уравновешенный манипулятор

Формула изобретения

Уравновешенный манипулятор, содержащий основание с направляющими, подвижную секцию, барабан с тросовой канавкой переменного радиуса, пружинный уравновешивающий механизм с гибким тянущим элементом, закрепленным одним концом на барабане, отличающийся тем, что он снабжен жестко связанной с основанием оправкой, а уравновешивающий механизм выполнен в виде спиральной ленточной пружины, смонтированной внутри тросового барабана и закрепленной одним концом на оправке, другим на барабане, при этом гибкий тянущий элемент закреплен своим вторым концом на подвижной секции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к промышленным роботам и манипуляторам, применяемым для подъемно-транспортных и технологических операций при укладке изделий и обеспечивающим уравновешивание при любом положении механизма.

Известны уравновешивающие устройства, например, в промышленных роботах, в которых уравновешивание статических нагрузок может осуществляться с помощью противовесов или непосредственно приводом, а также пружинами [1-5]

Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату является уравновешенный манипулятор, содержащий основание с направляющими, подвижную секцию в виде колонны, исполнительный механизм, привод, кинематически связанный с колонной, уравновешивающую пружину, гибкий тянущий элемент, жестко связанный одним своим концом с одним концом пружины. Недостатками таких устройств являются большие габариты и низкие технологические возможности из-за относительно небольшого хода подвижной секции, так как уравновешивание при этом ходе обусловлено длиной цилиндрической пружины, которая размещена в колонне вдоль направления ее перемещения и занимает даже в свободном состоянии около половины рабочего хода.

Задачами изобретения являются повышение компактности устройства подъема и расширение технологических возможностей за счет увеличения хода подвижной секции.

Технический результат достигается тем, что уравновешивающий механизм выполнен в виде спиральной ленточной пружины, смонтированной внутри тросового барабана и закрепленной одним концом на неподвижной оправке, другим на барабане, а гибкий элемент закреплен своим вторым концом на подвижной секции.

На чертеже изображено предлагаемое уравновешивающее устройство. Устройство содержит основание 1 с направляющими 2, подвижную секцию 3, тросовый барабан 4, оправку 5, спиральную ленточную пружину 6, трос 7,

Трос 7 одним концом закреплен на наружной поверхности тросового барабана 4, вторым концом на неподвижной секции 3. Пружина 6 одним концом закреплена на неподвижной оправке 5, другим на внутренней поверхности тросового барабана 4.

Устройство работает следующим образом.

При опускании подвижной секции 3 трос 7 сматывается с тросового барабана 4, который начинает вращаться, заставляя пружину 6 заводиться, т.е. появляется крутящий момент, который стремиться повернуть барабан в обратную сторону. При этом трос будет получать усилие, направленное вверх, т.е. будет уравновешивать опускающуюся подвижную секцию 3.

Когда усилие, действующее на подвижную секцию 3 вниз, прекратится, то заведется в барабане 4 пружина 6 и уравновесит массу подвижной секции 3.

Основное преимущество предлагаемого технического решения перед прототипом состоит в значительном увеличении хода подвижной секции при одновременном упрощении конструкции и повышении компактности за счет использования спиральной ленточной пружины, которая, кроме того, позволяет уменьшить и общее усилие, требующееся для подъема подвижной секции 3 в верхнее положение, что позволяет увеличить технологические возможности за счет увеличения обслуживания рабочей зоны в пространстве: уменьшение числа элементов в уравновешивающем механизме с 12 в прототипе до 7 в заявляемом устройстве, а следовательно, уменьшения его размеров и упрощения конструкции.

Увеличение хода подвижной секции за счет того, что этот ход зависит теперь от длины троса, последняя же обусловлена числом витков, наматываемых на наружной поверхности барабана по его длине, для которой нет жесткого ограничения по габариту.