Устройство для оринтации захвата манипулятора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлеио01.0777 (21) 2502018/25-08 (51)М. Кл.

Союз Советских

Социалистических

Республик с присоединением заявки Мо— (23) Приоритет—

В 25 У 15/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 62-229..72 (088.8) Опубликовано 050180. Бюллетень М 1

Дата опубликования описания 050180 (72) Авторы изобретения

И.В.Калабин, В.П.Степанов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ЗАХВАТА

МАНИПУЛЯТОРА.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к манипуляторам с автоматическим управлением, предназначенным, например, для авто- 5 матических станочных машин.

Известно устройство для ориентации захвата манипулятора, предназначенное для передачи движений с их кинематической развязкой (1). 10

Недостатком указанного устройства ориентации захвата является недостаточная жесткость вследствие сложной выборки люфтов в кинематической цепи передаточных механизмов. 15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению для ориентации захвата манипулятора, содержащее базовый корпус с установленными на нем приводными двигателями, конический дифференциал, сателлит которого жестко соединен с захватом, а его корпус установлен на базовом корпусе с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси диф- 25 ференциала, и механизм разделения движений с двумя парами дифференциа.лов,каждый из которых имеет ведущие и ведомое звенья и элементы кинематической связи этих звеньев (?).

30 и A.À.Àíöèôå îâà

)

I f АВАЕВ, Ии.

1 « .... «у

Т!.;;«(р, г;"г,,-, „ .ИЦ« с) (, Недостаток указанного устройства ориентации захвата манипулятора заключается в том, что оно имеет большие габариты и массу при относительно низкой жесткости. целью изобретения является сокращение габаритов, массы и увеличение жесткости.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве элементы связи корпуса и основных звеньев конического дифференциала со звеньями механизма разделения движений выполнены в виде концентрических валов, наружный из которых связывает корпус конического дифференциала с первыми ведущими звеньями второй пары дифференциалов, следующий вал связывает водило конического дифференциала с одним из вторых ведущих звеньев первой пары дифферециалов, а два других вала связывают солнечные колеса звеньями первой пары дифференциалов механизма разделения движений.

На чертеже изображена кинематическая схема устройства ориентации захвата манипулятора.

Механизм ориентации состоит иэ базового корпуса руки 1 с установ707793 ленными на нем тремя приводными двигателями 2, 3 и 4, конического дифференциала 5, корпус которого б является опорой основных звеньев дифференциала: водила 7 колес 8 и 9.

К сателлиту дифференциала 10 жестко прикреплен захват 11. Механизм разделения движений 12 содержит две пары дифференциалов . Ведущие звенья 13 и

14 первой пары дифференциалов связаны между собой и с приводным двига- 10 телем 3 с помощью передачи 15. Вторые ведущие звенья 16 и 17 первой пары

„цифференциалов жестко связаны с соответствующими ведомыми звеньями 18 и

19 второй пары дифференциалов. Первые ведущие звенья 20 и 21 второй па15 ры дифференциалов связаны с приводным двигателем 4, а также между собой с помощью передачи 22, имеющей передаточное отношение, равное — 1 . Вторые ведущие звенья 23 и 24 второй пары дифференциалов связаны с приводным двигателем 2 и между собой с помощью вала 25 с передаточным отношением, равным + 1

Связь между корпусом и основными звеньями конического дифференциала 5 и звеньями механизма разделения движений 12 осуществляется с помощью четырех концентрических валов 25, 26, 27 и 28. При этом вал 25 связывает 30 корпус 6 конического дифференциала с одним иэ вторых ведущих звеньев 24 второй пары дифференциалов с помощью двухступенчатой зубчатой передачи 29.

Вал 26 связывает водило 7 конического 35 дифференциала с одним иэ ведомых звеньев 18 второй пары дифференциалов с помощью, например, двухступенчатой зубчатой передачи 30 и конической передачи 31. Вал 27 связывает сол-4О нечное колесо 9 конического дифференциала с одним из ведомых звеньев

32 первой пары дифференциалов, с помощью передачи 33 и конической передачи 34. Вал 28 связывает солнечное колесо 8 конического дифференциала 45 со вторым ведомым звеном 35 первой пары дифференциалов с помощью конической передачи 36, 37, и упругого элемента, например торсиона 38. Вал 25 закреплен в базовом корпусе 1 на под- 5() шипниках 39 с возможностью вращения.

В механизме ориентации можно выделять три независимых замкнутых кинематических цепи, охватывающие все элементы механизма: 55 . а) сателлит 10 — солнечное колесо

8 — передача 36 — вал 28 — передача

37 — торсион 38 — ведомое звено 35 ведущее звено 13 — передача 15 — ведущее звено 14 — ведомое звено 32 передача 33 — вал 27 — передача 34 солнечное колесо 9 — сателлит 10;. б) водило 7 — передача 31 — вал

26 — передача 30 — ведомое звено 18 ведущее звено 21 — передача 22 — ведущее звено 20 — ведомое звено 19 ведущее звено 17 — ведомое звено 32 передача 33 — вал 27 — передача 34 солнечное колесо 8 — водило 7; в) корпус б — вал 35 — передача

29 — ведущее звено 24 — вал 25 — ведущее звено 23 — ведомое звено 18 ведущее звено 16 — ведомое звено 35 торсион 38 — передача 37 — вал 28 передача 36 — солнечное колесо 8 водило 7 — корпус 6.

