Пространственный механизм

Устройство относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с тремя степенями свободы и кинематической развязкой. Пространственный механизм содержит основание 1, выходное звено 2, установленный на основании с вертикальной осью вращательный привод 3, последовательно сопряженный с ним поступательный двигатель с горизонтальной осью, выполненный в виде вращательного мотора 4, винта 5, гайки 6 и прямолинейных направляющих, выполненных в виде двух перпендикулярно расположенных плоских кинематических цепей, содержащих начальную 7, промежуточную 8, и конечную 9 вращательные кинематические пары с параллельными осями, причем начальная вращательная кинематическая пара 7 сопряжена с вращательным мотором 4, а конечная вращательная кинематическая пара 9 сопряжена с гайкой 6, далее размещен поступательный привод с горизонтальной осью, выполненный в виде вращательного мотора 10, винта 11, гайки 12 и прямолинейных направляющих, выполненных в виде двух перпендикулярно расположенных плоских кинематических цепей, содержащих начальную 13, промежуточную 14 и конечную 15 вращательные кинематические пары с параллельными осями, причем начальная вращательная кинематическая пара 13 сопряжена с вращательным мотором 10, а конечная вращательная кинематическая пара 15 сопряжена с гайкой 12. Предложенный пространственный механизм позволяет осуществлять перемещение закрепленного на конечном звене объекта вдоль трех взаимно перпендикулярных осей без перекосов и заклиниваний при увеличенном объеме рабочей зоны, что повышает его надежность.

Устройство относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с тремя степенями свободы.

Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является пространственный механизм, включающий основание, выходное звено установленный на основании с вертикальной осью вращательный двигатель, последовательно сопряженный с ним поступательный двигатель с вертикальной осью и последовательно сопряженный с ним поступательный двигатель с горизонтальной осью, причем поступательные двигатели выполнены в виде вращательного мотора, винта, гайки и прямолинейных направляющих.

(Юдин В.А., Петрокас Л.В. Теория механизмов и машин. М: Высшая школа. 1977. С. 507. Рис. 18.6, а).

Недостатками этого устройства являются низкая надежность, обусловленная тем, что прямолинейные направляющие поступательных двигателей выполнены в виде поступательной кинематической пары, склонной к перекосам и заклиниваниям.

Технический результат - устранение отмеченных недостатков. Технический результат достигается путем создания пространственного механизма, включающего основание, выходное звено установленный на основании с вертикальной осью вращательный двигатель, последовательно сопряженный с ним поступательный двигатель с вертикальной осью и последовательно сопряженный с ним поступательный двигатель с горизонтальной осью, причем поступательные двигатели выполнены в виде вращательного мотора, винта, гайки и прямолинейных направляющих, прямолинейные направляющие поступательных двигателей выполнены в виде двух перпендикулярно расположенных плоских кинематических цепей, содержащих начальную, промежуточную и конечную вращательные кинематические пары с параллельными осями, причем начальная вращательная кинематическая пара сопряжена с соответствующим вращательным мотором, а конечная вращательная кинематическая пара сопряжена с соответствующей гайкой.

На фиг. 1 показана схема пространственного механизма. Пространственный механизм содержит основание 1, выходное звено 2, установленный на основании с вертикальной осью вращательный привод 3, последовательно сопряженный с ним поступательный привод с вертикальной осью, выполненный в виде вращательного мотора 4, винта 5, гайки 6 и прямолинейных направляющих, выполненных в виде двух перпендикулярно расположенных плоских кинематических цепей, содержащих начальную 7, промежуточную 8, и конечную 9 вращательные кинематические пары с параллельными осями, причем начальная вращательная кинематическая пара 7 сопряжена с вращательным мотором 4, а конечная вращательная кинематическая пара 9 сопряжена с гайкой 6, далее размещен поступательный привод с горизонтальной осью, выполненный в виде вращательного мотора 10, винта 11, гайки 12 и прямолинейных направляющих, выполненных в виде двух перпендикулярно расположенных плоских кинематических цепей, содержащих начальную 13, промежуточную 14 и конечную 15 вращательные кинематические пары с параллельными осями, причем начальная вращательная кинематическая пара 13 сопряжена с вращательным мотором 10, а конечная вращательная кинематическая пара 15 сопряжена с гайкой 12.

Пространственный механизм работает следующим образом.

Относительно основания 1, конечное звено 2 вращается посредством установленного на основании с вертикальной осью вращательного привода 3, поступательное движение по вертикальной оси осуществляется под действием поступательного

привода с вертикальной осью, при этом вращательный мотор 4, передает вращение на винт 5, а гайка 6 перемещается прямолинейно ввиду наличия прямолинейных направляющих, выполненных в виде двух перпендикулярно расположенных плоских кинематических цепей, в которых движение передается через начальную 7, промежуточную 8, и конечную 9 вращательные кинематические пары с параллельными осями. Ввиду того, что начальная вращательная кинематическая пара 7 сопряжена с вращательным мотором 4, а конечная вращательная кинематическая пара 9 сопряжена с гайкой 6, последняя перемещается прямолинейно. Поступательное движение по горизонтальной оси осуществляется под действием поступательного привода с горизонтальной осью, при этом вращательный мотор 10, передает вращение на винт 11, а гайка 12 перемещается прямолинейно ввиду наличия прямолинейных направляющих, выполненных в виде двух перпендикулярно расположенных плоских кинематических цепей, в которых движение передается через начальную 13, промежуточную 14, и конечную 15 вращательные кинематические пары с параллельными осями. Ввиду того, что начальная вращательная кинематическая пара 13 сопряжена с вращательным мотором 10, а конечная вращательная кинематическая пара 15 сопряжена с гайкой 12, последняя перемещается прямолинейно.

Предложенный пространственный механизм позволяет осуществлять перемещение закрепленного на выходном звене объекта вдоль трех взаимно перпендикулярных осей без перекосов и заклиниваний при увеличенном объеме рабочей зоны, что повышает надежность устройства.

Пространственный механизм, включающий основание, выходное звено, установленный на основании с вертикальной осью вращательный привод, последовательно сопряженный с ним поступательный привод с вертикальной осью, причем поступательные приводы выполнены в виде вращательного мотора, винта, гайки и прямолинейных направляющих, отличающийся тем, что прямолинейные направляющие поступательных приводов выполнены в виде двух перпендикулярно расположенных плоских кинематических цепей, содержащих начальную, промежуточную и конечную вращательные кинематические пары с параллельными осями, причем начальная вращательная кинематическая пара сопряжена с соответствующим вращательным мотором, а конечная вращательная кинематическая пара сопряжена с соответствующей гайкой.