Модуль манипулятора
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ИСАНИЕ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.08.80 (21) 2986790/25-08 с присоединением заявки М 2992874/08 (23) Приоритет— (51) М.К .
В 25 ) 11/00//
В 25 ) 17/00
Гееударстееиимк комитет
СССР
IIo делам изооретеиий и открытий (53) УДК 62-229.72(088.8 ), Опубликовано 23.05.82. Бюллетень № 19
Дата опубликования описания 28.05.82
T. Л. Хомерики,/ т -, " .- ., /
Тбилисское станкостроительное производственное ббъе@ щение
«Станкостроитель» и Институт кибернетики АН Грузинской(72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) МОДУЛЬ МАНИПУЛЯТОРА
Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к манипуляторам и промышленным роботам, и предназначено для обслуживания процессов перемещения и ма.нипулирования в пространстве предметами, заготовками, инструментами и т. д.
Известен модуль манипулятора, содержащий входное и выходное звенья, а также приводной элемент, выполненный в виде ленть; из термочувствиетльного материала. При подключении питания приводной элемент обеспечивает линейное и вращательное от носительное переиещение входного и выходного звеньев (1) .
Недостатками данного устройства являются относительная сложность конструкции, а также то, что отсутствует возможность получения вращательного относительного перемещения входного и выходного звеньев без линейного перемещения.
Известен приводной элемент, выполненный в виде биметаллической спирали, причем источником питания служит нагреватель (2).
Недостатком данного устройства является относительно большие габариты, что затрудняет его использование в модулях манипуляторов.
Известен также модуль манипулятора, содержащий приводной элемент, выполненный в виде связанной с источником питания двухслойной пластины, выполненной из жестко связанных между слоев материалов с неодинаковым коэффициентом линейного расширения. При подключении питания приводной элемент обеспечивает взаимное пе 0 ремешещение входного и выходного звеньев (3) .
Недостатком этого модуля является низкая точность относительного поворота звеньев, а также то, что при выполнении двухслойной пластины, например в виде cnupa>s ли, габариты модуля увеличиваются.
Цель изобретения — устранение указанных недостатков.
Цель достигается за счет того, что звенья выполнены в виде полых цилиндров, установленных соосно один в другом с возмож20 ностью вращения, причем двухслоиная пластина установлена на наружной поверхности внутреннего цилиндра, при этом один конец пластины жестко связан с наружным цилиндром, а другой конец — с внутренним.
92943!
На фиг. 1 изображен модуль манипулятора, в котором слои пластины выполнены из термочувствительного материала; на фиг. 2 — — то же, с пластиной из электрострикционных материалов.
Слои двухслойной пластины могут быть . выполнены из термочувствительных материалов, а источник питания выполнен в виде нагревателя, который может быть установ;IVIII в полости внутреннего цилиндра. С целью интенсификации процесса охлаждения на поверхностях цилиндров могут быть выполнены сквозныс отверстия.
Помимо этого слои пластины могут быть выполнены из электрострикционных материалов, при этом поверхности пластины покрыты токопроводящей пленкой, а цилиндры выполнены из электроизолирующего материала.
Полые механические цилиндры 1 и 2 соосно расположены один в другом. С одной стороны в отверстие цилиндра 2 ввинчена опорная заглушка 3, в отверстие которой установлена полая муфта-переходник 4. Другая муфта-переходник установлена с другого конца в цилиндре 1. Во внутренней полости цилипд!и установлена заглушка 5 с отверстиями: центральным и двумя по периметру (периферийные). Цилиндры 1 и 2 установлены с возможностью вращения в подшипниках скольжения 6. Во внутреннюю полость цилиндра 1 вдоль ее длины установлены шайбы 7 из термостойкого и электроизолирующего материала с отверстиями.
В заглушку 5, в ее центральное отверстие вставлен стержневой электрод 8. Внутреннис стенки цилиндра и электрод 8 образу|от I 0IIQI .НсВТор, выступая в роли его обкладок. На наружную поверхность цилиндра ! установлена спиральная термобиметаллическая пластина 9. Во внутренней полости цилиндра 1, опираясь на шайбы 7, расположен термоиндуктор 10, выполненный в виде спирали (фиг. 1).
Один конец пластины 9 крепитя на наружной поверхности Aèëèíäðà 1 посердством винта !1. Другой конец пластины крепится на наружной поверхности цилиндра 2.
Втулка-переходник 4 фиксируется пос- 45 редством контргайки 12. Подшипник 6 фиксируется шайбами 13, а другой подшипник фиксируется в цилиндрах 1 и 2 посредством стопорного кольца 14 и шайбы 15.