Параметры передач подобраны таким образом, что круговое передаточное число каждой из этих замкнутых цепей (последовательное произведение передаточных чисел всех передач, входящих в замкнутую цепь), равно + 1 . Это позволяет выбрать люфты во всех кинематических цепях механизма путем пред варительной закрутки торсиона 38 .

Работа механизма ориентации осуществляется следующим образом. При работе двигателя 3 (двигатели 2 и 4 заторможены) вращение через передачу

15 передается ведущим звеньям 13 и

14 первой пары дифференциалов, которые вращаются с равными скоростями и в одном направлении. Так как ведущие звенья Iб и 17 заторможены, ведомые звенья 32 и 35, а также концентрические валы 28 и 27 через передачи 33 и 37 получают вращение с равными скоростями и в одном направлении. Солнечные колеса 8 и 9 через конические передачи 36 и 34 получают вращение в противоположных направлениях с равными скоростями и приводят во вращение сателлит 10, жестко связанный с захватом Il . Водило 7, связанное через передачу 31 с валом 26, и корпус б, связанный с валом 25,,остаются неподвижными.

При работе двигателя 4 (двигатели

2 и 3 заторможены) вращение через передачу 22 передается ведущим звеньям 20 и 21 второй пары дифференциалов со скоростями, равными по величине, но противоположными по направлению. Так как ведущие звенья

23 и 24 второй пары дифференциалов, а также звенья 13 и 14 первой пары дифференциалов заторможены, то ведомые звенья 18 и 19< а также звенья

35 и 32 получают вращение со скоростями, равными по величине, но противоположными по направлению. Через передачи 30 и 37 концентрические валы 26, 27 и 28 получают вращение с равными скоростями, причем валы

26 и 28 вращаются в одном направлении, а вал 27 — в противоположном. Вал 25 остается заторможенным, так как он через йередачу 29 и вал

25 связан с двигателем 2. Через конические передачи 31, 34 и 36 основные звенья конического дифференциала (7, 8 и 9) получают вращение со скоростями, равными по величине и по направлению, т.е. происходит как бы их блокировка, и захват 11 полу707793 чает вращение относительно оси конического дифференциала 5. Корпус, 6 и сателлит 10 остаются неподвижными.

При работе двигателя 2 (двигатели

3 и 4 заторможены) вращение через 5 вал 25 передается ведущими звеньями

23 и 24 второй пары дифференциалов со скоростями, равными по величине и направлению. Так как ведущие звенья 20 и 21 второй пары дифференциалов, а также звенья 13 и 14 первой пары дифференциалов заторможены, то ведомые звенья 18 и 19, а также звенья 35 и 32 получают вращение со скоростями, равными по величине и по направлению. Через передачи 29,,30, 33 и 37 концентрические валы 25, 26, 27 и 28 получают вращение также со скоростями, равными по величине и по направлению, и таким образом как бы блокируются между собой. Благодаря этому захват 11 получает вращение относительно общей оси концентрических валов, в то время как водило 7 и сателлит 10 остаются неподвижными относительно собственных осей. Таким образом, каждый из приводных двигателей 3, 2 и 4 осуществляет вращение захвата 11 относительно одной из трех особей. В случае одновременной работы двух или трех при- 30 водных двигателей захват 11 получает суммарное перемещение относительно двух или трех осей.

Формула изобретения

Устройство для ориентации захвата манипулятора, содержащее базовый корпус с установленными на нем приводными двигателями, конический дифференциал, сателлит которого жестко соединен с захватом, а его корпус установлен на базовом корпусе с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси дифференциала, и механизм разделения движений — с двумя парами дифференциалов, каждый из которых имеет ведущие и ведомое звенья, и элементы кинематической связи этих звеньев, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью сокращенйя габаритов, массы и увеличения жесткости, элементы . связи корпуса и основных звеньев конического дифференциала со звеньями механизма разделения движений выполнены в виде концентрических валов, наружный из которых связывает корпу конического дифференциала с первыми ведущими звеньями второй пары дифференциалов, следующий вал связывает водило конического дифференциала с одним из вторых ведущих звеньев пер. вой пары дифференциалов, а два други вала связывают солнечные колеса конического дифференциала с ведущими звеньями первой пары дифференциалов механизма разделения движений.

Источники-информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Станки и инструменты, Р 4, 1976, с. 6, рис. 5.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 334777, кл. В 25 3 15/02, 1972.

707793

Составитель В. Павлова

Редактор С .Байкова Техред З.фанта Корректор В .Бутяга

Заказ 8407/14 Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4