захватное устройство
Классы МПК: | B25J15/08 с пальцевыми органами G01L1/22 с помощью резисторных тензометров |
Автор(ы): | Крысь Н.А. (RU), КОВАЧ Шандор (HU) |
Патентообладатель(и): | Крысь Николай Александрович (RU), КОВАЧ Шандор (HU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-10-23 публикация патента:
10.11.2003 |
Изобретение относится к области робототехники. Захватное устройство содержит привод захватного устройства, по крайней мере, два пальца, губки, измерительную систему и блок обработки данных. Измерительная система содержит тензометрический мост, установленный на измерительной пластине, при этом центр пластины соединен с помощью одного рычага с приводом захватного устройства, а ее края посредством других рычагов с губкой и осью, относительно которой происходит поворот пальца захватного устройства. Изобретение позволит повысить точность измерения силы захватывания заготовки. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Захватное устройство, содержащее привод захватного устройства, по крайней мере, два пальца, губки, измерительную систему и блок обработки данных, отличающееся тем, что измерительная система содержит тензометрический мост, установленный на измерительной пластине, при этом центр пластины соединен с помощью одного рычага с приводом захватного устройства, а ее края посредством других рычагов с губкой и осью, относительно которой происходит поворот пальца захватного устройства.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано в машиностроении, автомобилестроении и других областях народного хозяйства, где необходимо измерять силу захватывания заготовки во время манипулирования ей. В настоящее время известно большое количество механических многопальцевых захватных устройств, предназначенных для захвата различных видов заготовок по различным поверхностям. Известны захватные устройства, которые измеряют силу захватывания за счет контроля давления в пневмо- или гидроприводе [1]. В данных захватных устройствах происходит косвенное измерение действующей силы, что не позволяет точно измерить вышеуказанную силу за счет действия сил трения и других факторов в кинематической цепи захватного устройства от привода до его губок. Известны также захватные устройства с использованием тензометрических датчиков для измерения силы зажатия заготовки [2]. Однако данные захватные устройства также не позволяют получить информацию о реально действующих силах. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению, выбранному авторами за прототип, является захватное устройство [2], содержащее пневматический или гидравлический привод 1, два пальца 2, тензометрический датчик 3, расположенный в центре одного из пальцев, и губки 4. На фиг.1 показана кинематическая схема прототипа. В случае захватывания симметричных заготовок губками одинаковой формы прикладываемая в точке А сила F, обеспечиваемая двигателем захватного устройства, равно распределяется между приводными пальцами, т.е.:![захватное устройство, патент № 2215647](/images/patents/253/2215647/2215647-2t.gif)
где Fi - сила, действующая на i-й палец. Величину F рассчитывают на основе геометрических характеристик пневмодвигателя и рабочего давления в нем. Но для данной кинематической схемы остаются неучтенными неизвестные силы трения, возникающие в сочленениях захватного устройства. Поэтому точно найти силу захвата заготовки FS, действующей в точке D, невозможно. Таким образом, очевидно, что для измерения силы захватывания заготовки необходимо применять измерительные системы без неизвестных величин. С помощью предлагаемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении точности измерения силы захватывания заготовки. В соответствии с предлагаемым изобретением технический результат достигается тем, что в захватном устройстве, содержащем привод захватного устройства, по крайней мере, два пальца, губки, измерительную систему и блок обработки данных, измерительная система выбрана с использованием тензометрического моста, установленного на измерительной пластине, центр которой соединен с помощью одного рычага с приводом захватного устройства, а ее края посредством других рычагов с губкой и осью, относительно которой происходит поворот пальца захватного устройства. На фиг. 2 показана кинематическая схема рычага захватного устройства, а на фиг.3 - принципиальная схема предложенного устройства, где:
