ЗАХВАТ ДЛЯ РОБОТИЗИРОВАННОГО МАНИПУЛЯТОРА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Данное техническое решение, в общем, относится к области грузозахватных элементов или устройств, конструктивно сопряженных или приспособленных для использования с крановыми механизмами для подъема, опускания или перемещения груза, а в частности к захватам роботизированных манипуляторов, служащих для перемещения денежных банкнот.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] В настоящее время захваты для роботизированных манипуляторов представляют собой важные элементы промышленных роботов. Систематизация и анализ конструкций захватов, разработка методов их выбора, расчета и проектирования, установление требований к ним в зависимости от характера выполняемых операций и рекомендаций по применению имеют весьма существенное значение.
[003] Из уровня техники известен патент РФ 2207246 «Захват манипулятора», Патентообладатель(и): Волгоградский государственный технический университет, публикация патента: 27.06.2003. Захват содержит корпус, губки с приводом их перемещения, накладки с приводами их перемещения, размещенные на поверхности губок с возможностью скольжения по ним. Он снабжен датчиком наличия детали, расположенным между накладками и закрепленным на корпусе с возможностью регулирования его положения. Каждая губка снабжена датчиком наличия отверстия, выполненным в виде гильзы, в которой установлены подпружиненный фиксатор и конечный выключатель с возможностью их взаимодействия при осевом перемещении фиксатора, который при этом размещен с возможностью перемещения в продольном пазу, выполненном в накладке. Причем датчики наличия отверстия закреплены на губках со смещением относительно друг друга, а их фиксатор снабжен стопором в виде винта. Привод перемещения губок выполнен в виде пневматических камер, подключенных к пневмоклапану и расположенных в корпусе вдоль каждой губки, скрепленной с набором подпружиненных направляющих штоков, установленных в корпусе с возможностью осевого перемещения. При этом привод перемещения каждой накладки выполнен в виде бесштокового пневмоцилиндра с двумя полостями, на каретке которого закреплена упомянутая накладка, причем первая и вторая полости разных пневмоцилиндров соединены друг с другом, а также с распределительным устройством.
[004] Общей проблемой захватов, имеющихся в уровне техники, является то, что при сжимании, например, пачки денежных банкнот плоскими губками, пачка не имеет достаточной жесткости, в связи с чем слои денежных банкнот в пачке смещаются при перемещении манипулятора. Такое смещение слоев недопустимо при работе с денежными банкнотами, потому что это осложняет работу с купюрами при упаковывании и пересчете, а также повышает количество ошибок.
СУЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
[005] Данное техническое решение направлено на устранение недостатков, присущих существующим решениям, известным из уровня техники.
[006] Технической проблемой (или технической задачей) в данном техническом решении является обеспечение надежного перемещения пачек денежных банкнот без потери купюр.
[007] Техническим результатом, проявляющимся при решении вышеуказанной задачи, является повышение надежности перемещения пачек денежных банкнот в любом направлении и под любым углом без потери купюр.
[008] Дополнительным техническим результатом, проявляющимся при решении вышеуказанной задачи, является исключение провисания и колебания денежных банкнот, а также смещения слоев в пачке при ее перемещении.
[009] Указанный технический результат достигается благодаря осуществлению захвата для роботизированного манипулятора, содержащего корпус, выполненный в виде пневматического цилиндра с жестко закрепленным на его корпусе держателем верхней губки; верхнюю губку захвата, имеющую треугольную форму и содержащую два крепежных отверстия для крепления ее к держателю верхней губки; нижнюю губку захвата, выполненную в виде фланца с установленными в нем двумя штифтами, заостренными снизу под тупым углом; ограничитель раскрытия захвата, связанный с пневматическим цилиндром при помощи вилки, прикрученной к штоку пневматического цилиндра и поворачивающийся относительно оси, закрепленной на верхней части захвата.
[0010] Указанный технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков в рамках реализации назначения. Элементы и узлы захвата для манипулятора, характеризуемые соответствующими существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны. Все элементы и узлы устройства для возможности его эксплуатации объединены в единое изделие и при его изготовлении соединяются между собой сборочными операциями.
[0011] В некоторых вариантах реализации технического решения пневматический цилиндр является бесштоковым.
[0012] В некоторых вариантах реализации технического решения на верхнем и нижнем торцах пневматического цилиндра закреплены держатели направляющих, выполненных для обеспечения сонаправленности верхней и нижней губки захвата.
[0013] В некоторых вариантах реализации технического решения ограничитель раскрытия захвата обеспечивает полное раскрытие и/или раскрытие на n миллиметров меньше полного.
