Шарнир манипулятора

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях манипуляторов. Целью изобретения является повышение долговечности путем снижения внутренних напряжений в гибком колесе. При включении основного электродвигателя 14 волнообразователь 11 поворачивается, деформирует гибкое колесо 4 и образует его зацепление с жестким колесом 5. При этом свободный конец 23 гибкого колеса 4 также деформируется за счет перераспределения гидропласта 21 в пазу 19. Вращение статора 13 вызывает вращение волнообразователя 11 и появление бегущей волны на гибком колесе 4. Вследствие этого вращается жесткое колесо 5, кинематически связанное с ведомым звеном 1 самотормозящейся безлюфтовой червячной передачи 8. Бегущая волна образуется и на свободном конце 23 гибкого колеса 4, но установка этого конца в гидромуфте 25 позволяет ему самоустанавливаться, что снижает его внутренние напряжения. Уравновешивающий кулачковый механизм 17 позволяет снять с гибкого колеса 4 основную часть передаваемой нагрузки за счет специального профиля кулачка 18. Для изменения скорости движения ведомого звена 1 при вращающемся статоре 13 основного электродвигателя включается дополнительный электродвигатель 10. Он вращает червяк 9, червячный зубчатый венец 7 и жесткое колесо 5. Сложение движений от двух электродвигателей 14 и 10, их реверсирование и регулирование по скорости обеспечивает работу шарнира в широком диапазоне скоростей. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 H 25 J 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4386380/31-08 (22) 02.03.88 .(46) 15.01.90. Бюл, ¹ 2 (71) Московский станкоинструментальный институт (72) В.В. Новиков, А.А. Уваров, Е.П. Солдаткин и M.Ê. Машуров (53) 621-229.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 882735, кл. B 25 J 17/00, 1980. (54) ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях манипуляторов. Целью изобретения является повышение долговечности путем снижения внутренних напряжений в гибком колесе. При включении основного электродвигателя 14 волнообразователь 11 поворачивается

Л0„„153571 7 А 1

2 деформирует гибкое колесо 4 и обра- зует его зацепление с жестким колесом 5; При этом свободный конец 23 гибкого колеса 4 также деформируется за счет перераспределения гидропласта

21 в пазу 19. Вращение статора 13 вызывает вращение волнообразователя 11 и появление бегущей волны на гибком, колесе 4. Вследствие этого вращается жесткое колесо 5, кинематически связанное с ведомым звеном 1 самотормозящейся безлюфтовой червячной передачей 8. Бегущая волна образуется и на свободном конце 23 гибкого колеса 4, но установка этого конца в гидромуфте 25 позволяет. ему самоустанавливаться, что снижает его внутренние напряжения. Уравновешивающий кулачковый механизм 7 позволяет снять

1535717 с гибкого колеса 4 основную часть передаваемой нагрузки за счет специального профиля кулачка 18. Для изменения скорости движения ведомого звена 1 при вращающемся статоре 13 основного электродвигателя включается дополнительный электродвигатель 10.

Изобретение относится к машиностро*ению и может быть использовано в .кон15 струкциях манипуляторов.

Целью изобретения является повышение долговечности путем снижения внутренних напряжений в гибком коле.20

На фиг. 1 изображен шарнир, разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — узел I на фиг. 3; на ! фиг. 5 — форма деформированного волнообразователем гибкого колеса.

Шарнир манипулятора содержит ведомое 1 и ведущее 2 звенья, кинематически связанные волновой зубчатой пере дачей 3. Волновая передача 3 содержит гибкое зубчатое колесо 4 и жесткое зубчатое колесо 5, установленное на опорах 6 качения, смонтированных в ве домом звене 1. Червячный зубчатый венец 7 самотормозящейся червячной передачи 8 закреплен соосно с жестким зуб-35 чатым колесом 5 волновой передачи 3 и образует зубчатое зацепление с червяком 9, который, в свою очередь, е шарнирно связан с дополнительным двигателем 10. Гибкое колесо 4 деформи40 руется волнообразователем 11 через гибкий подшипник 12. Волнообразователь

11 жестко установлен на подвижном статоре 13 основного двигателя 14. На 45 неподвижном роторе 15 электродвигателя 14 установлен подвижно в осевом направлении толкатель 1б уравновешивающего кулачкового механизма 17, а кулачок 18 механизма 17 жестко связан с ведомым звеном 1. На веду50 щем звене 2 выполнен кольцевой паз

19, герметично закрытый упругим кольцом 20. Полость паза 19 заполнена гидропластом 21. Внутри паза 19 расположены регулируемые упоры 22. При этом упругое кольцо 20 с натягом охватывает свободный конец 23 гибкого зубчатого колеса 4. Для повьш ения

Он вращает червяк 9, червячный зуб.чатый венец 7 и жесткое колесо 5.

