Очувствленный схват промышленного робота

Очувствленный схват промышленного робота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЧУВСТВЛЕННЫЙ СХВАТ ПРО МЫШЛЕННОГО РОБОТА, содержащий зажимные рычаги, снабженные губками, и датчик усилий, при этом одна губка подпружинена относительно зажимного рычага и на ней установлен стержень, связанный с датчиком усилий, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей каж , 7 Ш 3 дая губка выполнена из трех, расположенных парал/юльно и подпр |,:иi : :i-ibx ояи-а относительно другой подвижных пластин, при этом каждая пластина установлена подвижно Б одном ьанравлепп.-, относительно перемещения соседней пластины, а направления перемещений крайних плястин взаимнопериендикулярны , примем в двух пластинах подпружиненной губки, расположенных со стороны датчика усилий, выполнены отверстия, а стержень размещен в этих отверстиях и жестко связан одним концом с третьей пластиной , при этом датчик усилий выполнен в виде четырехгранной усеченной зеркальной пирамиды, установленной на другом конце стержня соосно с ним, фотоэлектронного преобразователя, содержащего источник схор дящегося света и четыре фотоприемника , расположенных соответственно против четырех граней пирамиды. 3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1104017

З(51} В 25 J !5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3589648/25-08 (22) 11.05.83 (46) 23.07.84. Бюл. ¹ 27 (72) В. E. Самсонов, В. В. Березовик, В. А. Дубовский и В. П. Фещенко (71) Институт технической кибернетики AH

Белорусской CCP (53) 621.229.72 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 918086, кл. B 25 J 5/00, 980 (»рототип). (54) (57) ОЧУВСТВЛЕННЫИ СХВАТ I IPOМЫШЛЕННОГО РОБОТА, содержащий зажимные рычаги, снабженные губками, и датчик усилий, при этом одна губка подпружинена относительно зажимного рычага и на ней установлен стержень, связанный с датчиком усилий, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей каж

15 11 дая губка выполнена из трех, расположен»ых»араллельно и под»ржи»»пых од;и относитель»о другой подвиж»ых»ластин, при этом каждая пластина установлена подвиж»о в одном»аправле»»и от»ос»тельно»еремсгцения соседней пластины, d направления перемеще»ий кра HH»х»ласти» вза им нопер»ендикуляр»ы, при ем в двух пластинах под»ружиненной губки, рас»оложенных со стороны датчика усилий, выполнены отверстия, а стержень размещен в этих отверстиях и жестко связан одним концом с третьей пластиной, при этом датчик усилий выполнен в ви.lе ч(тырехгранной усеченной зеркаль»ой пирамиды, установленной на другом конце стержня соосно с ним, фотоэлектронного преобразователя, содержащего источник схо- 0 дягцегося пучка света и чстыре фотоприемника, расположе»»bi% соответственно против четырех граней пирамиды.! !О4()!7

И:3«бр«l с. ни() «1Н«сит«я K p«c)«T«T xilltK(, в част(и)сти к сборочныч роботам, и чожет

6hlT1> If<. II« I h 30Bd !I« I30 в(("Х Сл). Ici ЯХ, T () c c) x (. 1 с Я с и. I o B 0 (0 и ) е) с т В, н I l и с f) o 6 0 T 0 B .

Изе)ест«и с<вят промышленного р«60Т3, KoTopl>I H c0д p iKHT 33 жи ч не>(с) рь(ч<3 ги, JI36жс Hkf ы() I OKЯ ми, и;j3 т (ик ус и)l и 5i сiK ати я, причем одна из i x<)«K подпружинсна <>Гносительно зажимного рычага и сняож Ilil жеCTKO СВЯЗЯ Н Н Е>(М C f(E .Jf 0)I IIH X1 Кои (<ОХ(С (С Р)Кнем, второй конец к<> Горого расположен в

10 рабочей зоне датчика усилия сжатия (1).

H(. jOCT3ТКО М И313ССТ НОГО > CTPO H(. 1 В<3 ЯВляется То, что оно Hc может быть применено для контроля усилий, возникающих при взаимодействии захвата с обьектами внешней среды, B T«M числе и с обьектами, на котоРЫЕ i(3.(ОЖ(. Н Ы ВНС IIl lli(C. Ж(СТКИС СВЯЗИ.

Целью изооретения является расширснис функционал I!hlx возм«жностей сх(3)1 (il промышленногO робот».

