Маніпулятор

1. Маніпулятор, що містить раму, пов'язану з нею руку із затискачем і механізм компенсації ваги, який відрізняється тим, що рама виконана підвісною у вигляді горизонтальної і вертикальної балок, жорстко закріплених між собою краями під прямим кутом, рука закріплена до нижнього краю вертикальної балки співнаправлено з горизонтальною балкою, при цьому рама забезпечена механізмами її вертикального переміщення і кутового розвороту затискача у вертикальній площині симетрії маніпулятора, а затискач оснащене механізмом повороту, вісь обертання якого перпендикулярна осі обертання затискача у вертикальній площині симетрії маніпулятора. 2. Маніпулятор за п. 1, який відрізняється тим, що він змонтований на гнучкій підвісці, наприклад, за допомогою серги, на рухомому підйомнотранспортному агрегаті або кран-балці. 3. Маніпулятор за п. 1, який відрізняється тим, що рука закріплена до вертикальної балки жорстко під кутом від 90 до 135°. 4. Маніпулятор за п. 1, який відрізняється тим, що рука закріплена до вертикальної балки на фіксуючому шарнірі, який забезпечує стабілізацію руки під кутом від 45 до 135° до вертикальної балки. 5. Маніпулятор за п. 1, який відрізняється тим, що виконавчий вузол механізму вертикального переміщення рами виконаний у вигляді черв'ячної передачі. 6. Маніпулятор за п. 1, який відрізняється тим, що механізм розвороту затискача у вертикальній площині виконаний у вигляді черв'ячної передачі. 2 (19) 1 3 Корисна модель відноситься до машинобудування зокрема до маніпуляторів з ручним управлінням, призначеним для виконання складальних і інших технологічних операцій. Відомий широкий клас промислових багатоланкових маніпуляторів з керованими механізмами по кожному ступеню рухливості. Наприклад, автоматичний маніпулятор (а.с. СРСР №944918, МПК В 25 J 5/00), який містить каретку, на якій шарнірно встановлена рука з плечовою і ліктьовою ланками. Маніпулятор забезпечений путнім механізмом управління, виконаному у вигляді встановлених на каретці барабанів з упорами і рейки, розташованої уздовж шляху переміщення каретки і кінематично пов'язаної з барабанами. Привід, що управляє, також встановлений на каретці і забезпечений сполученими з його штоком зубчато-рейковими передачами, а зубчаті колеса пов'язані відповідно з плечовою і ліктьовою ланками. Недоліком маніпулятора є складність його конструкції і обмежений сектор обслуговування, що має дві ступені рухливості. Крім того, в маніпуляторі не передбачена система компенсації ваги вантажу, що переміщується. Відомий збалансований маніпулятор (а.с. СРСР №1404325, МПК В 25 J 1/06), який містить стійку, змонтовану на ній механічну руку із захопленням і датчиком вантажу, що складається з повзуна з приводом і пружних елементів. Відповідно до сигналу датчика вантажу привід переміщає повзун, деформуючи пружні елементи і забезпечуючи урівноваження вантажу. Недолік цього маніпулятора, як і попереднього, полягає в складності його конструкції і обмежених технологічних можливостях, що забезпечують переміщення вантажу за допомогою механізму шарнірно-важеля лише у вертикальному і горизонтальному напрямах. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого є маніпулятор (Прототип - а. с. СРСР №1009755, МПК В 25 J 11/ 00), який містить підставу, встановлену на нім поворотну раму і пов'язану з нею шарнірну руку затискачем, а також датчик ваги об'єкту маніпулювання, підключений до силового приводу механізму компенсації ваги об'єкту. При цьому рука забезпечена шарнірно пов'язаним з нею кожухом, на якому закріплена рукоятка. Недоліком цього маніпулятора є обмежений сектор обслуговування, що має недостатні ступені рухливості для переміщень обслуговуваного вантажу, прив'язку сектора обслуговування до місця установки маніпулятора, а також складність конструкції механізму компенсації ваги переміщуваного вантажу. Технічним завданням корисної моделі є створення мобільного маніпулятора, що має всі необхідні ступені рухливості захоплення і можливість виконання настановних технологічних операцій в будь-якому секторі монтажно-складального цеху. Технічним результатом є розширення функціональних можливостей маніпулятора з ручним управлінням при одночасному забезпеченні простоти і зручності в експлуатації, що дозволяють в умовах компенсації ваги вантажу проводити на 55016 4 будь-якій ділянці виробничого приміщення вільне плавне переміщення вантажу в будь-яких необхідних напрямах. Технічне завдання виконується за рахунок використання наступних відомих суттєвих ознак: оснащення маніпулятору рамою, пов'язаною з нею рукою із захопленням і механізмом компенсації ваги, а також наступних відмінних суттєвих ознак: виконання рами підвісною у вигляді горизонтальної і вертикальної балок, жорстко закріплених між собою, закріплення руки в нижній частині вертикальної балки співнаправлено з горизонтальною балкою і оснащення маніпулятора спрощеним механізмом компенсації ваги, а також механізмом вертикального переміщення рами і механізмами кутових розворотів захоплення в двох взаємно перпендикулярних площинах. Виконання маніпулятора підвісним, закріпленим за допомогою сережки на гнучкій підвісці рухомого підйомно-транспортного агрегату, розширюють його функціональні можливості, доповнюючи ступені рухливості маніпулятора, при яких забезпечуються переміщення в поперечних і подовжніх напрямах і поворот щодо осі підвісу. Виконання каретки, на якій закріплена сережка, переміщуваною в горизонтальному напрямі, і установка її на мітці, відповідній вазі вантажу, що транспортується, забезпечують балансування маніпулятора і компенсацію ваги вантажу, що переміщується. Механізми, якими оснащений маніпулятор, а саме механізм вертикального переміщення і механізми розворотів в площині вертикальної симетрії маніпулятора і в площині, вісь обертання якої перпендикулярна осі обертання захоплення в площині вертикальної симетрії маніпулятора, забезпечують виконання всіх необхідних операцій для проведення монтажноскладальних робіт. