Манипулятор с программным управлением

Манипулятор с программным управлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(«>733975

Совхоз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300178 (21) 2573790/25-08 . с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

В 25 J 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150580. Бюллетень HP 18

Дата опубликования описания 150580 (53) УДК62-229-72 (О 88 . 8) А.Е. Кобринский, А.И. Корендясев, Б. Л. Саламандра и Л.И, Тывес (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский институт машиноведения им. акад. А.А. Благонравова (71) 3a яв ит ель (54) МАНИПУЛЯТОР С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к области машиностроения, и предназначено для механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности.

Известен манипулятор с программным управлением, в котором содержатся шарнирно соединенные, звенья, привод каждого из которых образован моментным двигателем и тормозной муфтой, а управление осуществляется от программного устройства ло схеме следящего привода (11 .

Недостатком указанного манипулятора является значительная мощность двигателей при малой скорости перемещения звеньев.

Наиболее близким решением иэ известных к предлагаемому является манипулятор с програьваным управлением, содержащий смонтированные на основании шарнирно соединенные звенья и кинематические цепи для осуществления относительных перемещений звеньев от двигателей (2l.

Недостаток укаэанного манипулятора заключается в том, что он не обладает достаточно высокими эксплуатационными качествами вследствие того, что инерционные свойства двигателя, а вернее, соотношение между момент ом и нерции ротор а дви гат еля и развиваемым им моментом, даже при использовании высокомоментных и малоинерционных. двигателей, не позволяют получить скорости перемещений звеньев, соизмеримые со скоростями, достигаемыми при использовании пневмо- и гидродвигателей и позиционной системы управления. Увеличе ние же мощности двигателей;зачастую не приводит к положительному эФФекту (к повышению быстродействия системы) в связи с еще более быстрым ростом отношения момента инерции ротора двигателя к развиваемому им моменту, Кроме того, вся накопленная механизмом на такте перемещений энергия гасится на тормозах, упорах и т.д. вызывая повышенные порой ударные нагрузки в конструкции, снижает долговечность системы.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств путем увеличения скорости перемещения звеньев, уменьшения мощности двигателей и увеличения долговечности конструкции.

733975

Цель достигается тем, что в кинематических цепях привода перемещения звеньев введены аккумуляторы механической энергии и управляемые муфты, каждая из которых установлена между приводом звена и соответствующим аккумулятором, а также тем, что между

5 приводом звена и соответствующим аккумулятором установлен механизм реверса, связанный с управляемой муфтой.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого манипулятора; на фиг. 2 — вариант выполнения аккумулятора и программно-управляемой муфты.

Манипулятор с программным управлением состоит из последовательно установленных на основании 1 и шарнирно соединенных между собой звеньев

2-8. Звено 2 посредством шарнира крепится на основании 1. Там же . 20 установлены компенсирующий механизм, образованный рядом дифференциалов

9-14 и индивидуальные дьигатели 1521, связанные со звеньями руки кинематическими цепями, выполненными, 25 например, на конических передачах.

Кроме того, на основании 1 установлены аккумуляторы механической энергии 22-28, выполненные, например, в виде пружины кручения, выходные звенья аккумуляторов 29-35. Механизмы реверса 36-42 установлены между выходными звеньями аккумуляторов и кинематическими цепями приводов, в данном случае валами 43-49 двигателей 15-21. Программно-управляемые муфты 5 0-5 б также уст ано влены между выходными звеньями аккумуляторов и кинематическими цепями приводов.

В в ари анте подключения выходных звеньев аккумулятора к кинематическим цепям привода, не содержащим механизма реверса (см. фиг. 2), аккумулятор выполнен в виде пружины кручения. Аккумуляторами механической энергии могут быть оснащены приводы не всех звеньев, а только наиболее нагруженных, т.е. наиболее инерционных.

Манипулятор с программным управлением работает следующим образом.

В исходном положении (перед началом работы) аккумуляторы заряжены, т.е. пружины сжаты,их состояния зафиксированы, например, с помощью специальных тормозных устройств (на чертежах не обозначено) . При поступ55 ленин команды на отработку задаваемых перемещений включаются в требуемом направлении двигатели 15-21, и к валам 43-49 подключаются выходные звенья аккумуляторов 29-35 с помощью 6() программно-управляемых муфт 50-56 так, что направление моментов от, аккумуляторов 22-28 совпадает с направлением вращения валов 43-49 и с моментами двигателей 15-21. При этом происходит 5 интенсивный разгон системы, переход потенциальной энергии пропущенных аккумуляторов в кинематическую энергию звеньев. При отработке некоторой части требуемых перемещений программно-управляемые муфты по сигналам от системы управления переключают направление моментов от аккумуляторов, например, с помощью механизма реверса на обратное. При этом на второй части такта движения моменты от аккумуляторов не совпадают с направлениями скоростей валов 43-49 и с моментами двигателей 15-21. Происходит торможение системы, сопровождаемое зарядкой аккумуляторов 22-28 и обратным переходом кинематической энергии системы в потенциальную энергию пружин. Энергия двигателей

15-21 расходуется при этом на преодоление оси трения и на подзарядку аккумуляторов. В конце .каждого такта состояние пружинных аккумуляторов опять фиксируется тормозными устрой ст вами. в варианте (см. фиг.2) для реверснрования момента аккумулятора используются собственные свойства коле бательной системы пружинный аккумулятор —. выходное звено аккумулятора . Собственная частота этой системы значительно выше частоты системы аккумулятор — манипулятор.

Поэтому при отключении ведомого звена аккумулятора 29 от вала 43 двигателя 15 и при последующем его включении через половину периода собственных колебаний системы аккумулятор — выходное звено аккумулятора пружинный аккумулятор перейдет из фазы растяжения в фазу сжатия с незначительной потерей потенциала из-за неточности включенияя и н аличия явления затухания в системе. Эти потери компенсируются энергией, поступающей в систему аккумулятор-манипулятор на интервале движения от двигателя этой системы.

Формула изобретения

1. Манипулятор с программным управлением, содержащий смонтированные на основании шарнирно соединенные звенья и кинематические цепи привода перемещений звеньев от двигателей, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств, путем увеличения скоростей перемещения звеньев, уменьшения мощности двигателей и увеличения долговечности конструкции, в кинематических цепях привода перемещения звеньев введены аккумуляторы механической энергии и управляемые луфты, каждая из которых установле733975

ЦНИИПИ Заказ 1968/22 Тираж 1033 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4 на между приводом звена и соответствующим аккумулятором.

2. Манипулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что между приводом звена и соответствующим аккумулятором установлен механизм реверса, связанный с управляемой муфтой.

Источники информации, пРинятые во внимание при экспертизе

1. Дистанционно управляеМые роботы-манипуляторы, под ред, Е. П. Попова, Мир, М., 1976, с. 182-193.

2 ° Станки и инструменты 1976>

9 4, с. 7, р6