулки 8 находится в плотвачное устройство над сменнымсхватом 13 ном контакте с верхней поверхностью буртаким образом, ч10 посадочное гнездо 11 тика 14 схвата 13. В процессе описанного устанавливается соосно с хвастовиком 12, а 55 поворота зубья 27 перемещаются в секторпазы 10,26 и пальцы 30 — в одной осевой ных окнах 28 корпуса 1, окна 23 поворачиваплоскости с пальцами 38 и 40, и перемеща- ются относительно проходящих через них ется вниз, По мере опускания пальцы 30 тяг 34, а штырь 3, вращаясь вместе с валом упираются в пальцы 40 магазина 15 и рамка 2 за счет персдачи крутящего момента от

29. а вместе с ней чашка 36, штырь 3 и пазов 7 последнего выступам 6 хвостовика, 1748991

7 не передает вращение рабочим органам 18 схвата 13 благодаря отсутствию зацепления между гнездом 17 вала 16 схвата и находящимся в поднятом положении квадратом 5 вращающегося штыря 3, Иасле прекращения поворота рука манипулятора поднимает, вверх стыковочное устройство, которое, увлекая за собой схват

13, извлекает его иэ гнезда магазина 15. При этом пазы 39 буртика 14, перемещаясь вверх с пальцев 40 магазина 15, охватывают пальцы 30 рамки 29; возвращаеМой в исходное нижнее полажение пружиной 31; эа счет чего производится фиксация углбвого"поло. жения схвата 13 в стыковочном устройстве, Нсе подвижные в осевом направлении злементь1 конструкции под действием пружин

4;31 и 37 возвращаются в исходное нижнее поло)кение,. При этом штырь 3 квадратом 5 упирается в торец гнезда.17, заскакивающем в последнее после подачи вращения для привода перемещения рабочих органов

18 схвата 13 при последующих технологических операциях. В конечном положении полумуфты 19 и 20 оказываются вновь разомкнутыми, что предотвращает воздействие крутящего момента от вала 2 vê оправке 21 и втулке 25. В завершающей стадии опускания рамки 29 ее накладки 32 упираются в выступы находящихся в другом крайнем угловом положении зубьев 27 и внедряются в насечку 33, тем самым фиксируя втулку 25 в запертом положенйи;

Рамка 29 может быть зафиксирована от проворота на корпусе либо обеспечением подвижной посадки тяг 34 по боковым поверхностям пазов 35 корпуса 1, либо посредствомм скол ьзя щей ш понки (не показана).

Снабжение втулки 8 несколькими парами пазов 10 позволяет поворотом втулки 8 по резьбе относительно втулки 25 выбрать их оптимальное осевое взаимнбе положение, определяющее требуемую величину первоначального зазора между пальцем 38 и байонетным пазом 26, а затем произвести закрепление втулки 8 в корпусе 1.

Ф о р мул а иэо бр ете н и я

1. Стыковочное устройство преимуще5 ственно для соединения сменных схватов с рукой манипулятора, содержащее корпус с посадочным гнездом для стыковочного элемента схвата и замком с байонетными пазами, фиксатор углового положения схвата и

10 вал для передачи крутящего момента на схват, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции путем сокращения количества приводов и повышения надежности путем исключения осевого зазора

15 между стыковочнйми поверхностями, оно снабжено установленным на валу штырем с профильной поверхностью и сцепной муфтой, одна из полумуфт которой установлена на валу. а другая кинематически связана с

20 фиксатором углового полбжения и установлена на дополнительно введенной оправке, выполненной с возможностью осевого перемещения sкорпусе,,при этом замок установлен с воэможностью поворота и осевого

25 перемещения в корпусе и кинематически связан с второй полумуфтой, причем фиксатор углового положейия схввта установлен с воэможностью взаимодействия с замком и упомянутым штырем, 30 2, Устройство по п1,отлйча ющее-. с я тем, что корпус снабжен закрепленной в нем втулкой, в которой выполнены продольные сквозные пазы, посадочное гнездо и наружная резьбовая поверхность; а на

35 замке выполнена ответная ей внутренняя резьба, при этом пазы равномерно расположены во втулке и совпадают с байонетными пазами замка, 3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е40 с я тем, что количество пазов во втулке больше количества байонетнйх пазов и кратно ему.

4, Устройство поп.1, отл ича ю щеес я тем, что сопрягаемые поверхности фик45 сатора углового положения схвата и замка выполнены фрикционными.

174899 1

1748991

ФЫР. 8

Составитель И.Копкарев

Редактор Е.Папп Техред M.Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 2552 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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