Задающий механизм манипулятора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (») 547337 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено20.10.72 (21) 1838822/08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.77Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 15.04.77 (51) М. Кл, В 253 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК

62-519 (088.8) (72) Авторы изобретений

B. Д. Абезгауз, О. A. Вайнсон, И.Д. Кочетов, Ю. А. Найда, В. И. IIBEJIDB, Д. М. Рейфман и Ю. С. Сурин

Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специальным строительным работам (71) Заявитель (54) ЗАДАЮШИЙ МЕХАНИЗМ МАНИПУЛЯТОРА

Изобретение относится к машиностроению, в частности к задающим механизмам манипуляторов, применяемых для монтажно-сборочных, подъемно-транспортных и других работ.

Известны задающие механизмы манипуляторов, состоящие из рукоятки управления, кинематически связанной с системой управления посредством последовательно соединенных карданных подвесок.

При использовании известного задающего ð механизма манипулятора сложно управлять перемещением элементов исполнительного механизма манипулятора по необходимой сложной траектории; не обеспечивается подача необходимых команд для управления исполни- 5 тельным механизмом манипулятора, элементы которого сочленены универсальными шарнирами и для их управления требуется перемещение элементов задающего механизма в разных плоскостях; отсутствует простота и удоб-O ство подачи команд, потому что рука оператора все время находится в напряженном состоянии и необходим постоянный контроль положения всех элементов задающего механизма; кроме того этот механизм имеет слож- 25

2 ную конструкцию. Известные задающие механизмы нельзя применять в манипуляторах, исполнительный механизм которого состоит из элементов (звеньев), сочлененных универсальными шарнирами.

Предлагаемый механизм отличается от известного тем, что с целью облегчения процесса управления и упрощения конструкции система управления выполнена из трех идентичных переключателей, каждый из которых жестко установлен на наружном звене соответствующей карданной подвески, а его рабочее звено жестко соединено с внутренним звеном этой же подвески, причем рукоятка размещена на стержне, соединяющем рабочее звено задающего устройства и внутреннее звено первой карданной подвески, на наружном звене которой размещено дополнительное задающее устройство, например, в виде подпружиненного кулачка и микропереключателей, внутреннее звено второй карданной подвески выполнено в виде ложемента для размещения предплечья оператора.

На фиг. 1 дана схема задающего механизма; на фиг. 2 — схема переключателя;

547337 ными на звене 13. Команды на зажим и разжим захвата подаются от двух толчковых кнопок 27 и 28, размещенных в верхней части рукоятки 1 (под большим пальцем оператора) .

Для повышения надежности работы манипулятора, а также для переключения ско рости перемещения элементов манипулятора и величины усилия схвата на рукоятке

1 управления предусмотрены кнопки 29блйкировки системы управления.

Несимметричная относительно оси 15 масса уравновешена пружиной 30, а несимметричная относительно оси 31 .масса уравновешивается пружиной 32.

Конструкция задающего механизма допускает возможность применения позиционного управления манипулятором, дпя этого вместо переключателей 2, 3,4 устанавливают датчики соответствующих сп едящих устройств.

В исходном положении каждое рабочее звено 7 переключателей 2, 3 и 4 под действием замкнутой пружины 22 находится в нейтральном — нулевом положении, управляющие цепи разомкнуты. Под действием подпружиненного ролика 25 кулачок 24 находится в среднем (исходном) положении и микропереключатели 26 разомкнуты.

Для работы задающего механизма оператор должен разместить локоть в пожементе

14 и захватить рукоятку 1 кистью руки.

При этом шарнир запястного сустава оператора размещается на пересечении осей 8 и

9, и плечо занимает паюжение, близкое к вертикальному. Большой палец руки оператора лежит на кнопках 27 и 28, а остальные — на кнопках 29.

Йля включения задающего механизма оператор нажимает одну из кнопок 29 и тем самым подает напряжение на микропереключатели.

В зависимости от заданных манипуляций элементов исполнительного механизма манипулятора оператор подает определенные команды. При отклонении, например, рукояткой 1 рабочего звена 7 вверх вдоль оси

33 переключателя 2 два смежных толкателя 21 повернутся и замкнут два микропереключателя 23. Будет передана команда "поворот вверх" элементам кисти исполнительного механизма.

Соответствующие команды: Вверх", "Направо", "Налево" оператор подает при отклонении звена 7 вдоль оси 33 и 34. о

При перемещении звена 7 под углом 45 к осям 33 и 34 можно получить еще четыре команды.

Величина перемещения элементов исполнительного механизма манипулятора будет на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1;нафиг.4разрез Б-Б на фиг. 1.

