Шарнир манипулятора воробьева

 

1. Шарнир манипулятора, соединянидий два звена манипулятора, содержащий приводной двигатель, размещенный на первом звене манипулятора и кинематически связанный посредством волнового редуктора с вторым звеном манипулятора, причем волновой редуктор выполнен в виде гибкого зубчатого колеса, генератора волн, связанного с приводным двигателем,и трех жестких зубчатых колес два из которых закреплены на первом звене манипулятора,а третье закреплено на втором звене мани .пулятора и размещено между жесткими зубчатыми колесами, закрепленными на первом звене манипулятора, о тличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик , шарнир снабжен двумя двигателями , размещенными соосно, генератор волн выполнен в виде фрикционной передачи, включающей центральньй ролик, жестко связанный с выходными валами приводных двигателей, водило с закрепленными на нем сателлитами , находящимися в контакте с центральным роликом и с гибким зубчатым колесом, причем фрикционные поверхности сателлитов и гибкого зубчатого колеса выполнены с профилем , соответствующим профилю центрального ролика. 2.Шарнир по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что наружный профиль центрального ролика выполнен в виде двух усеченных конических поверхностей с разнонаправленными вершинами. 3.Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что наружный профиль центрального ролика выполнен в виде поверхности вращения параболы . i (Л § 4; со сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) mi 1 В 25 Л 17./00

/Я к.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3690901/25-08 (22) 06.01. 84 (46) 15.01. 86. Бюл. М - 2 (71) Ленинградская ордена Ленина лесотехническая академия им. С.M.Кирова (72) А.В.Воробьев, Е.Е.Агибалова, Б.Т.Добренов, И.В.Иванов, И.В.Кириллова и В.Е.Соколов (53) 62-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1013269, кл. В 25 3 17/00, 1981. (54) ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА ВОРОБЬЕВА. (57) 1. Шарнир манипулятора, соединяющий два звена манипулятора, содержащий приводной двигатель, размещенный на первом звене манипулятора и кинематически связанный посредством волнового редуктора с вторым звеном манипулятора, причем волновой редуктор выполнен в виде гибкого зубчатого колеса, генератора волн, связанного с приводным двигателем,и трех жестких зубчатых колес два из которых закреплены на первом звене манипулятора, а третье закреплено на втором звене мани.пулятора и размещено между жесткими зубчатыми колесами, закрепленными на первом звене манипулятора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, шарнир снабжен двумя двигателями, размещенными соосно, генератор волн выполнен в виде фрикционной передачи, включающей центральный ролик, жестко связанный с выходными валами приводных двигателей, водило с закрепленными на нем сателлитами, находящимися в контакте с центральным роликом и с гибким зубчатым колесом, причем фрикционные поверхности сателлитов и гибкого зубчатого колеса выполнены с профилем, соответствующим профилю центрального ролика.

2. Шарнир по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что наружный профиль центрального ролика выполнен в виде двух усеченных конических поверхностей с разнонаправленными вершинами.

3. Шарнир по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что наружный профиль центрального ролика выполнен в виде поверхности вращения параболы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения звеньев манипуляторов.

Цель изобретения — улучшение дина-. мических характеристик шарнира.

На фиг. 1 изображен шарнир мани-, пулятора, разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Шарнир манипулятора имеет средства обратной связи по нагрузке 1, два электродвигателя 2, между которыми расположена механическая часть с ведущим звеном 3 с корпусом 4 и ведомым звеном 5. Двигатели 2 установлены в полукорпусе 4 ведущего звена 3, а их валы 6 связаны центральным роликом 7, выполненным в виде конической бочки. Три составных сателлита 8 в виде обратных конических бочек объединены водилом

9 и подшипниковыми узлами 10 в единый трехволновый генератор волн деформации, который воздействует на гибкое центральное зубчатое колесо-звено 11. Наружная поверхность колеса 11 имеет зубчатый венец с числом зубьев Z<, а жесткие колеса

12 и звено 5 †зубчатые венцы с числом зубьев соответственно 2g и

Ведомое звено шарнира опирается на подшипниковую опору 13 из фенодревослоя.

Шарнир выполнен с соотношением зубьев, = 2z и Е = Е + 3. Поэтому гибкое колесо 11 совершает лишь колебательное движение, оставаясь неподвижным в плоскости вращения шарнира.

Возможно изготовление шарнира с целью получения меньших скоростей при другом соотношении чисел зубьев, например 3 ) (Š— Х ) > 0 и 2>— — 3.

Шарнир работает следующим образом.

Электродвигательное устройство со средствами обратной связи по наг4375 2 рузке 1, которые могут быть выполнены в виде специальных датчиков нагрузки (моментомеров) или в форме датчиков косвенного замера нагрузки (тахогенераторов, вращающихся трансформаторов), при подаче электрического управляющего сигнала на него приводит во вращение центральный ролик 7 (фиг. 1 и 2). Ролик 7 имеет

1О фрикционную связь, например, с тремя составными сателлитами 8 в трех точках, и благодаря этому вращает их.

За счет разности длин обкатки сателлиты, связанные водилом, воздейству15 ют в трех зонах на гибкое центральнсе корончатое зубчатое колесо 11, создавая в нем три волны деформации.

Волны деформации зубчатого колеса 11 совместно с жестким зубчатым колесом

20 ведомого звена 5 образуют известный

"волновой эффект, за счет которого ведомое звено совершает вращательное движение °

Для передачи вращающего момента

2g механическая цепь шарнира замкнута на корпус (ведущее звено 3 и корпус 4) волновой. муфтой с жесткими зубчатыми колесами 12 с числом зубьев, равным числу зубьев гибкого колеса 11. Поэтому при вращении генератора волн в виде трех сателлитов 8, объединенных водилом 9, за счет наличия муфтового зацепления гибкого колеса

11 с корпусом 4 ведущего звена 3 гибкое звено не вращается относительно корпуса, а лишь совершает волнообразные движения. Разность числа зубьев звеньев 11 и 5, равная трем, позволяет ведомому звену совершать

4О вращательное движение с малой скоростью.

Предлагаемый шарнир предназначен для систем робототехники, которые, как правило,. работают в напряженных динамических условиях. Улучшение динамических характеристик повышает экономичность манипулятора.

Фиг1

>uz.2

ВНИИПИ Заказ 8463/12 Тираж 1049 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4