Адаптивное трехпалое захватное устройство



Адаптивное трехпалое захватное устройство
Адаптивное трехпалое захватное устройство
Адаптивное трехпалое захватное устройство

 


Владельцы патента RU 2481942:

Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) (RU)

Изобретение относится к области робототехники. Устройство включает корпус с установленными на нем тремя пальцами, расположенными в вершинах равнобедренного или равностороннего треугольника. Каждый палец состоит из трех фаланг, первая из которых поворачивается относительно корпуса, а вторая и третья фаланги поворачиваются относительно первой и второй соответственно с помощью индивидуальных поворотных приводов с параллельными осями вращений. Причем два пальца могут выполнены с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости установки пальцев и перпендикулярной осям поворота фаланг. Каждый из пальцев выполнен с возможностью поворота относительно корпуса на угол не менее 90° с помощью индивидуального привода. В корпусе установлен поворотный привод, поворачивающий корпус с пальцами относительно конструктивного элемента корпуса, с помощью которого захватное устройство крепится к манипулятору. В качестве индивидуальных приводов используются сервоприводы с встроенным моментным очувствлением, а контактные поверхности фаланг оснащены тактильными датчиками. Изобретение позволит повысить функциональные возможности манипуляторов и надежность схватывания объектов с заранее неизвестной формой. 3 ил.

 

Представленное изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при создании роботов-манипуляторов для работы с объектами с заранее неизвестной «неправильной» формой и неизвестными жесткостными и прочностными характеристиками.

В настоящее время известно большое количество многопальцевых захватных устройств (ЗУ), предназначенных для захвата различных видов объектов заданной формы. Основным функциональным недостатком данных устройств является их неприспособленность к схватыванию объектов с заранее неизвестной формой.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению, выбранному авторами в качестве прототипа, является ЗУ по патенту WO 2004/028753, содержащее корпус с установленными на нем тремя пальцами. Каждый палец имеет две фаланги, каждая из которых приводится в движение своим индивидуальным приводом. Один палец жестко установлен на корпусе и не может изменять своей ориентации относительно корпуса. Каждый из двух других пальцев установлен на своем поворотном рычаге. Поворотные рычаги установлены на корпусе так, что могут синхронно поворачиваться относительно корпуса вокруг перпендикулярных корпусу осей с одного привода поворотов пальцев, выходная шестерня которого через систему зубчатых колес жестко связана с зубчатыми колесами на поворотных рычагах. Таким образом, пальцы могут поворачиваться только синхронно и на одинаковые углы. При этом оси поворотов фаланг пальцев могут быть параллельными в двух крайних положениях поворотных рычагов. В одном крайнем положении пальцы располагаются параллельно друг другу, а в другом крайнем положении при повороте рычагов на 180 пальцы располагаются по схеме два против одного. В любом промежуточном положении рычагов оси поворотов фаланг составляют равнобедренные треугольники различной конфигурации в зависимости от угла поворота привода.

Основным недостатком прототипа является, обусловленное поворотом через систему зубчатых колес обоих подвижных пальцев одним приводом, равенство углов поворота контактных плоскостей фаланг подвижных пальцев относительно контактных плоскостей неподвижного пальца, что благоприятно для захвата симметричных объектов и существенно затрудняет захват несимметричных объектов, т.к. могут возникать контактные усилия, неперпендикулярные осям подвижности фаланг, которые порождают «выламывающие моменты», приложенные к шарнирам фаланг. Возникающая при этом несбалансированная система контактных сил может привести к выдавливанию объекта из схвата или даже разрушению пальцев при значительных рабочих моментах в приводах фаланг.

Цель изобретения - придание захватному устройству свойства адаптивности при работе с объектами произвольной формы, т.е. способности ЗУ выстроить такую конфигурацию пальцев перед непосредственным схватыванием объекта путем сгибания фаланг пальцев, которая будет наилучшим образом отвечать форме объекта, а также упрощение конструкции ЗУ и повышение информативности измерений контактных усилий для работы с объектами с разной жесткостью и прочностью.

