Захватное устройство



Захватное устройство
Захватное устройство
Захватное устройство
Захватное устройство

 


Владельцы патента RU 2502592:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") (RU)

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 робототехники, а именно к захватным устройствам, и к медицинской технике - к искусственным кистям (управляемым протезам кистей рук). Может использоваться в конструкциях манипуляторов промышленных роботов, а также в конструкциях роботов различного назначения, или как протез кисти руки при установке необходимой системы очувствления и обратной связи.

Из уровня техники известна механическая кисть, содержащая основание, искусственные пальцы, образованные шарнирно соединенными пустотелыми звеньями, тросы для сжимания искусственных пальцев в кулак и возвратные пружинки для выпрямления искусственных пальцев (Патент RU №2245120, А61F 2/56, 2002).

Недостатком известного устройства является его низкая функциональность, вследствие малого количество степеней подвижностей, отсутствия управляемого независимого движения звеньев относительно друг друга и относительно основания, а также поддерживание тросов в натянутом состоянии для обеспечения фиксации звеньев в заданном положении.

Наиболее близким решением по технической сути и достигаемому результату является устройство для захватывания материальных объектов, включающее основание с приводом и систему конструктивно идентичных последовательно связанных между собой звеньев с поворотными валами, при этом они соединены с возможностью независимого поворота относительно друг друга, а начальное звено закреплено на основании с возможностью поворота относительно него, а также тросоприводные средства звеньев, соединенные с приводами на основании, и возвратные пружинки для разжимания пальцев (Патент GB №2386886, B25J 15/00, A61F 2/58, 2002).

Недостатком известного устройства является наличие большого количество приводов, предназначенных для поворота звеньев, и невозможность силового управления движениями звеньев при их разгибании, поддерживание тросов в натянутом состоянии для обеспечения нахождения звеньев в заданном положении.

В основу заявленного устройства был положен следующий технический результат - создание устройства, конструкция которого позволит расширить его функциональные возможности посредством сохранения кинематической избыточности устройства при упрощении его системы управления за счет уменьшения количества приводов.

Поставленный технический результат решается посредством того, что в захватном устройстве, включающем основание с приводом, систему конструктивно идентичных, последовательно связанных между собой, звеньев с поворотными валами и тросоприводное средство звеньев, соединенное с приводом основания, при этом звенья связаны между собой с возможностью независимого поворота, причем начальное звено закреплено на основании с возможностью поворота относительно него, согласно изобретению, каждое звено снабжено шкивом, цилиндрическими опорными элементами, средством фиксации и средством передачи ему управляемого независимого вращения, выполненными в виде электромагнитных муфт, установленных на поворотном валу, при этом тросоприводное средство звеньев выполнено замкнутым и установлено в виде «восьмерки» с натягом и охватом цилиндрических опорных элементов и шкива каждого звена.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на

фиг.1 изображена общая схема устройства для захватывания материальных объектов;

фиг.2 изображена общая схема узла сочленения звеньев;

фиг.3 изображен пример устройства для захватывания материальных объектов в виде антропоморфного захватного устройства;

фиг.4 изображен узел сочленения звеньев антропоморфного захватного устройства.

На основании 1, закреплен привод, представляющий собой электродвигатель 2, плоский многозвенный исполнительный механизм 3, образованный шарнирно соединенными звеньями 4 и соединенный тросоприводным средством 5 звеньев 4, который протянут внутри звеньев 4 через систему 6 цилиндрических опорных элементов и шкивов 7, для управляемого независимого вращения звеньев 4. Звенья 4 выполнены с возможностью управляемого поворота в одном направлении I и управляемого возврата в начальное разомкнутое положение II (фиг.1). Каждое звено 4 вращается вместе с жестко закрепленным на нем поворотным валом 8 (фиг.2). В каждом звене 4 на поворотном валу 8 закреплены средство 9 фиксации и средство 10 передачи управляемого независимого вращения звену с возможностью их смещения вдоль поворотного вала 8 в направлениях III и IV. На каждом звене 4 установлен датчик 11 угла поворота.

Каждое звено плоского многозвенного исполнительного механизма устройства для захватывания материальных объектов работает следующим образом.

В начале рабочего цикла звено 4 плоского многозвенного исполнительного механизма 3 находится в начальном разомкнутом положении II. Средство 10 передачи управляемого независимого вращения звену и средство 9 фиксации отключены. Устройство для захватывания материальных объектов перемещается к объекту захватывания, и на определенном расстоянии от него средства 9 фиксации стопорит звено 4. Электродвигатель 2 приводит во вращение тросоприводное средство 5 звеньев 4. Для перемещения звена 4 на заданный угол средство 10 передачи управляемого независимого вращения звену входит в зацепление со шкивом 7. Средство 9 фиксации выходит из зацепления с корпусом 12 предыдущего звена, тем самым передавая вращательное движение звену 4. При достижении заданного угла поворота, средство 9 фиксации стопорит звено 4. Вращение звена 4 останавливается, средство 10 передачи управляемого независимого вращения звену выходит из зацепления со шкивом 7, перестает вращаться тросоприводное средство 5 звеньев 4.

Пример исполнения устройства для захватывания материальных объектов можно рассмотреть в виде антропоморфного захватного устройства.

