Манипулятор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1054042

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPGHOMY. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ П=НИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) ЗЙ64600/25-as (22) 05 07.82 (46) 15.11.83. Бюл. и 42 (72) А.И.Полетучий (71) Харьковский ордена Ленина авиа" ционный институт им. H.ЕЯуковского (53) 62,229.72(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство CCCP

И 885002, кл. 8 25 J 17/00, l981 (прототий). (54)(57) МАНИПУЛЯТОР, содеРжащий звенья, сочлененные посредством шарнира, имеющего полый вал, смонтиро- . ванную на нем волновую передачу, а также зубчатую передачу, расположеннУю внутри гибкого колеса волновой передачи, при этом вал ведущего колеса зубчатой передачи установлен в полости вала шарнира и связан торсионным валиком через отверстие в .оболочке гибкого колеса волновой передачи с двигателем, установленнымна оси.звена, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения грузоподъемности, он снабжен электромагнитной муфтой, установленной между колесом зубчатой передачи и жест" ким колесом волновой передачи, и реверсивной муфтой, смонтированной в полости вала шарнира и связанной с валом двигателя и с валом ведущего колеса зубчатой передачи.

1054042

Изобретение относится к вспомогател ь ному оборудованию металлообрабатывающих цехов, а именно к конструкциям манипуляторов.

Известен манипулятор, содержащий звенья, сочлененные посредством шарниров, имеющих вал шарнира, смонтированную на нем волновую зубчатую передачу, расположенную внутри гибкого колеса волновой передачи зубчатую передачу, вал ведущего колеса которой установлен в отверстии вала шарнира и связан торсионным валиком через отверстие в оболочке гибкого колеса с двигателем,,установленным по оси звена $ 1 g.

Недостатком известного манипуля,тора является низкая. нагрузочная способность, вследствие того, что для каждого шарнира манипулятора неообходим свой двигатель, вес которого снижает полезную нагрузку манипулятора. Кроме того, в шарнирах известного манипулятора затруднена фиксация звеньев под нагрузкой.

В случае применения для шарниров малогабаритных быстроходных двигателей возникают трудности с точностью позиционирования манипулятора, так как сложно осуществлять частую остановку указанных двигателей.

Цель изобретения - повышение. груэоподьемности манипулятора.

Поставленная цель достигается тем, что манипулятор, содержащий звенья, сочлененные посредством шарнира,имеющего полый вал, и смонтиррванную на нем волновую передачу, а также зубчатую передачу, расположенную внутри гибкого колеса волновой передачи, при-этом вал ведущего колеса зубчатой передачи установлен в полости вала шарнира и связан торсионным валиком через отверстие м в оболочке гибкого колеса волновои передачи с двигателем, усгановленным на оси звена, снабжен электромагнитной муфтой, установленной между колесом зубчатой передачи и жестким колесом волновой передачи, и реверсивной муфтой, смонтированной в полости вала шарнира и связанной с валом двигателя и с валом ведущего

- . колеса зубчатой передачи.

На фиг.1 изображена кинематичес" кая схема манипулятора; на фиг.2шарнир манипулятора, общий вид, разрез.

Манипулятор содержит звенья 1, 2 и промежуточное звено 3. Внутри звена

3 по его оси установлен двигатель

4, имеющий два выходных вала 5 и 6, связанных посредством торсионных ва». ликов 7 и 8 соответственно с промежуточными валами 9 и 10, установлен- . ными в отверстиях валов соответственно шарниров 11 и 12. В этих же отверстиях установлены валы 13 и 14 ведущих зубчатых колес соответственно

15 и 16.

На валу 14 закреплена обойма 17, а на промежуточном валу 10 - звездочка 18 = роликами 19 и установлен с возможностью относительного враще- . ния сепаратор 20. В осевой расточке вала, шарнира 12 установлен нагруженный пружиной 21 сухарь 22, 20 связанный с якорем 23 катушки 24.

Промежуточный вал 10 опирается на подшипники 25 и 26, Вал зубчатого колеса опирается на подшипники 26 и через подшипник скольжения

25 27 — на. вал 10. Валы 10 и 14 установлены с возможностью относительного вращения.

Ведущие зубчатые колеса 15 и 16 зацепляются с зубчатыми колесами

30 соответственно 28 и 29, в свою очередь установленными на подшипниковых опорах 30 и 31.смонтированных соответственно на валах своих шарниров

11 и 12, На зубчатых колесах 28 и 29 закреплены генераторы волн соответственно 32 и 33. С валами шарниров и 12 связаны гибкие колеса соответственно 34 и 35, охватывающие свои генераторы волн 32 и 33 ° С.гибким колесом 34 зацепляется жесткое колесо

36» соединенное со звеном 1, а с гибким колесом 35 - жесткое колесо

37, соединенное со звеном 2. Последн6е опирается на вал шарнира 12 че45 реэ подшипниковые опоры 38 и 39 жесткого колеса 37 и крышки 40. По аналогичной схеме промежуточное звено 3 опирается на вал шарнира 11.