Технический результат достигается тем, что каждый из противостоящих пальцев поворачивается относительно корпуса с помощью индивидуального поворотного привода на угол не менее 90°, а сам корпус с пальцами поворачивается относительно элемента крепления ЗУ к манипулятору, что позволит согласовать плоскости контактных поверхностей фаланг с формой захватываемого объекта и исключит возникновение «выламывающих моментов», т.к. контактные усилия будут создавать моменты только вокруг рабочих осей приводов фаланг. В то же время применение сервоприводов с моментным очувствлением, а также расположение тактильных датчиков на контактных поверхностях фаланг позволит измерить непосредственно силы сжатия объекта каждой фалангой каждого пальца напрямую.

Схема ЗУ показана на фиг.1.

Захватное устройство имеет три пальца 2, сочлененных с корпусом 1. Каждый палец 2 состоит из трех фаланг 3, которые могут поворачиваться относительно друг друга с помощью индивидуальных поворотных сервоприводов 4 с параллельными осями вращения. Каждая из фаланг имеет контактную площадку 5, оснащенную тактильными датчиками.

Схема корпуса ЗУ показана на фиг.2.

В корпусе 1 расположены приводы поворота пальцев 6, которые могут поворачивать пальцы 2 вокруг осей 7, перпендикулярных плоскости установки пальцев и осям поворота фаланг. В корпусе также установлен поворотный привод 8, предназначенный для поворота захватного устройства относительно конструктивного элемента 9, с помощью которого ЗУ крепится к манипулятору.

На фиг.3 условно показаны сечение захваченного объекта «неправильной» формы внутри схвата и разные углы ориентации поворотных пальцев при адаптации их к форме объекта.

Захватное устройство работает следующим образом.

При схватывании объекта противостоящие пальцы 2, с помощью индивидуальных поворотных приводов 6, поворачиваются на углы, обеспечивающие оптимальный захват объекта, в том числе несимметричной формы, как показано на фиг.3. Поворотные приводы фаланг 4 обеспечивают сжатие и удержание объекта схватывания, посредством поворота фаланг 3 каждого из пальцев 2 относительно друг друга и относительно корпуса 1. Тактильные датчики, расположенные на контактных площадках 5 фаланг, производят измерения силы сжатия объекта каждой из фаланг, что позволяет контролировать и регулировать силу сжатия объекта.

Адаптивное трехпалое захватное устройство, включающее корпус с установленными на нем тремя пальцами, расположенными в вершинах равнобедренного или равностороннего треугольника, каждый палец состоит из трех фаланг, первая из которых поворачивается относительно корпуса, а вторая и третья фаланги поворачиваются относительно первой и второй соответственно с помощью индивидуальных поворотных приводов с параллельными осями вращений, причем два пальца могут быть выполнены с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной плоскости установки пальцев и перпендикулярной осям поворота фаланг, отличающееся тем, что каждый из пальцев выполнен с возможностью поворота относительно корпуса на угол не менее 90° с помощью индивидуального привода, при этом в корпусе установлен поворотный привод, поворачивающий корпус с пальцами относительно конструктивного элемента корпуса, с помощью которого захватное устройство крепится к манипулятору, в качестве индивидуальных приводов используются сервоприводы с встроенным моментным очувствлением, а контактные поверхности фаланг оснащены тактильными датчиками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к захвату, в частности захвату Бернулли, для приема плоскостных элементов, например, кремниевых полупроводниковых пластин, с обеспечением низкой нагрузки на них.

Изобретение относится к зажимам для сжатия листов, используемым в сочетании с манипулятором робота. .

Изобретение относится к устройству для монтажа бескамерной шины на ободе колеса транспортного средства, содержащему робот-манипулятор, имеющий подвижную вокруг нескольких осей руку с приводимым во вращение фланцем, и размещенный на руке захват, имеющий основание и, по меньшей мере, два подвижных радиально к средней оси захвата захватных рычага, причем захватные рычаги связаны с синхронизирующим устройством, которое синхронизирует их радиальное движение.

Изобретение относится к области робототехники, а именно к захватным устройствам, предназначенным для удержания и микропозиционирования миниатюрных механических деталей и электронных компонентов.

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в качестве рабочего органа микроманипулятора для манипулирования микрообъектами, изготовленными из элекропроводниковых материалов.

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в качестве исполнительного устройства микроманипулятора. .

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в качестве захватного устройства микроманипулятора. .

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в исполнительных устройствах микроманипуляторов. .

