Манипулятор

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для автоматизации производственных процессов. С применением штанги 16, планка 17 и гибкой связи, выполненной в виде отрезка троса, значительно упрощается конструкция и повышается надежность перемещения захвата 22. 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для автоматизации производственных процессов.

Известен манипулятор, содержащий расположенный на основании вал, на котором установлена опора, несущая руку, включающая двигатель, основной кулачковый механизм, три зубчатых передачи, дополнительный кулачковый механизм, ременную и червячную передачи.

Основным недостатком этого технического решения является сложность конструкции, а следовательно, ненадежность в эксплуатации вследствие применения кулачковых механизмов, кроме того, применение ременной передачи от электродвигателя к валу червячной передачи может привести к проскальзыванию, а значит и к снижению точности позиционирования.

Близким техническим решением, принятым за прототип, является манипулятор, содержащий основание, привод, имеющий кривошипы, шарнирно установленные на основании, исполнительные устройства, каждое из которых имеет корпус с направляющими, также шарнирно установленную на основании выдвижную штангу с рабочим органом, смонтированную в направляющих корпуса, пружину, жестко связанную концами соответственно с корпусом и с выдвижной штангой, а также барабан и гибкий элемент, один конец которого жестко закреплен на выдвижной штанге, а другой - на этом барабане, упругие звенья, двуплечие рычаги.

Однако применение кривошипа и гибких элементов ведет к снижению точности позиционирования. Кроме того, при работе кривошипа на него воздействует переменный цикл нагружения, что ведет к уменьшению надежности данного манипулятора.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности в работе.

Это достигается тем, что манипулятор, содержащий корпус основания, приводной вертикальный вал, подшипник, электродвигатели с зубчатыми передачами для горизонтального и вертикального перемещения, механическую телескопическую руку с конечным выдвижным звеном и закрепленными на нем штифтом и магнитным захватом с размещенным на нем барабаном, штангу, планку, шарнирно соединенные со штифтом, и отрезок троса, обеспечивающий соединение барабана, расположенного на вертикальном поворотном стержне магнитного захвата, и планки; второй конец штанги шарнирно соединен с верхним окончанием приводного вертикального вала, а планка имеет продольную щель и сопряжена ею с направляющим кольцевым гребнем барабана; отрезок троса, охватывающий барабан одним витком и закрепленный средней частью на кольцевом направляющем гребне, концы отрезка троса разведены в разные стороны и закреплены на планке.

Сравнение заявленного технического решения с другими разработками показывает, что аналогичные конструкции известны, однако заявляемое техническое решение обладает следующими отличительными признаками.

Манипулятор снабжен закрепленным на конечном выдвижном звене механической телескопической руки штифтом, шарнирно соединенным со штангой, второй конец которой смонтирован шарнирно на верхней оконечности приводного вертикального вала манипулятора. Это обеспечивает возможность без применения специального двигателя за счет простого механизма одновременно с подъемом или опусканием механической телескопической руки осуществлять автоматическое уменьшение или увеличение ее длины.

На штифте шарнирно закреплена планка, имеющая продольную щель, и сопряженная ею для фиксации с кольцевым направляющим гребнем, соединенная гибкой связью с барабаном, смонтированным на вертикальном поворотном стержне. Это обеспечивает возможность одновременно с поднятием или опусканием, с удлинением или укорачиванием механической телескопической руки осуществлять автоматический поворот магнитного захвата вокруг его вертикальной оси на необходимый угол.

Гибкая связь, выполненная в виде отрезка троса, охватывающего одним витком обод барабана и зафиксированного средней частью на кольцевом направляющем гребне барабана, а концы троса после охватывания барабана, направленные в разные стороны, закреплены на планке.

Такая конструкция гибкой связи значительно проще по сравнению с зубчатой передачей, а по сравнению с многовитковой намоткой троса на барабан обеспечивает надежность в работе, исключает пробуксовывание и гарантирует от возможного перехлестывания витков гибкой связи на ободе барабана.

Совокупность существенных признаков заявленного технического решения проявляет свойства, дающие положительный эффект.

Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан манипулятор, общий вид; на фиг.2 - то же, в крайнем верхнем положении с наибольшим вылетом механической телескопической руки; на фиг.3 - манипулятор, вид сверху; на фиг.4 - устройство поворота магнитного захвата; на фиг.5 - то же, вид сверху.

К корпусу основания 1 манипулятора смонтирован с возможностью вращения вокруг вертикальной оси в подшипнике 2 приводной вертикальный вал 3 с ведомой шестерней 4, рейкой 5 и шарнирным соединением 6. Электродвигатель 7 с ведущей шестерней 8 установлен на кронштейне 9. Второй электродвигатель 10 с ведущей шестерней 11 установлен на кронштейне 12. Механическая телескопическая рука 13 содержит элемент с рейкой 5 и конечное выдвижное звено 14 с закрепленным на нем штифтом 15. В штифте 15 имеется шарнирное соединение штанги 16 и планки 17. Планка 17 соединена гибким отрезком троса 18 и сопряжена через щель с кольцевым гребнем 19 барабана 20, закрепленного на вертикальном поворотном стержне 21 магнитного захвата 22.

Манипулятор работает следующим образом.

К манипулятору подключается источник энергии. С включением электродвигателя 10, связанного с шестерней 11, происходит подъем механической телескопической руки 13 и автоматическое выдвижение конечного выдвижного звена 14 под действием штанги 16. Одновременно с этим происходит поворот магнитного захвата 22 вокруг вертикальной оси поворотного стержня 21, связанного через установленный на нем барабан 20 гибким отрезком троса 18 с планкой 17. С помощью электродвигателя 7 и зубчатых шестерен 8 и 4 происходит поворот приводного вертикального вала 3 совместно с механической телескопической рукой 13 вокруг вертикальной оси в заданном направлении. При достижении заданной точки электродвигатель 10 опускает механическую телескопическую руку 13. При соприкосновении с переносимой деталью производится включение и срабатывание магнитного захвата 22. С включением электродвигателя 10 и с помощью штанги 16 и планки 17 происходят подъем и поворот детали на заданный угол вокруг вертикального поворотного стержня 21 с изменением вылета механической телескопической руки 13. Электродвигатель 7 производит поворот приводного вертикального вала 6 и механической телескопической руки 13 вокруг вертикальной оси. Электродвигатель 10 поднимает (опускает) и поворачивает магнитный захват 22 и ставит деталь. После этого происходит отключение магнитного захвата 22 и цикл повторяется. Порядок работы манипулятора может быть различен в зависимости от конкретных условий работы.

Преимущество изобретения состоит в том, что манипулятор прост в изготовлении и надежен в эксплуатации, за счет чего эксплуатационные затраты снижены на 15-20%.

Формула изобретения

МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание с расположенным в его опоре приводным вертикальным валом, связанным с механической телескопической рукой, имеющей внутреннее выдвижное звено, несущее захват, и барабан, охваченный гибким элементом, отличающийся тем, что он снабжен шарнирно связанной с вертикальным валом и наружным звеном механической телескопической руки штангой, а также шарнирно связанной с этой рукой и со штангой планкой, имеющей продольную щель, при этом захват снабжен стержнем, барабан жестко связан с этим стержнем и на барабане выполнен кольцевой гребень, сопряженный со щелью планки, а концы гибкого элемента, охватывающего барабан, разведены в разные стороны и закреплены на планке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5