PL188111B1 - Chwytak - Google Patents

Abstract

Chwytak, zwłaszcza manipulatora lub mobilnego robota inspekcyjno-interwencyjnego, o kontrolowanej sile zacisku szczęk zamocowanych na obrotowej wokół swej osi podłużnej podstawie napędzanej silnikiem elektrycznym, zaopatrzony w czujnik siły, znamienny tym, że każda szczęka (11) jest zamocowana do podstawy (32) za pomocą prostowodowego układu dźwigniowego, złożonego z dźwigni (10) jednym końcem połączonej obrotowo ze szczęką (11), a drugim końcem połączonej obrotowo z podstawą (32) oraz kątowej dźwigni (9) zamocowanej obrotowo swym wierzchołkiem do podstawy (32) zaś jednym końcem połączonej ze szczęką (11) natomiast drugi jej koniec, zaopatrzony w rolki jest osadzony suwliwie w prowadnicach stanowiących integralną część suwaka (31), przy czym podstawa (32) jest połączona za pomocą przekładni zębatej (6, 7) z silnikiem elektrycznym (2) wyposażonym w umieszczone na jego wale sprzęgło przeciążeniowe (5) oraz jest wyposażony w układ przeniesienia siły do czujnika siły' (13) zamocowanego nieruchomo w obudowie (12). złożony ze śruby (26) .

Description

Przedmiotem wynalazku jest chwytak, zwłaszcza manipulatora lub mobilnego robota inspekcyjno-interwencyjnego, o kontrolowanej sile zacisku szczęk zamocowanych na obrotowej wokół swej osi podłużnej podstawie napędzanej silnikiem elektrycznym, zaopatrzony w czujnik siły.

Chwytaki manipulatorów', a zwłaszcza chwytaki mobilnych robotów, szczególnie robotów inspekcyjno - interwencyjnych, sterowanych zdalnie, muszą spełniać określone wymagania. Należą do nich kontrolowana siła zacisku oraz utrzymywanie uchwyconego przedmiotu w możliwie niezmiennym położeniu. Kontrolowana siła zacisku chwytaka ma szczególne znaczenie w przypadku stosowania robota do przenoszenia przedmiotów kruchych, łatwo łamliwych lub ładunków niebezpiecznych takich jak materiały wybuchowe. W tym celu chwytak jest wyposażony w czujnik siły umieszczony bezpośrednio w szczękach chwytaka. Przeniesienie sygnału z czujnika siły do nieruchomej części chwytaka, a następnie do oddalonego układu sterowania, następuje poprzez połączenie przewodowe. Ze względu na wykonywanie przez szczęki chwytaka ruchów obrotowych oraz zaciskających konieczne jest stosowanie specjalnych elektrycznych złączy obrotowych. Narażone są one, tak jak i przewód, zwykle elastyczny, łączący czujnik siły na uszkodzenia. Uszkodzenie przewodu lub złącza może spowodować na przykład niekontrolowaną, eksplozję ładunku wybuchowego.

Chwytak według wynalazku charakteryzuje się tym, że każda szczęka jest zamocowana do podstawy za pomocą prostowodowego układu dźwigniowego, złożonego z dźwigni jednym końcem połączonej obrotowo ze szczęką, a drugim końcem połączonej obrotowo z podstawą oraz kątowej dźwigni zamocowanej obrotowo swym wierzchołkiem do podstawy zaś jednym końcem połączonej ze szczęką natomiast drugi jej koniec, zaopatrzony w rolki jest osadzony suwliwie w prowadnicach stanowiących integralną część suwaka, przy czym podstawa jest połączona za pomocą przekładni zębatej z silnikiem elektrycznym wyposażonym

188 111 w umieszczone na jego wale sprzęgło przeciążeniowe oraz jest wyposażony w układ przeniesienia siły do czujnika siły zamocowanego nieruchomo w obudowie, złożony ze śruby ułożyskowanej obrotowo wewnątrz suwaka i nakrętki zamocowanej wewnątrz tulei, w której jest osadzona przesuwna tuleja napędzana przez śrubę za pomocą trzpienia połączona poprzez sprzęgło z czujnikiem siły.

Ponadto chwytak jest wyposażony w czujnik przesunięcia napędzany przez przekładnię śrubową złożoną ze śruby i nakrętki połączonej sztywno z trzpieniem czujnika przesunięcia, przy czym śruba jest połączona kinematycznie z silnikiem elektrycznym za pomocą przekładni zębatej złożonej z kół zębatych, przy czym śruba jest zaopatrzona w koło zębate sprzężone z kołem zębatym zamocowanym na zewnętrznej powierzchni tulei.

Dzięki umieszczeniu czujnika siły poza szczękami wyeliminowane zostały niedogodności znanych chwytaków stosowanych w robotach inspekcyjno - interwencyjnych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia chwytak według wynalazku, schematycznie.

