Рука манипулятора

 

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для использования в роботах с антропоморфной структурой исполнительного органа и большим числом степеней подвижности. Целью изобретения является расширение кинематических возможностей руки манипулятора за счет исключения взаимного влияния перемещаемых звень22 П Ю 35 30 33 (Л .3

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5 А1

09) (И) ц1) В 25 J 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4062897/3 1-08 (22) 28.04.86 (46) 30.08.87. Бюл. Ф 32 (.7 1) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И«Носова (72) А.Н.Макаров, Б.И.Крюков, И.М.Кутлубаев и Я.С«Дорман (53) 62-229.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1225778, кл. В 25 J 1/02, 1984. (54) РУКА МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к робототех. нике и предназначено для использования в роботах с антропоморфной структурой исполнительного органа и большим числом степеней подвижности.

Целью изобретения является расшире ние кинематических возможностей руки манипулятора за счет исключения взаимного влияния перемещаемьи звень1 ев.Для этого гибкие тяги выполнены в виде последовательно соединенных жил и блоков. Ветви каждой жилы, например 22, последующей за первой, охватывают во встречном направлении блоки 34 35, 39 и 40, выполненные с равным диаметром. Жила 27 охватывает блоки 44 и 46. Все эти блоки установлены на дополнительных поперечных планках 36, 4 1 и 45, расположеннык соосно оси вращения шарнира, установленного в одной плоскости с

333564 тягой. Ветви жил свободно проходят через отверстия в основных поперечных планках 15 — 18, а концы ветвей жил закреплены соответственно на последней планке приводнмого в движение звена. Такая схема выполнения тяг и жил обеспечивает компенсацию изменения длины ветвей каждой жилы, проходящей над шарниром, за счет аналогичного изменения длины другой ветви этой же жилы,под шарниром.3 ил.

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для использования в роботах с антропоморфной структурой исполнительного органа и большим числом степеней подвижности.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей руки манипулятора, в которой используются кинематические пары пятого класса, оси вращения которых расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, за счет исключения взаимного влияния перемещаемых звеньев.

На фиг. 1 изображена кинематичес— кая схема руки манипулятора; на фиг. 2вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — прост— ранственное изображение кинематичес— кой схемы руки манипулятора.

Рука манипулятора содержит подвижные звенья 1 — 4 и неподвижную стойку 5. Звенья соединены между собой и стойкой шарнирами б — 9. Оси шарниров 6 и 8, 7 и 9 параллельны между собой. Оси шарниров б и 7, 8 и 9 взаимно перпендикулярны..Каждый шарнир снабжен устройством фиксации относительного движения звеньев с индивидуальным приводом (не показаны). Звенья снабжены приводом (не показаны), расположенным на неподвижном основании,с приводом звенья связаны через гибкие тяги 10 — 13.

Тяги 10 и 11 предназначены для обеспечения прямого и обратного движений звеньев 2 и 4 в вертикальной плоскости. Тяги 12 и 13 предназначены для обеспечения прямого и обратного движений звеньев в горизонтальной плоскости, концы тяг закреплены на звене 3. Концы тяг 10 и 11 закреплены на звене 4. Тяги свободб но проходят через отверстия в основных поперечных планках 14 — 19,жестКо закрепленных на звеньях. Каждая тяга состоит из двух жил и блока.Тяга iO состоит из жилы 20, закрепленной одним концом на оси установленного свободно блока 21, а другим — на выходном элементе привода и жилы 22, огибающей этот блок.

Тяга 11 состоит из жилы 23, блока

24 и жилы 25.Тяги l2 и 13 соответственно состоят из жил 26, 27 и 28, 29 блоков 30 и 31. Концы жил 23, 26 и 28 закреплены на выходньгл элементах соответствующих приводов.

Ветви жил 22, 25,27 и 29 свободно проходят через отверстия в основных поперечных планках. Жилы 22 и 27 проходят свободно через отверстия в планках 17, 18 и 19, Жилы 25 и 29 проходят через отверстия в планках

14,15 и 16.

