Модуль исполнительного органа манипулятора

 

Изобретение относится к области робототехники и предназначено для снижения энергоемкости и улучшения эксплуатационных характеристик манипуляторов, а также для снижения металлоемкости конструкций за счет обеспечения сквозной передачи крутящего момента на рабочие элементы без использования дополнительных индивидуальных приводов. Модуль состоит из механизма изменения угла наклона звеньев, имеющего платформу 1, и механизма изменения длины одного из звеньев, кинематически связанных между собой с помощью вала 2. Механизм изменения длины звена выполнен в виде телескопической трубы 3 и полой винтовой пары, внутри которой свободно проходит телескопический вал 8, связанный с подвижным элементом 19 телескопической трубы. Крутящий момент подается на приводной вал 5, распределяющий его к механизмам изменения длины звена и изменения угла наклона звеньев один относительно другого. Управление перемещением осуществляется с помощью элементов фиксации - электромагнитных муфт. 1 ил. « (Л оо о CD 00 со / ; / / U-f- I4i 11 з s 2 J4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3972170/31-08 (22) 04.11.85 (46) 07.04.87. Бюл. № 13 (71) Казахский государственный университет им. С. М. Кирова (72) У. А. Джолдасбеков, А. Т. Лукьянов, Л. И. Слуцкий, В. И. Кантемиров и К. Г. Параскевопулос (53) 621-229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1161370, кл. В 25 J 3/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР №975381, кл. В 25 J 3/00, 1980. (54) МОДУЛЬ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к области робототехники и предназначено для снижения энергоемкости и улучшения эксплуатационных характеристик манипуляторов, а также для снижения металлоемкости конструкций.8(1» 1301689 А1

1 0 4 В 25 J 9/08//В 25 J 17/00 за счет обеспечения сквозной передачи крутящего момента на рабочие элементы без использования дополнительных индивидуальных приводов. Модуль состоит из механизма изменения угла наклона звеньев, имеющего платформу 1, и механизма изменения длины одного из звеньев, кинематически связанных между собой с помощью вала 2.

Механизм изменения длины звена выполнен в виде телескопической трубы 3 и полой винтовой пары, внутри которой свободно проходит телескопический вал 8, связанный с подвижным элементом 19 телескопической трубы. Крутящий момент подается на приводной вал 5, распределяющий его к механизмам изменения длины звена и изменения угла наклона звеньев один относительно другого. Управление перемещением осуществляется с помощью элементов фиксации — электромагнитных муфт. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании манипуляторов, предназначенных для механизации ручных операций. !!ель изобретения — снижение энергоемкости и улучшение эксплуатационных характеристик.

На чертеже показан модуль исполнитель ного органа манипулятора, общий вид.

Модуль исполнительного органа манипулятора состоит из механизма изменения угла наклона смежных звеньев и механизма изменения длины одного из звеньев, установленных друг над другом. Механизм изменения угла наклона смежных звеньев состоит из платформы 1, на стойках которой в подшипниках качения установлен вал 2, и корпуса 3, посаженного на том же валу 2 с возможностью поворота относительно него. В центре платформы на подшипниках качения установлена коническая шестерня (колесо) 4, жестко посаженная на приводном валу 5, имеющем на конце шлицевую нарезку. Коническая шестерня

4 входит в зацепление с коническим колесом 6, жестко установленным на валу 2, а коническое колесо 6 входит в зацепление с конической шестерней 7, жестко посаженной на конце телескопического вала 8.

Кроме того, на валу 2 по обе стороны от конического колеса 6 симметрично относительно оси устройства жестко установлены конические колеса 9 и 10, а также конические колеса 11 и 12, посаженные с помощью плавающих опор.

Устройство содержит также конические колеса 13 и 14, которые совместно с коническими колесами 9, 11 и 10, 12 образуют пару конических планетарных механизмов. В боковых стойках платформы 1 установлены электромагнитные муфты 5 и 16 (элементы фиксации), связывающие зубчатые колеса 11 и 12. Кроме того, по периферии платформы 1 в дополнительных стойках расположены электромагнитные муфты 17 (элементы фиксации), служащие для стопорения корпуса 3 относительно платформы 1.

