Манипулятор

Манипулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСААКИЕ

ЙЗОБРЕТЕЙ ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 604424

Ж л

f,«Г»-.

++i r

7 (6 ) Дополнительное.ы авт. с вид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 28,04.79 (2! ) 2763055/25-08

B 25 3 13/00 с ттрнсоедииеиием заявки М

6кударетввнный комитет ссср

«о делам нзобретеннй н открытый (23) Приоритет

Опубликовано Ы.02.8t. Бюллетень М6 (53) УДК 62-229. .72(088.8) Дата опубликования описания 18.02.84.!

Р(тлщрщ ц тт

H.-Л. Селиванов и А. А- Сальников 4

1", ,! высшее техническое училитце им. Н. Э. Бауматта (72) Авторы изобретени» (7!) Заявитель (54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к манипуляторостроению и может. быть использовано при создании универсальных или специализированных манипуляторов.

Известен манипулятор, содержаший

I Ю . основание, шарнирно- сочлененные звенья, расположенные в шарнирах приводы перемещения звеньев, каждый из которых содержит исполнительный двигатель, например двигатель постоянного тока, механическую передачу с жесткими зубчатыми колесами, аналоговые датчики обратной связи и систему управления (Х).

Однако этот манипулятор не обеспечивает высокой точности из-за трудности обеспечения безлюфтового зацепления в широком диапазоне температур, а также вследствие наличия аналоговой системы управления.

Известен манипулятор, в котором новы- шение точйости достигается за счет использования в качестве редуктора вопнбвой зубчатой передачи, обладающей более высокой кннематической точньстью по

2 сравнению с передачами с жесткими зубчатыми колесами (2f .

Однако это техническое решение затрудняет использование . цифровых систем, так как требует установки датчиков обратной связи в каждом приводе перемещения звеньев. Эти датчики могут быть либо аналоговыми, сигнал с которых преобразуется в код, либо кодовыми. При этом аналоговые датчики ограничивают точность системы, а кодовые датчики являются дорогими и сложными устройствами, что уменьшает надежность системы.

Наиболее близким к предлагаемому является манипулятор, содержаптий основа ние, шарнирно сочленненые звенья, расположенные в шарнирах приводы перемещения звеньев, каждый из которых содержит корпус, гибкое и жесткое зубчатые колеса, генератор и систему управления 3 ).

Недостаток этого манипулятора — низкая- надежность.

Бель изобретения - повышение точности и надежности манипулятора.

804424

Поставленная цель достигается тем, что генератор хаждого привода перемещения звена выполнен в виде системы постоянных магнитов. и ферромагнитных вставок, радиально установленных на держателе, жестко соединенном с предыдущим звеном манипулятора, причем на каждом постоянном магните установлена катушка, взаимодействующая с гибким зубчатым колесом и имеющая возмож- >о ность радиальных перемещений а ферромагнитные вставки генератора размещены, между катушками, прн этом система по-стояннных магнитов и ферромагнитных вставок генератора размещена внутри гиб- > кого зубчатого колеса. . На фиг; 3 схематически изображен манипулятор, общий вищ на фиг. 2 -разрез

Л-А на фиг. 3.; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2; нв фиг. 4 - блок-схема системы управления приводом перемещения звена манипулятора.

Манипулятор состоит иэ неподвижного основания 3, шарнирно сочлененных звеньев . 2. - 4 приводов 5 - 7 перемещения звеньев, расположенных в каждом шарнире, и захвата 8. Каждый привод перемещения звена состоит иэ корпуса 9, соединенного . с перемещаемым звеном, установленного в корпусе 9 жесткого зубчатого колеса 30

30 гибкого зубчатого колеса 3.3:.причем последнее соединено с предыдущим звеном манипулятора двумя зубчатыми муфтами

3.2 и 1.3. Êîðïóñ 9 имеет воэможность поворота относительно осей муфт 3.2 и

3 3 на подшипниках l4 и 3,5. установленных в крышках l6 и 3.7. жестко соединенных с корпусом 9. Внутри гибкого ко леса 3.3. на держателе 38, жестко соединенном с предыдущим звеном манипулятора, закреплена система радиально устаl0 новленных постоянных магнитов 19 н ферромагн«тных вставок 20. На каждом йз магнитов l9 с зазором установлена катушка 23., имеющая возможность.радиальных перемещений, причем каркас 22 катушки 2l контактирует с гибким зубчатым колесом 3.l. Катушки 23. зафиксированы от перекосов эластичным материалом 23. Крышка 24 служит для защиты внутреннего объема привода от внеш-; 0 них воздействий. Подвод питания от

» Ф системы управления к катушкам 2l осуществляется гибкими проводниками 25, подключенными к разъему 26, установленному на муфте l2. Система управле- 55 ния каждого привода перемещения звена содержит задающее, устройство 27, соединенные с ним блохи непрерывногь

28 и импульсного 29 управления, коммутатор 30, многофазный инвертор 33., питающий катушки 2l приводв.

