Рука тензорного манипулятора

 

РУКА ТЕНЗОРНОГО МАНИПУЛЯТОРА , содержащая ряд соединенных между собой универсальными шарнирами звеньев с поперечными пластинами, в которых симметрично относительно оси звеньев выполнены два отверстия для прохода -тяг, закрепленных на руке перед первым шарниром со стороны схвата ,, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции , она снабжена механизмами фиксации звеньев относительно осей шарниров, при этом каждый механизм фиксации снабжен приводом и состоит из двух частей-, однаиз которых установлена на шарнире, а другая - на звене, а отверстия в пластинах соседних звеньев повернуты относительно друг друга на 90°.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аю 01) 3(5D В 25 J 1/02, "» - ° »»»»»» »»»»»» — mrna.

f ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3594099/25-08 (22) 23.05.83 (46) 23.09.84. Бюл. У 35 (72) И.М. Кутлубаев, А.Н.Макаров и Ф.Ф.Пономарев (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова (53) 621.229.72(088.8) (56) 1. Патент США У 3497083, кл. 214-1, опублик. 1968 (прототип). (54) (57) РУКА ТЕНЗОРНОГО МАНИПУЛЯТОРА, содержащая ряд соединенных между собой универсальными шарнирами звеньев с поперечными пластинами, в которых симметрично относительно оси звеньев выполнены два отверстия для прохода .тяг, закрепленных на руке перед первым шарниром со стороны схвата, отличающаяся Ф тем, что, с целью упрощения конструкции, она снабжена механизмами фиксации звеньев относительно осей шарниров, при этом каждый механизмфиксации снабжен приводом и состоит из двух частей-, одна из которых установлена на шарнире, а другая — на звене, а отверстия в пластинах соседних звеньев повернуты относительно друг друга на 90

111454

Увеличение габаритов каждой пластины ведет к уменьшению возможного 50 угла поворота в каждом шарнире. Поэтому для обеспечения заданного угла поворота всей руки требуется увели-. чить число шарниров, что ведет к дальнейшему усложнению руки. 55

Кроме того, при работе тяги, не участвующие II данный момент в передаче движения пластинам, но проходяФ

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для исполь- . зования в роботах с большой степенью подвижности.

Известен манипулятор с тензорной рукой, содержащий ряд звеньев, соединенных между собой посредством универсальных шарниров, обеспечивающих их поворот относительно друг друга.

На звеньях установлены пластины, в которых выполнены ориентированные отверстия, сквозь которые свободно проходят тяги.

При этом тяга, приводящая в движение первую со стороны схвата пластину, закреплена на руке перед первым шарниром со стороны схвата, следующая тяга закреплена неподвижно на последующей за первым шарни- 20 ром пластине со стороны схвата и свободно пропущена через отверстия в пластинах, расположенных между приводом и пластиной, к которой прикреплена тяга. 25

Аналогично прикреплены к каждой пластине по четыре индивидуальные тяги, свободно проходящие в предыдущих пластинах и обеспечивающие поворот в универсальном шарнире, перед которым находится данная пластина. При йатяжении одной из уг поворачивается пластина, к которой прикреплена данная тяга. Остальные пластины при этом остаются неподвижными (11.

Недостатком данной конструкции является ее сложность.

Для обеспечения большого числа степеней подвижности требуется ко40 личество тяг, в два раза превышающее количество степени подвижности тензорной руки. Причем, с увеличением количества степеней подвижности манипулятора увеличиваются габари45 ты пластин, иначе невозможно будет пропустить большое количество тяг через пластину. щие через поворачивающуюся пластину, жолжны получать изменение в длине пропорционально углу поворота пластины, приводимой в движение, что усложняет конструкцию привода и системы управления.

Наличие самостоятельных движений каждой тяги, кроме того, требует индивидуального привода к каждой поворачиваемой пластине, поэтому при большом числе поворачиваемых пластин габариты и конструкции привода усложняются.

Пелью изобретения является упрощение конструкции руки тензорного манипулятора.

Поставленная цель достигается тем, что рука тензорного манипулятора, содержащая ряд соединенных между собой универсальными шарнирами звеньев с поперечными пластинами, в которых симметрично относительно оси звеньев выполнены два отверстия для прохода тяг, закрепленных на руке перед первым шарниром со стороны захвата, снабжена механизмами фиксации звеньев относительно осей шарниров, при этом каждый механизм фиксации снабжен приводом и состоит из двух частей, одна из которых установлена на шарнире, а другая — на звене, а отверстия в пластинах соседних звеньев повернуты относительно друг друга на 90 .

На фиг. 1 изображена рука тензорного манипулятора, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1.

Рука тензорного манипулятора содержит звенья 1, соединенные между собой посредством универсальных шарниров 2.

Каждое звено имеет поперечную пластину 3, в которой выполнены два отверстия .4, расположенные симметрично относительно оси звеньев, при этом отверстия 4 в пластинах 3 соседних звеньев 1 повернуты относительно друг друга на 90 . Тяги 5 и 6 свободно проходящие через отверстия 4 во всех пластинах руки, неподвижно закреплены на ней перед первым шарниром со стороны схвата (не показан).

Кроме того, рука снабжена механизмами фиксации звеньев 1 относительно осей шарниров 2 по кзждому

1114545 из возможных движений с возможностью их независимого включения и выключения. Механизм фиксации состоит из двух частей, одна из которых выполнена в виде фиксатора 7, установленного на оси шарнира 2 и подпружиненного к ней пружиной 8. Конец фиксатора 7, установленный в оси шарнира, представляет собой сердечник электромагнита, который вместе с электрической обмоткой 9 образует электромагнитный привод фиксатора 7.

Другая часть механизма фиксации выполнена в виде кулачка 10, установленно в звене 1.

Рука тензорного манипулятора работает следующим образом.

При необходимости совершить поворот в шарнире 2 в зависимости от требуемого направления поворота приводят в движение тягу 5 или 6, создается крутящий момент одновременно вокруг двух осей универсального шарнира 2.

Для совершения относительного перемещения выключают соответствующие, механизмы фиксации, при этом под действием натянутой тяги звено поворачивается.

Включение механизма фиксации вы; полняют следующим образом.

Подают напряжение на электрическую обмотку 9, под действием возникшего магнитного поля сердечник фиксатора 7 втягивается в обмотку, 10 сжимая пружину 8. При этом кулачок

10 освобождается от фиксатора 7.

Когда угол поворота звена 1 относительно соседнего звена достигнет заданной величины, обесточивают обмотку 9 и фиксатор под действием пружины 8 прижимается к кулачку 10, фиксируя его в заданном положении, при этом взаимодействующие поверхности кулачка и фиксатора для повы2!! шения надежности фиксации могут быть зубчатыми.

Использование изобретения позволяет упростить конструкцию руки тензорного манипулятора путем сокращения количества тяг до двух независимо от числа звеньев руки. 1 114545

Составитель Ф.Майоров

Редактор Н.Лазаренко Техред П .Коцюбняк Корректор M,Màêñèìèøèíåö

Заказ 6685/10 Тираж 1032 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

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

Филиал П1П1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4