Робот-манипулятор
ROBOT MANIPULATOR

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к погрузчикам, используемых на полевых работах для выполнения следующих операций, погрузка и укладка груза в контейнер самоходного шасси, применяемых в хозяйствах по возделыванию и переработке овощных культур.
Известен также кран-манипулятор, содержащий смонтированное на транспортном средстве поворотное в вертикальной плоскости основание в виде плоской треугольной фермы и три гидроцилиндра, корпуса которых шарнирно закреплены на вершинах основания, а штоки всех трех гидроцилиндров соединены между собой и с грузозахватным органом, при этом для поворота основания предусмотрено два гидроцилиндра, штоки которых закреплены на обращенной вверх стороне основания (патент РФ №205319), опубл. 1996).
Известен кран-манипулятор, содержащий смонтированное на транспортном средстве поворотное в вертикальной плоскости основание в виде плоской треугольной фермы и три гидроцилиндра, корпуса которых шарнирно закреплены на вершинах основания, а штоки всех трех гидроцилиндров соединены между собой и с грузозахватным органом, при этом для поворота основания предусмотрено два гидроцилиндра, штоки которых закреплены на обращенной вверх стороне основания, при этом вершина основания, противолежащая упомянутой стороне основания, снабжена горизонтальной балкой, параллельной этой стороне основания, гидроцилиндры поворота основания расположены параллельно друг другу, их штоки закреплены на вершинах основания, соединенных между собой верхней его стороной, при этом между горизонтальной балкой и наклонными сторонами основания расположены укосины, при этом упомянутая горизонтальная балка соединена с фермой, установленной на вертикальных стойках, охватывающих кабину и закрепленных на раме транспортного средства (Патент РФ №22073 17, опубл. 2003).
За прототип выбран манипулятор-трипод промышленного назначения, содержащий основание, шарниры, исполнительные звенья, соединенные между собой с помощью пятиподвижного сферического шарнира и с грузозахватным органом, исполнительные звенья выполнены в виде линейных приводов, каждый из которых соединяется между собой и с двухстепенным управляемым захватом, который представлен в виде двух независимых последовательно соединенных между собой звеньев в виде полусфер и грузозахватным органом, при этом звенья соединены между собой посредством вращательных цилиндрических шарниров с кинематической парой пятого класса, оси симметрии звеньев двухстепенного управляемого захвата перпендикулярны друг другу, а ось симметрии пятиподвижного сферического шарнира совпадает с одной из осей двухстепенного управляемого захвата, каждое звено имеет жесткое крепление с шаговым двигателем, основание выполнено в виде равностороннего треугольника, на котором установлены датчики технического зрения.(Патент РФ №2651781, опубл. 23.04.18)
К недостаткам известных технических решений следует отнести: недостаточные функциональные возможности манипулятора-трипода, в частности небольшая зона обслуживания.
Робот-манипулятор, содержащий основание, на котором установлен датчик технического зрения, шарниры, исполнительные звенья, соединенные между собой с помощью пятиподвижного сферического шарнира, выполненные в виде линейных приводов, грузозахватный орган, отличающиеся тем, что дополнительно содержит четыре стойки, два линейных привода и платформу самоходного шасси при этом, каждая стойка имеет крепление с основанием и с платформой самоходного шасси посредством сферических шарниров с кинематической парой третьего класса, которые образуют пространственно-параллелограммный механизм, один из линейных приводов одним концом крепится к стойке на высоту 1/3 от общей высоты стойки посредством цилиндрических шарниров с кинематической парой пятого класса, а другим концом крепится к платформе самоходного шасси посредством сферических шарниров с кинематической парой третьего класса, на одной линии креплений стоек, второй линейный привод одним концом крепится к другой стойке на высоту 1/3 от общей высоты стойки посредством цилиндрических шарниров с кинематической парой пятого класса, а другим концом крепится к платформе самоходного шасси посредством сферических шарниров с кинематической парой третьего класса, шарнир которого находится на одной линии с шарнирами крайних стоек имеет, дополнительные датчики технического зрения, которые установлены в передней части самоходного шасси, что захват выполнен самоустанавливающимся, основание выполнено в виде прямоугольной фермы, с тремя выступами для крепления линейных приводов
Технический результат - увеличение зоны обслуживания за счет пространственного параллелограммного механизма.
Изобретение поясняется чертежом
На фиг. изображен общий вид робота-манипулятора.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключается в следующем.
Робот-манипулятор, содержащий основание 1, на котором установлен датчик технического зрения 2, шарниры 3, исполнительные звенья, соединенные между собой с помощью пятиподвижного сферического шарнира 4, выполненные в виде линейных приводов 5, грузозахватный орган 6, отличающиеся тем, что дополнительно содержит четыре стойки 7, 8, 9, 10, два линейных привода 11, 12 и платформу самоходного шасси 13 при этом, каждая стойка имеет крепление с основанием и с платформой самоходного шасси посредством сферических шарниров 14 с кинематической парой третьего класса, которые образуют пространственно-параллелограммный механизм, один из линейных приводов 11 одним концом крепится к стойке на высоту 1/3 от общей высоты стойки посредством цилиндрических шарниров 15 с кинематической парой пятого класса, а другим концом крепится к платформе самоходного шасси посредством сферических шарниров 16 с кинематической парой третьего класса, на одной линии креплений стоек, второй линейный 12 привод одним концом крепится к другой стойке на высоту 1/3 от общей высоты стойки посредством цилиндрических шарниров 17 с кинематической парой пятого класса, а другим концом крепится к платформе самоходного шасси посредством сферических шарниров 18 с кинематической парой третьего класса, шарнир которого находится на одной линии с шарнирами крайних стоек имеет, дополнительные датчики технического зрения 19, которые установлены в передней части самоходного шасси, что захват выполнен самоустанавливающимся, основание выполнено в виде прямоугольной фермы, с тремя выступами 20 для крепления линейных приводов.
Работа робота-манипулятора осуществляется следующим образом.
Самоходное шасси, двигающееся по полю, распознает объект с помощью датчиков технического зрения 19, после чего блок управления отдает команду двум линейным приводам 11, 12, которые осуществляют наклон пространственного параллелограммного механизма, затем датчик технического зрения 2 установленный на основании 1 распознает объект манипулирования и определяет его координаты расположения, далее блок управления отдает команды исполнительным приводам 5 на перемещение объекта грузозахватным органом 6.
Изменение длины штока хотя бы одного линейного привода 5 пространственного стержневого механизма, способствует изменению геометрии всей пространственной структуры. Шарниры 14 обеспечивают необходимую подвижность стоек 7, 8, 9, 10, относительно платформы самоходного шасси 13, и линейных приводов относительно платформы 11, 12. Вследствие изменения геометрии, параллелограммного механизма, и пространственной структуры манипулятора-трипода перемещается сферический пятиподвижный шарнир 4, который уводит грузозахватный орган 6. Таким образом, максимальное перемещение грузозахватного органа 6 выполняется пространственно-параллелограммным механизмом манипулятора-трипода. После того как грузозахватный орган 6 полностью сориентируется в нужном положение происходит заключительный этап - захват и перенос объекта в указанное место.
Таким образом, конструкция пространственно-параллелограммного механизма позволяет обеспечивать перемещение грузов в пределах зоны обслуживания не только вне конструкции параллелограммного механизма, но и производить перемещение груза сквозь стойки параллелограммного механизма.