Сложение движений от двух электродвигателей 14 и 10, их реверсирование и регулирование по скорости обеспечивает работу шарнира в широком диапазоне скоростей. 5 ил. прочности упругое кольцо 20 снабжено металлическим кордом 24. Паз 19 с упругим кольцом 20 и гидропластом 21 образуют гидромуфту 25. При сборке шарнира свободный конец 23 гибкого зубчатого колеса 4 охватывается упругим кольцом 20 и затем равномерным перемещением регулируемых упоров 22 изменяется внутренний объем паза 19, что увеличивает давление гидропласта

21 на упругое кольцо 20. Под действием давления в пазу 19 упругое кольцо 20 фиксирует гибкое колесо 4 относительно ведущего звена 2, а наличие металлического корда 24 увеличивает жесткость и прочность кольца 20.

Шарнир манипулятора работает следующим образом.

Под действием волнообразователя 11 гибкое колесо 4 деформируется и образует зацепление с жестким колесом

5, при этом свободный конец 23 гибкого колеса 4 также деформируется за счет перераспределения гидропласта

21 в пазу 19. Вращение статора 13 вызывает вращение волнообразователя 11, и появление бегущей волны на гибком колесе 4. Вследствие этого вращается жест- кое колесо 5, жестко связанное с ве- домым звеном 1 посредством самотормозящейся безлюфтовой червячной передачи 8. Свободный конец 23 гибкого колеса 4, зафиксированный упругим кольцом 20, с одной стороны, не дает возможности гибкому колесу 4 совершать окружное перемещение, а с другой стороны, обладает радиальной упругостью. Последнее определяет наличие бегущей волны на свободном конце 23, что, в свою очередь, позволяет самоустанавливаться гибкому колесу 4, а следовательно, снижает в нем внутренние напряжения. Кроме того, наличие уравновешивающего кулачкового механизма 17 позволяет снять с гибкого колеса 4 основную часть передаваемой нагрузки за счет соответствующего

1535717 профиля кулачка 18. Для изменения скорости движения ведомого звена 1 при вращении статора 13 основного электродвигателя 14 включается дополнитель5 ный электродвигатель 10. При вращении ротора дополнительного двигателя 10 происходит вращение люфтовыбирающего червяка 9, который, в свою очередь, через червячный венец 7 вращает 1О с определенным передаточным отношением жесткое колесо 5 волновой передачи 3. Сложение двух движений, одно из которых может изменяться как по величине, так и по направлению, позволяет требуемым образом изменять скорость и направление движения ведомого звена 1 шарнира. формула изобретения

Шарнир манипулятора, содержащий основной электродвигатель с неподвижным ротором, ведущее и ведомое звенья, кинематически связанные между собой волновой зубчатой передачей, имею- 25 щей жесткое и гибкое зубчатые колеса, из которых гибкое своим свободным торцом закреплено на ведущем звене, снабженном уравновешивающим механизмом, имеющим кулачок с толкателем, отличающийся тем,что,с целью повышения долговечности путем снижения внутренних напряжений в гибком колесе волновой зубчатой передачи, жесткое колесо этой передачи снабжено червячным зубчатым венцом, а ведомое звено снабжено червяком, образующим с этим венцом самотормозящую червячную передачу, при этом червяк связан с ротором дополнительно введенного электродвигателя, толкатель уравновешивающего механизма установлен на неподвижном роторе основного электродвигателя, кулачок закреплен на ведомом звене, а ведущее звено снабжено гидромуфтой, предназначенной для крепления к нему гибкого колеса волновой передачи, одна полумуфта которой выполнена в виде кольцевого заполненного гидропластом паза, расточенного в корпусе ведущего звена, а другая — в виде установленных диаметрально противоположно один другому в этом пазу регулируемых упоров и упругого кольца, охватывающего свободный конец гибкого колеса волновой зубчатой передачи.

1535717

Редактор И. Рыбченко

Заказ 76 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

24 23 20

Фиг

Составитель П. Кудрявцев

Техред Л.Сердюкова Корректор JI. Патай