Манипулятор

 

МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание с установленным на нем двигателем, кинематически связанным с механической рукой , состоящей из звеньев, соединенных между собой шарнирами, каждый из которых включает волновой редуктор, коническую передачу с ведущим, промежуточным и ведомым колесами и управляющие элементы, причем первое звено механической руки связано с основанием, а последнее - с захватным устройством, и торсионные валы, отличающийся тем, что, с целью увеличения грузоподъемности манипулятора, управляющие элементы выполнены в виде электромагнитных муфт и установлены по две на валу, коаксиальном оси каждого щарнира, с возможностью соединения генератора волн с промежуточным колесом конической передачи , смонтированным на валу, коаксиальном оси щарнира, и с гибким колесо волнового редуктора, жесткое колесо которого жестко связано с ведомым звеном механической руки, а ведущее колесо конической передачи смонтировано на ведущем звене, при этом ведомое колесо конической передачи установлено на ведомом звене с возможностью взаимодействия с промежуточ® ным колесом, а конические передачи всех щарниров связаны между собой и с двигателем торсионными валами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ш 4 В 25 J 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ("р»„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ11

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3650491/25-08 (22) 10.10.83 (46) 23.12.85. Бюл. № 47 (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н. Е. Жуковского (72) А. И. Полетучий (53) 62-229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 891425, кл. В 25 J 1/02, 1981. (54) (57) МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание с установленным на нем двигателем, кинематически связанным с механической рукой, состоящей из звеньев, соединенных между собой шарнирами, каждый из которых включает волновой редуктор, коническую передачу с ведущим, промежуточным и ведомым колесами и управляющие элементы, причем первое звено механической руки связано с основанием, а последнее — с зах„80„„1199610 А ватным устройством, и торс ионные валы, отличающийся тем, что, с целью увеличения грузоподъемности манипулятора, управляющие элементы выполнены в виде электромагнитных муфт и установлены по две на валу, коаксиальном оси каждого шарнира, с возможностью соединения генератора волн с промежуточным колесом конической передачи, смонтированным на валу, коаксиальном оси шарнира, и с гибким колесом волнового редуктора, жесткое колесо которого жестко связано с ведомым звеном механической руки, а ведущее колесо конической передачи смонтировано на ведущем звене, при этом ведомое колесо конической передачи установлено на ведомом звене с возможностью взаимодействия с промежуточным колесом, а конические передачи всех шарниров связаны между собой и с двигателем торсионными валами.

11

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роботбтехнике.

Целью изобретения является увеличение грузоподъемности манипулятора путем уменьшения габаритов и массы шарниров, достигаемого установкой конических колес на быстроходных валах и ликвидацией редуктора между двигателем и первым шарниром.

На фиг.l показана кинематическая схема манипулятора; на фиг.2 — шарнир манипулятора в продольном разрезе, общий вид.

Манипулятор содержит неподвижное звено 1, подвижные звенья 2 — 4 и схват 5.

На основании 1 закреплен двигатель 6, связанный посредством торсионного вала 7 с ведущим зубчатым колесом 8 первого шарнира, соединяющего звенья 1 и 2. Зубчатое колесо 8 установлено на подшипниковых опорах 9 на звене 1 и зацепляется с ведомым зубчатым колесом 10, смонтированным на подшипниковых опорах 11 на валу 12 шарнира и зацепляющегося, в свою очередь, с зубчатым колесом 13, установленным на подшипниках 14 на ведомом звене 2 и связанным с торсионным валом 15, соединенным с ведущим зубчатым колесом 16 следующего шарнира.

На валу 12, жестко связанном шлицами !

7 со звеном 1, смонтирован на подшипниковых опорах 18 генератор 19 волн с возможностью соединения при помощи электромагнитной муфты 20 с ведомым зубчатым колесом 10; а при помощи электромагнитной муфты 21 — с валом 12 и связанным с . ним гибким колесом 22, зацепляющимся с жестким колесом 23, неподвижно закрепленным на ведомом звене 2, опирающимся через подшипниковые опоры 24 и 25, зубчатое колесо 10 и подшипники 11 на вал 12. В свою очередь, вал 12 имеет вторую опору на звено 2 через подшипники 11, зубчатое колесо 10 и подшипник 26.

Оси шарниров (те. оси валов 12) могут быть расположены в одной плоскости, в перпендикулярных или в пересекающихся плоскостях, что расширяет зону достигаемости манипулятора.

Манипулятор работает следующим образом.

В исходном положении манипулятора подается напряжение на катушки возбуждения электромагнитных муфт 21 и отключаются

99610

5 !

0 !

2 электромагнитные муфты 20 всех шарниров.

При этом генераторы 19 волн соединяются с гибкими колесами 22, волновые редукторы заклиниваются, лишая возможности перемещения ведомых звеньев относительно ведущих и манипулятор превращается в жесткую систему.

При включении двигателя 6 получает вращение торсионный вал 7 и связанное с ним ведущее зубчатое колесо 8, от которого вращение получают зубчатые колеса

10 и 13, торсионный вал 15 и ведущее зубчатое колесо 16 следующего шарнира и т.д., т.е. одновременно получают вращение и вращаются при всех режимах работы манипулятора торсионные валы и зубчатые колеса всех шарниров.

Для поворота всех звеньев 2 — 4 одновременно или только одного из них отключаются все муфты 21 или одна муфта 21 и подается напряжение на обмотки катушек возбуждения муфт 20. Происходит соединение ведомого зубчатого колеса 10 и генератора 19 волн, вследствие чего он получает вращение. Вращаясь, генератор 19 волн деформирует гибкое колесо 22, которое сообщает вращение жесткому колесу 23, связанному с ведомым звеном 2, получающим поворотное движение в плоскости относительно звена l. Если муфты 21 отключены во всех шарнирах, а муфты 20 включены во всех шарнирах, то одноверменно получают поворотное движение все ведомые звенья 2 — 4 и т.д. При включении в работу только одного шарнира или двух при неподвижных остальных шарнирах процесс проходит аналогично.

При повороте звена 2 поворачивается и связанное с ним ведомое зубчатое колесо 13, что должно быть учтено при определении угловой скорости торсионного вала

15 и ведущего зубчатого колеса 16.

Таким образом, при повороте всех звеньев в одном направлении одновременно могут работать или все шарниры, или несколько или один из всех.

При повороте всех звеньев или одного из них в обратном направлении включаются электромагнитные муфты 20 и реверсируется вращение, двигателя 6. После этого производится отключение муфты 21 и включение муфт 20, чем сообщается генератору 19 волн обратное вращение, приводящее к реверсированию поворота ведомых звеньев.

1199610

Редактор А. Ворович

Заказ 7775/21

Составитель Е. Ермолаев

Техред И. Верес Корректор В. Синицкая

Тираж 1049 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4