Манипулятор

 

\ пате, - ..

), О Il " Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ()766852

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.12.76 (21) 2428525/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 25 J 9/00

Гооударотеенный комитет

СССР (53) УДК 62-229..72 (088.8) Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 05.10.80 по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. Л. Жавнер

Ленинградскии технологический институт холодильной промышленности (71) Заявитель (54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к машиностроению, а именно к копирующим манипуляторам, предназначенным, в частности, для механизации погрузочно-разгрузочных работ, установки и снятия тяжелых деталей при обслуживании металлообрабатывающих станков, монтажно-сборочных работ и т. д.

Известен манипулятор, в котором управление осуществляется от задающего механизма, расположенного на общем с исполнительным органом элементе (1(.

Недостатком манипулятора является низкая точность выполнения работ, обусловленная применением в приводе релейного управления и удаленностью оператора от объекта.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является манипулятор, в котором содержатся многозвенные шарнирно сочлененные исполнительный и смонтированный на одном из его звеньев и кинематически связанный со смежным звеном задающий органы, и сервопривод с датчиками (2) .

Недостатки манипулятора заключаются в том, что он не обладает достаточной точностью позиционирования и надежностью работы.

Цель изобретения — повышение точности позиционирования и надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что задающий орган снабжен ползунами, установленными с возможностью перемещения параллельно смежным звеньям, и соединен с этими ползунами перпендикулярно расположенными направляющими, при этом каждый ползун связан с датчиком сервопривода.

На фиг. 1 изображен манипулятор, общий вид; на фиг. 2 — система управления звеном задающего органа манипулятора; на фиг. 3 — задающий орган манипулятора.

Манипулятор состоит из первого звена 1, шарнирно установленного на основании 2, и второго звена 3, шарнирно соединенного со звеном 1. На звене 3 установлен дополнительный рычаг 4, соединенный со звеном с помощью рычага 5, образующий вместе со звеньями 1, 3 и рычагом 4 передаточный механизм с передаточным числом, равным единице (параллелограмм). В других ва20 риантах исполнения в качестве передаточного механизма применяют цепные передачи, ременно-зубчатые и т. д.

На звене 3 шарнирно закреплены два шарнирно сочлененных звена 6 и 7. На зве766852 не 7 на обшей оси установлены ролики 8, ось которых служит осью шарнирного крепления рукоятки управления. При неподвижном исполнительном органе ось роликов совпадает с осью шарнирного соединения звеньев 3 и 4. Ролики 8 входят в пазы ползунов 9 и 10, причем пазы перпендикулярны осям направляющих сгоответствующих ползунов. которые, в свою очередь, параллельны звеньям 3 и 4. Ползуны 9 и 10 соединены с датчиками 11 и 12, представляющими собой потенциометрические датчики.

Привод первого звена 1 осуществляется с помошью гидродвигателя 13, а второго звена 3 — гидродви гателем 14.

Схемы управления звеньями 1 и 3 идентичны (фиг. 2). На осях шарнирных соединений звеньев 1 и 2, 1 и 3, установлены тахогенераторы 15.

Потенциометрический датчик 11 соединяется последовательно через входное сопротивление 16 с усилителем 17 и обмоткой электрогидравлического преобразователя 18, которая заземляется через сопротивление 19.

Электрогидравлический преобразователь 18 соединен с гидродвигателем 13. Тахогенератор !5 через сопротивление 20 соединен с усилителем 17 и обеспечивает обратную связь по скорости. Сопротивление 21 образует цепь обратной связи усилителя, а сопротивление 22 и конденсатор 23 формируют корректирующий сигнал. Для предохранения от перегрузок служат ограничители 24 напряжений.

Манипулятор работает следующим образом.

Г1ри смешении оси роликов 8 из нейтрального положения, совпадающего в исходном положении с осью шарнирного соединения звеньев 3 и 4, происходит смещение ползунов 9 и 10 из нейтрального положения и, соответственно, смешение потенциометрических датчиков 11 и 12. Возникающие при этом управляющие сигналы поступают через входное сопротивление 16 на вход усилителя 17, охваченного обратной и корректирующей связями с помощью сопротивлений 21 и 22 и конденсатора 23.

С усилителя 17 сигнал поступает на обмотку электрогидравлического преобразователя 18, который управляет гидродвигателем 13 или 14, осушествляюшим вращение звеньев 1 или 3. С помощью тахогенератора 15 осуществляется обратная связь по скорости, что увеличивает жесткость скоростной характеристики и приближает ее к линейной вне зависимости от нагрузки.

Как только ось шарнирного соединения звеньев 3 и 4 «догонит» ось роликов 8, управляющий сигнал будет равен нулю, что приведет к остановке звеньев 1 и 3.

При данной организации движения звеньев манипулятора на вход систем управления поступают сигналы, пропорциональные требуемым скоростям соответствующих звеньев.

На фиг. 3 в точке шарнирного соединения звеньев 3 и 4 построен план скоростей для звеньев 1 и 2 для требуемого вектора скорости V, определяемого смещением оси роликов 8, т е. составляющими векторами ско о ростей Ч и V .

Смещение ползуна 9 пропорционально линейной скорости оси шарнирного соединения звеньев 1 и 3, а смещение ползуна 10 пропорционально скорости оси шарнирного соединения звеньев 3 и 4. В связи с этим датчик, установленный на втором звене 3, включен в систему управления приводом первого звена 1, а датчик, установленный на дополнительном рычаге 4, включен в систему управления привода второго звена 3. т Коэффициенты усиления по скорости приводов звеньев при равных опорных напряжениях пропорциональны длинам звеньев, а при равных коэффициентах усиления, опорные напряжения различны и пропорциональны длинам звеньев. Очевидно, что при таком построении системы управления управляющие сигналы пропорциональны требуемым скоростям при любых величинах рассогласований и, следовательно, не зависят от скорости выполнения рабочих операций, что позволяет повысить точность выполнения рабочих операций.

Формула изобретения

Манипулятор, содержащий многозвенные шарнирно сочлененные исполнительный и смонтированный на одном из его звеньев и кинематически связанный со смежным звеном задающий органы, а также сервопривод с датчиками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования и надежности работы, задающий орган снабжен ползунами, установленными с возможностью перемещения параллельно смежным звеньям, и соединен с этими ползунами перпендикулярно расположенными направляющими, при этом каждый ползун связан с датчиком сервопривода, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3637092, кл. 214-1, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2090173/25-08, кл. В 25 J 9/00, 1974.

766852

Составитель В. Ушаков

Редактор А. Долинич Техред К.Шуфрич Корректор M. Демчик

Заказ 6950/5 Тираж 1033 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4