Указанная цель еостигается тем, чго в очувствленном схвя(е прочышленного рооотя, содержащем зажимные рычаги, снабженные Г)юбка()(и, и,еатчик ). си 1иЯ, IlpH этом Одна губка I(0311póжинсна относительно 33 жимноп> рычага и ня ней установлен стер)KCl1h, С ВЯЗ<3 ((И ЫЙ С J3T )HKOX1 Си;1 и и, K3)K.j35) губка выполнена из тре., расположенных параллсльн« и подпружиненных одна <)Сносит(. .1ьно дp? ГОЙ (lл3стиl(, llри атом каж, еая плястиí3 3 «T3новлена подвижно в одном направлении относитсл»но переме(цения со- 30 седней пластины, 3 !(вправления перемещений крайних пластин взаимноперпендикулярны, причем в двух пласти 13х ()одвижной губки, расположенных со стороны дат!икя, СИ. ) ИЙ Bhl II«.I II(H hl OTBPPCTH53, d СТЕРЖЕНЬ P3:3мешен в ати.(отверстиях и жестко связан «д- З5

НН!<1 ???????????? ?? ?????????????? ????????????(??>Й, при (оч

J 3 Т I И К ) С И Л И и В Ы 110 «(() (. 11 В В H (. I t. Т I >I PC. X Г J) 3 i 1—

II0H усс чеHHQH зеркальной пирах)и jl>l, ) сте)»<)B1c1!I!oH i13 другом к«нцс стсржня с«осн« с ill( )1, фОтоа 1СKTPO(lk)0(0 l(PEOOP<13013атслЯ, 40

С<), ((P ?K it (I ((I 0 H(ТÎЧ II HK XO 1511(3(.! ОС Я II (ЧК Я

С!3(3 Il IC ЫРС ф«(«ПРИ(31(li(K3, РЯСПОЛ«ЖСНН ЫХ С<? «(В(1Ст В(и H<) (Р«т(IB ЧстЫРС., (Pell((И

П И Р;1 )! ) 1 hl .

1!и фиг. изображен «чувсгвлсн пы Й с.I33I пр«чып(л«ill)01 роботii, разрСз; Il;i <>)И). 2 4

). it. К1 р и lс «Kit Я 6, 10 к-сх(м) я «t) p 36«1 к и си Г113ГН) В 01 t cl Гt(H K3 УС И. 1 И Й.

С)чу()с пленный схвят проч»!(НГI(IIJI«f« (>(И)01 <1 ???? j(p )k j)?? 3cl ik jl i>1 1(hi«PBI 13 Гll 1 И 2 ! (1> и !» 1 ), не котОрых p3«flo,(«ж I(hi,j(3(Гу«К(!: 110 (Е)И >К ((35(»(«II<>.ЕВ 1(Ж» 35! . Y 3 Ж, (3 Sl Г3, F>—K(х )1ежд) (t>60 И (И ) Xt 51 ВЗЯ И >1! IC) II(p II(11 (H КмлЯ p J(f>l Х1 И па

РЯ )1И f1 P, Ж HI! () И > . ((«3 Ж, jci H I I. I ct СТИ l(c3 ) С ТаHC)B. I(>I! 3 В 1313 P HKÎk31>I X l(ЯII P 3В 15)K)(I(H.", ЯЛ<>- 55

)XI(I) f c3 ) 8 if ) Il«ДВ ИЖ НО (3 ОДНОМ пан РЯ ВЛС НИ И

ОТНОС I(T(X 1»1(0 С«C С,I!I()Й II.IЯС ГИНЫ, с! 1)<1 ii p313, 1(. i ?? ?? (??????(. ill (i iji k pc) ????. i!,1<)c?? ?? ??)33 mil0 iic????>lI, jHhxлярны. I10 (Вижí3H (»Гбкя свя:33 kli3 С КОPI, > t. 0 1 3 3 Жи ")1 !10!<) Phi clc) ГЯ С II«â€” м(н цьK) пру к и н (» I)). С.(с р.к(ll(11 при креп.1C 1! 0;jl) lt)(К«НЦ« 1 К II, ((3(I ИН((> IIO, (BÈÆ I(OH (иг(>(;и J(р;1« 10,103(()н 13 01 (3(. .p< Ги я), 12 — 14 СО