5 - привод захватного устройства;
6 - рычаг, соединяющий измерительную пластину с губкой захватного устройства;
7 - губка захватного устройства;
8 - тензометрический мост;
9 - измерительная пластина;
10 - рычаг, соединяющий измерительную пластину с приводом;
11 - рычаг, соединяющий измерительную пластину с осью, относительно которой происходит поворот пальца захватного устройства. Рычаги 6, 10, измерительная пластина 9 и два рычага 11 образуют так называемый палец захватного устройства. Привод 5 через рычаг 10 связан с центром измерительной пластины 9, на которой расположен тензометрический мост 8, при этом один край тензометрической пластины через рычаги 11 связан с осью пальца, а через рычаг 6 - с губкой 7. Устройство работает следующим образом. В случае захвата заготовки включается привод захватного устройства 5 и происходит поворот пальцев захватного устройства вокруг своих осей на угол, необходимый для осуществления данного процесса. При этом происходит деформация измерительной пластины 9, которая измеряется с помощью установленного на нем тензометрического моста. Полученный сигнал обрабатывается с помощью блока обработки данных (на фиг.2, 3 не показан), который дает информацию о действующей силе зажатия заготовки. При отпускании заготовки привод 5 возвращает пальцы захватного устройства в исходное состояние. С помощью данного захватного устройства можно зажимать заготовку как по внешней, так и по внутренней поверхности при соответствующем расположении губок относительно пальцев захватного устройства. В случае зажатия симметричной заготовки на каждую губку 7 действует сила FS. Плечо АВ* имеет длинну l*. В точке В* действует момент Mi=Fi
![захватное устройство, патент № 2215647](/images/patents/253/2215013/8226.gif)
![захватное устройство, патент № 2215647](/images/patents/253/2215013/8226.gif)
MS=FS
![захватное устройство, патент № 2215647](/images/patents/253/2215013/8226.gif)
Mi=MS. Из уравнения равновесия рычага получаем силу FS:
![захватное устройство, патент № 2215647](/images/patents/253/2215647/2215647-3t.gif)
Момент Мi измеряется с помощью тензометрического моста 8, установленного на измерительной пластине 9, а величины lAB, li и lВ*С являются постоянными системы. Таким образом в предлагаемом захватном устройстве при нахождении силы зажатия заготовки отсутствуют неизвестные величины, связанные с действием сил трения в его сочленениях, что позволяет увеличить точность измерения исследуемой величины. Данный результат применяется для непрерывного определения силы зажатия заготовки при работе робота и может использоваться для непрерывного контроля и управления данной силой или калибровки привода при приложении в точке D сил известных величин. В настоящее время по материалам заявки разработаны чертежи, изготовлены и испытаны опытные образцы, подтвердившие работоспособность предлагаемого захватного устройства. Источники информации
1 Multi-sensor Techniquee for Increasing Intelligence of Assembly Robots. F. Alpek, Z. Nagy, P. Szalay, K. Szelig, K. Toth., pp. 138-142. Robotics in Alpe-Adria Region. Proceedings of the 2nd International workshop. (RAA"93), June 1993, Krems, Austria. Springer-Verlag Wien New York. P. Kopacek (ed). 2. Spannkraft
![захватное устройство, патент № 2215647](/images/patents/253/2215521/252.gif)
Класс B25J15/08 с пальцевыми органами
пьезоэлектрический схват - патент 2529126 (27.09.2014) | ![]() |
мехатронный пьезоэлектрический схват - патент 2425747 (10.08.2011) | ![]() |
биметаллический микросхват - патент 2417878 (10.05.2011) | ![]() |
магнитострикционный микросхват - патент 2417877 (10.05.2011) | ![]() |
электростатический микросхват - патент 2417876 (10.05.2011) | ![]() |
схват манипулятора - патент 2381892 (20.02.2010) | |
электростатический микросхват - патент 2266190 (20.12.2005) | ![]() |
усовершенствованная захватная пробка для пластмассовых преформ - патент 2264915 (27.11.2005) | ![]() |
гидравлический захват манипулятора - патент 2231440 (27.06.2004) |
Класс G01L1/22 с помощью резисторных тензометров