Устройство для управления перемещением подвижных узлов, например, исполнительных механизмов работаманипулятора

Устройство для управления перемещением подвижных узлов, например, исполнительных механизмов работаманипулятора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН HSI

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!!!! 5I5633

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Реслублек

4ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.06.74 (21) 2034039/08 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30,05.76. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 14.07.76 (51) М. Кл.- В 2 5J 9/00

Государственный комитат

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 62-503.53 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Тамарченко, Л. Л. Хаскович, Ф. И. Холмянская, В. И. Каневский, A. В. Воробьев и Д, П. Деменков

1

-Ф (71) Заявитель

I (54! УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ IIEPEMEIJIEHHEM

ПОДВИЖНЪ|Х УЗЛОВ

Изобрсгенпе относится к области машиностроения.

Известны устройства для управления перемещением подвижных узлов, например, исполнительных механизмов робота-манипулятора, содержащие датчики положения подвижных узлов, взаимодействующие с кулачками.

Однако в таких устройствах количество выключателей в схеме управления должно соответствовать количеству адресов.

Большое количество путевых выключателей усложняет конструкцию устройства и схему с.-о управления, в результате чего снижается надежность.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства за счет уменьшения количества путевых выключателей и сокращеНИЯ -IIIC. a ПОДВОДИМЫХ ПРОВОДОВ К ИСПОЛНИтельным механизмам, упрощение схемы управления за счет уменьшения количества элементов в пульте программного управления, что обеспечивает повышение надежности работы с одновременным обеспечением точност.I оста нова исполнительных механизмов.

Достигается это за счет того, что датчик положения каждого исполнительного механиз»а выполнен в виде закрепленного на корпусе механизма блока бесконтактных выключателей, смонтированного HB этом же корпусе комплекта плоских пружин и установленного на этом же корпусе на общей оси комплекта двуплечих рычагов. Каждый из рычагов имеет расположенную вблизи оси .качания базовую плоскость, взаимодействующую со своей плоской пружиной. На одном конце рычага закреплена пластина, входящая в паз соответствующего выключателя, а на втором конце — ролик. 41а TL)ассе дв!!Жения каждого исполнительного механизма закреплены перед точками останова этого механизма гребенки, имеющие выступы-кулачки в различных сочетаниях. Максимальное число выступов соответствует числу рычагов в блоке датчика положения. Кулачки гребенок взаимодействуют с роликами упомянутых выше рычагов для формирования однозначного кодового сигнала о положении исполнительного механизма и переключения скорости перемещения механизма на более медленную. Олин из выступов выполнен более коротким для подачи сигнала на останов этого механизма.

Для исполнитслbHого механизма, имеющего, например, семь мест останова с переключением скорости перемещения на меньшую перед каждым остановом, датчик положения исполнительного механизма содержит блок из четырех бесконтактных выключателей и комплект из четырех двуплечих рычагов. Гребенки, установленные на направляющей этого ис®О полнительного механизма, имеют до четырех

515833 выступов-кулачков, 07HFI из котор1-1х выполнен более коротким.

На фиг. 1 представлен робот-манипулятор с тремя степенями свободы; на фиг. 2 — датчик положения исполнительного механизма; на фиг. 3 — вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез по Б — Б на фиг. 2; на фиг.

5 — вид по стрелке В на фиг. 2; на фиг. 6— цифровые обозначения адресов для одной степени свободы манипулятора и схематические изображения гребенок, соответствующих этим адресам; на фиг. 7 — функциональная схема управления работой манипулятора для одной из степеней свободы.

Робот-манипулятор представляет собой механический агрегат, связанный с пультом программного управления. Механический агрегат состоит из перемещающейся по монорельсу 1 тележки 2, несущей механическую руку 3 с захватом 4, закрепленную на и танге 5, перемещающейся относительно те,701кки 2, механизма 6 вертикального перемещения руки 3 и механизма 7 поворота руки 3 вокруг вертикальной оси.

