МОДУЛЬ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА

Полезная модель относиться к робототехнике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в электротехнической, для роботизации процессов обработки и сборки изделий, в том числе с плазменно-газовым напылением, резкой и штамповкой.
Модули промышленных роботов известны, см. например, авторское свидетельство №1348165 (СССР) / Б.Г.Хохряков, А.В.Лосев. Модуль промышленного робота. - В25J 9/08 - 30.10.87. - Бюл. №40. В известное устройство входит корпус, в который установлен с возможностью вращения ходовой винт, соединяющийся со шлицевой гильзой через неподвижно установленную в ней гайку причем соединения ходового винта с гайкой может быть выполнено в виде шариковой винтовой пары. Внутри винта установлен телескопический узел, состоящий из двух. валов, передача крутящего момента между которыми осуществляется со шпонкой. Вал установлен с возможностью вращения по окружности в шлицевой гильзе, которая соединяется со шлицевой втулкой с возможностью перемещения относительно нее. Шлицевая втулка установлена в корпусе с возможностью вращения относительно нее вместе с гильзой. Привод кинематически связан с валом через два зубчатых колеса, второй привод кинематически связан со шлицевой втулкой через два зубчатых колеса и червячную передачу.
К недостаткам известного устройства можно отнести сложность передачи крутящего момента на телескопический узел и низкая точность позиционирования рабочего органа.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности заявляемому является устройство (см. авторское свидетельство №1421524 (СССР) / Ю.А.Аркатов, Э.Ф.Шевченко, Н.М.Киреев, Н.В.Попов. Модуль промышленного робота - В25J 1/02, - 07.09.88. - Бюл. №33). В известное устройство входят два линейных двигателя, корпуса которых установлены на корпус устройства, а штоки имеют через одностепенные шарниры кинематическую связь со стержнями, связанными через третий шарнир с рабочим органом, входы двигателей через блок коммутации подключены к выходам блока управления, к первому входу которого подключены датчики обратной связи, а второй вход подключен ко входу устройства.
К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие возможности перемещения рабочего органа в трехмерном пространстве, а также низкая точность позиционирования рабочего органа.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей и увеличение точности позиционирования рабочего органа.
Поставленная задача достигается тем, что в модуле промышленного робота, в состав которого входит два двигателя со штоками, установленные на корпусе, стержень с закрепленным на нем рабочим органом, шарнирно связанный со штоками, и блок управления, в устройство введены пять двухстепенных шарниров, соединяющих два двигателя с корпусом, стержень с корпусом, и два из которых соединяют штоки между собой и со стержнем, при этом двигатели связаны с датчиками обратной связи, подключенными к блоку управления. Сущность полезной модели поясняется чертежами:
На фиг.1 приведена схема модуля промышленного робота.
На фиг.2 приведена схема формирования сферической системы координат.
В состав устройства входит корпус 1, два двигателя 2 и 3 со штоками 4, 5, которые через двухстепенные шарниры 6 и 7 подсоединены к стержню 8. Через двухстепенные шарниры 9 и 10 корпуса двигателей 2 и 3 подсоединены к корпусу 1, на котором в двухстепенном шарнире 11 установлен стержень 8. Двигатели 2 и 3 связанны с датчиками обратной связи 12 и 13, выходы которых подключены ко входам блока управления 14, выходы которого подключены ко входам управления двигателей 2 и 3. На конце стержня 8 установлен рабочий орган 15.
1
2
1
2
Устройство работает следующим образом. Со внешнего устройства на вход модуля промышленного робота поступают требуемые значения углов поворота стержня 8 φ и Ψ, несущего на своем свободном конце, рабочий орган 15. В блоке управления 14, осуществляется пересчет заданных углов φ и ψ в величины L и L выдвижения штоков 4 и 5 двигателей 2 и 3, которые кинематически связаны через двухстепенные шарниры 9 и 10 с корпусом 1. Величины выдвижения штоков L и L, рассчитывается по следующим формулам:
,
a
где  - длина перпендикуляра, проведенного от оси вращения двухстепенного шарнира 11 до середины отрезка соединяющего оси вращения двухстепенных шарниров 9 и 10, b - расстояние между осями вращения двухстепенных шарниров 9 и 10, R - расстояние между двухстепенного шарнира 11 и двухстепенными шарнирами 6, 7.
Блок управления 14 считывает информацию с датчиков обратной связи 12 и 13, вычисляет разницу между текущим положение штоков 4 и 5 двигателей 2 и 3, и необходимым положением, затем подает соответствующий управляющий сигнал на двигатели 2 и 3, что приводит к выдвижению штоков 4 и 5 на необходимую величину, а следовательно и повороту стержня 8 на требуемые углы. Штоки 4 и 5 кинематически соединены через двухстепенные шарниры 6 и 7 со стержнем 8. Стержень 8 кинематически соединен через двухстепенной шарнир 11 с корпусом 1. Этой полезной моделью достигается изменения кинематической схемы устройства, а также исключения из его состава передаточных элементов, уменьшающих точность позиционирования за счет люфтов.
Предлагаемое устройство позволяет получать пространственное перемещение рабочего органа по сфере при повышении точности позиционирования, что позволяет использовать его в качестве технологического оборудования в различных производственных автоматизированных системах.