Манипулятор для захвата ферромагнитных деталей с ферромагнитных поверхностей

 

(!! ) 649566

IOПйCАНЙЕ

Со.зз ",;.;Âåê!!Èõ

Социалистических

Республик

gg 5iP ЕУ Е Н И 4

К ABYE(":РСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ (61) Дои.х!íèòåëüнос к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.09.76 (21) 2406239,25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (1)М.Кл

В 25J 9(00

В 25J 15/06

Государственный комитет (43) Опубликовано 28.02,79. Бюллетень ¹ 8 (53) УДК 62-229.7 (088.8) по делам изобретений н открытий (45) Дата оп1бликоваи я о.шсания 28.02.79

;72) Автор изобретения

Э. К. Зубов

Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики

Института физики АН Латвийской ССР (71) Заявитель (54) МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ ЗАХВАТА ФЕРРОМАГНИТНЫХ

ДЕТАЛЕЙ С ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к области манипуляторостросния, в частности к управлению исполнительным органом мсханичсской руки, и может быть использовано для обнаружения и захвата ферромагнитных деталей с ферромагнитных поверхностей.

Известны манипуляторы с механическим исполнительным органом, снабженным индикатором последовательно заданных положений и ссрвосистсмой, управляющей захватом манипулятора в соответствии с программой заданных операций (1).

Недостатком этих манипуляторов является сло:кность систем дат (иков индикации положений, сложность ссрвосистсмы и программного устройства.

Известен манипулятор, который содержит механическую руку с захватом и систему управления (2).

В системе управления манипулятором используется электронно-вы шслитсльная машина (ЭВМ). Программой определяется задача найти в пространстве предмет и перенести в указанное место. Поскольку у робота ист органов зрсш я, ои обыскивает пространство наощупь и обнару кпвас т предмет с помощью тактильных датчиков, захватывает предмет и переносит его в указанное место.

Недостатком известного манипулятора является сложность электронно-вычислительной машины. необходимой для определения координат перемещений всех сочленсшш Ilo координатам перемещения пальцев и низкая производительность манипулятора, обусловленная тем, что поиск детали наощупь требует больших затрат времени.

Целью изобретения является повышение производительности манипулятора за счет автоматизации поиска детали на плоскости.

Поставленная цель достигается тем, что у предложенного манипулятора для захвата ферромагнитных деталей с ферромагнитных поверхностей, содержащего горизон15 тальную механическую руку с захватом в виде электромагнита и систему управления, рука выполнена из ферромагнитного материала и снабжена дополнительной измерительной обмоткой, а обмотка элсктромагнп20 та присоединена через блок управления к исто шикам переменного и постоянного тока, причем электромагнит выполнен Ш-образным, его обмотка расположена на среднем магиптопроводс, а крайнис магиитопро25 воды 1 рикрсliëñиы к корпусу электромагнита шарнирно с возможностью фиксации в горизонтальном и вертикальном положении.

На фиг. 1 схематически изображен манипулятор перед началом работы; на фиг. 2—

30 то же в момент работы; на фиг. 3 — струк649566 турная схсма управления и питания манипулятора; »а фиг. 4 — вид по стрелке А на фиг. 2.

Манипулятор содержит механическую руку 1, выполненную нз ферромагнитного материала с захватом 2 в виде электромагнита 3 с силовой обмоткой 4.

Рука 1 снабжена дополнительной измерительной обмоткой 5 и расположена параллельно ферромагнитной плоскости 6.

Обмотка 4 электромагнита 3 соединена через блок 7 управления манипулятора с источником 8 переменного тока и исто ником 9 постоянного тока (см. фиг. 3). Измерительная обмотка 5 соединена с измерительным блоком 10, который соединен с блоком 7 управления.

Электромагнит 3 выполнен Ш-образным, при этом его силовая обмотка располагается на среднем магшггопроводс 11, а краиние магнитопроводы 12 и 13 прикреплены к корпусу 14 электромагнита шарнирно с возможностью фиксации в горизонтальном и вертикальном положении. Крайнис магнитопроводы 12 и 13 выполнены подвижнымн для уменьшения переменного магнитного поля рассеяния в момент поиска детали 15 рукой 1.

Фиксация крайних магнитопроводов 12 и

13 в горизонтальном положении может быть осуществлена с помощью пружин 16 закручивания, надетых на неподвижно прикрепленные к корпусу 14 оси 17 и 18. Осн 17 и

18 прикреплены к крайним магнитопроводам 12 и 13 с помощью подшишгиков 19.

