Шаговый привод манипулятора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 25 J 9/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

_#_ (21) 4932822/08 (22) 29.04.91 д (46) -1 5.04.93. Бюл, М 14 (71) Бишкекский политехнический институт (72) B.Ä.Äàðoañêèx (56) Авторское свидетельство СССР

В 1219335, кл. В 25 J 9/00, 1982. (54) ШАГОВЫЙ ПРИВОД МАНИПУЛЯТОРА (57) Использование: робототехника, в частности в качестве шагового привода манипулятора для обеспечения дискретных перемещений ведомому звену, чередующихся с технологическими паузами. У конструкции сокращено энергопотребление, так квк приводной элемент выполнен в.виде винта 4, установленного на основании 1 и

„„5U„„1808685 А1 соединенного с двигателем 2 через управляемую однооборотную муфту 3, а ведущий механизм — в виде гайки 7, имеющей дугообразные пазы, в которых установлены ограничительные оси 8, подпружиненные относительно стенок дугообразных пазов в угловом направлении и закрепленные на основании 2. При этом гайка 7 кинематически соединена с траверсой, концы траверсы кинематически соединены с одними концами рычагов 17 и 18, установленных с возможностью поворота вокруг опор 19 и 20, размещенных на основании 1, а противоположные концы рычагов 17 и 18, соединены, соответственно, один с выклю- чателем 23 муфты 3, а другой — через упругий элемент с основанием. 4 ил.

1808685

Предлагаемой изобретение относится к промышленной робототехнике, а точнее к приводам манипуляционных механизмов, обеспечивающих дискретные перемещения ведомому звену, чередующиеся с технологическими паузами.

Целью предлагаемого изобретения является снижение затрат энергии на рабочие и холостые перемещения ведомого звена привода.

На фиг.1 изображена кинематическая схема шагового привода; на фиг.2,3- сече.ние А-А на фиг,1 и вид сбоку; на фиг.4— циклограмма работы привода.

Шаговый привод манипулятора состоит иэ основания 1, на котором жестко смонтирован двигатель 2. Вал двигателя 2 через однооборотную управляемую муфту 3 соединен с ходовым винтом 4. Последний установлен"" в подшипниковых опорах 5.и 6 основания 1. На ходовом винте 4 смонтирована гайка 7, кинематически взаимосвязанная и с направляющими 8, жестко смонтированными на основании 1 параллельно ходовому винту 4. Пазы 9 гайки 7., посредством которых обеспечено кинематическое взаимодействие гайки 7 с направляющими 8, расположены диаметрально и имеют длину, превышающую угловые смещения гайки 7. Последняя, кроме того, подпружинена в угловом направлении относительно направляющих 8 пружинами 10 и

11, опертыми на торцы угловых пазов 9.

Взаимодействие пружин 10, 11 с направляющими 8 осуществляется через втулки 12.

На направляющих 8 с возможностью поступательного перемещения смонтирована рама 13, несущая ведомое звено 14. Рама 13 кинематически взаимосвязана с гайкой 7 посредством кронштейна 15, Гайка 7 кинематически взаимосвязана с траверсой 16.

Последняя, кроме того, взаимосвязана с одним из концов двуплечих рычагов 17 и 18 опор 19 и 20 основания 1, посредством поступательных кинематических пар 21 и 22.

Противоположный конец рычага 17 выполнен с возможностью взаимодействия с выключателем 23 однооборотной муфты 3, а, противоположный конец рычага 18 через пружины 24 и 25 соединен с основанием 1.

Работа шагового привода протекает следующим образом. От системы управления включается двигатель 2. Непрерывное вращение с выходного вала двигателя 2 через муфту 3 передается на ходовой винт 4.

Поскольку в конструкции гайки 7 предусмотрено ее кинематическое взаимодействие с направляющими 8, связанными с основанием 1 и расположенными в дугообразных пазах 9 гайки 7, то последняя от момента сил

Ь трения, возникающего в винтовой паре, проворачивается вокруг оси привода в сторону вращения ходового винта 4 на длину пазов 9. Вращение гайки 7 передается и на связанную с ней кинематически траверсу

16. Траверса 16 вращает рычаги 17 и.18 в опорах 19 и 20 основания 1. Рычаг 17 свободным концом воздействует на выключатель 23 однооборотной муфты 3, которая

"0 включаясь, разрывает связь выходного вала двигателя 2 с ходовым винтом 4. Данное состояние имеет место в течение одного полного оборота вала двигателя 2. Впоследствие муфта 3 вновь включается в работу и

15 передает вращение на ходовой винт 4.

В момент прекращения вращения ходового винта 4 из-за разрыва его кинематической связи с двигателем 2 прекращается действие момента сил трения в паре

20 винт-гайки и пружиной 23 (в зависимости от направления движения — 24) рычаг 18 возвращается в исходное положение, возвращая в то же положение и гайку 7 через траверсу 16. Пружины 10 и 11 также способ25 ствуют возвращению гайки 7 в исходное положение. Рычаг 17 выходит из взаимодействия с выключателем 23 однооборотной муфты 3. Тем самым подготавливаются условия для повторения цикла рабочего или

30 холостого перемещения.

Происходит автоматическое включение однооборотной муфты 3 и гайка 7, несущая раму 13,с ведомым звеном 14, перемещается на шаг вперед. Цикл срабатывания при35 вода повторяется. в описанной выше последовательности..

Для смены направления перемещения ведомого звена 1.4 осуществляют реверс двигателя, Цикл рабочих и холостых переме40 щений характеризуется тем, что движения ведомого звена 14 на шаг чередуются с паузами, в течение которых допустимо вести технологическую операцию, Преимущества привода в сравнении с

45 прототипом заключаются с относительной

его экономичности от непрерывности.работы двигателя, простоте управления, требующего лишь запуск и реверс двигателя, Формула изобретения

50 Шаговый привод манипулятора, содержащий основание с двигателем, приводной элемент, ведущий механизм и упругий элемент,отл ича ю щийс я тем,что.,сцелью снижения энергетических затрат на рабочие

55 и холостые перемещения, он снабжен управляемои однооборотной муфтой, имеющей выключатель, траверсой, имеющей рычаги, расположенные в опорах основания, при этом приводной элемент выполнен в виде винта, установленного на основании

1808685 и соединенного с двигателем посредством указанной муфты, а ведущий механизм — в виде сопряженной с этим винтом гайки, имеющей дугообразные пазы, в которых установлены дополнительно введенные ограничительные оси, подпружиненные относительно стЕнок пазов в угловом направлении и закрепленные на основании, причем гайка ки-. нематически соединена с траверсой, концы которой кинематически соединены с одними концами рычагов, а противоположные

5 концы рычагов соединены соответственно один — с выключателем муфты, а другой через упругий элемент — с основанием.

1808685

Фиг.4

Составитель В, Даровских

Техред М.Моргентал Корректор Е. Папп

Редактор Л. Пигина

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

Заказ 1249 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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