Привод

Привод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сетоз Советсимх

Социалистических

Реслублми

Онублняовано23. 10.81. бюллетень М 39

Дата опубликования оннсания 26 10 81

{5! )М. 6(л.

F 16 Н 9/04,/

В 25 J 13/00 твеуаервтаввй нветет.CCC! ае ааааа «эебрвтевнй н атхрнтнй (53) УДК62-82 (088.8) ф ! !

Т. А. Демченко и А. В. Семеиц4в (72) Авторы изобретения (Донецкий проектно-конструкторский технолот нчеакнй институт (7!) Заявитель (54) ПРИВОД

Изобретение относится к робототехнике.

Известен привод, например, манипулятора, содержащий двигатель, зубчатое звено, шестерню, обкатывающуюся по зубчатому звену и соединенную с тормозным механизмом !.! ).

Недостатками известного привода являются низкие динамические характеристики эа счет жесткого измене-. ния тормозного момента и малый диана- тя эон регулирования этих характеристик.

Эти недостатки устраняются тем, IS ., что тормозной механизм состоит из цилиндра с дроссельным регулированием на штоке которого установлена пружина с клиношаровым усилителем, а на гильзе клиношарового усилителя выполнен усилительный разжимной элемент, причем на корпусе тормозного механизма установлена с возможностью вращения от шестерни втулка, внутри которой расположен разжимной элемент.

Цель .изобретения — улучшение динамических характеристик (улучшение плавности изменения тормозного момента, увеличение скорости перемещения привода, уменьшение амплитуды колебаний привода), увеличение диапазона регулирования в широком диапазоне изменение времейи разгона и торможения привода, увеличение изменения .замедленной скорости, ускорение процесса изменения точности позиционирования) и универсальности (возможность работы как в циклоном, так и в позиционном режимах).

Поставленная цель достигается тем, что в приводе манипулятора, содержащего двигатель зубчатое звено, шестерню, обкатывающуюся по зубчатому звену и соединенную с тормозным механизмом, тормозной механизм имеет цилиндр с дроссельным регулированием на выходе, воздействующий на пружину, передающую возрастающее усилие клиношаровому усилителю, дейст3 8 вуюа еиу на усилительный раэжимной элемент, создающий тормозной момент тренин на внутренней поверхности вращающейся1 втулки, связанной с обкатывающейся по зубчатому звену шестерней шлицевым соединением.

Воздействие цилиндра, постепенно иагружавщеоо или раэгружающего пружину с последующим усилением этого воздействия клиношаровым и усилительным разжимныи элементом, позволяет плавно изменять и регулировать тормозной момент, тем самым активно воз действуя на привод.

На фиг. 1 показана схема привода линейного перемещения с использованием силового цилиндра; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. (вариант с клиновым разжимным элементом); на фиг.3разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4— разрез В-В на .фиг. 2; на фиг, 5 — раз рез Г-Г йа.фиг. 2; на фиг. 6 — разрез А-А на фиг. 1 (вариант с цанговым разжимным элементоф на фиг.7—

То же (вариант с пружинно-кольцевым разжимным элементом); на фиг. 8— то же (вариант с гидропластовым разжимным элементом); на фиг. 9 — схема привода линейного перемещения (вариант выполнения с MoyopoM); на фиг.10схема привода углового перемещения с моментным цилиндром; на фиг. lI — то .же, вариант с плунжером; на фиг.l2— график изменения скорости привода.

Привод линейного перемещения, например, манипулятора, в первом варианте (фиг. 1) .состоит из цилиндра 1 (двигателя ) с закрепленным штоком 2 и подвижным корпусом 3 цилиндра, закрепленным внутри выдвижной направляющей 4, роликов 5, удерживающих выдвижную направляющую 4 и закрепленяих в неподвижном корпусе 6, рейки 7, с укрепленными на ней переставными упораьж 8 с дифференциальной резьбовой подналадкой, фиксатора 9, рейки 10 (зубчатого звена ), обкатывающейся по рейке (зубчатому звену 7 шестерки Il тормозного механизма 12, распределителей 13-15 с электромагнитным управлением.

Тормозной механизм 1 2 (фиг . 2 ) состоит из корпуса 16, подшипникового узла 17, шлицевой муфты !8, связанной с шестерней 11, цилиндра 19, с винтом 20 и дросселями, имеющими обратные клапаны 21 и 22, штока 23 цилиндра 19, пружины 24, конуса 25, шаров 26, корпуса 27 с внутренним кону75136 4 сом 28, гильзы 29 с пазами 30, где расположены шары 26 (фиг. 3) клинового разжимного усилительного) элемента 31 с клиновой поверхностью 32 на гильзе 29 f ôèã. 4>, вращающейся на корпусе 27 втулки 33, соединенной шлицевым соединением 34 (фиг. 5) со шлнцевой муфтой 18, упорного пружинного кольца 35, укрепленного в корпу-! о се 27.

Работа привода в этом варианте выполнения осуществляется следующим образом (фиг. 1) .

Включаются распределители 13 и 14 и идет подача рабочей сре,ды в полость

36 цилиндра I ;двигателя) и в полость

37 цилиндра !9 {фиг. 2), при этом шток 23 выдвигается, разжимается пружина 24, уменьшая нагрузку на конусе 25, шарах 26, гильзе 29, разжимном элементе 31 и втулке 33, при этом уменьшается тормозной момент. При создании давления (фиг. 1) в полости 36 цилиндра 1 (двигателя ) возрастает кру

25 тящий момент на обкатывающейся по рейке 10 (зубчатому звену) шестерне !1.