Пружина 16 одним концом касается корпуса 14, а другим — крайнего магнитопровода

12 или 13.

В вертикальном положении магнитопроводы 12 и 13 фиксируются силовым полем 1о постоянного магнита.

Манипулятор работает следующим образом.

Для осуществления поиска детали рука 1 располагается над ферромагнитной плоско- 45 стью 6 таким образом, чтобы она охватывала всю зону плоскости 6 с деталями, При этом силовая обмотка 4 электромагнита 3 соединена с источником 8 переменного тока, в качестве которого используется, на- 50 пример, генератор высокой частоты. Пружины 16 находятся в раскрученном свободном состоянии, и крайние магнитопроводы

12 и 13 Ш-образного электромагнита 3 подняты в горизонтальное положение. При 55 этом магнитные силовые линии поля замыкаются через магнитопровод руки 1 и средний магнитопровод 11 электромагнита 3. В этом случае в измерительной обмотке 5 наводятся напряжение и ток холостого хода.

Рука 1 перемещается параллельно плоскости 6, и в тот момент, когда под рукой 1 окажется ферромагнитная деталь 15, магнитные силовые линии поля замыкаются через нее. При этом магнитное сопротивле- á5

4 нпс магнитной цепи уменьшается, в измерительной обмотке 5 изменяется ток по модулю и фазе. Индуктивность силовой обмотки

4 и измерительной обмотки 5, а также взаимная индуктивность между указанными обмотками являются функциями координат положения детали 15. (ок в измерительной обмотке 5 прямо пропорционален координате детали 15. Напряжение с измерительной обмотки 5 фиксируется измерительным блоком 10, и сигнал с измерительного блока, пропорциональный координате положения детали, подается»а блок 7 управления манипулятором.

Блок 7 управления вырабатывает и подает сигнал на перемещение руки 1 на величину координаты детали вдоль оси руки 1.

При этом с началом выработки сигнала координаты детали 15 рука 1 с захватом 2 поднимается на высоту детали от фиксированного сигнала, предусмотренного блоком

7 управления.

Захват 2 располагается над деталью, и в следующий момент блок 7 управления отключает силовую обмотку 4 электромагнита

3 от источника 8 переменного тока и подключает ее к источнику 9 постоянного тока.

При этом под действием постоянного магнитного поля крайние магнитопроводы 12 и 13 Ш-образного электромагнита 3 поворачиваются вокруг осей 17 и 18 и устанавливаются в вертикальное положение вдоль линий магнитного поля.

Пружины 16 нри этом скручиваются. Деталь 15 притягивается электромагнитом 3 и переносится рукой 1 в требуемое место в соответствии с заданной программой манипулятора. С блока управления подается следующая команда на отклю чение силовой обмотки 4 электромагнита 3 от источника 9 постоянного тока. При этом захват 2 освобождается от детали 15. Пружины 16, возвращаясь в исходное состояние, поднимают крайние магнитопроводы 12 и 13 в прежнее горизонтальное положение.

Подключение силовой обмотки 4 к переменному току не повлияет на положение крайних магнитопроводов 12 и 13 электромагнита 3, так как с увеличением частоты питающего тока уменьшается его силовое воздействие, и поиск детали 15 производится при пониженных значениях тока в обмотке 4 во избежание магнитного насыщения цепи.

Формула изобретения

1. Манипулятор для захвата ферромагнитных деталей с ферромагнитных поверхностей, содержащий механическую руку с захватом в виде электромагнита и систему управления, отл и ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен источниками переменного и постоянного тока, соединенными через блок управления с обмоткой электромагнита, а ру649566

6 ка снабжена дополнительной измерительной обмоткой и выполнена из ферромагнитного материала.

2. Манипулятор по п. 1, о тл li i à Io ill, è йс я тем, что электромагнит выполнен Ш-образным, причем обмотка его расположена на среднем магнитопроводе, а крайнис магнитопроводы прикреплены к корпусу электромагнита шарнирно с возмож ость,о фиксации в горизонтальном и вертикальном положении.

Источники информации, принятыс во внимание при экспертизе

> 1. Патент С111А ¹ 3279624, кл. 214 — 1, оп у бл. 1967.

2. (.б. Пособие по примснениго промышленны. роботов. Под ред. Кацу ико Нода. сМир», М., 1975, с. 171.

649566

per. 2

Редактор T. Морозова

Заказ 1048/10 Изд. № 204 Тираж 1059 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель С. Новик

Текред А. Камышникова

Корректоры: О. Тюрина и T. Добровольская