Манипулятор

 

Использование: в манипуляторах, имеющих многозвенную структуру и предназначенных для работы в труднодоступных местах, Имеется распорочный элемент тяг, выполненный в виде основания с цилиндрическим бортиком, в котором выполнены радиальные отверстия под тяги, Первый приводной узел выполнен в виде кольца, установленного коаксиально основанию распорочного элемента с возможностью вращения з горизонтальной плоскости, а второй приводной узел - в виде ползуна, перемещаемого по диаметру кольца, причем на ползуне расположен подшипник с закрепленными на нем тягами, 2 ил.

COiO3 СОВЕТСКИХ

СО(ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБ.Г!ИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904381/08 (22) 22,01,91 (46) 30,08,92. Бюл,¹32 (75) Д.М.Фролов ! 56 Заявка PCT № 89/0235, кл. В 25 J 18/06,опубл.1986. (54) МИНИПУЛЯТОР (57) Использование: в манипуляторах, имеющих многозвенную структуру и предназначенных для работы в труднодоступных местах, Имеется распорочный элемент тяг, Изобретение относится к робототехнике, в частности к манипуляторам, имеющим многозвенную структуру и предназначенным для работы в труднодоступных местах и для окраск и, Известны многозвенные манипуляторы (патент США № 4393728, кл В 25 J 1/02) состоящие из последовательно соединенных идентичных элементов, в которых выполнены отверстия в виде окружностей у кромки каждого элемента, Крепясь на последнем от механизма управления элементе и проходя последовательно через свой ряд отверстий в каждом элементе, выходят на свой прийодной узел каждая гибкая тяга.

Приводной узел состоит из вала электропривода либо это поршень гидропривода.

Недостатком данного механизма управления и структуры манипулятора является ограниченное количество гибких тяг, которые возможно пропустить через элементы, выводя на механизм управления, т,к, увеличе-ние количества тяг прямо пропорционально увеличению количества приводных узлов, „„"Ы„„ 1757879 А1

> B 25 3 18/06 1/00 выполненный в виде основания с цилиндри- ческим бортиком, в котором выполнены радиальные отверстия под тяги, Первый приводной узел выполнен в виде кольца, установленного коаксиально основанию распорочного элемента с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, а второй приводной узел — в виде полэуна, перемещаемого по диаметру кольца. причем на ползуне расположен подшипник с закрепленными на нем тягами, 2 ил, что делает громоздким механизм управления приводами, а при orðàíè÷åèíîì количестве тяг невысока точность позиционирования и надежность в работе, Из известных многозвенных манипуляторов наиболее близким по технической сущности является манипулятор, описанный в международной заявке ¹ 89/0235, В

25 j 18/06 (пр. Япония M 62/224179, публ.

89 02 23). Данный манипулятор имеет большое количество элементов, расположенных в одну линию, которые принимая криволинейную форму, становятся контактными поверхностями, Один такой модуль, состоящий из множества элементов и:оставляет исполнительное устройство ма: ипулятора. Элементы связаны гибкими тягами, выходящими на торцы приводных узлов, приводимых вдвиже !ие зубчатым колесом, имеющим электродвигатель и в совокупности образующим механизм управления гибкими тягами. !риводное устройство имеет один двигатель, B соотношении на две тяги.

1757879

Недостатком данного манипулятора является то, что гибкие тяги крепятся на последнем от механизма упр; ления элементе и натяжение каждой тяги управляется двумя приводными узлами, приводимыми н движение одним электродвигателем, чта дает прямую зависимость н количестве тяг и количестве электродвигателей — две тяги на один электродвигатель, Это ограничивает возможность использования большого количества тяг, т.к, приводит к укрупнению габаритов приводного механизма, усложняет средства управления, ведет к увеличению энергозатрат и материалоемкости, а при ограниченнам испол ьзованли тяг невысока точность позиционирования, надежнаст . в работе, Целыа предлагаемого изобретения является повышение точности паэиционирования и увеличение надежности работы манипулятора.

Указанная цель достигается тем, что многозненный манипулятор, содержащий исполнительный орган Màêëïóëëòîpà из элементов связанных гибкими тягами - механизмом управления тяг, включающим и ри водные узлы с электродвигателем, снабжен распорочным элементам тяг в виде основания с концентрицеским бортиком с радиальными отверстиями под тяги последнего со стороны механизма управления элемента исполнительного органа, первый

Приводной узел выполнен н виде кольца, установленного коаксиальна основанию расйорачного элемента с нозможнастыа горизонтального вращения, жестко соединенного со вт6рым приводным узлом в виде механизма перемещения по диаметру кольца ползуна, на котором распало>кен подшипник с закрепленными на нем упругими тягами, Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый многозвенный манипулятор Отличается наличием распорачного элемента и выполнением меха - низма управления тяг элемента исполйительнога органа предложенным образом, чта позволяет сделать вывод о соответствии предложенного решения критерию "новйзна".

