Рука робота

 

Использованием машиностроении. Рука робота, имеющая кисть, несущую инструментальный шпиндель и приводы вращения кисти, качания и вращения инструментального шпинделя, снабжена шарнирной муфтой и тягой, имеющей возможность осевого перемещения, причем один конец тяги кинематически связан с приводом, а на ее другом конце закреплена шарнирная полумуфга, кинематически связанная с валом привода качания инструментального шпинделя 4 ил.

,,,«Ф ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

lОСУДЛРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4902052/08 (22) 11,01.91 (46) 30,08.92. Бюл.%32 (71) Организация ",Технотрон" (72) Э,Н,Панкратов (56) Заявка РСТ

87/00360, кл, В 25 J 17/02, опублик. 1987, (54) РУКА РОБОТА (57) Использование: в машиностроении, Рука робота, имеющая кисть, несущую инстИзобретение относится к области машиностроения, а именно к промышленным роботам, применяемым для автоматизаЦии технологических процессов., в частности для обработки облоя, опиловки заусенцев, полировке и т.д, Известны технические решения, в которых с целью обеспечения высоких динамических характеристик и точностных параметров манипулятор содержит основа- ние с размещенными на нем прИводами и многозвенную руку, звенья которой после- довательно связаны с приводами зубчатымй передачами и блоками дифференциалов, реализующими кинематическую развязку дви-жений исполнительных механизмов и натяжную кинематическую цепь для выборки зазоров (см. СССР а,с, 115453 1лКИ В 25 .

3 17/00, а,с. 988544 МКИ В 25 J 1/02, а,с.

699747 МКИ В 25 J 1/00), Недостатком.данных решений является их высокая конструк-. тивная сложность, позтому такие манипуляторы промышленного применения практически не нашли, причем износ зубчатых передач в зтих конструкциях при„„ЯЦ „„1757877 А1 (я)5 В 25 J 18/00, 17/02 рументальный шпиндель и приводы вращения кисти, качания и вращения инструментального шпинделя, снабжена шарнирной муфтой и тягой, имеющей возможность осевого перемещения, причем один конец тя и кинематически связан с приводом, à íà ее другом конце закреплена шарнирная полумуфта, кинематически связанная с валом привода качания инструментального шпинделя, 4 ил. водит к появлению зазоров. Известные также роботы, в которых исключение взаимно го влияния кинематических цепей и высокая точность достигается обеспечением коротких кинематических цепей путем размеще:,ния приводов на подвижных звеньях, а получение высоких динамических характеристик за счет применения различных уравновешивающих механизмов (см. СССР а,с.

984859 МКИ В 25 J 11/00, а,с, 971643 МКИ .

В 25 J 3/00, а.с, 1220785 МКИ В 25 J 9/04).

Однако такие роботы имеют также сложную конструкцию, причем уравновешивающие механизмы увеличивают габариты и массу подвижных звеньев робота, и, следовательно, снижают его динамические ха к-, теристики.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решснию является промыш-: ленный робот с шарнирно сочлененной рукой, принятый за прототип, в котором динамические характеристики обеспечиваюся методами статического уравновешивания, а высокие точностные параметры достигаются короткими кинематическими

1757877 цепями (PCT, заявкэ Японии 87-00360, МКИ

В 25 J 17/02).

Рука робота содержит корпус э переднем конце которого размещена кисть, несущая привод с инструментальным шпинделем, э на другом — приводы вращения кисти и качания инструментальногс шпинделя.

Недостатком данного решения является наличие взаимного влияния кинемэтических цепей привода вращения кисти относительно продольной оси руки и привода .качания инструментального шпинделя относительно перпендикулярной оси. Это ухудшает эксплуатационные характеристики робота, поскольку усложняется программно-математическое обеспечение, что вызывает увеличение объема памяти,.снижение быстродействия вычислительных оперэций, увеличение смоимости управляющего устройства, Целью предлагаемого изобретения является исключение взаимного влияния кинемэтических цепей вращения кисти и качания инструментального шпинделя руки робота.

Этэ цель достигается тем, что рука робота снэб>кена шарнирной муфтой, полумуфты которой выполнены вращающимися относительно друг друга, и тягой, имеющей возможность осевого перемещения, причем один конец тяги кинематически связан с приводом. а на другом закреплена шарнирная муфта, подвижная полумуфтэ которой кинематически связана с валом качания инструментального шпинделя, Снабжение руки робота тягой и установленной на ней шарнирной муфтой, кинемэтически связанными соответственно с приводом и валом качания инструментэльного шпинделя обеспечивает преобразование вращательного движения .привода в поступательное движение тяги, которое вновь преобразуется во вращательное движение вала качания инструментального шпинделя, Этйм достигается йеподвижность тяги при вращении кисти, и, следовательно, неподвижность вала качания инструментального шпинделя. Аналогично исключается влияние привода вала качания инструментального шпинделя нэ привод ро-, . тации кисти.

Исключение взаимного влияния кинематических цепей приводов ротации кисти и качания инструментального шпинделя позволяет значительно упростить программно-математическое обеспечение, что позволяет повысить быстродействие, сократить объем памяти и, следовательно, уменьшить зэтрэты на устройство управления робота, На фиг.1 изображен разрез руки робота; на фиг.2 — соединение шарнирной муфты с валом качэния инструментального шпинделя; на фиг.3 — соединение тяги с приводом; на фиг,4 — соединение приводов с валом ротации кисти и инструментальным ш пи н дел ем.