В теле цилиндров по периметру имеются отверстия 16 и 17 для свободного перемещения газообразной среды, находящейся в полостях цилиндров и 2. Посредством электропроводов 18 и 19 (фиг. 1) подводится питание соответственно к обкладкам конденсатора (стержневый электрод 8 поверхность цилиндра 1) и к пластине 9.
Полые втулки-переходники 4 служат для соединения сустава к другим частям манипулятора. Подшипники 6 и шайбы 7 выпол4 нены из термостойкого и электроизолирующего материала с малым коэффициентом трения.
На фиг. 2 представлено выполнение модуля, когда пластина 9 выполнена из слоев одного и того же диэлектрика с наибольшей разницей значений эффекта электрострикции Между наружным и внутренним слоями (при нахождении пластины в электрическом поле 7). Пластина 9 снаружи покрыта тонкой токопроводящей пленкой. Пленка отсутствует лишь на торцевых и боковых поверхностях пластины 9.
Источник создания электрического поля для пластины 9 подводится посредством провода 20.
Все элементы модуля (фиг. 2) выполнены из электроизолирующего материала.
Устройство работает следующим образом.
При подключении источника питания или источника создания электрического поля (фиг. 2) слои двухслойной пластины 9 удлиняются, причем наружный слой удлиняется больше, чем внутренний, за счет чего происходит изгиб пластины в сторону внутреннего слоя. За счет того, что двухслойная пластина 9 навита на внутренний цилиндр
1, а концы ее жестко связаны соответственно один с наружным полым цилиндром 2, а второй — с внутренним 1, будет происходить взаимный .поворот цилиндров 1 и
2 в подшипниках.
При отключении источника питания, происходит возврат цилиндров 1. и 2 в исходное положение.
Нагрев термобиметаллической пластины
9 (фиг. 1) производится косвенно посредством термоидуктора 10, к которому подво-. дится электропитание в виде токов высокой частоты. Навитая на наружную поверхность цилиндра 1 и закрепленная на двух цилиндрах 1 и 2 пластина 9 под действием тепла будет обеспечивать поворот указанных цилиндров друг относительно друга в подшипниках 6.
Разгибание пластины 9 вызывается ее принудительным охлаждением. Для этого отключают термоиндуктор 10 и включают цепь конденсатора, для чего подводят высокое напряжение к его обкладкам (стержневый электрод 8 — поверхность цилиндра
1). Происходит движение среды; вызываемое ионизацией среды, находящейся между обкладками конденсатора. Посредством движения среды происходит отбор тепла от массы всего устройства. Тепло уносится через отверстия 16 и 17 в цилиндрах.
В случае, представленном на фиг. 2, внешний слой пластины 9 с большим значением эффекта электрострикции при создании электрического поля будет увеличивать удлинение внутреннего слоя, а внутренний слой с меньшим значением эффекта электрострикции будет уменьшать удлинение внешнего слоя. В результате пластина 9 изогнется
929431
5 в сторону слоя с меньшим значением эффекта электрострикции. Навитая на наружную поверхность цилиндра 1 и закрепленная на двух цилиндрах при создании электрического поля будет обеспечивать поворот указанных цилиндров друг относительно друга в подшипниках.
При отключении источника напряжения происходит возврат цилиндров 1 и 2 в исходное положение, так как исчезнет причина возникновения эффекта электрострикции. 10
Применение предложенного модуля позволяет простыми средствами осуществлять достаточно точное и надежное позиционирование подвижных звеньев манипулятора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
l. Авторское свидетельство СССР № 688329, кл. В 25 J 9/00, !978.
2. Кашпар Ф. Термобиметаллы в электротехнике. М.,— Л., Государственное энергетическое издательство, 1961, с. 382 — 383.
3. Авторское свидетельство СССР по за20 я вке № 2918494/25 — 08, кл. В 25 J 3/04, 1980.
Формула изобретения
ff фиг. Е
Составитель T. Юдахина
Редактор Н. Пушненкова Техред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан
Заказ 3111/21 Тираж 1082 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Модуль манипулятора, имеющий снабженные втулки-переходниками звенья и приводной элемент в виде связанной с источником питания и выполненный, например, 6 в виде спирали, двухслойной пластины из жестко соединенных между собой слоев материалов с неодинаковым коэффициентом линейного расширения, отличающийся тем, что с целью сокращения габаритов и повышения точности, звенья выполнены в виде полых цилиндров, установленных соосно один в другом с возможностью относительного вращения, причем двухслойная пластина установлена на наружной поверхности внутреннего цилиндра и один конец ее связан с наружным цилиндром, а другой — с внутренним.