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких показано: Фіг.1 - загальний вид маніпулятора Фіг.2 - вид А (горизонтальна балка) Фіг.3 - вид Б (механізм переміщення каретки) Фіг.4 - вид Г (механізм вертикальних переміщень) Фіг.5 - вид В (рука із затискачем) Фіг.6 - перетин І-І на Фіг.5 Фіг.7 - вид Е ( механізм розвороту, виконаний на затискачі) Фіг.8 - рука, закріплена на шарнірі, що фіксується. До складу маніпулятора входять вертикальна балка 1, горизонтальна балка 2, рука 3 із затискачем 4, механізм переміщення каретки 5, механізм вертикального переміщення 6, механізм розвороту 7 захоплення 4 з вантажем у вертикальній площині симетрії маніпулятора, механізм розвороту 8 в площині, перпендикулярній вертикальній площині симетрії маніпулятора. Механізм переміщення каретки 5 включає ходовий гвинт 9, встановлений на роликопідшипниках 10, верхній приводний вал 11, рухому каретку 12 з сережкою 13 і гнучкою підвіскою 14, зірочку 15 ланцюгової передачі 16, у 5 якої приводний вузол 17 складається з нижнього приводного валу 18, та відповідної зірочки 19, маховика 20 і захисного кожуха 21. Механізм вертикальних переміщень 6 включає приводний маховик 22, ходовий гвинт 23, черв'ячні колеса 24, циліндрову напрямну 25, роликів 26 і опори роликопідшипників 27. Механізм 7 розвороту захоплення 4 у вертикальній площині симетрії маніпулятора складається з валу 28, конічного колеса 29, конічного сектора 30. Механізм 8 розвороту затискачу 4 в площині, вісь обертання якої перпендикулярна осі обертання затискача у вертикальній площині симетрії маніпулятора, виконаний на затискача 4 і складається з рухомої гайки 31 і гвинта 32. Затискач 4 руки 3 виконаний у вигляді поворотної планшайби 33 із хвостовиком 34, на яку встановлюється вантаж 35. Рука може бути закріплена до вертикальної балки 1 на шарнірі 36, що фіксується, який забезпечує стабілізацію руки під нахилом від 45 до 135 градусів. Як видно з креслення, представленого на Фіг.8, установка руки на шарнірі 36, що фіксується, розширює зону, що обслуговується затискачем 4. Робота маніпулятора здійснюється таким чином. На планшайбу 31 затискача 4 руки 3 встановлюється і закріплюється вантаж 35 (наприклад, прилад системи управління), який в подальшому повинен бути заведений в люк для закріплення його на посадочних місцях приладового відсіку. Залежно від ваги встановленого на планшайбі 31 приладу, рухома каретка 12 переміщається по напрямній горизонтальної балки 2 до відмітки на тарованій шкалі, виконаній на зовнішній поверхні горизонтальної балки, відповідної вазі встановленого приладу. Переміщення забезпечується обертанням маховика 20 і ланцюговою передачею 16, 55016 6 які передають обертання на верхній приводний вал 11 і ходовий гвинт 9, каретки, що взаємодіють з гайкою, 12. Переміщення каретки 12 до відповідної мітки забезпечує компенсацію ваги приладу і приведення маніпулятора в рівноважний стан. Після цього урівноважений маніпулятор підводиться за допомогою крана до обслуговуваного люка приладового відсіку носія. Почерговими діями механізму вертикальних переміщень руки, механізмів розвороту захоплення в двох взаємно перпендикулярних площинах на кути, що забезпечують вільний вхід в отвір люка, затискач з приладом заводиться в отвір люка і необхідними переміщеннями і розворотами досягається посадка приладу на штирі опорних поверхонь силових кронштейнів приладового відсіку ракети-носія. Потім планшайбу 31 відстиковують від приладу (вантажу) 35 і затискач 4 виводиться з люка за допомогою розворотів і переміщень, що забезпечуються тими ж механізмами в зворотній послідовності. Таким чином, маніпулятор забезпечує проведення необхідних технологічних операцій щодо переміщення і монтажу обслуговуваного вантажу в умовах компенсації його ваги, характеризується раціональністю конструкції, зручністю в обслуговуванні, наявністю всіх необхідних ступенів рухливості і мобільністю, що дозволяє проведення монтажно-складальних робіт на будь-якій ділянці складального цеху. Це дозволяє операторові проводити вільне позиціонування вантажу із можливістю його просторової орієнтації, плавного перенесення та сполучення з посадочними поверхнями базових елементів, у даному випадку з установлювальними поверхнями силових кронштейнів приладового відсіку ракети-носія. 7 55016 8 9 55016 10 11 55016 12 13 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 55016 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601