[0014] В некоторых вариантах реализации технического решения диапазон угла верхней губки захвата составляет от 100 до 140 градусов.
[0015] В некоторых вариантах реализации технического решения верхняя губка захвата закреплена на держателе губки двумя винтами типа М3.
[0016] В некоторых вариантах реализации технического решения длина штифтов нижней губки захвата составляет 150 мм.
[0017] В некоторых вариантах реализации технического решения верхняя губка захвата имеет скошенные под углом кромки в передней части.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0018] Признаки и преимущества настоящего технического решения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:
[0019] На Фиг. 1 показан пример реализации захвата для роботизированного манипулятора промышленного робота (изометрическая проекция);
[0020] На Фиг. 2 показан пример реализации захвата для роботизированного манипулятора промышленного робота (вид сбоку);
[0021] На Фиг. 3 показан пример реализации верхней губки захвата, выполненной в виде равнобедренного треугольника.
[0022] На Фиг. 4 показан пример реализации нижней губки захвата, выполненной в виде фланца с двумя штифтами;
[0023] На Фиг. 5 показан пример реализации штифта нижней губки захвата (вид сбоку).
[0024] На Фиг. 6 показан пример реализации продольного взятия пачки банкнот посредством захвата для роботизированного манипулятора.
[0025] На Фиг. 7 показан пример другой реализации поперечного взятия пачки банкнот посредством захвата для роботизированного манипулятора.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0026] Ниже будут описаны термины и понятия, необходимые для реализации настоящего технического решения.
[0027] Промышленный робот - автоматическая машина, состоящая из манипулятора и устройства программного управления его движением, предназначенная для замены человека при выполнении основных и вспомогательных операций в производственных процессах.
[0028] Манипулятор - совокупность пространственного рычажного механизма и системы приводов, осуществляющая под управлением программируемого автоматического устройства или человека-оператора действия (манипуляции), аналогичные действиям руки человека.
[0029] Захватным устройством или захватом манипулятора называется его рабочий орган, предназначенный для захватывания и удерживания предметов производства и (или) технологической оснастки, называемых объектом. ГОСТ 26063-84 устанавливает следующие типы захватов (другими словами захватных устройств): механические, вакуумные, магнитные и прочие
[0030] Пневмоцилиндр (полн. пневматический цилиндр) - устройство, преобразующее энергию потока сжатого воздуха (или газа) в энергию поступательного движения поршня.
[0031] Бесштоковый цилиндр выполняет функцию линейного пневматического привода, который отличается от стандартных цилиндров тем, что у него отсутствует шток и для передачи движения служит каретка. Данная каретка перемещается вдоль профиля цилиндра, что легко позволяет обеспечить гораздо больший ход и не только прямолинейное движение объекта, но и при наличии соответствующего профиля движение по дуге.
[0032] В преимущественном конструктивном выполнении захват представляет собой бесштоковый первый пневматический цилиндр 110, как показано на Фиг. 1, с жестко закрепленным на его корпусе верхним держателем 150 губки 160, например, восемью винтами М5. В некоторых вариантах реализации максимальный ход самого первого пневматического цилиндра 110 может составлять 100 мм, а максимальное раскрытие захвата - 93 мм. Сила сжатия губок захвата может составлять 121 Ньютон. Держатель 150 губки 160 одновременно является основной корпусной частью захвата, на которой закреплены две каретки 130.
[0033] Захватывание осуществляется при перемещении захвата манипулятором, когда его рабочие элементы, вступая в контакт с пачкой денежных банкнот, раскрываются и охватывают объект; при этом, естественно, пачка денежных банкнот должна принудительно удерживаться на позиции захватывания. Освобождается пачка денежных банкнот сдвиганием захвата в противоположную сторону также при принудительном удерживании пачки.
[0034] На верхнем и нижнем торцах пневматического цилиндра 110 закреплены держатели направляющих 140. Вышеупомянутые каретки 130 установлены на направляющие 140. Такая конструкция обусловлена тем, что бесштоковый первый пневматический цилиндр 110 нуждается в направляющих 140, чтобы обеспечить сонаправленность верхней и нижней губки захвата (фланец 210 с двумя штифтами) и жестко связать цилиндр 110 с фланцем манипулятора (не показан).
