МЕХАНИЗМ С ВАКУУМНЫМ ЗАХВАТОМ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ОТ ОДНОГО МЕХАНИЗМА К ДРУГОМУ В КОМПЛЕКТЕ УЧЕБНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ МОНТАЖА, НАЛАДКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ И МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ

Настоящая полезная модель относится к области обучающих устройств, а именно к техническим средствам для изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем.
Одной из современных отраслей промышленности является мехатроника - быстро развивающаяся наука, основанная на знаниях в областях механики, электроники и программных средств, что позволяет осуществить проектирование и производство качественно новых модулей, машин и систем с интеллектуальным управлением. Принцип мехатроники - синергия, когда результирующее действие является многократным взаимоусилением каждой из функций составных частей системы. Мехатроника наряду с робототехникой является одним из приоритетных научно-технических направлений в мире.
Изучение мехатроники поможет пробудить интерес к инженерным специальностям, помочь определиться с будущей профессией, сформировать целостное представление о современной инженерной деятельности.
Эффективность информационного взаимодействия в системе «учитель-ученик» зависит от выбора формы представления учебной информации и наличия технических средств обучения.
Технические средства обучения - совокупность технических устройств с дидактическим обеспечением, применяемых в учебно-воспитательном процессе.
Тренажерные технические средства - специализированные учебно-тренировочные устройства, которые предназначены для формирования первоначальных умений и навыков.
К средствам обучения предъявляются разносторонние требования:
Функциональные - способность технических средств обеспечивать необходимые режимы работы.
Педагогические - соответствие возможностей технического средства тем формам и методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями.
Эргономические - удобство и безопасность эксплуатации; минимальное количество операций при подготовке и работе с устройством; удобство осмотра, ремонта, транспортирования.
Эстетические - гармония формы (наглядное выражение назначения, масштаб, соразмерность); целостность композиции, товарный вид.
Экономические - относительно невысокая стоимость при высоком качестве и долговечности технических средств.
Комплект учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем может содержать монтажную плиту, выполненные с возможностью размещения на ней в одной монтажной плоскости действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, представляющие собой
механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой,
механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому,
механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве
ленточный конвейер, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей,
платформу, предназначенную для определения типа материала и пространственного расположения деталей на ней,
устройство управления, блок подготовки воздуха, датчики, вспомогательное оборудование и источники энергии.
Качество подготовки обучающихся во многом определяется качеством учебных средств, используемых ими при обучении.
Известны учебные системы фирмы Фесто Дидактик (см. Каталог Festo Didactic Учебные системы, 2012 г, стр. 226, 228, 236, 254, 266, 272, 274, 280, в том числе и для обучения основам мехатроники, представляющие собой установленные на отдельных монтажных плитах функционально законченные станции для осуществления типовых механических движений (перемещение, кантование, сдвиг, транспортировка, прессование и т.п.), т.е. функций, присущих большинству промышленных автоматизированных мехатронных систем, с управлением каждой станции от логического программируемого контроллера.
Среди прочих известен механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому (см. указанную ссылку, стр. 247), представляющий собой поворотный рычаг с вакуумной присоской, являющийся наиболее близким к предложенному.
К недостаткам известных механизмов фирмы Фесто Дидактик можно отнести следующее:
- отсутствие возможности обучения неподготовленных пользователей и детей, т.к. известные учебные системы либо поставляются и комбинируются целыми станциями, что не дает возможности совершить учебную ошибку при сборке и монтаже отдельной станции, либо механическими единицами, как показано на стр. 247, требующими дополнительного оснащения;
- отсутствие возможности массового использования известных обучающих систем для развития технической культуры учащихся как в учебных заведениях, гак и при повышении квалификации на производствах из-за высокой стоимости оборудования.
Технической проблемой, решаемой с помощью настоящей полезной модели, является создание механизма с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому в комплекте учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем, соответствующего формам и методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями к таким обучающим устройствам, удобного и безопасного в эксплуатации, предназначенного для формирования первоначальных умений и навыков обучающихся при относительно невысокой стоимости комплекта, при его высоком качестве и долговечности.
Технической задачей полезной модели упрощение работы для неподготовленных пользователей и детей, сокращение времени монтажа комплекта, что позволяет осуществить большее количество сборок в единицу времени и уже на первом этапе обучения закрепить психомоторные навыки безошибочного монтажа.
Для решения этой задачи предложен механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому в комплекте учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем, включающий поворотный рычаг с головкой, снабженной вакуумным захватом, пневматический двигатель с электропневматическим распределителем и эжектор для создания вакуума, при этом механизм снабжен дросселями и ограничителям и поворота рычага, а корпус пневматического двигателя имеет пазы для установки датчиков.
Предлагаемое устройство оснащено всеми необходимыми элементами, существующими в технико-конструктивном единстве, и полностью готово для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем в составе учебного комплекта.
При относительно низкой стоимости такой комплект обеспечивает внедрение в обучение высоких профессиональных стандартов и качественную подготовку учащихся, в том числе неподготовленных пользователей и детей.
Предлагаемый механизм представлен на чертежах, где на фиг. 1 и фиг. 2 показан общий вид устройства с разных сторон.
Устройство выполнено в виде поворотного рычага с головкой 1, снабженной вакуумным захватом 2, снабжено пневматическим двигателем 3 с электропневматическим распределителем 4 и эжектором 5 для создания вакуума, при этом механизм снабжен дросселями 7 и ограничителями поворота рычага 6, а корпус пневматического двигателя 3 имеет пазы 8 для установки датчиков. (на чертеже не показаны).
Устройство работает следующим образом:
Вакуумный захват 2 захватывает деталь и переносит ее посредством поворота рычага с головкой 1 от одного механизма к другому в комплекте. Вакуум для работы генерируется эжектором 5. Крайние положения поворотного рычага с головкой 1 настраиваются ограничителями 6 и контролируются датчиками, встраиваемыми в пазы 8 корпуса пневматического двигателя 3. Скорость вращения поворотного рычага с головкой 1 регулируется дросселями 7.
Таким образом, предлагаемый механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому в комплекте учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем, упрощает работу для неподготовленных пользователей и детей, сокращает время монтажа комплекта и соответствует формам и методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями к таким обучающим устройствам, удобен и безопасен в эксплуатации, предназначен для формирования первоначальных умений и навыков обучающихся при относительно невысокой стоимости, при его высоком качестве и долговечности.