Шарнир манипулятора

 

Использование: в работах и манипуляторах . Сущность изобретения: рычажная система шарнира состоит из двух ведущих 1 и 2 и двух промежуточных 5 и 6 рычагов, соединенных вращательными кинематическими парами 3 и 4. Оси вращательных пар пересекаются в одной точке - центре шарнира . К одному из промежуточных рычагов присоединено последующее звено 8 шарнира . Привод ведущих рычагов производится посредством коаксиальных валов 11 и 12. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s В 25 J 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4797950/08 (22) 05.02.90 (46) 07,07.92. Бюл. М 25 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) Л.А; Борисенко (53) 62-229.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1514611, кл. В 25 J 17/00, 1988. (54) ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА

„„Я „„1745545 А1 (57) Использование: в работах и манипуляторах, Сущность изобретения: рычажная система шарнира состоит из двух ведущих 1 и

2 и двух промежуточных 5 и 6 рычагов, соединенных вращательными кинематическими парами 3 и 4. Оси вращательных пар пересекаются в одной точке — центре шарнира. К одному из промежуточных рычагов . присоединено последующее звено 8 шарнира. Привод ведущих рычагов производится посредством коаксиальных. валов 11 и 12, 1 ил.

1745545

10

35

Изобретение относится к машиностро-. ению и может быть использовано в работах и манипуляторах, Известен шарнир манипулятора, который состоит из предыдущего и последующего звеньев и содержит установленные в каждом из них втулки, имеющие торцы и контактирующие между собой этими торцами, приводы втулок и карданную передачу.

Недостатком данного шарнира манипулятора является низкая точность и малый угол поворота последующего звена относительно предыдущего.

Наиболее близким по технической сущности является шарнир манипулятора, содержащий основную и промежуточную опоры, кинематически связанные друг с другом посредством трех боковых стержней равной длины, образующие с промежуточной опорой сферические кинематические пары, фланец, установленный на одном иэ стержней, приводы фланца и промежуточной опоры, размещенные на основной опоре.

Недостатком данного шарнира является ограниченный угол поворота, Целью изобретения является расширение технических возможностей за счет увеличения углов поворота последующего звена манипулятора относительно предыдущего.

Для достижения этой цели шарнир манипулятора, соединяющий предыдущее и последующее звено и включающий рычажную систему, состоящую из ведущих и промежуточных рычагов, соединенных между собой вращательными парами и образующих замкнутую кинематическую цепь, приводы ведущих рычагов, расположенные на предыдущем звене манипулятора, содержит два ведущих и два промежуточных рычага, к одному иэ промежуточных рычагов присоединено последующее звено манипулятора, причем оси всех вращательных пар пересекаются в центре шарнира, а ведущие рычаги связаны коаксиально расположенными валами с приводами. укаэанное исполнение шарнира позволяет получить большие углы поворота последующего звена манипулятора, так как звенья рычажной системы, двигаясь по концентрическим сферическим поверхностям, не мешают друг другу. Кроме того, рычажная система образует замкнутую кинематическую цепь, отличающуюся большой жесткостью, что благоприятно сказывается на динамике манипулятора. Вынесение приводов на предыдущее звено позволяет облегчить шарнир и создать уравновешенную конструкцию, что также благоприятно с точки зрения динамического совершенства манипулятора. Шарнир может работать как в режиме сферической пары, так и в режиме обычного вращательного шарнира с поворотом вокруг оси, совпадающей с осью коаксиальных валов.

На чертеже показана схема шарнира манипулятора, (шарнир показан в частном положении, когда все его звенья располагаются в одной плоскости).

Шарнир манипулятора включает два ведущих рычага 1 и 2, связанных посредством вращательных кинематических пар 3 и 4 с промежуточными рычагами 5 и 6, соединенными между собой вращательной парой 7. К одному из промежуточных рычагов, например к рычагу 6, жестко присоединено последующее звено 8 манипулятора. Предыдущее звено 9 снабжено втулкой 10, в которой подвижно установлены коаксиальные валы 11 и 12, поср дством которых ведущие рычаги

1 и 2 соединяются с-приводами 13 и 14, Оси кинематических пар 3, 4, 7, а также оси коаксиальных валов пересекаются в одной точке — центре шарнира. Рычаги 1, 2, 5, 6, соединенные посредством кинематических пар 3, 4, 7, образуют замкнутую сферическую кинематическую цепь с двумя ведущими звеньями — рычагами 1 и 2, т.е. дифференциальный механизм, При любом положении ведущих рычагов 1 и 2 точка пересечения осей всех кинематических пар всегда остается в центре шарнира. Основным свойством дифференциального механизма является то, что ан может обеспечить любое требуемое положение оси кинематической пары 7 путем реализации определенных поворотов рычагов 1 и 2, Шарнир работает следующим образом.

При включении приводов 13 и 14 происходит изменение расположения ведущих рычагов 1 и 2 относительно предыдущего звена 9 и, вследствие этого, изменение расположения в пространстве промежуточного рыча а 6 и связанного с ним последующего звена 8. Изменение положения рычагов 1 и

2 может происходить либо по отдельности, либо одновременно. Если приводы 13 и 14 работают с разными скоростями или по отдельности, происходит изменение относительного положения звеньев, если оба привода работают с одинаковыми скоростями, вся система рычагов вращается как одно целое вокруг оси, совпадающей с осью коаксиальных валов 1! и 12. При этом звено 8 описывает коническую поверхность вокруг оси коаксиальных валов, B том случае, когда работает один, например, привод 13, дифференциальный механизм превращается в обычный сферический четырехзвенный ме1745545

Ф о р мул а изобретен ия

Составитель Л; Борисенко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н;Король

Редактор И.Горная

Заказ 2354 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ханизм с одним ведущим звеном. В таком механизме рычаг 1 является ведущим звеном, а рычаг 6 — ведомым звеном. При вращательном движении рычага 1 рычаг 6 и связанное с ним звено 8 совершают колеба- 5 тельное движение вокруг неподвижной оси кинематической пары 3 и описывает коническую поверхность вокруг этой оси. Если работает только привод 14, звено 8 совершает колебательное движение вокруг оси кине- 10 матической пары 4..Если развернуть рычаги

1 и 2 на угол, при котором ось кинематической пары 7 совпадает с осью коаксиальных валов, а затем задать обоим приводом вращение с одинаковыми Скоростями, звено 8 15 приобретет вращение с той же скоростью вокруг оси коаксиальных валов.

Технико-экономическое преимущество данного шарнира состоит в том, что увеличивается зона обслуживания, повышается 20 маневренность, а следовательно,.производительность манипулятора.

Шарнир манипулятора, содержащий предыдущее и последующее звенья, рычажную систему, состоящую из ведущих и промежуточных рычагов, соединенных между собой вращательными парами и образующих замкнутую кинематическую связь, а также приводы ведущих рычагов, расположенные на предыдущем звене, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения технических возможностей за счет увеличения углов поворота последующего звена относительно предыдущего, рычажная система содержит два ведущих и два промежуточных рычага, к одному из.промежуточных рычагов присоединено последующее звено, причем оси всех вращательных пар пересекаются в одной точке, а ведущие рычаги связаны с приводами дополнительно введенными коаксиально расположенными валами.