При изучении других известных технических реШений в данной области техники прйзнаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому ани обеспечивают заявляемому технйческому решению саотнетствие критерию "существенные отличия".

На рисунке 1 изображен общий нид манипулятора, На рисунке 2 — механизм управления тягами, П р и M е р, Многазвенный манлпулятор содержит элементы 1 исполнительного органа, которые саасно связаны между собой (аналогично конструкции элементов прото5 типа), Последний элемент 2 исполнительного органа связан гибкими тягами 3 с механизмом управления тяг, который нкл очает приводные узлы 4, 5 (фиг.2) о электродвигателями 6, 7. Распорачный элемент тяг

10 8 включает основание с концентрическим бортиком, в котором выполнены радиальные атнерстия 9 пад тяги последнего элемента 2, испалнител- ного органа. Первый приводной узел 4 выполнен в виде кольца 15 10, установленного коаксиальна основанию распорочного элемента 8 с возможностью горизонтального вращения от двигателя 6 при помощи, например, зубчатой передачи и жестка соединен со вторым приводным

20 узлом 5. Ьторой приводчой узел 5 выполнен в виде механизма перемещения по диаметру кольца 10 ползуна 11, приводимога в движение электродвигателем 7, жестко закрепленного к кольцу 9. На ползуне 11

25 соасно расположен подшипник 12. Гибкие тяги 3 последнего элемента 2 исполнительного органа проходя последовательно через нсе элементы исполнительного органа и соответствующие каждой тяги отверстия 9

30 распсрочнага элемента 8 радиально закреплены на внешнем ободе подшипника 12, а отнерстля 8 расположены в одной плоскости крепления тяг с подшипником 12..

Чнагазвеннь и манипулятор работает

35 cr,päóà öèì образам.

При работе электродвигателя 7 ползун

",1 перемещается поступательно в одну из сторон по диаметру кольца 10, Происхадлт изменение координат нахождения ползуна

40 11 с распслаженным на нем подшипником

12 с концами тяг и исполнительный орган 2 манипулятора изменяет направление наклона в вертикальной плоскости в сторону, противоположную движению ползуна 11, 45 При включении электраднигателя 6 происходит вращение кольца 10 и палзун меняет координаты своего нахожденля по окружности, приводя манипулятор ва вращение при изменении направления наклона в гаризан50 тальнай плоскости, Таким образом, при пе-. ремещении ползуна 11 прямолинейна и вращении кольца 10, происходит совмещение обоих движений, Использование предлагаемого много55 зненного манипулятора позволяет по сравнению с прототипом исключить зависимость количества тяг ат количества электродвигателей, позволяя управлять не обхадимым количеством тяг двумя элекгродвигателями, Предложенный механизм

1757879 управления гибкими тягами создает единую структуру жесткой фиксации последнего элемента исполнительного органа манипу" лятора, тем самым повышая точнбсть позиционирова,. я, а возможность примененйя- 5. большого числа тяг позволяет снизить нагрузку на каждую тягу повышая надежность работы манипулятора. Кроме того, ограничиваясь использованием только двух электродвигателей для управления большим 10 количеством тяг многозвенного манипулятора снижаются энергозатраты, металло- и материалоемкость.

Формула изобретения

Манипулятор, содержащий исполни- 15 тельный орган, выполненный из элементов, связанных гибкими тягами с механизмом управления, и приводные узлы с электродвигателями, отличающийся тем, что, с целью повышейия "точйостй позиционирования и надежности, он снабжен распорочным элементом тяг, выполненным в видо основания с цилиндрическим бортиком, в котором выполнены радиальные"отверстия под тяги, при этом первый приводной узел выполнен в виде кольца, установленного коаксиально бортику основания распорочного элемента с возможностьй) вращения в горизонтальной плоскости; и жестко соединен с вторым приводным узлом, выполненным в виде ползуна, расположенного на направляющей по диаметру кольца, причем на ползуне дополнительно. установлен подшипник с закрепленными на нем тягамй.

1757879

Составитель Д. Фролов

Техред M,Moðãåíòàë Корректор О 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

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