Беззазорный привод по меньшей мере для одной главной оси манипулятора

 

Изобретение относится к приводу установленных с возможностью поворота узлов машин, в частности к беззазорному приводу по меньшей мере для одной главной оси манипулятора. Цель изобретения - повышение точности позиционирования и быстродействия за счет снижения вращательных колебаний. Оптимизация указанных параметров осуществлена путем последовательной установки трех ступеней 19 - 21 передачи, две из которых - беззазорные зубчатые ременные, а третья стальная зубчатая с торсионно-эластичной затяжкой частей 36,37 ведущей шестерни. Торсионно - эластичная затяжка обеспечивается торсионно - эластичными валом 41 и втулкой 42 с помощью зажимного приспособления 35. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% Ш) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY иг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.1НТ СССР

1 (21) 3707966/25-28 (22) 02.03.84 (31) Р 3308413.0 (32) 09.03 ° 83 (33) DE (46) 23.05.90. Бюл. Р 19 (71) Кука Швейсанлаген унд Роботер

ГмбХ (DE) (72) Эрнст Циммер (1)Е) (53) 621.833(088.8) (56) Патент СССР 1261556, кл. В 25 3 17/00, F 16 Н 57/12, 1981. (54) БЕЗЗАЗОРНЬЙ ПРИВОД ПО МЕНЬИЕЙ

МЕРЕ Д31Я ОДНОЙ ГЛАВНОЙ ОСИ МАНИПУЗЬЧТОРА (57) Изобретение относится к приводу

Р1) Р 16 Н 55/18, В 25 J 17/00 установленных с. возможнос1ью поворота узлов машин, в частности к беззазорному приводу по меньшей мере для одной главной оси манипулятора. Цель изобретения — повышение точности позиционирования H быстродействия за счет снижения вращательных колебаний.

Оптимизация укаэанных параметров осу ществлена путем последовательной установки трех ступеней 19 — 21 передачи, две из которых - беэзазорные э; очатые ременные, а третья — стальная зубчатая с торсионно-эластичной затяжкой частей 36, 37 ведущей шестерни. Торсионно-эластичная затяжка обеспечивается торсионно-эластичными валом и втулкой с помощью зажимного приспособления 35. 4 ил.

-А

1567129

Изобретение относится к приводу установленных с воэможностью поворота узлов машин, в частности к беззазорному приводу по меньшей мере для одной главной оси манипулятора.

Цель изобретения - повышение точности позиционирования и быстродействия за счет снижения вращательных колебаний. 1О

На фиг, 1 изображен манипулятор, вид сбоку; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг ° 4 — вид В на фиг.3.

На фиг. 1 изображен манипулятор для иллюстрации числа и положения осей отдельных подвижных деталей, в которых можно использовать изобретение. На неподвижной станине 1 расположена так называемая карусель 2, gp выполненная с возможностью поворота вокруг оси 3 поворота. Карусель 2 вращается приводом 4 вокруг оси 3, причем возможно изменять направление вращения. На карусели 2 в оси 5 пово- 25 рота расположен выполненный с воэможностью осциллируюцего движения и поворота рычаг 6, перемещение которого осуществляется от привода 7. Ось 5 расположена горизонтально. Вес приводного рычага 6 и расположенных на нем деталей компенсируется противовесом 8.

На свободном конце приводного рычага 6 расположена стрела 9 с осью 10 .поворота. Поворот стрелы 9 осуществляется от привода 11 ° Стрела 9 значительно выступает сбоку и на свободном конце снабжена так называемой механической рукой 12, которая может быть снабжена любыми инструментами.

Так, например, предусмотрено, что механическая рука 12 выполнена с воэможностью поворота вокруг оси 13 стрелы при одновременном осуществле45 нии возвратно-поступательного движения. Механическая рука 12 имеет угловую часть 14, подключенную к ней консоль 15 и концевую часть 16 так, что возможно выполнять вращательные движения вокруг оси 13 стрелы и осей 17 и 18.

На примере оси 10 поворота видно, что имеющийся там зазор при перемещении стрелы 9 приводит к значительной передаче в зоне механической руки 12, на которой базируется механическая неточность известных манипуляторов, Изображенный на Лиг. 2 привод служит для поворота стрелы 9 вокруг оси

10, для осуществления которого используется двигатель 11. Привод можно также применять для перемещения всех или нескольких других осей, предпочтительно для главных осей 3 и 5 согласно фиг. 1, а также использовать для манипуляторов иной конструкции.

Привод (фиг. 2) содержит состоящую иэ трех ступеней 19 — 21 передачу, первая ступень 19 иэ которых, простирающаяся от двигателя 11 до вала

22, совпадающего с осью 10 поворота, выполнена в качестве беэзазорной зубчатой ременной передачи.

Эта зубчатая ременная передача имеет ведущее колесо 23, зубчатый ремень 24 и ведомое колесо 25. При помощи ступени 19 можно достичь, например, при более высоких числах оборотов редукции 1/b. На другом конце приводимого ведомым колесом 25 вала 22 расположено ведущее колесо 26 второй ступени 20, выполненной в качестве беэзазорной зубчатой ременной передачи. Приводимый в действие ведущим колесом 26 зубчатый ремень 27 взаимодействует с ведомым колесом 28.

Согласно примеру выполнения редукция второй ступени 20 является более низкой и может составлять, например, 1/3, так как она лежит в пределах более низких чисел оборотов и более высоких моментов вращения и, кроме того, имеется мало места.

