Манипуляционное устройство

 

МАНИПУЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее приводной блок с силовыми элементами, многозвенный механизм, содержащий шарнирно соединенные звенья, выполненные в виде корпусов с тройниками, связанными между собой зубчатыми секторами и пустотелыми воднлами для передачи изгибающих движений вокруг горизонтальных осей, и Имеющие конические зубчатые пары для передачи вращательных движений вокруг вертикальных осей, отличающееся тем, что, с целью расширения зоны обслуживания и повышения точности позиционирования, оно снабжено по числу звеньев кривошипно-шатунными механизмами, каждый из которых расположен внутри соответствующего звена и водила, a зубчатые сектора звеньев расположены внутри водил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NINI

РЕСПУБЛИК

А аЕ 011

КОМ1 П ЕТ СССР (21 ) 3643861/25-08 (22) 14.09.83 (46) 07.11.84. Бюл. 11 41 (72) М.С.Ворошилов (71) Завод-ВТУЗ при Производственном объединении турбостроения "Ленинградский металлический завод" (53) 62-229.72(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР

1042989, кл. В 25 J 3/00, 1982 (прототип). (54) (57) МАНИПУЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее приводной блок с силовыми элементами, многозвенный механизм, содержащий шарнирно соединенные

3(Я) В 25 J l/02//Â 25 J 3/00 звенья, выполненные в виде корпусов с тройниками, связанными между собой зубчатыми секторами и пустотелыми водилами для передачи изгибающих движений вокруг горизонтальных осей, и имеющие конические зубчатые пары для передачи вращательных движений вокруг вертикальных осей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения зоны обслуживания и повышения точности позиционирования, оно снабжено по числу звеньев кривошипно-шатунными механизмами, каждый иэ которых расположен внутри соответствующего звена и водила, а зубчатые сектора звеньев расположены внутри водил.

1122500

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании универсальных копирующих манипуляторов и промышленных роботов.

Известно манипуляционное устройст- 5 во, содержащее приводной блок с силовыми элементами, миогозвенный механизм, содержащий шарнирно соединенные звенья, выполненные в виде корпусов с тройниками, связанными 10 между собой зубчатыми секторами и пустотелыми водилами для передачи изгибающих движений вокруг горизонтальных осей, и .имеющие конические зубчатые пары для передачи вращатель- 15 ных движений вокруг вертикальных осей Ь .1.

Недостатками известного устройства являются ограниченность зоны обслуживания, связанная с техноло- . гическими трудностями обработки длинных концентрических трубчатых валов, наличие незащищенных зубчатых зацеплений посредством венцов тройников, что исключает возможность при-25 менения данных устройств.в эапылен" ных средах, и низкая точность позиционирования иэ-за сложности конструкции и малой контактной жесткости кинематических целей, содержащих большое количество зубчатых колес, и наличия в кистевом шарнире только двух степеней подвижности.

Цель изобретения — расширение зоны обслуживания и повышение точности позиционирования. 35

Цель достигается тем, что манипуляционное устройство, содержащее приводной блок с силовыми элементаMH и многоэвенный механизм, содержащий шарнирно соединенные звенья, выполненные в виде корпусов с тройниками, связанными между собой зубчатыми секторами и пустотелыми водилами для передачи изгибающих движений вокруг горизонтальных осей, и имеющие конические зубчатые пары для передачи вращательных движений вокруг вертикальных осей,;снабжено ч по числу звеньев кривошипно-шатунными механизмами, каждый из которых

50 расположен внутри соответствующего звена и водила, а зубчатые сектора звеньев расположены внутри водил.

На чертеже показана кинематичес" кая структура предлагаемого манилу" ляционного устройства.

Устройство содержит подвижные звенья 1 - 6 с тройниками, соединенными с пустотелыми водилами 7 — 12 и с зубчатыми секторами 13 — !8, Кинематические цепи звена 1 соединены с двигателями приводного блока (не показан !. Вращение звеньев относительно вертикальной оси обеспечивается при помощи конических зубчатых кинематических пар и концентрических трубчатых вертикальных валов.

Таким образом, обеспечено вращение звена 1 относительно приводного блока, звена 4 относительно звена 3 и звена 6 относительно звена 5.

Передача движений между горизонтально расположенными валами внутри звеньев и внутри водил обеспечиваетсН кривошипно-шатунными механизмами.

Изгибы звеньев обеспечиваются горизонтальными трубчатыми валами, водилами и зубчатыми секторами, Например, трубчатые валы 19 и 20, жестко связанные с водилами 7 и 8, соосно установлены в тройниках звеньев I и 2 и образуют с ними вращательные лары, оси которых являются осями изгиба звеньев 1 и 2 относительно одно другого, при этом суммарный угол изгиба складывается иэ угла изгиба звена 2 относительно нижней оси шарнира и иэ угла изгиба водил 7 и 8 относительно верхнего угла шарнира. Аналогично обеспечиваются изгибы в других шарнирах. Все шарниры герметизированы уплотнениями, отмеченными на чертеже. Все элементы кинематических цепей, передающих движения, находятся внутри корпусов звеньев и водил.

Устройство работает следующим образом.

При вращении двух ведущих трубчатых валов 21 и 22 в разные стороны с одинаковой скоростью зубчатые колеса 23 и 24 и кривошипно-шатунные механизмы 25 и 26 вращают валы 19 и 20 в одну сторону, в ту же сторону разворачиваются водила 7 и 8, поворот которых относительно верхней оси шарнира при неподвижном звене 1 вызы-. вает поворот в ту же сторону звена 2 относительно его горизонтальной оси.

При вращении трубчатых валов 21 и

22 с одной и той же скоростью в одном направлении зубчатые колеса

23 и 24 и кривошипно-шатунные механизмы 25 и 26 стремятся развернуть валы 19 и 20 и водила 7 и 8 в разных направлениях, но это невозможно (водила связаны вторыми осями с зве!

122500

Заказ 8076/13

Подйисное

ВНИИПИ Тираж 1032

3 ном 2 которое не может повернуться

У ! относительно звена 1 в данном направлении ). В результате появляется пара сил, поворачивающая звено 1 относительно корпуса приводного блока 27.

Шарнир, связывающий звенья 2 и

3, работает только тогда, когда .его ведущие валы 28 и 29 поворачиваются в одну сторону. В этом случае две кинематическне цепи, соединяющие ведущие валы с одним зубчатым колесом 30, заклинены и поэтому поворачиваются водила 9 и 10.

При повороте валов 28 и 29 в разные .стороны зубчатое колесо 30 начинает поворачиваться и поворачивает звено

4 относительно звена 3. Принцип работы шарниров между звеньями 4 и 5 и звеньями 5 и 6 аналогичен.

Каждое автоматическое движение в шарнире обеспечивается совместной .: работой двух приводов. При этом при одинаковых скоростях приводов обеспечивается либо движение изгиба относительно горизонтальных осей, либо движение вращения относительно вертикальной .осн. При неодинаковых скоростях приводов существует одновременно в шарнирах и изгиб, и вращение. При вращении различные степени подвижности манипуляционного устройства взаимосвязаны через общие элементы кинематических цепей.

$5 Применение предлагаемого устройства обеспечивает существенный экономический эффект за счет упрощения конструкции и за счет автома- тизации технологических процессов, совершающихся. в труднодоступных рабочих зонах и в экстремальных условиях.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4