На основании 1, закреплен электродвигатель 2, пять плоских многозвенных исполнительных механизмов 3, образованные шарнирно соединенными звеньями 4 и тросоприводные средства 5 звеньев 4, представляющие собой замкнутые тросы 13, которые протянуты внутри звеньев 4 через систему 6 цилиндрических опорных элементов и шкивов 7, для управляемого независимого перемещения звеньев 4. Звенья 4 выполнены с возможностью управляемого поворота в одном направлении I и управляемого возврата в начальное разомкнутое положение II (фиг.3). Каждое звено 4 вращается вместе с жестко закрепленным на нем поворотным валом 8 (фиг.4). В каждом звене 4 электромагнитная муфта 14 работает как средство 9 фиксации в заданном положении, вторая электромагнитная муфта 15 работает как средство 10 передачи управляемого независимого вращения звену. Средство 9 фиксации и средство 10 передачи управляемого независимого вращения звену закреплены на поворотных валах 8 с возможностью их продольного смещения в направлениях III и IV. На средстве 9 фиксации закреплена зубчатая коронка 16, на корпусе 12 предыдущего звена закреплена зубчатая коронка 17, на средстве 10 передачи управляемого независимого вращения звену закреплена зубчатая коронка 18, на шкиве 7 закреплена зубчатая коронка 19, а на корпусе средства 10 передачи управляемого независимого вращения звену установлен резистивный датчик 20 угла поворота.

Все звенья каждого плоского многозвенного исполнительного механизма антропоморфного захватного устройства работают следующим образом.

В начале рабочего цикла звено 4 плоского многозвенного исполнительного механизма 3 находится в начальном разомкнутом положении II. Средство 10 передачи управляемого независимого вращения звену и средство 9 фиксации отключены. Антропоморфное захватное устройство перемещается к объекту захватывания, и на определенном расстоянии от него зубчатая коронка 16 средства 9 фиксации входит в зацепление с зубчатой коронкой 17 и стопорит звено 4 относительно корпуса 12 предыдущего звена. Электродвигатель 2 приводит во вращение замкнутый трос 13. Вместе с ним начинает вращаться шкив 7 и закрепленная на нем зубчатая коронка 19. Для перемещения звена 4 на заданный угол средство 10 передачи управляемого независимого вращения звену вводит в зацепление установленную на нем зубчатую коронку 18 с зубчатой коронкой 19. Средство 9 фиксации выводит из зацепления зубчатые коронки 16 и 17, тем самым передавая вращение звену 4. При достижении заданного угла поворота, зубчатая коронка 16 входит в зацепление с зубчатой коронкой 17. Вращение звена 4 останавливается, средство 10 передачи управляемого независимого вращения звену выходит из зацепления со шкивом 7, отключается электродвигатель 2, перестает вращаться замкнутый трос 13.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет, сохранив свойственные прототипу преимущества, среди которых присутствует и кинематическая избыточность, уменьшить количество тяговых приводов за счет возможности использования пушпульных муфт и цилиндрических опор для тяговых тросов.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков и достаточной для получения требуемого технического результата.

Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, широко известны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в робототехнической области промышленности и может быть реализован в качестве антропоморфного захватного устройства, применяемого в работе с хрупкими и упругодеформируемыми объектами;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Захватное устройство, включающее основание с приводом, систему конструктивно идентичных последовательно связанных между собой звеньев с поворотными валами и тросоприводное средство звеньев, соединенное с приводом основания, при этом звенья связаны между собой с возможностью независимого поворота, причем начальное звено закреплено на основании с возможностью поворота относительно него, отличающееся тем, что каждое звено снабжено шкивом, цилиндрическими опорными элементами, средством фиксации и средством передачи ему управляемого независимого вращения, выполненными в виде электромагнитных муфт, установленных на поворотном валу, при этом тросоприводное средство звеньев выполнено замкнутым и установлено в виде «восьмерки» с натягом и охватом цилиндрических опорных элементов и шкива каждого звена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области робототехники. .

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

Изобретение относится к робототехнике, а именно к манипуляторам с захватом и роботам для настольных игр. .

Изобретение относится к робототехнике, в частности к приводным устройствам схватов роботов. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к захватным устройствам промышленных роботов и манипуляторов для автоматизации технологических процессов сборки и перемещения деталей.

Изобретение относится к области микроробототехники и может быть использовано в качестве рабочего органа микроманипулятора. .

Изобретение относится к области машиностроения, роботостроения и предназначено для использования в конструкциях промышленных роботов и манипуляторов. .

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для использования в конструкциях промышленных роботов и манипуляторов. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам автоматизации работы радиально-обжимных машин, предназначенных в том числе для изготовления изделий из тонкостенных труб.

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 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 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 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.

Зажимной патрон содержит втулку и толкающий стержень, установленный во втулке. На переднем конце втулки выполнен упругий зажимной элемент. Толкающий стержень для разжимания упругого элемента. При этом на конце наружной окружности зажимного элемента выполнена часть зацепления, выступающая наружу из его наружной окружности. Толкающий стержень и втулка в окружном направлении неподвижны, внутренний конец толкающего стержня соединен с силовым элементом. Наружный конец толкающего стержня под действием силового элемента выступает наружу из переднего конца втулки или отводится в него, при этом часть зацепления образует на наружной окружности переднего конца втулки кольцевой заплечик, а на переднем конце толкающего стержня выполнены несколько установочных выступов. Достигается надежное соединение между зажимным патроном и обрабатываемой деталью. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх