Маніпулятор інженера м.в.лєонєнко

Изобретение относится к машиностроению, а именно к манипуляторам с программным управлением, и предназначено для механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций 1404326 в промышленности. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности позиционирования исполнительного органа в любой точке рабочей зоны манипулятора, и повышение надежности его работы. В зависимости от комбинации включения управляемых муфт 13, 14, 17 и 20 происходит вращение выходного вала кинематической цепи, связывающей двигатель каждого из приводов с исполнительным органом, при этом вращающий момент может передаваться как от ротора 10 двигателя, так и статора 11, которые связаны между собой пружиной кручения 21. Перемещение исполнительного органа в любую точку рабочей зоны происходит за одно колебательное движение ротора, 10 или статора 11 под действием пружины кручения 21, при этом сам двигатель служит для покрытия потерь. , > • 1 Для регулирования скорости перемеще- * ния исполнительного органа в манипуляторе могут быть использованы маховики, связанные с приводом через дополнительные управляемые муфты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 Изобретение относится к машино-* строению, а именно к манипуляторам с программным управлением, и предназначено для механизации и автоматизации 5 основных и вспомогательных операций в промышленности. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности позици- 10 онирования исполнительного органа в любой точке рабочей зоны манипулятора и повышение надежности его работы. На фиг.1 изображена кинематическая схема манипулятора; на фиг.2 - схема J5 части кинематической цепи с датчиками угловой скорости и маховиками. Манипулятор содержит смонтированные на основании 1 звенья 2 и 3 исполнительного органа. Звено 2 связано с 20 выходным валом 4 одного из приводов перемещения исполнительного органа через передачу 5 и 6. Звено 3 связано с аналогичным выходным валом 4 второго привода через передачу 7. Первый 25 привод служит для горизонтального перемещения звена 2, второй - для вертикального перемещения звена 3. У каждого привода между выходным валом 4 и основанием 1 установлен датчик 8 30 угловых перемещений. Кроме того, каждый из приводов включает двигатель 9, установленный на основании с возможностью независимого вращения ротора 10 и статора 11 вокруг их общей оси, 35 Между ротором 10 и статором 11 уста новлен датчик 12 угловых перемещений. Между ротором 10 и основанием 1 установлена управляемая муфта 13, между статором 11 и основанием 1 - управляемая муфта 14. Ротор 10 связан с выходным валом* 4 посредством зубчатых колес 15 и 16 и управляемой муфты 17. Статор 11 связан с выходным валом 4 посредством зубчатых колес 18 и 19 и управляемой муфты 20. Между ротором 10 и статором 11 установлена пружина 21 кручения. Датчики 8 и 12, управляемые муфты 13, 14, 17 и 20, двигатель 9 связаны с системой управления (не показана) . Устройство может также содержать дополнительные управляющие муфты 22, соединяющие маховики 23 с ротором 10 и статором 11 двигателей, и, кроме того, датчики 24 и 25 угловых скоростей, установленные соответственно между выходным валом 4 и основанием 1 и между ротором 10 и статором 11, Манипулятор работает следующим образом, В исходном положении ротор 10 повернут относительно статора 11, на« пример по часовой стрелке на угол ц - q , , от свободного состояния пру> > жины 21 кручения. При включении системы управления датчики 8 и 12 угловых перемещений вырабатывают электрические сигналы, которые соответствуют измеренным датчиками значениям углов 1404326 звено 2. В итоге получаются углы пе$ ~ Vt ) f Ч ! • Сигналы (? и с посту+ р ремещения q = -if,, у = у3 , т.