ЗАХВАТ МАНИПУЛЯТОРА

Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована при создании исполнительных устройств манипуляторов.
Известен захват манипулятора, содержащий сочлененные с ладонью пальцы, трос, соединяющий пальцы с приводом, концы троса закреплены на конечных элементах пальцев, средняя часть охватывает блок, установленный на выходном звене привода, при этом пальцы захвата выполнены в виде винтовых конических пружин сжатия, трос расположен внутри пружин со смещением относительно продольной оси в сторону внутренней поверхности (см. патент РФ №1237419, В25J 15/12).
Недостатком данного устройства является низкая надежность, обусловленная относительным движением пальцев по захватываемой детали в процессе работы. При натяжении троса пружина подвергается изгибу и сжатию. Имеет место классическое нецентральное сжатие пружины. При этом пружина изгибается, что обеспечивает охват детали и одновременно сжимается. Расстояние между витками уменьшается. Как следствие имеет место относительное движение витков по поверхности детали. Результатом этого движения является нежелательное перемещение пальца по поверхности детали, уменьшается длина контакта палец - деталь, что ведет к снижению устойчивости объекта в захвате. Повышается вероятность его выхода из захвата.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является захват манипулятора, содержащий корпус, шарнирно установленные на нам пальцы, каждый из которых собран из звеньев, шарнирно соединенных между собой и троса, проходящие через отверстия, выполненные в звеньях с противоположной стороны относительно оси пальца и соединяющие пальцы с приводом. При этом каждый палец снабжен расположенными на осях шарниров звеньев пружинами кручения, концы которых жестко закреплены на смежных звеньях. Жесткость пружин кручения от основания к концу пальцев уменьшается. Каждый привод снабжен парой блоков, расположенных симметрично относительно оси захвата, причем каждый трос пальцев, равноудаленный от этой оси, огибает соответствующую пару блоков (см. а.с. СССР №1237425, В25J 15/12).
Недостатком известного устройства является небольшая надежность.
При движении звеньев трос движется по отверстиям, выполненным в них. Суммарный угол обхвата тросом, поверхностей звеньев превышает, в предельном положении, 180°. При этом сила трения возрастает от звена к звену по мере приближения к приводу. В связи с этим усилия на приводе имеют значительную величину, возрастает диаметр троса. Это, в свою очередь ведет к увеличению диаметров отверстий и, далее самих звеньев. Значительные размеры звеньев уменьшают площадь контакта звено - деталь. Возрастает удельное давление на захватываемую деталь, возрастает вероятность его разрушения. Данное обстоятельство снижает надежность захвата и удержания детали.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности работы захвата манипулятора.
Техническая задача решается тем, что в известном захвате манипулятора, содержащем корпус, шарнирно установленные на нем пальцы, каждый из которых включает подвижные звенья, последовательно соединенные вращательными парами с параллельными осями вращения, блоки, трос, проходящий в пределах каждого звена и закрепленный одним концом на приводе, а другим на последнем звене, пружины кручения, установленные вдоль оси вращательных пар, при этом блоки установлены свободно на осях вращательных пар, охватываются тросом, пружины установлены соосно блокам, одним концом соединены с ним, а вторым с подвижным звеном, при этом жесткость каждой последующей от корпуса пружины больше предыдущей.
Полезная модель поясняется чертежами, где: на фиг.1 представлено упрощенное изображение захвата манипулятора; на фиг.2 вид объемное изображение одного пальца.
Захват манипулятора содержит корпус 1 (фиг.1), на котором установлены пальцы 2, 3, 4, 5 и 6, соединенные с корпусом через вращательные пары 7, 8, 9, 10, 11. Каждый палец (например, 2) включает подвижные звенья 12, 13, 14 (фиг.2), соединенные последовательно вращательными парами 15, 16 с параллельными осями вращения. В каждой вращательной паре: 7, 15 и 16 установлены, с возможностью свободного вращения, блоки соответственно 17, 18, 19. Блоки 17, 18, 19 охватываются тросом 20. Один конец троса закреплен на звене 14, а противоположный на выходном звене привода (на фиг.1 и 2 условно не показан). На каждой оси, вращательной пары, соосно блокам установлены пружины кручения 21, 22. 23. При этом один конец каждой пружины соединен с блоком, а второй с подвижным звеном: пружина 21 соединена с блоком 17 и звеном 12, пружина 22 с блоком 18 и звеном 13, пружина 23 с блоком 19 и звеном 14. Пружины выполнены так, что жесткость пружины 22 больше жесткости пружины 21. В свою очередь жесткость пружины 23 больше жесткости пружины 22.
Захват работает следующим образом.
Звенья каждого пальца приводятся в движение индивидуальными, независимыми приводами. Исходное положение - продольные оси звеньев образуют прямую, обеспечивается за счет того, что пружины 21, 22 и 23 развернуты, а трос 20 не натянут. При включении привода, трос 20 натягивается и перемещается вдоль корпуса 1. Натяжение троса 20 обеспечивает, за счет охвата блоков 17, 18 и 19, создание на них, вращающих моментов равных по величине. Вращению блоков 17, 18 и 19 препятствуют пружины, соответственно 21, 22 и 23. Дальнейшее движение троса 20, обеспечиваемое приводом, приводит к вращению блока 17. Это обусловлено тем, что жесткость пружины 22 наименьшая. За счет того, что один конец пружины 21 закреплен на блоке, происходит ее скручивание. Далее крутящий момент передается звену 12, благодаря тому, что второй конец пружины 22 закреплен на нем. Происходит поворот звена 12 во вращательной паре 7. Движение звеньев 13 и 14 во вращательных парах 15 и 16 отсутствуют. После достижения звеном 12 поверхности детали ее движение прекращается. Дальнейшая работа привода обеспечивает увеличение натяжения троса 20. Это ведет к вращению блока 17 и, за счет большей величины по сравнению с предыдущим этапом, вращению блока 18 на оси вращательной пары 15. Скручивается пружина 22, передавая крутящий момент от блока 18 звену 13. Обеспечивается поворот звена 13 во вращательной паре 15. Движение звена 14 во вращательной паре 16 отсутствует, в силу большей жесткости пружины 23. Поворот продолжается до достижения звеном 13 поверхности детали.
Дальнейшая работа привода обеспечивает увеличение натяжения троса 20 по сравнению с предыдущим этапом. Реализуется вращение блока 17 на оси вращательной пары 7, вращение блока 18 на оси вращательной пары 15, и вращение блока 19 на оси вращательной пары 16. В результате последнего, происходит скручивание пружины 23, и далее передача крутящего момента через нее звену 14. Обеспечивается поворот звена 14 относительно звена 13 во вращательной паре 16. Поворот звена 14 происходит до достижения им поверхности детали.
Соосноя установка пружин 21, 22, 23 соответственно блокам 17, 18, 19 и соединение их одним концом с блоками, а вторым со звеньями 12, 13 и 14, обеспечивает одновременное создание крутящего момента, натяжением троса 20 в каждой из вращательных пар 7, 15 и 16. Благодаря тому, что жесткость пружины 23 больше жесткости пружины 22, а у нее в свою очередь жесткость больше чем у пружины 21, обеспечивается последовательное движение вначале звена 12, затем 13 и далее 14, захват детали всеми звеньями 12, 13 и 14 и надежное удержание, без существенного возрастания натяжения в тросе 20. При повороте звеньев исключается вероятность заклинивания троса в звеньях 12, 13, 14 или на блоках 21, 22, 23, и относительное движение звеньев по детали, что обеспечивает повышение надежности в работе.
Таким образом, заявляемое устройство, обладает более высокой надежностью.