Посредством шпицев 41 зубчатое колесо 29 связано с якорем 42 электромагнитной муфты. Нв жестком колесе

37 закреплена катушка 43. Аналогичwe элементы имеет и второй шарнир.

Манипулятор работает следующим образом.

При работе двигателя 4 могут дей- ствовать оба шарнира или один из них.

10540

Применение предложенного манипу лятора по сравнению с базовым позво ляет повысить грузоподьемность манипулятора примерно в 1,5-2 раза за счет применения одного двигателя для ,привода двух шарниров, а также за . счет надежной фиксации звеньев под нагрузкой и улучшения управляемости шарнира. Появляется также возможность сокращения линейных габаритов манипулятора и связанное с этим сокращение за счет зкономии на сумме длин двигателей.

3 Рассмотрим сначала работу одного шарнира.

От двигателя 4 через вал 6 и торсионный валик 8 получают вращение промежуточный вал 10 и связанная с ним звездочка 18 реверсивно". муфты свободного хода с автоматическим переключением. Сепаратор 20 постоянно притормаживается силой трения, создаваемой сухарем 22, прижимаемым . 10 ,к сепаратору 20 пружиной 21. При этом за счет смещения роликов 19 и их заклинивание между обоймой 17 и звездочкой 18, что позволяет передавать вращение от звездочки 18 15 к обойме 17, а от неее - к валу 14,. зубчатым колесам 16 и 29 и. генератору волн 33, деформирующему гибкое . зубчатое колесо 35, Вследствие деформации неподвижно закрепленного гиб- 20 кого колеса 35 и его зацепления с жестким колесом 37 последнее получает вращательное движение и сообщает его звену 2. Таким образом, звено, 2 совершает поворот в плос- 25 кости относительно звена 3.

Если звено 2 должно быть заФиксировано под нагрузкой, то подается напряжение " на катушки 43 и 24. При этом якорь 42 притягивается к фрикционному элементу катушки 43, и происходит прямое соединение зубчатого колеса 29, генератора волн 33 и жесткого коле" са 37, вследствие чего зубчатая и волновая. передачи становятся заторможенными, а. звено 2 - лйшенным возможности перемещения, В то, же время электромагнитные силы катушки

24 смещают якорь 23 и связанный с ним сухарь 22, что" приводит к разрыву контакта сухаря 22 и сепаратора .

20. Вследствие .этого и остановки: вала 14 вместе с зубчатым колесом

16 пРоисходит Расклинивание Роли" 45 ков 19, и звездочка 18 получает свободное вращение относительно обоймы 17, т.е. происходит расцепление промежуточного вала 10 и вала 14 при Работающем двигателе.

Включение в работу звена 2 - произ- 9 водится в обратной последовательности42 4

Отключается напряжение на катушках

43 и 24, при этом зубчатая и волновая передачи становятся расторможенными, а сепаратор 20 - приторможенным, вследствие чего происходит . его окружное смещение, приводящее к смещению роликов 19и их заклиниванию между обоймой 17 и звездочкой 18.После этого вал 10 оказывается соединенным с валом 14, что приводит к вращению з„бчатых колес 16 и 29 генератора волн 33 и, в конечном счете, к повороту звена 2.

Работа. другого шарнира происходит таким же .образом, кроме работы волновой передачи. Если в первом шарнире фиг.2 гибкое колесо 35 является остановленным. звеном волновой передачи, связанным с ведущим звеном 3, а жесткое колесо 37 - подвижным звеном волновой передачи, связанным с ведомым звеном 2, то во втором шарнире гибкое колесо. 34 является подвижным звеном волновой передачи и связано с промежуточным звеном 3, ведомым по отношению звену

1, с которым связано жесткое колесо 36, закрепленное без относительного вращения на звене 1, т.е. при вращении зубчатых колес 15, 28 и генератора волн 32 гибкое колесо 34 деформируется и получает вращательное движение совместно с валом шарнира 11 и звеном 3 относительно жесткого колеса 36 и связанного с ним звена 1

1054042

1054042

Составитель А.Ширяева:

Редактор Н.Швыдкая Техред N.Êàñòåëåâè÷

Корректор С.Патрушева

Подписное

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

Заказ 8989/15 Тираж 1081

8НИИПИ Государственного крмитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, 3-35 Раушская наб., д. 4/5