Вал 22 проходит через втулку 29 опоры стрелы 9 и через подыипники 30 и 31 установлен на приводном рычаге 6 (фиг. 1). Вторая ступень передачи может быть также выполнена в качестве стальной зубчатой ступени. Если использовать четырехступенчатую передачу, то третья ступень может быть выполнена в качестве стальной зубчатой передачи.

Ведомое колесо 28 второй ступени

20 установлено в корпусе 32 через подшипник 33 ° Соединенная с ведомым колесом 28 втулка 34 воздействует через зажимное приспособление 35 (фиг.3) на третью ступень 21, выполненную в качестве стальНой зубчатой передачи, например, с цилиндрическим зубчатым зацеплением. Для привода третьей ступени 21 предусмотрены две части 36 и 37 шестерни, которые выполнены с торсионной затяжкой друг относиталь5

156 /1 но друга. Они воздействуют на ведомое колесо 38, втулка 39 которого затянута через винтовое соединение 40 с втулкой 29 опоры стрелы 9. При этом колесо 38 расположено на одной оси с колесом 26. Таким образом, ведомое колесо 38 соединено со стрелой 9.

Вследствие высокой редукции стальной зубчатой ступени 21 (третья ступень), которая может составлять, например, 1/7, обеспечивается особенно высокая жесткость и, таким образом, высокая собственная частота в приводе стрелы 9 благодаря чему достигается боВ 15 лее точное и быстрое перемещение механической руки в место назначения.

Часть 36 шестерни соединена с торсионно-эластичным валом 41, а часть

37 шестерни — с торсионно-эластичной 2О втулкой 42, причем между валом 41 и втулкой 42 в основном имеется зазор

43 (фиг. 3). Торсионно-эластичная втулка 42 установлена на торсионноэластичном валу в зоне части 37 шес- 25 терни через опору 44. Па другой стороне предусмотрена непосредственная опора 45 между торсионно-эластичным валом 41 и торсионно-эластичной втулкой 42. Между втулкой 34 и торсионно-эластичной втулкой 42 выполнено свободное пространство, служащее для размещения эажимного приспобления 35.

По периферии торсионно-эластичной втулки 42 расположено коническое кольцо 46, а в отверстии втулки 34— выполненное в разрезе с зеркальным изображением коническое кольцо 47.

Оба кольца 46 и 47 установлены на расстоянии одно от другого посредст вом разжимных колец 48 и 49, для чего используют винты 50 ° Конические поверхности колец 46 — 49 точно согласованы друг с другом. В затянутом состоянии зажимное приспособление 35 опирается коническим кольцом 47 об отверстие втулки 34, причем коническое кольцо 46 сжимает соответствующий участок торсионно-эластичной втулки

42 и затягивает его на опоре 45 торсионно-эластичного вала 41. Такое эажимное приспособление является прочным на кручение даже при высоких моментах врашения и способствует повышению коэффициента полезного действия и созданию беззазорности.

Концы торсионно-эластичного вала

41 и торсионно-эластичной втулки 42

29

6 снабжены шлицами 51 и 52, позволяющими введение инструментов для создания торсионно-эластичной затяжки вала 41 и втулки 42. 1:огда осуществлена торсионная затяжка за счет относительного скручивания втулки 42 v. вала 41, зажимное приспособление 35 закрывается, и таким образом ос ч ествляется прочное на скручивание соединение между ведомым колесом 28 и частями 36 и 3/ ведущей шестерни.

Желаемая эластичность симметрии для обоих направлений вращения стрелы -9 получается за счет соответствующего выбора размеров торсионно-эластичного вала 41 и торсионно-эластичной втулки 42, причем следует учесть различную длину вала 41 и втулки 42 °

Привод работает следующим образом.

Включением двигателя 1 1 через ступени 19 — 21 передачи осуществляют поворот связанного с передачей элемента, например стрелы 9, рычага 6.

Благодаря указанной конструкции привода осуществляется точное и быстрое позиционирование поворачиваемых элементов.

Ф о р м у л а и з и б р е т е н и я

Беззазорный привод по меньшей мере для одной главной оси манипулятора, содержащий приводной двигатель, трехст пенчатую понижающую передачу, ведомое колесо которой предназначено для жесткого соединения с поворотным узлом манипулятора, первая ступень выполнена в виде беззазорной зубчатой ременной передачи, распоп женной между приводным двигателем и приводным валом, ведомое колесо которой расположено на одном конце приводного вала, вторая ступень выполнена в виде беззазорной передачи, ведущее колесо которой расположено на приводном валу, третья ступень — в виде стальной цилиндрической зубчатой передачи, ведущая шестерня одной из ступеней выполнена из двух частей, связанных взаимной торсионно-эластичной затяж кой в виде торсионно-эластичных вала и втулки одинаковой эластичности вращения с ведомым колесом предыдущей ступени, и зажимное приспособление, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования и быстродействия за счет снижения вращательных колебаний, вторая

1Sb7129 ступень выполнена зубчатой ременной, из двух частей выполнена ведущая шес» теряя третьей ступени, вторая и третья ступени расположены последова5 тельно, ведомое колесо третьей ступени расположено на одной оси с ведущим колесом второй ступени, ведомое колесо второй ступени расположено на одной оси с ведущей шестерней третьей ступени, а ведущее колесо второй c y— пени расположено на другом конце приводного вала.

ВаЛ

Подписное

Заказ 1231 Тираж 495

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

1567129

6-b

Составитель М.Левинский

Редактор И.Горная Техред д.Сердюкова Корректор О.Кравцова

ЮХ