01(3« СГВС Ill)C) ЗЯЖИ 11(01 0 Pt>l (Я) 3 И (I.)ЯСТИfl и 4..13т !ик J5 :,ci),(JIJ) Вы!и),!Н(н в вите чс тырс. гран!н>й x(с ч f i!i«H зсрка lhll«11 пирами,(ы 16, устаноB, 1«I(if«Й (!а е(>уl <? м ко Еще ст(piK li53 1 1 с00«НО с и им, ф01 03.1(ктрОН НОГО пр(. Образо Ватс»1Я, (3K, 1 10 le! !oil(c. 1 О Ht т(? HI иl(< хо, ЕЯ ПЕС! ОС Я П)) )К<3 B(1 3, СОС Г«ЯП(С I 0 ИЗ ИСТО Чпик<) 7 (е)сс (;I,, I HH )ы 1 < ), и clc!T hip(."х ф«т<>.;(р иемников 1с)- 22 (фиг. 2), p3«»«л«жснных соОТ В(ТСТ ВС Н Н« liPOTH f3 !С Г1>! РС Х ГРЯ Н(Й ll () PH М И,I »1. I j0ÇH lI Ht. H 2 > 0603 llcl ((! I;33 X 3(Й

<)О »(к 1» f 111>i f3»I C"Ã и Ь! 24 ,j, I H 0I f) ci1l l) 1Ñ l l HH Ilt f)(C)! Еll j(II JIB !1, I l <). () 1(> к1p if i< с КЯЯ (>. I«к-< ;с i t!61? И)<) Гкif (H Г I! 3 . 1 0 В 0 (, i,it Г)1 И K3, (I!, I И И (((!ill . ) («Д(Pжит сх ччятор 20, I(Op(i<)(, (>т(>р<и и тр(те( вычит»ot(iife устр«йл вя 26-2>3 (< «i ii(гственно и зада кнцс с ("(р«йл во 2!), Вых(?д

КОТ«Р«ГО СВ5(ЗЯII «О,lllliм И 3 f3X«.i«li i)»I×È1 (1K)(цсго устройл Ва 28, (3(«р«!) Bx(?. j ко(ор<>го

CO(.,(It (I(. Н C BhI XO i«Xi С )) Xi Xl;J i C) P3;), НС P13»I H

ВХ«Д KOTOPOI 0 СОСДИН«li С <Р«1«iij!H(МНИК«М

1<) и «дним из Bx«;1«f3 Вычи ГЯ!Oil((ГО у(тр«Й«TI3;J 2(>, 13(.орой вход «<(><? Г<?Ирис м(никоч 2!)

И С«Б ГОРЫ М ВХО,(«XI В»1 11! I (3K) П(С! 0 CTРОЙСТвя 2!), тр(тиЙ В. <0 1 ??О Г(>прис)! н икО >1

22 I) «,(I I lf 3(Из 13. О. (О В 13 i>1 11) Т31011((I 0 XC Ò j) ОИс т е3; I 2 7, я I (т в(р 1 1> I Й В х «д с t!) « i 0 п р 1! (> (>!— ником 21 и со (3(оры ч в..«доч вы (итяюнн г0 метр«Й«т!33 27. (!лясгH113,> гхбки сx!)i(T3 имс(T 1303 1«Ж НОС1 Ь 11(Р(">1 (>П) (Н И Я ОТН <>С!(T(X(»HO

I I. 13 C J i1 i(hi 4 13 ДОЛ Ь I I f cl f) H K 0 B hl X Н <3 ?? ?? 3 (3, 1 ?? ?? ?? ?? ?? ??. i ?? )!(111013>) Т<). I »K«!3 О.((1051 Ifci ll f) ci B, I(li Ии, (> I I Р с» ((, 1 H с ) 1 0 !) (I I J ) 3 ж 111) 0 Й <), I 0—

Ж(Т it< РСМ(Ii(il Г»<. H <>ТН«СИТС I»il« 11.1;J < И tl »I )

l3 j<>, (h IllI X II;i l! Р<)В )ЯК>н(и. 3.1(»>(ЕIITOE3 .) 1 Я КЖ С П>. I »KO Е) «;, 1!О ")1 i I <111 p ci e3. i ?? h 1f, 0! pc, ????,)??(31(>X Ilp iK И («й 7. I я K Kii h нj) Ж!fli l>l 6

И 7 13 > d И)1110 I I(. p IIC. l I (И К(л Я (? Н Ь), Го I I, I l3 .1K?(>0>)I НЯПР I B<1(. II (iH, B»I )Ы Вt. 1 I» PС Х ГР Я tif1 ой ) С(— lC l IJi(? i1:3t. J) K

