УСТРОЙСТВО ЗАХВАТА

Полезная модель относится к робототехнике, а более конкретно к электромагнитным устройствам захвата, используемых в средах с отрицательными температурами, например, в космосе.
Известно устройство, (Андре П., Кофман Ж-М., Лот Ф., Тайвар Ж-П. Конструирование роботов. М. МИР. 1986. С. 315-316), предназначеное для захвата предметов, сделанных из ферромагнитных материалов. Устройство состоит из электромагнитной катушки, намотанной на каркас, выполненный из ферромагнитного материала. Электромагнитная катушка с помощью проводов соединена с источником электропитания. Во внутренней полости каркаса помещен стержень, который может осуществлять возвратно-поступательное движение вдоль продольной оси каркаса. Привод стержня осуществляется с помощью силового цилиндра, шток которого упирается в конец стержня, противоположный концу, направленному к захватываемой детали.
После электромагнитного захвата детали, например, листа железа, силовой цилиндр выдвигает шток, а, следовательно, и стержень в сторону захваченной детали. В результате этих действий деталь изгибается, и между ней и следующей второй деталью образуются воздушные пустоты, появление которых приводит к уменьшению силы притяжения второй детали к электромагнитной катушке и вторая деталь остается в штабеле.
Основной недостаток данного устройства, что оно захватывает только детали из ферромагнитного материала, что определяет его узкие функциональные возможности.
Известно устройстве захвата (RU №29921 B66C 1/06, B25J 5/06, 10.06.2003), выбранное в качестве прототипа, содержащее ферромагнитный каркас, на который намотана электромагнитная катушка, соединенная с источником электропитания, по периметру фланца ферромагнитного каркаса прикреплен своими краями пакет, выполненный из немагнитного эластичного материала, наполненный дробью из ферромагнитного материала, а стенки пакета перфорированы.
Основной недостаток данного устройства, что оно захватывает только детали из ферромагнитного материала, что определяет его узкие функциональные возможности.
Перед авторами стояла задача создать устройство захвата с расширенными функциональными возможностями, позволяющими осуществлять захват деталей как из ферромагнитного, так немагнитного материала посредством использования фазового перехода у воды.
Технический результат достигается тем, что в устройстве захвата, содержащем источник питания и ферромагнитный каркас, на котором на ферромагнитном каркасе жестко закреплены резервуар для воды и насос, сообщающиеся друг с другом с помощью трубопровода, перепускной клапан насоса соединен с внутренней полостью, образованной нижним основанием ферромагнитного каркаса и резиновой юбкой, верхним своим краем жестко закрепленной к нижнему основанию ферромагнитного каркаса, между дном резервуара и ферромагнитным каркасом установлен электронагреватель, соединенный с источником электропитания.
Предлагаемое устройство показано на чертеже. Резервуар 1 с водой с помощью трубопровода 2 соединен с насосом 3, который с помощью перепускного клапана 4 сообщается с внутренней полостью 5 юбки 6, выполненной из вакуумной резины Резервуар 1 с водой и насос 3 жестко закреплены на ферромагнитном каркасе 7, к которому жестко прикреплен верхний край юбки 6. В нижней части резервуара 1 установлен электронагреватель 8, с помощью кабеля 9 соединенный источником электропитания 10. Позицией 11 показана поверхность захватываемой детали.
Работа устройства происходит следующим образом. С помощью манипулятора (не показан) устройство захвата опускается на захватываемую деталь 11, при этом электронагреватель 8 обесточен. Вода в резервуаре 1 находится в твердом агрегатном состоянии под действием отрицательной температуры окружающей среды. Затем электронагреватель 8 запитывается от источника электропитания 10. После того, как вода в резервуаре 1 перейдет в агрегатное жидкое состояние, включается насос 3, который перекачивает горячую воду из резервуара 1 через трубопровод 2 и перепускной клапан 4 во внутреннюю полость 5, ограниченную основанием ферромагнитного каркаса 7, юбкой 6 и поверхностью захватываемой детали 11. Под действием отрицательной температуры окружающей среды вода во внутренней полости 5 переходит в твердое состояние - в агрегатное состояния льда. Вследствие адгезии массив льда прикрепляется к поверхности детали 11. Затем отключается источник электропитания 10. Таким образом происходит механический захват детали 11.
Для расцепления с деталью 11 электронагреватель 8 запитывается от источника электропитания 10 и под действием нагрева лед во внутренней полости 5 переходит в жидкое состояние. Происходит расцепление с деталью 11.
Как можно видеть, при переходе воды в агрегатное состояние льда резко возрастают силы межмолекулярного взаимодействия между пограничными слоями льда и захватываемой детали, т.е. наблюдается адгезия льда к поверхности захватываемой детали, что позволяет осуществлять захват последней, причем величина адгезии одинакова для деталей, изготовленных как из ферромагнитного, так и неферромагнитного материала.