Задающий механизм манипулятора состоит из рукоятки 1 управления, трех последовательно соединенных карданных подвесок и системы, например, астатического управления, выполненной из трех идентичных переключателей 2, 3, 4.

Рукоятка 1 размещена на стержне 5,соединяюшемвнутреннее звено 6 первой карданной подвески с рабочим звеном 7задаюшего устройства. Расстояние отрукоятки 1 до плоскости пересечения осей 8 и 9 первой карданной подвески выбирается таким образом, что15 бы шарнир запястного сустава операторапри захвате рукоятки 1 лежал на пересечении осей 8 и 9.

Первая карданная подвеска своим средним звеном 10, выполненным, как и внутреннее звено 6 .открытой формы в виде скобы, установлена на наружном звене 11 (корпусе) с возможностью поворота относительно оси 12.

Внутреннее звено 13 второй карданной под-. вески выполнено в виде ложемента 14 для размещения локтя оператора на пересечении осей 15 и 16, которые в нейтральном положении соответственно параллельны осям 8 и

9 первой карданной подвески. Среднее звено

17 выполнено также открытым в виде скобы » и. шарнирно установлено на наружном звене

18, которое одновременно является внутренним звеном третьей карданной подвески и соединено со средним звеном 19.

Переключатели 2, 3 и 4, предназначенные 35 для управления элементами исполнительного механизма манипулятора, например механической руки, жестко установлены на наружных звеньях 11, 18 и 20, соответствующих карданных подвесок. 40

Переключатель 2 передает команды элементам кисти манипулятора, переключатель

3 — элементам предплечья, переключатель

4 — элементам плеча.

Рабочее звено 7 каждого переключателя 46 жестко соединено с внутренним звеном соответствующей подвески и взаимодействует с толкателями 21, подпружиненными замкнутой пружиной 22, которые в свою очередь взаимодействуют с микропереключателями 60

23, посылающими команду исполнительному механизму манипулятора.

Команда для захватного органа манипулятора ("поворот захвата") передается за счет поворота кисти оператора дополнительным задающим устройством, установленным на наружном звене 11 первой карданной подвески и выполненным в виде кулачка 24, подпружиненного роликом 25 и взаимодействующего с микропереключателями 26, размещен-®

547337 зависеть от скорости их перемещения и от продолжительности включения микропереключателей задающего механизма. Естественно> что для такого управления необходимо размещение оператора в зоне видимости ис- ф полнительного механизма манипулятора.

Прекращение команды производится снятием мышечного усилия с рабочего звена

7, которое под действием пружины 22 автоматически возвращается в нулевое поло- l0 жение, микропереключатели отключаются, а управляемый элемент исполнительного механизма манипулятора остается ("зависает") в заданном положении. При необходимости изменения направления перемеще- б ния элемента исполнительного механизма манипулятора рабочее звено 7 одного из переключателей необязательно возвращать в исходное положение, достаточно повернуть звено 7 по радиусной кривой и замкнуть толкателем 21 необходимый микропереключатель 23. При этом или снимается одна команда, или добавляется следующая, а элемент исполнительного механизма манипулятора получает возможность плавно изменить ® направление перемещения. При необходимости резко изменить направление движения исполнительного элемента механизма манипулятора на противоположное достаточно перекинуть рабочее звено 7 в противоположное положение. Если требуется зафиксировать положение отдельных элементов исполнительного механизма и продолжать работать другими, то вводится в действие соответствующая блокировка кнопками 29.

Конструкция задающего механизма обеспечивает простое, удобное и надежное управление всеми элементами исполнительного механизма манипулятора в любых направлениях, необходимых для осуществления операций и задавать тридцать две команды.

Формула изобретения

Задающий механизм манипулятора, управляемый от рукоятки, кинематически связанной с системой, например, астатического управления посредством последовательно соединенных карданных подвесок, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что, с целью облегчения процесса управления исполнительным механизмом и упрощения конструкции, система управления выполнена из трех идентичных переключателей, каждый из которых жестко установлен на наружном звене соответствующей карданной подвески и его рабочее звено жестко соединено с внутренним звеном этой же подвески, причем рукоятка разме..цена на стержне, соединяющем рабочее звено переключателя и внутреннее звено первой карданной подвески, а на наружном звене первой карданной подвески размещено дополнительное задающее устройство, например, в виде подпружиненного кулачка и микропереключателей, а внутреннее звено второй карданной подвески выполнено в виде ложемента для размещения предплечья оператора.

547337

27 28 за ю

Ðèã. Ф

Составитель В. Илларионова

Редактор В. Дибобес Техред М. Ликович Корректор Ж, Кеслер

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1055/80 Тираж 1114

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Раушская

Подписное

Совета Министров СССР и открытий наб., д. 4/5