РОБОТ С ПОЗИЦИОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ КОНЕЧНОГО ЗВЕНА

Областью техники, к которой относится полезная модель, является робототехника. Областью применения полезной модели является автоматизация процессов с прецизионным перемещением инструмента.
Уровень техники. Известно устройство, содержащее электродвигатель постоянного тока с исполнительным механизмом, регулятор и датчик положения (Позиционный электропривод, SU 1367120, кл. H02P 5/06, 1988). Устройство позволяет повысить быстродействие по управляющему воздействию, но не позволяет контролировать технологические усилия.
Наиболее близким к полезной модели является устройство, содержащее манипулятор с системой управления, и инструмент, соединенный с манипулятором через конечное звено, снабженное датчиком усилия (патент США 5129044, 1992). Устройство позволяет контролировать технологические усилия, но не позволяет прецизионно перемещать инструмент, так как конечное звено не может управляться независимо от основной системы позиционных приводов робота.
Раскрытие полезной модели. Сущность полезной модели выражается в использовании конструкции, содержащей манипулятор с системой управления, и инструмент, соединенный с манипулятором через конечное звено, снабженное датчиком усилия, причем конечное звено выполнено в виде электродвигателя, корпус которого жестко связан с датчиком усилия, а выходной вал соединен через ведущую шестерню с шестерней-гайкой, имеющей по центру резьбу, на которой установлен винт с возможностью перемещения параллельно оси электродвигателя внутри направляющей опоры, верхняя часть которой жестко связана с датчиком усилия, а нижняя часть через подшипник связана с шестерней-гайкой, при этом винт в верхней части имеет продольный паз, в который вставлен сухарь, жестко закрепленный в направляющей опоре, а в нижней части имеет жесткое крепление с инструментом, причем длина продольного паза равна длине рабочего хода инструмента.
Технический результат выражается в повышении точности перемещения инструмента.
Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображена схема предложенного устройства.
Устройство имеет манипулятор 1 робота, датчик усилия 2, корпус 3 электродвигателя, вал 4 электродвигателя, ведущую шестерню 5, шестерню-гайку 6, направляющую опору 7, винт 8, подшипник 9, сухарь 10, продольный паз 11 и инструмент 12.
Осуществление полезной модели. Конструкция устройства в статическом состоянии содержит манипулятор с системой управления, и инструмент, соединенный с манипулятором через конечное звено, снабженное датчиком усилия, причем конечное звено выполнено в виде электродвигателя, корпус которого жестко связан с датчиком усилия, а выходной вал соединен через ведущую шестерню с шестерней-гайкой, имеющей по центру резьбу, на которой установлен винт с возможностью перемещения параллельно оси электродвигателя внутри направляющей опоры, верхняя часть которой жестко связана с датчиком усилия, а нижняя часть через подшипник связана с шестерней-гайкой, при этом винт в верхней части имеет продольный паз, в который вставлен сухарь, жестко закрепленный в направляющей опоре, а в нижней части имеет жесткое крепление с инструментом, причем длина продольного паза равна длине рабочего хода инструмента.
Действие устройства основано на том, что манипулятор 1 робота подводит конечное звено с электродвигателем в рабочую зону инструмента 12. После этого система управления задает требуемые технологические усилия на инструмент 12, используя только электродвигатель и информацию с датчика усилия 2. Вращение вала 4 электродвигателя передается через ведущую шестерню 5 и шестерню-гайку 6 на винт 8. В результате винт 8 перемещается в соответствующую сторону, в зависимости от направления вращения вала 4, параллельно оси электродвигателя внутри направляющей опоры 7, обеспечивая продольное движение инструмента 12. Винт 8 не прокручивается благодаря сухарю 10 в продольном пазе 11 на всей длине рабочего хода инструмента 12. Подшипник 9 обеспечивает надежность работы подвижной пары, передавая технологические усилия от инструмента 12 на опору 7.
Поскольку автономное управление только одним конечным звеном позволяет достичь более высокой точности перемещения инструмента, чем управление системой звеньев, то достигается заявленный технический результат. Дополнительный положительный эффект создается благодаря компактности предложенной конструкции привода.