[0035] На одной из направляющих 140 установлен второй пневматический цилиндр 120, который связан с ограничителем 190 раскрытия захвата при помощи вилки 100, прикрученной к штоку второго пневматического цилиндра 120, как показано на Фиг. 2. На вилку 100 устанавливается подшипник и шайба. Подшипник помещен в паз ограничителя 190 и является узлом, который обеспечивает перемещение вилки 100 вдоль паза без заклинивания. Вилка 100 перемещается вдоль паза на ограничителе 190. Шайба не дает вилке 100 с подшипником выскочить из паза. На какой именно направляющей 140 установлен второй пневматический цилиндр 120 не существенно для данного технического решения, что зависит от компоновки промышленного робота. При переносе цилиндра ограничителя 190 необходимо только поменять сам ограничитель 190, т.е. изготовить его в зеркальном отражении с пазом для вилки с другой стороны. Ограничителем 190 является жесткий упор, выполненный, например, из пластика, алюминия, стали и т.д., не ограничиваясь, и поворачивающийся относительно оси, закрепленной на верхней части захвата. Ограничитель 190 обеспечивает два положения раскрытия захвата - полное раскрытие и раскрытие на n миллиметров меньше полного. Неполное раскрытие регулируется заранее, при изготовлении ограничителя 190, на основании производственных задач и их параметров. Ограничитель 190 выполняется быстросъемным. Диапазон n можем принимать значение от 20 до 80 мм.
[0036] Верхняя губка 160 захвата представляет собой деталь треугольной формы. В основании верхней губки 160 лежит равнобедренный треугольник с углом n градусов в вершине А, как показано на Фиг. 3, причем в конкретном варианте реализации угол равен 130 градусам. В некоторых вариантах осуществления диапазон может варьироваться от 100 до 140 градусов. Верхняя губка 160 закреплена на держателе 150 губки двумя винтами, например, типа М3, что обеспечивает быструю замену губки при необходимости изменения ее длины или угла. Захват предусматривает быструю замену губок, как верхней 160, так и нижней (фланец 210 с двумя штифтами), на случай изменения компоновки участка пересчета или замены счетной машины на другую модель. Штифты в некоторых вариантах реализации выполняют длиной до 200 мм. При увеличении длины возникает риск получения слишком сильной деформации штифтов фланца 210. Верхнюю губку 160 также можно изготовить с другим углом в вершине и другой длины.
[0037] Нижней губкой захвата является фланец 210, с установленным в нем двумя штифтами, заостренными снизу под тупым углом m, диаметром d и длиной I, как показано на Фиг. 4. Угол может быть фиксированным (например, 175 градусов), а диаметр в конкретном примере реализации составляет 6 мм. В некоторых вариантах реализации используют как более тонкие штифты фланца 210, как показано на Фиг. 5, при меньших нагрузках, так и более толстые (например, 8 мм). Длина штифтов в конкретном примере реализации составляет 150 мм.
[0038] Треугольная форма верхней губки 160 обусловлена необходимостью надежно сжимать купюры в любом состоянии, в количестве от 1 до 400 штук и обеспечивать отсутствие смещения слоев денежных купюр при их переносе. Верхняя губка 160 - деталь, имеющая в поперечном сечении равнобедренный треугольник. В детали имеются два крепежных отверстия для крепления ее к держателю 190 верхней губки 160. Губка 160 имеет скошенные под углом кромки в передней части. Такое решение позволяет снизить риск коллизии при входе в карманы счетной машины и лотки для изъятия денег. Иными словами, губка 160 сужается от заднего торца к переднему.
[0039] Использование штифтов в нижней губке захвата (фланец 210 с двумя штифтами) обусловлено обеспечением необходимой жесткости захвата, а также минимизацией деформации губок при закрытии захвата. Штифты установлены в отверстия в нижнем фланце 210 захвата и зафиксированы стопорными винтами М3×5 через нижнюю плоскость фланца 210 захвата. Нижний фланец 210 в сборе со штифтами и называется нижней губкой.
[0040] Захват для роботизированного манипулятора промышленного робота позволяет создавать характерный цилиндрический изгиб банкнот, как показано на Фиг. 6 или Фиг. 7, что придает жесткость стопке банкнот и исключает провисание, колебание банкнот и смещение слоев в пачке при ее перемещении.
[0041] Таким образом, все признаки заявленной совокупности существенных признаков, выражающей сущность полезной модели как технического решения, находятся в причинно-следственной связи с указанным техническим результатом (повышение надежности перемещения пачек денежных банкнот в любом направлении и под любым углом без потери купюр), влияя на его получение.
[0042] Модификации и улучшения вышеописанных вариантов осуществления настоящего технического решения будут ясны специалистам в данной области техники. Предшествующее описание представлено только в качестве примера и не несет никаких ограничений. Таким образом, объем настоящего технического решения ограничен только объемом прилагаемой формулы полезной модели.