Манипулятор

Манипулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в различных конструкциях манипуляторов промышленных роботов. Целью изобретения является повышение грузоподъемности за счет увеличения жесткости конструкции. Манипулятор состоит из основания и механической руки 1 с захватным устройством. Механическая рука 1 выполнена в виде гибких модулей 2. опорных элементов 3 в виде дисков и захватного устройства. Каждый из гибких модулей 2 включает попарно состыкованные двухслойные пластины 5, слои которых выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения. Каждая двухслойная пластина 5 гибкого моИзобретение относится к робототехнике и может быть использовано в различных конструкциях манипуляторов промышленных роботов. Целью изобретения является повышение грузоподъемности за счет увеличения жесткости конструкции. На фиг. 1 изображен манипулятор, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение вдоль продольной оси; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - исполнительный дуля 2 связана с пластиной 5 соседнего гибкого модуля 2, образуя прямоугольные полосы 7. Параллельные прямоугольные полосы 7 образуют цилиндрический каркас посредством опорных элементов 3 в виде дисков, расположенных в местах стыковки пластин 5 двух соседних гибких модулей 2 или по середине первой пластины 5 каждого гибкого модуля 2, при этом в каждой прямоугольной полосе 7 слои с меньшими коэффициентами линейного расширения чередуются со слоями с большими коэффициентами линейного расширения. Для получения возвратно поступательного перемещения захватного устройства 4 слои в одноименных пластинах 5 каждой прямоугольной полосы 7 с одинаковым коэффициентом линейного расширения направлены к продольной оси. Для получения перемещений в двух взаимноперпендикулярных плоскостях прямоугольные полосы установлены так, что их плоскости параллельны друг другу и слои дополнительных пластин с одинаковым коэффициентом линейного расширения обращены в одну сторону. 3 з.п. ф-лы, 10 ил. орган, поперечный разрез; на фиг,4 - схема, поясняющая работу манипулятора (фиг.1) при симметричной выгнутости отдельных пластин к продольной оси; на фиг.5 - то же, при симметричной выгнутости отдельных пластин от продольной оси; на фиг.б - манипулятор , обеспечивающий перемещение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; на фиг.7 - исполнительный орган, вид сбоку; на фиг.8 - исполнительный орган, поперечный разрез; на фиг.9 - схема, пояссл с о 00 VJ сл о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4401622/08 (22) 24,12.87 (46) 15,05.91. Бюл, М 18 (71) Институт кибернетики АН ГССР (72) В.Т,Хомерики, Л.T.Õîìåðèêè, Т.Л,Хомерики и 3.И.Мунджишвили (53) 62- 229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1194669, кл. В 25 J 18/06, 1985, (54) МАНИПУЛЯТОР (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в различных конструкциях манипуляторов промышленных роботов. Целью изобретения является повышение грузоподъемности за счет увеличения жесткости конструкции. Манипулятор состоит из основания и механической руки 1 с захватным устройством. Механическая рука 1 выполнена в виде гибких модулей 2. опорных элементов 3 в виде дисков и захватного устройства. Каждый из гибких модулей 2 включает попарно состыкованные двухслойные пластины 5, слои которых выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения.

Каждая двухслойная пластина 5 гибкого моИзобретение относится к робототехнике и может быть использовано в различных конструкциях манипуляторов промышленных роботов.

Целью изобретения является повышение грузоподъемности за счет увеличения жесткости конструкции. На фиг.1 изображен манипулятор, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение вдоль продольной оси; на фиг.2— то же, вид сбоку; на фиг.3 — исполнительный,, Ы „„1648759 A t (я)5 В 25 J 18/06 // В 25 J 9/08 дуля 2 связана с пластиной 5 соседнего гибкого модуля 2, образуя прямоугольные полосы 7. Параллельные прямоугольные полосы

7 образуют цилиндрический каркас посредством опорных элементов 3 в виде дисков, расположенных в местах стыковки пластин

5 двух соседних гибких модулей 2 или по середине первой пластины 5 каждого гибкого модуля 2, при этом в каждой прямоугольной полосе 7 слои с меньшими коэффициентами линейного расширения чередуются со слоями с большими коэффициентами линейного расширения. Для получения возвратно поступательного перемещения захватного устройства 4 слои в одноименных пластинах 5 каждой прямоугольной полосы 7 с одинаковым коэффициентом линейного расширения направлены к продольной оси. Для получения перемещений в двух взаимноперпендикулярных плоскостях прямоугольные полосы установлены так, что их плоскости параллельны друг другу и слои дополнительных пластин с одинаковым коэффициентом линейного расширения обращены в одну сторону. 3 з.п. ф-лы, 10 ил. орган, поперечный разрез; на фигА — схема, поясняющая работу манипулятора (фиг.1) при симметричной выгнутости отдельных пластин к продольной оси; на фиг.5 — то же, при симметричной выгнутости отдельных пластин от продольной оси; на фиг.б — манипулятор, обеспечивающий перемещение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; на фиг.7 — исполнительный орган, вид сбоку; на фиг.8 — исполнительный орган, поперечный разрез; на фиг.9 — схема, пояс1648759 няющая работу манипулятора (фиг.6) с односторонне симметричной выгнутостью отдельных пластин; на фигЛΠ— то же, с односторонне несимметричной выгнутостью отдельных пластин.