Рука робота содержит корпус 1, на переднем конце которого на подшипниках 2 установлен корпус кисти 3 (см. фиг,1), В корпусе кисти 3 нэ подшипниках 4 размещен вап 5 привода качания с инструментальным шпинделем 6, на внутреннем конце которого выполнено зубчатое коническое колесо 7, зацепляющееся с зубчатым колесом 8 вала

9, установленного внутри вала качания нэ подшипниках 10. На противоположном конце вала 9 закреплено зубчатое колесо 11, зэцепляющееся с зубчатым колесом 12. установленным нэ валу 14, на другом конце которого выполнена коническая шестерня

13, входящая в зацепление с шестерней 15, жестко соединенной с валом 16. Полый вап

16 одним концом опирается нэ подшипник

17, установленный на жестко связанный с внутренним приливом корпуса 1 вап 18, э другим — на подпшипник 19, размещенный на торце корпуса 1, Во внутренней полости корпуса 1 размещены двэ линейных подшипника качения 20, предназначенных для перемещения вдоль оси руки попой тяги 21, нэ переднем конце которой закреплена по35 пумуфтэ 22 шарнирной муфты. другая полумуфта 23 которой установлена нэ подшипниках 24 и содержит выступ, в который запрессован палец 25, являющийся осью шарнира рычага 26, на другом конце рычага имеется второй аналогичный шарнир, осью которого является палец 27, запрессованный в крышку — рычэг 28, закрепленный нэ валу качания 5 (см. фиг.2), 40

45 На противоположном конце попой тяги

21 жестко закреплен хомут 29 с запрессованным в нем пальцем 30, являющимся осью шарнира шатуна 31 (см. фиг.3), Другим концом шатун 31 шарнирно связан с криво50 шипом 32, жестко закрепленным на валу редуктора 33 с электродвигателем 34. Корпус 1 жестко соединен с налом 35, установленным на подшипнйках 36 в основании руки 37, на котором размещен редуктор 38

55 с электродвигателем 39. Нэ полом валу 16 жестко ээкреплено зубчатое колесо 40, зацеппяющееся с шестерней 41, насаженной нэ вал привода 42 инструментального шпинделя, Вал 18 приводится во вращение

1757877 редуктором 43 ат электродвигателя 44 (см. кисти и качания инструментального шпинделя, чта позволяет значительно упростить фиг.41, Рука робота работает следующим абра-, и раграммно-математическое обеспечение зом, Врашением электродвигателя 39 и ре- аобата. Э-.о обеспечивает повышение быстдуктора 38 обеспечивается поворот вала 35 5 радействия, уменьшение объема задействос корпус.:м 1 относительна основания 37 ванной памяти и, следовательно, снижение руки (см. фиг,1). Ротация корпуса кисти 3 аппаратных затрат при создании устройстасуществляется передачей вращения от ва управления роботом. электродвигателя 44 через редуктор 43 на Изобретение разработано в Томском вал 18. Движение "качания" инструменталь- 10 фил але НИИТМ в процессе выполнения ного шпинделя реализуется поворотом на НИОКР по темам 0-604-89, 0-608-90 в саотподшипниках 4 вала качания 5, получающе- ветствии с отраслевой комплексной прага вращение от электродвигателя 34 через граммой технологического обновления и редуктор 33 с кривошипам 32, который, по- автоматизации праизводст"=а на 1990 — 1995 ворачиваясь, перемещает шатун 31 с тягой 15 г,г, Данная кочструкция руки робота приме21. П

1. Последняя, совершая осевое перемеще- нена в многоцелевом адаптивном роботе. В ние, приводит в движение через полумуфту 1991 r, будет изготовлен эксперименталь-

23 шарнирной муфты рычаг 26, который вра- ный образец, а с 1993 r, запланировано изщает крышку-рычаг 28 с валам 5 качания.. готовлять и внедрять на предприятиях

При этом за счет возможности поворота по-. 20 отрасли до 50-ти роботизированных комплумуфты 23 относительно полумуфты 22 до-; лексов ех<егодна для автоматизации эачистстигается передача крутящего момента на ных операций на литых деталях. Ожидаемый вал 5 и при вращении корпуса кисти 3 атно- годовой экономический аффект — 30 тыс.руб. сительнорукисисключениемвлияниякине- Изобретение может быть широка исматической цепи ротации кисти на цепь 25 пользавано в других типах роботов во всех качания инструментального шпинделя. областях машиностроения.

Вращение шпинделя 6 осуществляется ат электродвигателя 42 зубчатые колеса 41, Формула изобретения

40, полыи вал 16, конические колеса 15, 13, Рука работа., содержащая корпус, на опару 8, 7, цилиндрические колеса 12, 11 и коническую 30 ном конце которого размещена кисть ь, несущая инструментальный шпиндель, а на

Предлагаемое техническое решение . противоположном установлены приводы имеет существенные отличия от прототипа, вращения кисти и качанйя инструментальзаключающиеся в том, что рука рабата снаб- ного шпинделя, о т л и «ю щ а я с я тем, жена шарнирной муфтой и тягой, имеющей 35 что,сцельюулучшениядинамическиххарактевозмажность осевого перемещения, причем ристик за счет исключеййя взаимного влиодин конец тяги кинематически связан с яния приводов, она снабжена шарнирной проводом качания, а на другом закреплена муфтой и тягой, имеющей возможность шарнирная муфта, г1адвижная часть като- асевага перемещения, причем один конец рой кинематически связана с валом качания 40 тяги кинематически связан с приводом, а инструментальнога шпинделя.. на другом ее конце закреплена шарнирная

Описанная совокупность существенных полумуфта, кинематически связанная с ваотличий обеспечивает исключениевзаимно- лом привода качания йнструментального го влияния кинематических цепей ротации шпинделя, 1757877

1757877

1757877

Составитель Э. Панкратов

Техред M.Моргентал Корректор G. Кравцова

Редактор Л, Павлова

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

Заказ 2962, Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

133035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5