I f)ii !(i. И KO I «P<)È J)(t t tt«, 10 I (3(! ÑÒ!3)) 10;цис 0)«прис чнпки !,) 22 т;)Ни (0<>р<)з«л(, IT««I>l ИРИ CЧ(И(СНИЦ П<?СЛ«,lti(И Л)С I«B«H. ПОток «I ил«

С < ГР III H(. ()()т«11 f! 1)(. )1() JI KH 1! J 22. С. i.<13 1 <? f) ",) 11 В»(в и ит<) 1«и(и()) < 1 j)«lit 13 . ч< i ) I 6»11 » Бы—

II «, III(II!Ë IIС II 0 (3 « « II> J)iil(ll « i III>1 ) 3 (11,111 I C .1(Й . ) «Й« I! 0 >,! )I«rK <<Ò 6I>11 Ü

13 »il! 0, !lit Il 0 t3 i)it.it. П « 1 (! !I,!! « 3((1 ()

C 1<; c"; ("г н. I t. 11! (ы и; x B i t н р <? м . t; I, t (.? ) (н > 0 р «"

6«Г<) ря t)«1 3<. 1 <» (С,I) 1(!i tlt ) «6 pc! .(<) )1.

11 и «x(t i! I «) «(>л < «и и и (и".> с д в 351 t и ч «<? 1С К( Il. I ci t"ТH II 1(. ?! 11(>)в

1104017 жины 10 сдвинута относительно зажимного рычага 1 до выступов 24. При этом световой поток от источника 17 света направляется линзой 18 в виде сходящегося пучка света на верхнее основание четырехгранной усеченной зеркальной пирамиды 16, образуя на нем световое пятно в виде окружности, которая является вписанной окружностью по отношению к квадрату верхнего основания указанной пирамиды. В этом случае

10 световые потоки не попадают на грани усеченной зеркальной пирамиды 16 а следовательно, не попадают и на соответствующие им фотоприемники 19 — 22.

При захвате и сжатии объекта 23 под воздействием силы отталкивания, равной и 15 противоположно направленной силе сжатия, губка перем ещ ает ся от нос и тельно за жи много рычага 1, сжимая пружину 10. Вместе с ней усеченная зеркальная пирамида 16 перемещается по опти чес ко и оси светового потока в сторону его расширения, в результате чего часть светового потока выходит за пределы квадрата вер хнего основания. усеченной зеркальной пирамиды 16, равномерно падает на ее грани и, отражаясь от них, попадает на соответствующие фотопри- 25 емники 19 22. По величине суммарного сигнала с фотоприемников, который пропорционален перемещению усеченной зеркальной пирамиды 16, можно судить о величине усилия сжатия захватом объекта. Суммарный сигнал снимается с выхода сумматора 25. З0

Так как на каждый из фотоприемников 1922 попадает одинаковое количество светового потока, разности напряжений с выходов противоположных фотоприемников 19 и 20, 21 и 22, снимаемые с выходов соответствуюгцих вычитающих устройств 26 и 27, З5 в этом случае равны нулю.

При осуществлении роботом сборочных операций или операций с объектами, на которые наложены внешние жесткие связи, на сжатый в захвате объект 23 воздействуют возникающие при этом силы. Если вектор силы находится в плоскости, перпендикулярной направлению силы сжатия объекта, то пластина 5 губки, перемещаясь в направлении действия этой силы, вызывает соответствующее перемещение усечен ной зеркальной пирамиды 16, что приводит к неравномерности засвечивания ее граней, в результате чего на выходе одного или обоих вычитающих устройств 26 и 27 появляется сигнал рассогласования, по которому можно судить о величине и направлении воздействующей силы. Если вектор силы, воздействующей на сжатый в захвате объект 23, совпадает по направлению с силой сжатия объекта либо направлен ей встречно, то происходит соответственно либо увеличение силы, либо ее уменьшение относительно заданной величины силы сжатия. По отклонению величины силы сжатия объекта от ее заданного значения в процессе сборочной операции или операции с объектом, на который наложены внешние жесткие связи, можно судить о величине и направлении силы, воздействующей на сжатый в захвате объект

23. Заданное значение силы сжатия объекта задается задающим устройством 29. Отклонение величины силы сжатия объекта от ее заданного значения снимается с выхода вычитающего устройства 28.

Испол ьзова ние предла гаемого очувствленного схвата расширяет область применения промышленного робота путем обеспечения отражения усилий при взаимодействии с объектами внешней среды.

1104017

Составите ть С Новик

Редактор О. Черниченко Техред И. Верес У, орректо р .л. 3 и мо косо в

Заказ 5000/1! Тираж 1033 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4