Манипулятор состоит из основания (не показано), механической руки 1, состоящей из последовательно соединенных гибких модулей 2 и опорных элементов З.в виде дисков, а также захватного устройства 4, Каждый гибкий модуль 2 состоит из попарно состыкованных идентичных двухслойных пластин 5 прямоугольного сечения, слои которых выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения. Слой с большим коэффициентом линейного расширения является активным, а слой с меньшим коэффициентом линейного расширения — пассивным. Каждая из двухслойных пластин связана с источником питания посредством электропроводов 6, Каждая пара двухслой.ных пластин 5 гибкого модуля связана с двухслойными пластинами смежных гибких модулей, образуя прямоугольные полосы 7, объединенные опорными элементами 3 в цилиндрический каркас, При этом на нижней и верхней поверхностях прямоугольных полос 7 имеет место чередование активных и пассивных слоев. Стыковка гибких модулей 2 обеспечивается, например, сваркой, склеиванием и т.п.

Диски изготовлены из конструкционного электроизоля цион ного материала (например, пластмассы, стекла, керамики) и неподвижно связаны (склеиванием, замковым соединением, винтами и т.п.) с прямоугольными полосами.

Диски расположены на равных расстояниях друг от друга, а соединяющие их прямоугольные полосы параллельны друг другу и крепятся к дискам с тем, чтобы их продольные оси были параллельны продольной оси механической руки. Крепление дисков всегда приходится либо на линию стыковки отдельных пластин в прямоугольной полосе, либо на середину отдельных пластин. Диски и прямоугольные полосы 7 пенпендикулярны друг другу. B зависимости от варианта исполнения концевые отдельные пластины либо равны по длине неконцевым пластинам, либо равны половине их длины. Прямоугольные пластины электрически соединяются между собой в зависимости от выполненного варианта исполнительного органа. Соединенные между собой двухслойные пластины (например, параллельно или последовательно или смешанно) проводами электропитания 5 присоединяются к блокам управления и электропитания, ность изгиба от продольной оси.

45 Закрепление дисков в местах стыка гибких модулей 2 или в середине первых пластин модулей обеспечивает параллельность расположения дисков по отношению друг к другу при деформациях прямоугольных по50 лос 7. При отключении энергии исполнительное устройство возвращается в исходное положение.

Для осуществления возвратно-поступательного перемещения захватного устрой55 ства 4 со смещением в параллельную плоскость относительно продольной оси используется вариант выполнения исполнительного органа, изображенный на фиг.6.

На фиг.9 приведена схема изгиба пластин 5, когда первые пластины 5 выполнены с вер10

B примерах на фиг.1 и 6, электропроводы подключены параллельно. Параллельно подключены и пластины 5. Объединения дисков и пластин создают единую жесткую конструкцию, в которой параллельность прямоугольных полос 7 обеспечивает симметричность деформаций. В случае необхо/ димости увеличения жесткости увеличивают диаметр дисков и поэтому становится возможным увеличение числа укрепляемых на них прямоугольных полос 7.

На фиг.1 приведен манипулятор, в котором обеспечивается поступательное перемещение захватного устройства 4 за счет симметричного закрепления прямоугольных полос 7 на дисках, На фиг.6 приведен манипулятор, в котором плоскости прямоугольных полос расположены параллельно друг другу и обеспечивается перемещение захватного устройства 4 в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Манипулятор работает следующим образом.

Возвратно-поступательное перемещение осуществляется следующим образом.

При подаче энергии к двухслойным пластинам 5 каждого гибкого модуля 2 (например, нагрева магнитострикцией, электрострикцией обратным и ьезоэффектом) слои пластины 5, имея различные коэффициенты линейного расширения, деформируются и перемещают диск, а, следовательно, и захватное устройство 4. Перемещение захватного устройства 4

onределяется как общее суммарное перемещение всех дисков.

При установке дисков в серединах первых двухслойных пластин 5 с пассивным слоем (фиг.2) имеют направленность изгиба двухслойных пластин 5 к продольной оси, а при установке дисков в серединах пластин

5 с активным слоем (фиг.З) — направлен1648759 хним активным слоем, а диски закреплены на серединах пластин 5. На фиг,10 и риведена схема. где диски установлены в местах стыка гибких модулей 2, что позволяет получить большие перемещения во взаимно перпендикулярных плоскостях.

В зависимости от подачи энергии к отдельным двухслойным пластинам 5 в гибких модулях 2 (в этом случае стыковка отдельных пластин между собой должна предусмотреть их электроизолированность друг от друга), возможно получение суммарных перемещений в двух взаимно перпендикулярных направлениях, Формула изобретения

1. Манипулятор, содержащий основание, установленную на нем механическую руку, состоящую из опорных элементов и последовательно соединенных гибких модулей, первый из которых связан с основанием, а последний — с захватным устройством, причем каждый гибкий модуль включает двухслойные пластины, слои которых выполнены из материалов с различными коэффициентами линейного расширения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения грузоподьемности за счет увеличения жесткости конструкции, каждые две двухслойные пластины каждого модуля соединены между. собой и с соответст5 вующими двухслойными пластинами смежных гибких модулей, образуя параллельные прямоугольные полосы, в которых слои с меньшими коэффициентами линейного расширения чередуются со слоями с

10 большими коэффициентами линейного расширения, а опорные элементы механической руки выполнены в виде дисков, установленных перпендикулярно прямоугольным полосам механической руки.

15 2. Манипулятор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что опорные элементы установлены в местах стыка двухслойных пластин каждого гибкого модуля.

3. Манипулятор по п.1, о т л и ч а ю20 шийся тем, что опорные элементы механической руки установлены в серединах первых двухслойных пластин каждого гибкого модуля.

4. Манипулятор по и. 1, о т л и ч а ю25 шийся тем, что плоскости всех прямоугольных полос механической руки параллельны друг другу.

1648759

1648759

Ф "J+

Составитель А.Ширяева

Редактор М.Васильева Техред М,Моргентал

Корректор О.Ципле

Производственно-издательский комбинат "Патент", г..ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1865 Тираж 477 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5