Захват

 

Изобретение относится к грузоподъемным работам и может быть использовано для поднятия цилиндрических вертикально стоящих деталей в стесненных условиях. Захват на подъемном канате 8 опускается в колодец 14. При этом канат 8 связан с корпусом 1 стопорным кольцом 9 и крючком 10. Гибкие связи 3 ослаблены и вместе с нанизанными на них цилиндрическими элементами 4 и фиксаторами 5 висят вертикально. После опускания захвата на груз 13 с ним взаимодействует крючок 10. Пружина 12 сжимается, крючок 10 поворачивается вокруг шарнира 11 и выходит из зацепления со стопорным кольцом 9, после чего связь каната 8 с корпусом 1 осуществляется через гибкие связи 3. При подъеме канат 8 натягивается, стопоры 6 взаимодействуют с нижними торцевыми поверхностями цилиндрических элементов 4, прижимая друг к другу все нанизанные на гибкие связи 3 элементы 4. А поскольку торцевые поверхности цилиндрических элементов повернуты относительно друг друга заданным образом, то в результате прижатия они образуют винтовую поверхность, обхватывающую груз 13. Образованию винтовой поверхности способствуют и направляющие цилиндрические элементы 2, жестко закрепленные на корпусе 1, и фиксаторы 5, установленные в прорезях цилиндрических элементов 4. В результате обжатия груза возникает сила трения между цилиндрическими элементами и поверхностью груза, которая надежно удерживает груз. 6 ил.

Изобретение относится к грузоподъемным работам и может быть использовано для поднятия цилиндрических вертикально стоящих деталей в стесненных условиях.

Известен трехфаланговый схват роботов манипуляторов, состоящий из цилиндрических элементов, последовательно нанизанных на тросик. Удержание груза осуществляется за счет обжатия его цилиндрическими элементами. Траектория движения цилиндрических элементов (фаланг) в таком захвате зависит от степени натяжения тросиков. Для этого используются индивидуальные с управлением компьютером приводы на каждую фалангу.

Однако такой схват работает только на жестком подвесе (руке), что не позволяет использовать его для подъема на большую высоту. Сложность управления приводами фаланг значительно удорожает производство работ.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг.2 два сопрягаемых цилиндрических элемента (увеличено); на фиг. 3 отдельно взятый цилиндрический элемент, вид сверху; на фиг. 4 цилиндрический элемент, разрез; на фиг.5 устройство в работе; на фиг.6 схема устройства для определения параметров цилиндрических элементов.

Захват состоит из корпуса 1, к которому жестко прикреплены три направляющих цилиндрических элемента 2, имеющие по оси отверстия, сквозь которые проходят гибкие связи 3. На каждую гибкую связь 3 поочередно нанизаны цилиндрические элементы 4 и фиксаторы 5. Нижние концы гибких связей 3 снабжены стопорами 6. Цилиндрические элементы 4 имеют скошенные под углом α торцы в виде эллипсов, малые оси которых повернуты относительно друг друга на угол ϕ. По большим осям эллипсов имеются прорези 7, в которые установлены фиксаторы 5. Верхние свободные концы гибких связей 3 соединены с подъемным канатом 8 и стопорным кольцом 9. Стопорное кольцо 9 закреплено на верхней части удерживающего крючка 10, шарниром 11 соединенного с корпусом 1. Между нижней частью удерживающего крючка 10 и внутренней поверхностью корпуса 1 установлена пружина 12. Устройство на канате 8 опущено на цилиндрический груз 13, расположенный в ограниченном пространстве, например, колодце 14.

Рассмотрим один из n цилиндрических элементов. В результате пересечения его плоскостями, проходящими через ось ОZ, основаниями цилиндрического элемента являются эллипсы, малые полуоси которых повернуты относительно друг друга на угол ϕ. Величины полуосей равны: малая а=d/2, а большая b=d/(2cos α/2).

