Манипулятор

 

ВСЕОЬЮЭИМ т

НАТИВ "оФ Ф6ФЮЩф

Союз Советских

Социалистических

Республик.як на А

ИЗОВРЕТИНИЯ

iiii653103

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено 04.10.76 (21) 2409004/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

В 25 J 5/00

Государственный комитет

СССР оо делам изооретений и открытий

Опубликовано 25 08 79 Бюллетень V- > 1

Дата опубликования описания 28 OЭ 79 (53) УЙК 62.229. .72 (088.h ) (?2) Автор изобретения

М. М. Логунов (?1; Заявитель (54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к станкостроенин> и может быть использовано при работе с вредHblìè для здоровья человека веществами и во вредных средах, например, в rîðÿ÷èõ . камерах и боксах.

Известен манипулятор, содержащий управляющий и исполнительный органы, образованные из плоских шарнирных механизмов с кистевыми узлами дифференциального типа на их концах, и соединительное звено с опорой.

Недостатком этого манипулятора является низкая надежность в работе и недолговечность из-за наличия в конструкции гибких элементов.

С целью повышения надежности и долговечности, в предложенном манипуляторе ц1арнирные механизмы управляющего и исполнительного органов кинематически связа н ы между собой посредствдм зубчатых пар, размещенных в соединительном звене, а кистевые узлы снабжены индивидуальными приводами, например, гидроприводами, соединенными трубопроводами.

На фиг. 1 изображен манипулятор, общий вид; на фиг. 2 — кинематичсская схема манипулятора !без кистевых узлов); на фиг. 3 -- кинематическая схема кис«евого узла управляющего органа; на фиг. 4 кинематическая схема кис«сnoro узла исполнительного органа, на фиг, 5 — — схе.та соедиS нения трубопроводами гидропривода кистевого узла управляющего органа с соответствующим гидроприводом кистевого узла исполнительного органа (кроме гидроприподов, расположенных в сателлитных шее«ер нях):

10 Манипулятор состоит из управляю цего

1 и исполнительного 2 органов с кис«евыми узлами 3 и 4 на конце и соединительного звена 5, расположенного в опоре 6, заделанной в стене (перегородке). Кистевые узлы

3 и 4 снабжены индивидуальными приводами, например гидроприводами.

Управлякпций орган 1 образован из плоского шарнирного механизма, смонтированного из «рех шарнирных параллелограммов: первого, состоягцего из звеньев ? и н, шарнирно-спязаннь:.х с концом соединительного зина 5, и четырсхшариирного звена 9: в«орого. состоящего из звеньев 10 и 11, пр»соединенных к звену 9, и звена !2, к которому шарнирно присоединен кистевой узел 3; третьего, состоящего из звена 13, связанного с соединительным звеном 5, звена 14 и звена 15, жестко связанного со звеном 10 и имеющего с ним общий шарнир на звене 9.

653103

Аналогично соединены между собой трубопроводами гидроцилиндры гидроприводов

28 кистевых узлов 3 и 4.

Исполнительный орган 2 выполнен аналогично управляющему, но связан он со вторым концом соединительного звена 5, а к внЕшнему звену второго параллелограмма шарнирно присоединен кистевой узел 4.

Кистевой узел 3 выполнен в виде конического дифференциала, состоящего из солнечных шестерен 16, сидящих на оси дифференциала 17, и сателлитной шестерни 18, осью для которой является корпус гидропривода 19.

К корпусу 20 кистевого узла 3 прикреплены два гидропривода 21, каждый из которых состоит из гидроцилиндра и поршня со штоком 22, внешний конец которого снабжен зубьями.

Этими зубьями штоки 22 соединяются с шестернями 23, скрепленными с солнечнымии шестерн я м и 16.

Гидропривод 19 также состоит из гидроцилиндра со штоком 24, внешний конец которого контактирует с двумя коленчатыми рычагами 25, шарнирно связанными с выступами втулки сателлитной шестерни 18.

Внешние концы коленчатых рычагов 25 предназначены под пальцы руки оператора, а рукоять 26, жестко присоединенная к втулке сателлитной шестерни 18, — под его ладонь. Ось рукоятки 26 расположена перпендикулярно к плоскости действия рычагов 25.

К корпусу 20 кистевого узла 3 прикреплена также шестерня 27, которая свободно вращается относительно хвостовика звена 12

К этому звену прикреплен гидропривод 28, состоящий из гидроцилиндра и поршня со штоком 29, внешний конец которого снабжен зубьями, находяц!имися в зацеплении с шестерней 27.

