Шарнир соединения звеньев манипулятора
ШАРНИР СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕНЬЕВ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий ось, установленный на этой оси волновой редуктор и электродвигатель, отличающийся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости, улучшения динамических характеристик и повышения точности позиционирования, ротор электродвигателя выполнен в виде кулачка, имеющего наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса волнового редуктора.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4ш В 25 J 1700
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.-,:
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3363897/25-08 (22) 27.11.81 (46) 23.01.85. Бюл. № 3 (72) Г. М. Неменатов (53) 62-229.72 (088.8) (56) 1. Гинзбург E. Г. Волновые зубчатые передачи. Л., «Машиностроение», 1969, с. 118.
2. Авторское свидетельство СССР № 751624, кл. В 25 J 17/00, 1978.
3. Авторское свидетельство СССР № 882736, кл. В 25 J 17/00, 1980 (прототип) .
„SU„„1135643 А (54) (57) ШАРНИР СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕНЬЕВ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий ось, установленный на этой оси волновой редуктор и электродвигатель, отличающийся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости, улучшения динамических характеристик и повышения точности позиционирования, ротор электродвигателя выполнен в виде кулачка, имеющего наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса волнового редуктора.
1135643
Изобретение относится к машиностроению, а именно к шарнирам соединения звеньев манипуляторов.
Известен волновой редуктор с генерато ром волн, выполненным в виде кулачка, имеющего профиль, эквидистантный равноскоростной кривой гибкого колеса редуктора (1) .
Известен шарнир соединения звеньев манипулятора, содержащий ось, волновой редуктор, смонтированный на этой оси и связанный с приводом зубчатой передачей (2).
Недостатком данного шарнира является невысокая точность позиционирования из-за наличия люфтов в конической зубчатой передаче, а также из-за больших габаритов и веса за счет размещения внутри звена двигателя и наличия конической передачи, что снижает динамические характеристики шарнира.
Известен также шарнир соединения звеньев манипулятора, содержащий ось и установленный на этой оси волновой редуктор, связанный с электродвигателем зубчатой передачей (3).
Недостатками шарнира являются большой момент инерции, ухудшающий регулировочные свойства электродвигателя и динамические свойства шарнира, а также сложность конструкции.
Цель изобретения — уменьшение металлоемкости, улучшение динамических характеристик и повышение точности позиционирования.
Указанная цель достигается тем, что, в шарнире соединения звеньев манипулятора содержащем ось, установленный на этой оси волновой редуктор и электродвигатель, ротор электродвигателя выполнен в виде кулачка, имеющего наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса волнового редуктора.
На фиг. 1 изображен шарнир соединения звеньев манипулятора, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.
Шарнир соединяет звенья 1 и 2 манипулятора. На оси 3 шарнира закреплен статор 4 обращенного электродвигателя, например синхронного гистерезисного, и ротор 5 обращенного электродвигателя, представляющий собой кулачок, имеющий наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса 6 волнового редуктора, и являющийся одновременно генератором волн деформаций. На кулачке
50 ротора 5 запрессованы четыре шариковых подшипника 7 с гибкими деформируемыми обоймами. Гибкое колесо 6 выполнено в виде тонкостенной трубы с внешним зубчатым венцом, имеющим число зубьев Х1, и в состоянии упругой деформации надето на обоймы гибких подшипников 7. Форма кулачка ротора 5 обращенного электродвигателя обеспечивает в зоне наибольшей деформации гибкого колеса 6 волнового редуктора зацепление зубьев зубчатого венца Zi на полной их рабочей высоте и в зоне наименьшей деформации — полный отвод зубьев зубчатого венца из зацепления с зубьями местных зубчатых колес 8 — 10. При этом жесткое зубчатое колесо 9 установлено неподвижно в звене 1 и имеет число зубьев Zz, причем
Z2 — Zi — — 2. Жесткие зубчатые колеса 8 и 10 с числом зубьев Хз, Zq, равным числу зубьев гибкого. колеса 6 Zi, т. е. Хз —— 24= Уь установлены неподвижно в звене 2.
Шарнир манипулятора работает следующим образом.
Вращение кулачка (ротора 5 электродвигателя) вызывает движение по окружности волны деформации гибкого колеса 6.
При равных числах зацеплений зубчатых колес и неподвижном жестком колесе 9, встроенном в звено 1, за один оборот кулачка ротора 5 гибкое колесо 6 поворачивается относительна жесткого 9 на угол, соответствующий Zz — 7 — — угловых шагов гибкого колеса 6 в направлении, обратном вращению кулачка. Звено 2, связанное с гибким колесом 6 волновыми зубчатыми передачами
Z1, .Z и 7, 24, также поворачивается на такой же уга.: относительно звена 1.
При остановленном кулачке (роторе 5) волновая передача является тормозом, фиксирующим положение звена 2 относительно звена 1, и муфтой предельного момента при превышении массой манипулируемого объекта предельного значения.
По сравнению с известными шарнирами предлагаемый шарнир манипулятора имеет меньший вес и габариты за счет отсутствия конической зубчатой передачи и совмещения функций ротора и генератора волн деформации в одном элементе, при этом повысится коэффициент полезного действия. Отсутствие конической зубчатой передачи позволит также уменьшить момент инерции.
При,размещении обращенного электродвигателя на оси шарнира не используются корпус и подшипниковые щиты электродвигателя, что также уменьшает вес шарнира.
1135643
Фиг.1
1135643
Составитель С. Новик
Редактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор М. Розман
Заказ 10201/11 Тираж1050 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