Привод каждого из исполнительных механизмов представляет собой электродвигатель постоянного тока, связанный с исполнительным механизмо", через редуктор и шестерню.

Например, механпз.;1 6 вертикального перемещсн1гя руки содержит электродвигатель 61, редуктор и шестерню 62, зацепляющуюся с рейкой 51, нарезанной на штанге 5. Механизм перемещения тележки 2 по мопорельсу 1 содержит электродвигатель 21, редуктор 22 и шестерню 2З, зацепляющуюся с рейкой 11 монорельса.

На тележке 2 закреплены датчик 8 положения тележки 2 относительно монорельса 1 п датчик 9 положения механической руки 3 по вертикали. На монорельсе 1 и на штанге 5 закреплены гребенки 10, взаимодействующие с датчиками 8 и 9.

Датчик 8 содержит корпус 11, к которому крепятся четыре бескоптактных выключателя

12. В корпусе 1 закреплена ось 13, на которой установлено четыре двуплечих рычага 14.

Двуплечие рычаги 14 снабжены с одной стороны пластиной 15, входящей в паз бесконтактного выключателя 12, а с другой стороны — роликом 16. Каждый из двуплечих рычагов 14 вблизи оси вращения имеет базовую плоскость 141, взаимодействующую с одной из четырех плоских пружин 17, свободно лежащих в пазах, образованных корпусом

11 и планками 18.

Каждая из гребенок 10 имеет до трех длинных выступов-кулачков 19 и один короткий 20.

На монорельсе устанавливается столько гребенок, сколько адресов имеет механический агрегат, двигаясь по монорельсу 1. Расположение короткого выступа-кулачка 20 зависит от того, с какой стороны к гребенке 10 подходит исполнительный механизм. Этот выступкулачок располагается так, чтобы датчик положения исполнительного механизма сначала

В 3 и И f 0!I f r C 7 13 13 !3 B л С 1 7 H I! I Hf,1 и в ы с ту п а м И- Ky, I 0 rêàìï !,f дл I "., 011. l! fî 11,1ия K070воl О сиг .",.ла 0 по foi .:OHI.FI::: п0,.-111:7 е IbHof o механизма, а затем с коротким выступом-кулачком 20.

Датчик 9 аналогичен по конструкции датчику 8. Датчик 9 взаимодействует с гребенками 10, закрепленными на штанге 5, формирует одиозна шый кодовый сигнал о положении штанги 5 относительно тележки 2 п дает команду на изменение скорости и останов вертикального перемещения.

Механизм 7 поворота руки вокруг вертикальной оси также снабжен датчиком, по конструкции аналогичным датчикам 8 и 9, и греоенками, расположенными по дуге окружности. Эти дат1ики и гребенки на чертежах пе показаны.

При 1113иже ии тележки 2 по мо1орельсу 1 п= 3c," п»1"хо ьом з -0 и о типо IH 00,7èêè 16

l рыч!1.0:3 14 насзжак т 11а длинные выступыкулачки 19, рычаги 1 поворачиваются и пластины 15, закр fjлеш:ые на эт11х рычагах, выходят пз пазов бескснтактных выключателей

12, создавая комбин.-:цип сигнала (код), которые обозначают определенный адрес. Каждый .-:дрсс опрсделя.-ся со-1отанием длинных выступов-кулачков 19. Цифровые обозначения адресов и схематические I:çîáðàæåFrèÿ гребе11ок 11, соответст.:ующпх этим а, ре-Н31, показаны HH д3пг. 6. Комбинация 11з т13ех си,гналов. позволяет полу . пть семь адпесов. СчитываНИЕ СОО-гВЕтСтВУКЗЩЕ1О аДРЕСа СЛУжнт KOMaH70I па умень!!I=HHO скорости исполнительНого механизма. Исполнительный механизм манипулятора движется с малой скоростью, пока ролик 16 четвертого рычага 14 не наедет па короткий выступ-кулачок 20 и пластина 15, закрепленная иа четвертом рычаге 14, не выйдет из паза четвертого бесконтгктного выклюателя 12, давая команду на остановку манипулятор». В дальнейшем, когда будет подана коман:,:; на движение lio другому адресу, ро;п1ки 16 рычагов 14 сойдут с выступов-кулачков 19 и 20, и рычаги 14 под воздействием