Кистевой узел 4 выполнен в основном аналогично кистевому узлу 3. Отличие за ключается в том, что на штоке 30 гидропривода 31, размещенного в сателлитной шестерне 32, посажена пружина 33 для возврата штока с поршнем в исходное (втянутое) положение. Шток 30 при выдвижении из цилиндра своим внешним концом воздействует на инструмент или другой рабочий орган, который насаживается на втулку сателлитной шестерни 32.

Связь ка ждого гидроцилиндра гидропривода 21 кистевого узла 3 с соответствующими гидроциляндрами кистевого узла 4 осуществляется двумя соединительными трубопроводами 34 и 35, которые снабжены компенсаторами 36 давления для поддержания постоянного давления рабочей жидкости в гидросистеме.

Гидроцилиндры гидроприводов 19 и 31 кистевых узлов 3 и 4 соединены между собой одним трубопроводом, к которому также подключен компенсатор давления.

Соединительное звено 5 имеет внутри два

1о вала 37 и 38, которые через конические зубчатые пары 39, 40 и 41, 42 кинематически связывают звенья 8 и 13 управляющего механизма 1 с соответствующими звеньями исполнительного меха н изм а 2.

Валы 37 и 38 в подшипниках 43, 44, 45, 46 и соединительное звено 5 в подшипниках 47 и 48 снабжены уплотнениями (манжетами) для герметизации.

Соединительные трубопроводы гндросистем расположены в контурах управляющего 1 и исполнительного 2 органов и в соединительном звене 5 по отношению к нему также герметизированы уплотнениями в двух местах по длине звена 5.

Массы управляющего 1 и исполнительного 2 органов с кистевыми узлами 3 и 4 уравновешены грузом 49, расположенным на удлиненной части звена 14 управляющего органа 1.

36

Манипулятор имеет семь степеней свободы (движений): две — за счет плоских шарнирных механизмов управляющего 1 и исполнительного 2 органов; одну — за счет качания всего манипулятора в опоре 6; одну — за счет вращения кистевых узлов 3 и 4 относительно осей шестерен 2?; две— за счет качания относительно осей дифференциалов 17 и вращения относительно осей сателлитных шестерен !8 и 32 кистевых узлов 3 и 4; одну — за счет перемещения штоков 24 и 30 гидроцилиндров 19 и 31, приводимых в движение в одном направлении рычагами 25, в другом — пружиной 33.

45 Манипулятор работает следующим образом.

Ладонь оператора прикладывается к рукоятке 26, а пальцы — к рычагам 25 кистевого узла 3.

При перемещении кистевого узла 3 в трех взаимно перпендикулярных направлениях в соответствующих направлениях будет перемещаться и кистевой узел 4.

При вращении кистевого узла 3 относительно оси шестерни 27 в том же направлении будет вращаться кистевой узел 4 относительно оси аналогичной шестерни.

653103

Формула изобретения

ZS

Р

При качании сателлитной шестерни 18 относительно оси дефференциала 17 кистевого узла 3 в том же направлении будет качаться сателлитная шестерня 32 кистевого узла 4. $

При вращении сателлитной шестерни 18 кистевого узла 3 относительно собственной оси в том же направлении будет вращаться сателлитная шестерня 32 кистевого узла 4.

При нажатии на рычаги 25 шток 30

1О кистевого узла 4 будет выходить наружу, приводя тем самым в движение инструмент, а в исходное положение рычаги 25 приводятся пружиной 33 кистевого узла 4 после прекращения нажима. 15

Манипулятор, содержащий управляющий и исполнительный органы, образованные из плоских шарнирных механизмов с кистевыми узлами дифференциального типа на их концах, и соединительное звено с опорой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, шарнирные механизмы управляющего и исполнительного органов кинематически связаны между собой посредством зубчатых пар, размещенных в соединительном звене, а кистевые узлы снабжены индивидуальными приводами, например, гидроприводами, соединенными трубопроводами. бэ3103 в»

°

°

« ю 7 с5 фиг..т

Фиг. г

Фиг.5

Составитель В. Ушаков

Редактор 3,. Пинчук Текред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Заказ 1193/I I Тнракк 1050 Подписное

LillHHI I H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж- 35, Рауш скан н аб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4