е. > пают с датчиков в систему управления. звено 2 переместится в обратном напВозможно несколько способов управравлении на такую же величину, как ления устройством. и в первом случае. Двигатель 9 и в По первому способу, если от систеэтом случае используется только для мы управления поступят управляющие восполнения потерь энергии.j сигналы и выключить муфты 20 и 13, то пружина 21 кручения начнет вращать По третьему способу, если в манирасфиксированный ротор 10 против ча- 10 пулятор, находящийся в исходном соссовой стрелки. Вращение от ротора 10 тоянии С с = t , и ф = ср, ) , от систер p передается через зубчатые колеса 15 мы управления поступят управляющие и 16 и муфту 17 на выходной вал 4. сигналы и выключат муфты 20 и 14, то Выходной вал 4 вращается по часовой пружина 21 кручения начнет вращать стрелке и через передачи 6 и 5 пере- 15 расфиксированный статор 11 по часовой мещает в горизонтальном направлении, стрелке и приведет в движение связаннапример вправо, звено 2. Кроме того, ную с ним кинематическую цепь с элеодновременно с выключением муфт 20 и ментами 18 и 19. Одновременно система 13 система управления включает двигауправления включает двигатель 9 таким тель 9 таким образом, что его крутя- 20 образом, что его крутящий момент совщии момент совпадает с направлением падает с направлением вращения статовращения ротора 10. Пружина раскручира. В момент, когда значение сигнавается до свободного состояния, т.е. ла с станет равно Ц = ср, М, (М - нер с = 0, разогнав связанную с ней кир который коэффициент, причем 0 < М & 1), нематическую цепь с элементами 10, 25 сигнал системы управления выключит 15, 16, 17, 4, 6, 5 и 2 до максимальмуфту 13. Пружина 21 начнет вращать ной скорости. Затем эта кинематичесрасфиксированный ротор 10 против чакая цепь, двигаясь по инерции, закрусовой стрелки и приводит в движение чивает пружину 21 на угол - 0 до с = — с , М, кинематическая цепь с элементами 10, 15, 16, ятниковое движение и в момент вклю17, 4, 6, 5 и 2 получает от пружины чения муфт, т.е. фиксации кинемати21 такой же импульс силы, действуюческой цепи, скорости перемещений щий в обратном направлении. В момент, всех звеньев кинематической цепи рав40 когда наступит равенство С = -ср,-М, р ны нулю и, следовательно, нет необскорости перемещений всех элементов ходимости гасить кинетическую энергию этой кинематической цепи будут равны кинематической цепи. Таким образом, нулю, и в этот же момент сигнал систеротор 10, выходной вал 4 и звено 2 мы управления включит муфту 13. Ротор зафиксированы относительно основания с углами поворота С = -Ср, и ( f 20 из выходной вал 4. Выходной вал 4 тор 11 и связанная с ним кинематичесвращается против часовой стрелки и кая цепь получают от пружины 21 тасоответственно перемещается влево = 3 1404326 кой же импульс силы, действующий в обратном направлении. В момент, когда угол С = -Ц 1 ,, скорость движения с т а р тора будет равна нулю и в этот же мо- 5 мент сигналы системы управления включают муфты 14 и 20 и выключают д в и г а тель 9. Двигатель 9 используется т о л ь ко для восполнения потерь энергии. В итоге получают следующие углы пере-10 мещения С = Cpf ^ ц = у . р Перемещение исполнительного звена 2 и соответствующее ему угловое п е р е мещение су4 — Cf?t выходного вала 4 з а висят от соотношения момента инерции f5 кинематической цепи с элементами 10, 15, 16, 17, 4, 6, 5 и 2, приведенийго к ротору, и момента инерции кинематической цепи с элементами 11, 18 и 19, приведенного к статору, а также 20 от величины М. Изменяя М в пределах 0 =q>, и V =V t ) , от системы управления поступают управляющие сигналы и выключают муфты 13 и 17, включают 30 д в и г а т е л ь 9 согласно с направлением вращения р о т о р а . Затем в момент, к о г да значение угла ср станет равно ср = = {о • М, сигнал системы управления выключит муфту 14. В момент, когда значение сигнала ср = -ср-М, сигнал с и с т е - 35 мы управления включает муфту 14. В момент, когда значение угла ср равно Ч = ~Я\> сигналы системы управления включат муфты 13 и 17 и выключат д в и г а т е л ь 9 . В итоге получены следующие углы перемещения'ср = - Cf, и су = с у 5 . В этом случае происходят процессы, аналогичные процессам в предыдущем случае, только перемещение который импульс силы. Далее, когда значение угла C изменяется отс^ - 0 f До C = -q>(-M, кинематическая цепь с f элементами 11, 18 и 19 получит от пружины 21 такой же импульс силы, действующий в обратном направлении. Б момент, когда значение угла q > стан е т равным С = -срЕ*М, скорости перер мещений всех звеньев кинематической цепи с элементами 11, 18 и 19 равны нулю и в этот же момент сигнал системы управления включит муфту 14. Статор 11 и кинематическая цепь с э л е ментами 18 и 19 зафиксированы относительно основания. Ротор 10 продолжает вращаться против часовой стрелки, закручивая пружину 21 от угла