Устройство захвата

Изобретение относится к робототехнике, а более конкретно к электромагнитным устройствам захвата.
Известны устройства - электромагнитные захваты - подъемные электромагниты (Под ред. Ишлинского А.Ю. Политехнический словарь. М.: «СЭ. 1989 С.396), состоящие из ферромагнитного сердечника, на который намотана электрическая обмотка, соединенная с источником постоянного тока. Ферромагнитный сердечник одним своим фланцем крепится к подъемному устройству, например крану. Недостатком данных устройств является то, что при работе с ферромагнитными деталями листовой формы, уложенных плотно (без диэлектрических прокладок) в штабель, они не могут производить захват только одной детали.
Известно устройство, выбранное в качестве прототипа (Андре П., Кофман Ж-М., Лот Ф., Тайвар Ж-П. Конструирование роботов. М. МИР. 1986. С.315316),предназначено для захвата предметов, сделанных из ферромагнитных материалов и лишено отмеченного недостатка. Прототип состоит из электромагнитной катушки, намотанной на каркас, выполненный из ферромагнитного материала. Электромагнитная катушка с помощью проводов соединена с источником электропитания. Во внутренней полости каркаса помещен стержень, который может осуществлять возвратно-поступательное движение вдоль продольной оси каркаса. Привод стержня осуществляется с помощью силового цилиндра, шток которого упирается в конец стержня, противоположный концу, направленному к захватываемой детали.
После электромагнитного захвата детали, например, листа железа, силовой цилиндр выдвигает шток, а, следовательно, и стержень в сторону захваченной детали. В результате этих действий деталь изгибается, и между ней и елеМПК В 65 G 47/90 Устройство захвата
дующей второй деталью образуются воздушные пустоты, появление которых приводит к уменьшению силы притяжения второй детали к электромагнитной катушке и вторая деталь остается в штабеле.
Основной недостаток прототипа определяется его ограниченными функциональными возможностями. Данное ограничение обусловлено тем, что при фиксированном значении тока, протекающем по обмотке электромагнитной катушки, прототип может работать с деталями, имеющими плоскую поверхность. Если деталь имеет профилированную поверхность, прилегание прототипа к захватываемой детали (по площади) не плотное и величина электромагнитной силы присасывания (она зависит от зазора между захватом и деталью) может оказаться недостаточной для отрыва и фиксирования детали.
Перед автором стояла задача создать устройство захвата с расширенными ф нкциональными возможностями, позволяющими использовать устройство для захвата деталей, как с плоской, так и с профилированной поверхностью
Указанная задача достигается тем, что в устройстве захвата, содержащем ферромагнитный каркас, на который намотана электромагнитная катушка, соединенная с источником электропитания, по периметру фланца ферромагнитного каркаса прикреплен своими краями пакет, выполненный из немагнитного эластичного материала, наполненный дробью из ферромагнитного материала, а стенки пакета перфорированы.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что устройство захвата отличается: 1) использованием пакета из немагнитного эластичного материала с перфорированными стенками; 2) использованием дроби, изготовленной из ферромагнитного материала
Отмеченные отличия позволяют увеличить поверхность соприкосновения устройства захвата и захватываемой детали.
своими краями пакет 3, стенки которого выполнены из немагнитного эла ного материала, например резины. Пакет 3 заполнен дробью 4, изготовлен из ферромагнитного материала, например из железа. Дробь 4 не полностью з, полняет пакет 3. Электромагнитная катушка 2 запитывается от источника электропитания 5. Позицией 6 обозначена захватываемая деталь. В стенках пакета 3 проделаны отверстия 7, диаметром меньшим диаметра дроби.
Работа устройства происходит следующим образом. С помощью манипулятора (не показан) устройство захвата опускается на захватываемую деталь 6 при этом электромагнитная катушка 2 обесточена. Происходит механический контакт захватываемой детали 6 и пакета 3, если деталь 6 имеет профилированную поверхность, дробь 4 заполняет впадины поверхности детали 6. Затем включается источник питания 5 и протекающий по катушке 2 ток создает электромагнитное поле, магнитный поток которого в основном проходит по каркасу 1, дроби 4 и детали 6, так как они выполнены из ферромагнитного материала, что определяет их малое магнитное сопротивление (предполагается, что ферромагнитный материал не находится в состоянии насыщения). В результате взаимодействия электромагнитного поля катушки 2 и ферромагнитного материала детали 6 возникает сила присасывания. Избыточный воздух из пакета 3 удаляется через перфорированные отверстия 7.
В результате применения ферромагнитной дроби 4, воздушные зазоры, обусловленные профилированной поверхностью детали 6, между деталью 6 и торцом катушки 2 отсутствуют. Следует особо отметить, что магнитное сопротивление воздуха на несколько порядков больше магнитного сопротивления ферромагнитного материала.
Возможен и другой режим работы устройства захвата, он отличается от выше описанного тем, что электромагнитная катушка 2 в начале операции запитана током. После соприкосновения пакета 3 с захватываемой деталью 6, катушка обесточивается и дробь 4 раскатывается по впадинам. Затем катушка 2
снова запихивается от источника 5 и происходит захват детали 6. Использование этого режима позволяет уменьшить стенки пакета 3, т.е. увеличить их эластичность
Как можно видеть устранение воздушных зазоров между поверхностью захватываемой детали и захватом с помощью ферромагнитной дроби позволяет увеличить силу захвата (при фиксированном значении тока, питающего электромагнитную катушку), т.е. использовать устройство для захвата деталей, как с плоской, так и с профилированной поверхностью.
2001130104