Изобретение относится к области робототехники, а именно к захватным устройствам, используемым в конструкциях манипуляторов промышленных роботов, а также к медицинской технике - к искусственным кистям, управляемым протезам кистей рук. Захватное устройство содержит основание 1 с приводом, систему конструктивно идентичных, последовательно связанных между собой звеньев 4 с поворотными валами и тросоприводное средство 5 звеньев, соединенное с приводом основания. При этом звенья 4 связаны между собой с возможностью независимого поворота, причем начальное звено закреплено на основании 1 с возможностью поворота относительно него. Каждое звено 4 снабжено шкивом 7, цилиндрическими опорными элементами 6, средством фиксации и средством передачи ему управляемого независимого вращения, выполненными в виде электромагнитных муфт, установленных на поворотном валу. Тросоприводное средство 5 звеньев выполнено замкнутым и установлено в виде «восьмерки» с натягом и охватом цилиндрических опорных элементов 6 и шкива 7 каждого звена. Заявленное изобретение позволяет уменьшить количество тяговых приводов за счет возможности использования пушпульных муфт и цилиндрических опор для тяговых тросов. 4 ил.

Изобретение относится к области использования необитаемых подводных аппаратов при проведении подводно-технических работ, связанных с подъемом затонувших объектов. Способ подъема затонувших объектов основан на доставке к ним захватного устройства малогабаритным необитаемым подводным аппаратом. Захват фиксируют в клещевом схвате манипулятора, а включение устройства осуществляют разжатием схвата манипулятора. Устройство для осуществления подъема затонувшего объекта включает манипуляторное устройство малогабаритного необитаемого подводного аппарата. В схвате манипулятора крепится опорная плата с храпцовыми захватами. В отверстии платы установлен подвижный шток с подъемным обухом и подпружиненным нижним силовым подпятником, плоскость которого удерживает храпцы в разведенном или сведенном состоянии, а конструктивные выступы на них являются фиксаторами. Обеспечивается возможность подъема затонувших объектов с больших глубин без привлечения водолазов, повышается эффективность проведения подводно-технических работ. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области робототехники, а именно к захватным устройствам, предназначенным для удержания и микропозиционирования миниатюрных механических деталей и электронных компонентов. Пьезоэлектрический схват содержит два пальца, выполненные в виде биморфных пьезоэлектрических актюаторов, закрепленных на корпусе и подключенных к управляющему устройству. Управляющее устройство содержит микроконтроллер, подключенный через порт связи к ЭВМ верхнего уровня, и цифроаналоговые преобразователи, которые подключены к каждому биморфному пьезоэлектрическому актюатору отдельно. Каждый палец содержит емкостной датчик, выполненный в виде закрепленной на корпусе параллельно пальцу диэлектрической пластины с металлизированной поверхностью, разделенной на два равных электрода, подключенных к ЭВМ верхнего уровня через преобразователь сигналов датчиков. Технический результат заключается в повышении точности микропозиционирования, надежности и быстродействия. 4 ил.

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для доставки сферических объектов экипажем пилотируемого космического аппарата (КА) из рабочего отсека КА на внешнюю поверхность КА и далее на целевую орбиту объекта. Устройство содержит держатель, на котором закреплен полусферический контейнер, скобу для крепления страховочного фала, элемент упора, размещенный внутри контейнера, не менее, чем три рычага, равномерно размещенные по краю контейнера и выступающие за края контейнера, средство фиксации рычагов, съемную гибкую стяжку и разъемное соединение стяжки и контейнера. Каждый рычаг снабжен регулируемым прижимным механизмом, выполненным в виде пружины, установленной между рычагом и контейнером, и регулируемого ограничителя расстояния между точками упора пружины в рычаг и в контейнер. Держатель выполнен в виде ручки, размер которой соответствует размеру перчатки скафандра космонавта, а стяжка выполнена с возможностью охвата ею объекта, помещенного в контейнер. Технический результат заключается в исключении возможности потери объекта в открытом космическом пространстве в процессе доставки и обеспечении движения объекта в требуемом направлении по окончании доставки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности для перевозки ракеты на ложементе транспорта. Амортизирующая прокладка для крепления ракеты на ложементе транспорта при ее перевозке содержит с обеих ее сторон присоски с уплотнителями, каналы соединения присосок, причем с одной стороны прокладки камера присоски разделена упругой диафрагмой на две камеры, каждая из которых в отдельности содержит канал с краном, клапан которого служит для разъединения или соединения с магистральным каналом предварительного или постоянного давления разрежения воздуха. Прокладка также снабжена распределительной системой давления разрежения воздуха для подачи давления разрежения воздуха в магистральные каналы и манометром давления и выполнена с возможностью сопряжения неплоских поверхностей ложемента и ракеты. Изобретение позволяет контролировать состояние крепления ракеты на ложементе при ее транспортировке. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в автоматических сборочных устройствах. Устройство содержит первый рычаг 8, соединенный шарнирно и пружиной 10 со вторым рычагом 11, который соединен шарниром 14 и пружиной с третьим рычагом. Устройство также снабжено электродвигателем 2 и расположенным в корпусе цилиндром 4 из диэлектрического вещества, вал которого соединен с валом электродвигателя. Цилиндр 4 контактирует с прикрепленными к корпусу тканью 6 и металлической пластиной, соединенной проводами 21 с металлическими кружками 13, прикрепленными к рычагам через состоящие из диэлектрического вещества прокладки 12 и с дополнительным металлическим кружком 20, прикрепленным через состоящую из диэлектрического вещества прокладку 19 к концу третьего рычага. Изобретение позволяет переносить на сборочную линию очень маленькие детали для уменьшения затрат на изготовление очень маленьких приборов. 2 ил.