На платформе 3 смонтирован возвратно-поступательный блок, который выполнен в виде телескопической трубы, состоящей из внутреннего 18 и внешнего 19 элементов — цилиндров. Причем во внутреннем цилиндре 18 на телескопическом валу 8 свободно расположены конические колеса 20 и 21, входящие в зацепление с зубчатым коническим колесом 22, которое на опорах качения установлено с внутренней стороны внутреннего цилиндра 18. В конических колесах 20 и 21 смонтированы электромагнитные муфты 23 и 24 (элементы фиксации), связывающие последние с телескопическим валом 8. Коническое колесо 21 имеет внутреннюю шлицевую нарузку, с помощью которой через него можно передать крутящий момент на винт 25, который установлен в опорах качения, размещенных во внут1301689

2 реннем цилиндре 18 и может приводиться в движение от конического колеса 21.

Винт 25 выполнен пустотелым. Причем сквозь него свободно пропущен телескопический вал 8. Винт 25 через гайку 26 связан с внешним цилиндром 19. Телескопический вал 8, расположенный по оси симметрии телескопической трубы, одним своим концом на подшипниках качения вмонтирован в центре корпуса 3, а другим, также на подшипниках качения, закреплен во фланцевой части внешнего цилиндра 19 и имеет шлицевый выход, соответствующий шлицевому входу ведущего вала 5.

Модуль исполнительного органа манипулятора работает следующим образом.

При включении привода (не показан) крутящий момент подается на ведущий вал 5, который вращает коническое колесо 4. Последнее передает вращение на коническое колесо 6 и через него на коническое колесо 7. Коническое колесо 6 приводит в движение вал 2, который вращает конические колеса 9 и 10, а через них колеса 13 и 14 и далее колеса ll и 12.

Зубчатое коническое колесо 7 передает крутящий момент на телескопический вал 8.

При отключенных электромагнитных муфтах

l5 16, 23 и 24 и включенных электромагнитных муфтах 17, что соответствует первому основному (холостому) режиму, система находится в состоянии покоя.

Во втором режиме электромагнитные муфты !7, 16, 23 и 24 отключены, а электромагнитная муфта 5 включена. В этом случае коническое зубчатое колесо !1 остановлено, так как оно жестко связывается со стойкой платформы !. Зубчатое коническое колесо 13 начинает перекатываться по коническому колесу 11, увлекая за

З5 собой корпус 3, т. е. поворачивая последний относительно платформы l. Таким образом осуществляется качательное движение.

Третий режим соответствует отключенным электромагнитным муфтам 7, 15, 23 и 24 и включенной муфте 16. В этом случае производится качание в противоположную сторону.

Четвертый режим: муфты 15, 6 и 23 отключены, муфты 17 и 24 включены. В этом случае зубчатое колесо 21 через муфту 24 жестко связывается с валом 8 и начинает вращать винт 25. Вращение от конического колеса 21 передается также через коническое колесо 22 на коническое колесо 20, свободно поворачивающееся в обратную сторону относительно вала 8. При вращении винта 25 гайка 26 начинает перемещаться, увлекая за собой внешний цилиндр 19 и смещая его относительно внутреннего цилиндра 18. Так как конец телескопического вала 8 укреплен на фланце внешнего цилиндра 19, то верхняя его часть перемещается синхронно внешнему цилиндру 19 вдоль внутренней полости винта.

Пятый режим: муфты 15, 16 и 24 отключены, муфты 17 и 23 включены. Этот

1301689

Формула изобретения

Составитель С. Новик

Редактор В. Петраш Техред И. Верес -Корректор И. Эрдс><и

Заказ 93! /18 Тираж 954 Поппи снос

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и <>ткр<ятий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 режим соответствует противоположному движению телескопа. В этом случае зубчатое колесо 20 через муфту 23 жестко сцепляется с валом 8. Вращение от конического колеса 20 14ерез коническое колесо 22 передается на коническое колесо 21, которое проворачивается в обратную сторону относительно вала 8 и увлекает за собой винт

25, перемещающий через гайку 26 внешний цилиндр 19 телескопа в противоположную сторону. 1О

Модуль исполнительного органа манипулятора, содержащий кинематически свя- 1 занные между собой механизм изменения угла наклона смежных звеньев и механизм изменения длины одного из звеньев, выполненного в виде телескопической трубы, причем механизм изменения длины выполнен в виде винтовой пары, гайка которой жестко связана с одним из элементов телескопической трубы, а винт кинематически связан с приводным валом, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости и улучшения эксплуатационных характеристик, механизм изменения длины звена снабжен конической планетарной передачей и телескопическим валом, внутреннее звено которого посредством дополнительно введенных элементов фиксации связано с двумя сателлитами указанной конической планетарной передачи, а промежуточное коническое колесо этой передачи смонтировано внут-. ри второго звена телескопической трубы, при этом винт указанной винтовой передачи выполнен полым и связан с одним из сателлитов шлицевым соединением, а телескопический вал установлен внутри винта соосно с ним.