Угол ϕ можно определить как угол, на который повернуты проекции нормалей оснований на направление, перпендикулярное оси цилиндрического элемента относительно друг друга.

В данной системе координат нормали и имеют следующие компоненты: = 1; 0; 0} =cosα; -sinα; 0} а вектор оси цилиндрического элемента e такой sin Тогда проекция вектора на перпендикуляр к имеет вид = () а вектора = () Угол между двумя векторами и определяется по формуле cosϕ Векторное произведение
= +()()-2()() -()()
cosα (cosα+sinα) cosα-0,5 cos²Θ(cosα+sinα)
Модули векторов


Таким образом искомый угол ϕ определяется по выражению
cosϕ
Устройство работает следующим образом.

Захват на подъемном канате 8 опускается в колодец 14. При этом связь каната 8 с корпусом 1 осуществляется через стопорное кольцо 9 и удерживающий крючок 10, который находится в положении I. Гибкие связи 3 ослаблены и вместе с нанизанными на них цилиндрическими элементами 4 и фиксаторами 5 под действием сил тяжести висят вертикально. После того, как захват опустится на цилиндрический груз 13, произойдет взаимодействие верхнего торца груза 13 с нижней частью удерживающего крючка 10. Под действием веса устройства, превышающего усилие сжатия пружины 12, пружина 12 сжимается и удерживающий крючок 10 поворачивается вокруг шарнира 11 и переместится в положение 11. При этом он выйдет из зацепления со стопорным кольцом 9. После этого захват готов к работе. Подъем начинается с натягивания каната 8. Так как теперь связь каната 8 с корпусом 1 осуществляется через гибкие связи 3, то при их натяжении при подъеме захвата стопоры 6 взаимодействуют с нижними торцевыми поверхностями последних цилиндрических элементов 4 и через них последовательно со всеми нанизанными на гибкие связи 3 цилиндрическими элементами 4, заставляя их прижиматься друг к другу торцевыми поверхностями. А поскольку торцевые поверхности повернуты относительно друг друга заданным образом, то в результате прижатия они образуют винтовую поверхность, охватывающую искомый груз 13. Образование винтовой поверхности способствуют и направляющие цилиндрические элементы 2, жестко закрепленные на корпусе 1, и фиксаторы 5, установленные в прорезях 7 цилиндрических элементов 4.

Каждая из трех винтовых поверхностей, обвивая груз, за счет сил трения, возникающих в результате обжатия, между цилиндрическими элементами и поверхностью груза надежно удерживает его.

После подъема груза его опускают на жесткую поверхность. При этом натяжение в гибких связях исчезает, и они свободно повисают вместе с цилиндрическими элементами, что позволяет легко освободить груз от захвата.

Формула изобретения

ЗАХВАТ, содержащий корпус, смонтированные на нем гибкие пальцы, каждый из которых выполнен из цилиндрических элементов, связанных между собой проходящей через них гибкой связью, отличающийся тем, что он снабжен подъемным канатом, стопорным устройством и фиксаторами в виде шайб, а торцевые поверхности цилиндрических элементов скошены и каждая из них имеет форму эллипса, при этом плоскости эллипсов каждого цилиндрического элемента образуют двугранный угол
α = 2π/n ,
где n - количество цилиндрических элементов,
а малые оси эллипсов повернуты одна относительно другой на угол

где Θ - угол подъема винтовой линии, определяющей форму пальца при соприкосновении торцов цилиндрических элементов,
кроме того, в торцах цилиндрических элементов вдоль большой оси эллипсов выполнено по прорези, в каждой из которых расположен фиксатор, при этом стопорное устройство выполнено в виде смонтированного на подъемном канале кольца, связанного с гибкой связью и имеющего возможность взаимодействия с одним концом удерживающего крючка, шарнирно смонтированного на корпусе, подпружиненного относительно него и имеющего возможность взаимодействия с изделием другим своим концом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6