Для обеспечения необратимости привода перемещения звена манипулятора разность диаметров гибкого зубчатого колеса 3 3 в недоформиррванном состоянии и диаметра системы .постоянных магнитов

3.9 и ферромагнитных вставок 20 выбирается равной максимальной радиальной деформации гибкого колеса 3. 3., увеличенной на величину зазора необходимого для предотвращения звлипания гибкого зубча--t. того холеса 3,3. при соприкосновении с системой постоянных магнитов l9 и ферром агни тн ых вс тавох 20.

Манипулятор работает следующим образом.

Задающее устройство 27 каждого привода перемещения звеньев вырабатывает управляющий сигнал, который подается одновременно на блоки непрерывного

28 и импульсного 29 управления. В зависимости от величины рассогласования коммутатор 30 подключает блоки непрерывного 28 или импульсного 29 управле.» нпя ко входу многофвзного инвертора 33., питающего катушки 23. привода перемещения звена. При этом при больших величинах рассогласования х инвертору 33, подключается блох 28 непрерывного уп- рввления обеспечивающий непрерывное движение соответствующего звена манипулятора; а при малых величинах рассогласования к инвертору 33 подключается блок- 29 им- . пульсного управления, обеспечивающий необходимую точность зв счет движении . шагами при подходе х согласованному положению. Инвертор Çl формирует многофазное переменное напряжение, частота которого пропорциональна скорости перемещения звена манипулятора. При питании катушек 23, привода от инвертора Çl катушхи под действйем электромагнитных сил совершают колебательные движения в радиальном направлении исвоими каркасами 22 деформируют- гибкое зубчатое колесо 3.l, создавая движущуюся волну деформации. Деформиро» ванное гибкое зубчатое колесо l 3. нахо- дится в зацеплении одноименно с жестким зубчатым колесом 3.0 и. зубчатыми.. муфтами l2 и l3. При движении волны: деформапии гибкое зубчатое холесо l 3. обкатывает жесткое зубчатое колесо 30 и зубчатые муфты, и из-за наличия раз-. ности чисж эубъев жесткого и гибкого колес 30 и l3., первое вместе с корпусом 9 и с соединенным с ним звеном мв.

804424

5 д нипуляторв.приходит в движение, повора- ратор каждого привода перемещения звена чиваясь в подшипниках 3.4 и 18 относи- выполнен в виде системы постоянных магтельно предыдущего звена манипулятора. HBTos и ферромагнитных вставок, радиальПри достижении каким либо приводом пе- . но установленных на держателе жестко

l ремещения звена манипулятора согласо- 5 соединенном с предыдущим звеном мани- ванного положения инвертор 31. отключает пулятора, причем на каждом постоянном питание катушек 21 привода. При этом .. .:.. магните генератора установлена катуна, гибкое зубчатое колесо 3.1 удерживается, :.взаимодействующая с гибким зубчатым в деформированном состоянии за счет при-.-;,колесом и имеющая возможность раднальтяжения,постоянными магнйтами по ма-...fO ных перемещений,; а ферромагнитные. лой оси элипса деформации,. в результате :: вставки генератора р щены между .чего осуществляется фиксация положения -, .:.:: катушками. соответствующего звена манипулятора, .: 2. Манипулятор по и. 4;.о т л и ч а ю9тсутствие подвижных контактов в - .,; . шийся тем, что система постоянных приводах перемещения звеньев манипуля-. . магнитов и ферромагнитных вставок генетора позволяет повысить надежность маМи- ратора размещена внутри гибкого эубчато пулятора .. ., ГО колеса

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе о р " . -,:-. 20 3. Кулешов В. С. я Лакота Н..А. Ди-, 3.. Манипулятор, содержащий основание,,б намика систем управления манилу тор шарнрно сочлене ые эве я, располо,„. и м" ЭнеР Я ° 1971 ° с.. 27, женные в шарнирах приводы перемещен 2. Патент CIA % 4046262., звеньев, каждый иэ которых содержит кл 2 - опублик 97 " корпус,. гибкое и. жесткое зубчатые коле- . 3. Робототехник, Системы управления. са, генератор и систему управления,о т.- и очувствления. Тезисы 4,. Всесоюзной личающи ся тем,что, и ем что с целью межвузовской конференции. Каунас, 3.9 повышения точности и надежйости,:гене- % 134.

804424

luz.

Составитель С. Новик

Редактор М. Касарда Танкред М.Рейвес Корректор М Шаривши

Заказ 10785/28 Чу раж l. 10l Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . ao делам изобретений и открытий

l. 3.Э038, Москва, Ж36,. Раушскаа наб., д. 4/5

Филиал ППК "Патент, г, Ужгород, mi ПРоектная, 4 пйп .пвтеат зак, 2<32 6S