f;focKiIx пружип 17 возвратятся в исходнос по.7ожение, при котором пластины 15 входят в и".çû бе контактных выклю.-1ателей 12. Плоские пружины 17 возвращают рычаги 14 в исходное положение независимо от того, в какую сторону pl! аги 14 отклонены. Таким образо31, дат111к работает при л1обо 1 направлении движения исполнительного механизма.

На 1!Frf.. 7 представлена функциональная схема управления робота-манипулятора для одной из степеней свободы.

Пульт 21 программного управления включает блок 22 управлсния электродвигателем, блок 23 задания программы и блок 24 сравнения адресов.

Датчик 8 взаимодействует с гребенками 10, формируя при взаимодействии с каждой из них ко 3озь1й сигнал, соответствующий данному а Ip: су. Прп первоначальном включении электродвигателя 25 исполнительного органа

26 датчик 8 по каналу 27 передает в блок 24

515633

Фиг. 1

I сравнения адресов код адреса, в котором находится исполнительный орган. Из блока 23 задания программы в блок 24 сравнения адресов по каналу 28 поступает код адреса, в котором должен находиться исполнительный орган манипулятора. При совпадении кодов, поступающих по каналам 27 и 28, из блока 24 сравнения адресов в блок 23 задания программы по каналу 29 поступает сигнал, разрешающий включение электродвигателя 25 привода исполнительного механизма. По каналу

30 из блока 23 в блок 22 управления электродвигателем поступает сигнал на включение электродвигателя 25 с заданными в программе скоростью и направлением вращения.

По каналу 31 эта команда из блока 22 передается электродвигателю 25, и исполнительный механизм перемещается до гребенки, соответствующей заданному адресу. Здесь ролики 1б рычагов 14 наезжают на длинные выступы-кулачки 19 и выводят пластины 15 из пазов соответствующих бесконтактных выключателей 12. В блок 24 сравнения адресов от датчика 8 по каналу 27 поступает сигнал о достижении заданного адреса. Этот адрес сравнивается с адресом, записанным в блоке 23 задания программы. При совпадении адресов в блок 22 из блока 24 по каналу 32 поступает команда на уменьшение скорости электродвигателя 25. Из блока 22 эта команда передается электродвигателю 25, и исполнительпый механизм продолжает движение с меньшей скоростью, пока ролик 16 рычага 14 не наедет на короткий выступ-кулачок 20. При этом пластина 15 выйдет из паза четвертого бесконтактного выключателя 12 и в блок

24 по каналу 33 передается команда на выключение электродвигателя. По каналу 32 эта команда поступает в блок 22 управления электродвигателем, и электродвигатель 25 отключается. Дальнейшие перемещения исполнительного ор.-ана манипулятора будут происходить в соответствии с программой, записанной в блоке 23 задания программы.

15 Формула изобретения

Устройство для управления перемещением подвижных узлов, например, исполнительных механизмов робота-мачнпулятора, содержащее датчнкп положения подвижных узлов, взаимодействующие с кулачками, о т л и ч а ющ ее с я тем, что, с целью упрощения конструкци! и повышения точности останова исполните чьных механизмов, датчики положения выполнены в виде комплекта двуплечих ргя .агов, подпружиненных в средней части плоскими пружинами, а кулачки выполнены в виде кодирующих гребенок, максимальное число выступов которых соответствует числу рычагов в блоке датчика положения, а один

ЗО из выступов выполнен более коротким для подачи сигнала на останов.

515633

Ё Ё 7lT Tt ¨Itt

ôóã. б

Pea 7

Составитель Т. Юдахина

Редактор Э. Кононович Техред Е. Подурушина Корректоры: А. Николаева и В. Яковлева

Заказ 1553/4 Изд. № 1390 Тираж 1068 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, _#_-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2