За счет дросселя 21 (фиг.2) скорость уменьшения тормозного момента ниже, чем скорость возрастания крутящего момента привода.

После уравнения моментов и дальнейшего уменьшения тормозного момента втулка:33, а с ней и шестерня II начинают медленно с нарастанием скорости

35 обкатываться по рейке 10 (зубчатому звену).

Так обеспечивается разгон привода до необходимой скорости. Скорость привода регулируется дросселями 38 и 39

{4IHr. l),.

Когда двигатель достигает определенной величины, то по сигналу от датчика !не показан 1 срабатывает распределитель 14, при этом подача рабочей

4S среды идет в полость 40 цилиндра 19 (фиг. 2) ° Шток 23 задвигается, сжимается пружина 24, увеличивается нагрузка на конус 25 н шары 26 ° Конус 25, шары 26, внутренний конус 28 в корпусе 27 н гильза 29 с пазами 30

50 представляют собой клиношаровой усилитель. Поэтому шары 26 действуют на гильзу 27 с ) силенкой нагрузкой, ко торая подается ка клиновой разжимной элемент 31 и клиновыми поверхностями

55 32. Клиновой разжимной элемент 31 создает тормозной момент, дополнительно усиливая нагрузку, при этом за счет пружины 24 и дросселя 22 создается

5 8751 постепенность возрастания тормозного момента. Вращение втулки 33 приостанавливается, а с ней приостанавливается и вращение шестерни 11, обкатывающейся по рейке 10 (фиг.l), а следовательно, приостанавливается перемещение подвижного корпуса 3 цилиндра и направляющей 4.

Так обеспечивается торможение привода до регулируемого положения вин- 10 та 20 {фиг. 2) или до полной .постановки привода не по упорам 8, а позиционно. В случае циклового режима при достижении определенного тормозного момента, привод на замедленной is скорости останавливается фиксатором

9 по упорам 8. Количество точек ос- . тановки практически может быть любое.

Показанные на фиг. 2,6,7 и 8 варианты приводов с тормозным элементом отличаются по конструкпии выполнением усилительного разжимного элемента 31 причем приводы по своим тормозным характеристикам несколько перекрывают друг друга. В целом эти механизмы представляют собой гамму, охватывающую большой диапазон тормозных моментов.

Принцип построения приводов линей- 30 ного перемещения с использованием мотора (фиг. 9)1 приводов. углового перемещения с использованием моментного цилиндра (,фиг.10) и то же с использованием плунжера (фиг. 11) одинаковы з5 с описанным выше принципом . построения привода линейного перемещения с использованием силового цилиндра, а также имеют несколько вариантов ис-. полнения усилительного разжимного эле 40 мента.

Перемещение привода манипулятора (фиг. 1, 9 и 11) от одного упора 8 до другого упора 8 согласно цикла . 45 работ производится по регулируемому закону в области 41. На графике(фиг .12) изображена кривая 42, показывающая изменение скорости Ч перемещения привода в зависимости от времени tp на 50 котором имеем следующие графические обозначения;

t - время разгона привода;

t — время перемещения привода с постоянной скоростью;

t — время торможения привода;

t — время перемещения на земед-

3 ленной скорости;

V> — скорость перемещения привода;

36 6 / — максимальная скорость передИ МОХ вижения привода;

Ч „щ 0 - максимальная замедленная ско рость перемещения привода.

Кривая 42 состоит.из участков 43-42

Участок 43 кривой 42 соответствует изменению скорости разгона привода.

Изменение этой скорости можно регулировать с помощью дросселя 22 с обратным клапаном (фиг. 2).

Участок 44 (фиг.12) соответствует скорости перемещения привода Vii . Изменение этой скорости можно произво; дить дросселями 38 и 39 (фиг.l).

Участок 45 (фиг. 12) соответствует изменению скорости торможения. Изменение этой скорости можно регулировать с помощью дросселя 21 с обратным клапаном (фиг. 2).

Участок 46 кривой 42 (фиг.12) соответствует замедленной скорости перемещения привода V>. Изменение замедленной скорости можно производить винтом 16 (фиг.2 ).

Участок 47 кривой 42 (фиг ° 12) соответствует потере замедленной скорости при взаимодействии фиксатора 9 (фиг.1) и упора 8.

Плавное регулирование разгона и торможения за счет плавности изменения тормозного момента, позволяет в целом повысить скорость перемещения привода и скоратить время работы привода, особенно эффективно при больши перемещениях, например, элементов манипулятора.

Возможность работы привода как в цикловом, так и в позиционном режимах обеспечивается за счет системы управления и снятием упоров 8 или фиксатора 9 в отдельных случаях (фиг.1).

Использование предлагаемого изобретения позволит улучшить плавность изменения тормозного момента, увеличить скорость перемещения привода и улучшить другие параметры привода.

Формула изобретения

Привод, например, манипулятора, содержащий двигатель, зубчатое звено шестерню, обкатывающуюся по зубчатому звену и соединенную с тормозным механизмом отличающийся тем„ что, с целью улучшения динамических характеристик и увеличения диапазона регулирования этих характеристик, тормозной механизм состоит з цилиндра с дроссельным регули8751 рованием, на штоке которого установлена пружина с клиношаровым усилителем, а на гильзе, клиношарового уси,лителя выполнен усилительный разжим1 ной элемент, причем на корпусе тормозного механизма установлена с возможностью вращения шестерни втулки, 36 Я внутри которой расположен разжимной элемент.

Йсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иишкинд С. Н. и др. Развитие робототехники за рубежом. Обзор

НЙИмаш, серия С-1, M,О 1976, с.29-30.