Chwytak jest wyposażony w dwie szczęki 11, z których każda jest połączona obrotowo z podstawą 32 zakończoną od strony obudowy 1 tuleją, za pomocą, tworzących prostowód, dźwigni 9 i 10, przy czym dźwignia 9 jest dźwignią kątową. Wierzchołek dźwigni 9 jest osadzony obrotowo w podstawie 32, zaś jeden jej koniec jest połączony obrotowo ze szczęką 11, natomiast jej drugi koniec, zaopatrzony w rolkę jest osadzony przesuwnie w prowadnicy, stanowiącej część suwaka 31 prostopadle do jego osi wzdłużnej. Podstawa 32 jest ułożyskowana, za pomocą, łożyska 8 w obudowie 1 i jest połączona poprzez przekładnię złożoną z koła zębatego 7 osadzonego na tulei podstawy 32 i zazębiającego się z nim koła zębatego 6 połączonego poprzez sprzęgło przeciążeniowe 5 z wałem silnika elektrycznego 2. Wewnątrz suwaka 31 jest ułożyskowaną obrotowo śruba 26, tworząca wraz z nakrętką 17 przekładnię śrubową, przenoszącą siłę zacisku szczęk 11 do czujnika siły 13. Nakrętka 17 jest połączona z wewnętrzną powierzchnią tulei 4 ułożyskowanej obrotowo, za pomocą łożyska 18 w obudowie 1. Śruba 26 jest zaopatrzona we wzdłużny rowek - nie pokazany na rysunku -, któi-y wraz z trzpieniem 21 zabezpiecza ją przed obrotem. Trzpień 21 jest osadzony wewnątrz tulei 16 ułożyskowanej za pomocą łożyska 15 wewnątrz tulei 4. Tuleja 16 jest zakończona sprzęgłem 14 zaopatrzonym w trzpień 19 sprzęgającym ją z czujnikiem siły 13 umieszczonym w obudowie 12, stanowiącej integralną część obudowy 1 chwytaka. Na zewnętrznej powierzchni tulei 4 osadzone jest koło zębate 3 zazębiające się z kołem zębatym 22, na osi którego jest umieszczona śruba 25, stanowiąca wraz z nakrętką 24 przekładnię śrubową. Na drugim końcu śruby 25 osadzone jest koło zębate 29 stanowiące wraz z kołem zębatym 28 pośrednim i kołem zębatym 27, przekładnię przenoszącą napęd od silnika elektrycznego 20. Nakrętka 24 jest połączona z czujnikiem przesunięcia 23. Czujnik ten wytwarza sygnał, przekazywany do układu sterowania, odpowiadający rozwarciu szczęk 11. Układ sterowania na podstawie sygnału ΔΧ oraz na podstawie sygnału odpowiadającego zmierzonej wartości siły F, dokonuje określenia siły zacisku N szczęk 11.

Chwytak według wynalazku może pracować niezawodnie, nawet w przypadku gdy kąt obrotu (p = 360°. Nie wymagane jest również w takim przypadku stosowanie elektrycznego złącza obrotowego, co zwiększa niezawodność pracy chwytaka.

188 111

3 4

8 9 10 11

	“7-	-—r——-	.. \
	,	.....-

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Chwytak, zwłaszcza manipulatora lub mobilnego robota inspekcyjno-interwencyjnego, o kontrolowanej sile zacisku szczęk zamocowanych na obrotowej wokół swej osi podłużnej podstawie napędzanej silnikiem elektrycznym, zaopatrzony w czujnik siły, znamienny tym, że każda szczęka (11) jest zamocowana do podstawy (32) za pomocą prostowodowego układu dźwigniowego, złożonego z dźwigni (10) jednym końcem połączonej obrotowo ze szczęką (11), a drugim końcem połączonej obrotowo z podstawą (32) oraz kątowej dźwigni (9) zamocowanej obrotowo swym wierzchołkiem do podstawy (32) zaś jednym końcem połączonej ze szczęką (11) natomiast drugi jej koniec, zaopatrzony w rolki jest osadzony suwliwie w prowadnicach stanowiących integralną część suwaka (31), przy czym podstawa (32) jest połączona za pomocą przekładni zębatej (6, 7) z silnikiem elektrycznym (2) wyposażonym w umieszczone na jego wale sprzęgło przeciążeniowe (5) oraz jest wyposażony w układ przeniesienia siły do czujnika siły (13) zamocowanego nieruchomo w obudowie (12). złożony ze śruby (26) ułożyskowanej obrotowo wewnątrz suwaka (31) i nakrętki (17) zamocowanej wewnątrz tulei (4), w której jest osadzona przesuwna tuleja (16) napędzana przez śrubę (26) za pomocą trzpienia (21) połączona poprzez sprzęgło (14) z czujnikiem siły (13), ponadto jest wyposażony w czujnik przesunięcia (23) napędzany przez przekładnię śrubową, złożoną ze śruby (25) i nakrętki (24) połączonej sztywno z trzpieniem czujnika przesunięcia (23), przy czym śruba (25) jest połączona kinematycznie z silnikiem elektrycznym (20) za pomocą przekładni zębatej złożonej z kół zębatych (27, 28, 29), przy czym śruba (25) jest zaopatrzona w koło zębate (22) sprzężone z kołem zębatym (3) zamocowanym na zewnętrznej powierzchni tulei (4).