Многозахватная головка (1) содержит опорный элемент (11), адаптированный для вращения вокруг первой оси с которой связаны с возможностью поворачивания два захвата (12). Вращательное движение каждого захвата не зависит от других захватов. Каждый захват адаптирован для вращения вокруг его оси (β) симметрии и вращения вокруг оси (α) вращения опорного элемента, с которым они связаны с возможностью поворачивания. Установка, содержащая захватную головку, содержит ленточный транспортер (3) и механическую руку (2), с которой захватная головка связана с возможностью поворачивания. Повышается производительность установки, улучшается ее адаптация для работы с упаковками различных размеров. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при разработке человекоподобных роботов. Кисть руки робота, выполненная в виде упрощенной конструкции, содержит пальцы, двигатели, сухожилия, размещенные внутри направляющих трубок и закрепленные к подвижному корпусу двигателей, винты, два диска, соединенные между собой трубой с пазами и между которыми жестко закреплен каждый из винтов. При этом к корпусам двигателей жестко прикреплены радиально расположенные пластины, выполненные с возможностью движения в упомянутых пазах и предотвращающие проворачивание двигателей вокруг своей оси. Ротор каждого из двигателей выполнен в виде вращающейся гайки, накручивающейся на соответствующий ей винт, задающий направление перемещения по нему двигателя. 3 ил.

Изобретение относится к роботостроению, а именно к схватам промышленных роботов и манипуляторов. Упругодеформируемый схват содержит рабочую часть, образованную упругими элементами с отогнутыми плечами с отбортовками, корпус с приводом и толкатель. Корпус снабжен держателями с выступами, на которые опирается рабочая часть. При этом рабочая часть выполнена лучеобразной формы, а толкатель установлен по центру рабочей части и перпендикулярно к ней. В частности, рабочая часть образована из двух или трех П- или Г-образных упругих элементов, наложенных один на другой и развернутых на угол, например, 90°. Изобретение обеспечивает зажим деталей разнообразной формы в широком диапазоне веса и размеров захватываемых деталей. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

Захват // 2570597
Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании исполнительных устройств манипуляторов и протезов верхних конечностей. На корпусе установлены пальцы. Каждый палец содержит подвижные звенья, соединенные последовательно вращательными парами с параллельными осями вращения. В каждой вращательной паре установлены с возможностью свободного вращения блоки, охватывающиеся тросом, один конец которого закреплен на приводе, а другой - на последнем звене, проходит в пределах каждого звена и охватывает блоки в одном направлении. На осях вращательных пар установлены пружины, соединенные одним концом с блоком, а вторым с подвижным звеном, при этом жесткость каждой последующей от корпуса пружины больше предыдущей. При этом блоки, соосные оси, соединяющей подвижные звенья с корпусом, установлены на приводном валу, связаны с ним через пружину, один конец которой соединен с блоком, а второй - с приводным валом, общим для пальцев, у которых оси, соединяющие подвижные звенья с корпусом, соосны. Изобретение обеспечивает надежное удержание объектов со сложной геометрией поверхности, уменьшение габаритов и массы захвата. 2 ил.
Наверх