Жила 22 огибает блок 21, после чего ее ветви 32 и 33 охватывают блоки 34 и 35, выполненные с равным диаметром, и установлены на дополнительной поперечной планке Зб,при этом направление охвата ветвями жил встречное, что обеспечивает расположение точек схода с блоков ветвей по разные стороны от оси дополнительной поперечной планки 36, жестко зак33564

10 5

45

55 з 13 репленной на звене 1. Оси вращения блоков 34 и 35 соосны между собой и осью 37 шарнира.. Ось 37 расположена в одной плоскости с осью 38 тяги 10.

Аналогично ветви 32 и 33 охватывают блоки 39 и 40, установленные идентично блокам 34 и 35 на дополнительной поперечной планке 41.

Основные поперечные планки 17 и

18, через которые свободно проходят тяги 10 и 11,располагаются соот-, ветственно до и после шарнира 7, ось 42 которого. лежит вне плоскости, проходящей через оси тяг 10 и 11.

Тяги 11 — 13 выполнены аналогично тяге 10.

Рука манипулятора работает следующим образом.

При необходимости обеспечить поворот одного звена относительно другого, например звена 2 (фиг. 3) относительно звена 1,против часовой стрелки включают привод тяги 10.0д— новременно тяга ослабляется, Устройство фиксации звена 2 относительно звена 1, расположенное в шарнире 7, выключают. Жила 20, конец которой закреплен на выходном элементе привода тяги 10, движется по направлению к стойке 5. При этом движется и ось блока 21,что обеспечивает одновременное движение ветвей -32 и

33, жилы 22 в направлении к стойке 5.

Блоки 34 и 35 вращаются с одинаковой угловой скоростью во встречных направлениях: блок 34 — по часовой, блок 35 — против часовой стрелки (фиг,. 1) .

Под действием движущейся под натяжением жилы 22 создается вращающий момент в шарнире 7,в результате .этого звено 2 поворачивается относительно звена 1. При этом ветвь 43 жилы 27 свивается с блока 44,установленного на дополнительной поперечной планке 45 соосно блоку 46 и оси вращения шарнира 7. Одновременно с этим ветвь 47 той же жилы 27 навивается на блок 46, вследствие того,что блоки 44 и 46 выполнены с равным диаметром, установлены соосно оси вращения шарнира и охватываются ветвями жилы 27 во встречном направлении. Длина свиваемой части ветви 43 равна длине навиваемой части ветви 47. Так как ветви 43 и

47 являются ветвями одной жилы 27, изменение свободной части длин ветвей приводит к вращению блока 30 против часовой стрелки (фиг, 1),при этом ось блока 30 остается неподвижной.Неподвижность оси блока 30 означает,что при движении звена 2 тяга 12 не получает изменений в длине.Следовательно, отсутствует самопроизвольное движение звеньев при выключенном приводе,т.е. исключено взаимное влияние движения звеньев, что позволяет в свою очередь повысить точность отработки заданных движений.

Возможность обеспечения повышенной точности движений позволяет расширить технологические возможности манипулятора и использовать его Hà операциях, требующих большой точности, Формула изобретения

Рука манипулятора, содержащая ряд звеньев с основными поперечными планками, последовательно соединенных между собой шарнирами, которые снабжены устройствами фиксации относительного движения звеньев с индивидуальным приводом, две пары гибких тяг, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях для прямого и обратного движения звеньев,при этом каждая гибкая тяга состоит из последовательно соединенных между собой через блоки жил, первая из которых закреплена одним концом на выходном элементе привода, а другим— на конечном звене, о т л и ч а— ю ш а я с я тем,что, с целью расширения кинематических возможностей за счет исключення взаимного влияния перемещаемых звеньев, оси вращения шарниров соединения соседних звеньев расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, а дополнительно введенные поперечные планки с парой блоков равного диаметра установлены на шарнирах вращения соосно оси его вращения, расположенной в одной плоскости с тягой, при этом жилы ветви каждой тяги, последующей эа первой, охватывают во встречном направлении эти блоки и проходят свободно через отверстия, выполненные в основных поперечных планках.

1333564

И 35

8од4

Составитель И.Бакулина

Техред B. Кадар Корректор Л.Пилипенко

Редактор Л.Повхан

3912/16 Тираж 951

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул„ Проектная, 4