Исполнительный орган манипулятора

Исполнительный орган манипулятора, содержащий соединенные последовательно полые звенья, каждое из которых имеет скошенные в противоположные стороны торцы, и приводы поворота звеньев, имеющие двигатели и редукторы, расположенные вне полостей корпусов звеньев, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения рабочей зоны, он снабжен универсальными шарнирами, связывающими расположенные через одно звенья в две группы, при этом универсальные шарниры, связывающие звенья одной из групп, расположены внутри этих звеньев, а другой группы на их наружной поверхности, причем вал одного из двигателей приводов поворота звеньев через редуктор связан с одной из групп звеньев, а вал другого двигателя с другой группой звеньев.

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в структуре гибких производственных систем различного целевого назначения.
Цель изобретения расширение технологических возможностей за счет увеличения рабочей зоны манипулятора и упрощения устройства управления.
На фиг. 1 изображен общий вид исполнительного органа манипулятора; на фиг. 2 сечение А А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б Б на фиг.2; на фиг.4 - вид В на фиг. 2; на фиг.5 сечение Г Г на фиг.2; на фиг.6 изображено взаимное положение двух смежных звеньев.
Устройство содержит связанную с основанием 1 стойку 2, в которой размещены опоры вращения, выполненные в виде подшипников 3 и 4, связанных с втулкой 5 и полым валом 6. Втулка 5 соединена с переходной втулкой 7, а вал 6 с универсальным шарниром, включающим водило 8 и кольцо 9 с установленными на нем осями. Втулка 7 и вал 6 одним концом через редукторы 10 и 11 связаны с двигателями 12 и 13 соответственно. Все звенья 14 исполнительного органа, представляющие собой полые корпуса со скошенными торцами, образуют две группы, объединяющие одна четные, а другая нечетные звенья, связанные между собой универсальными шарнирами. Первое звено связано с осями кольца 9 посредством втулок 15, а все последующие нечетные звенья связаны между собой универсальными шарнирами, включающими закрепленные на наружной поверхности этих звеньев тяги 16 и кольца 17, установленные с возможностью поворота на осях 18, закрепленных в тягах 16. Четные звенья связаны между собой и втулкой 7 универсальными шарнирами, расположенными внутри корпусов звеньев, и содержат тяги 19, 20 и 21 с опорными втулками и кольцо 22 с осями, расположенными в этих втулках.
Конечное звено служит для установки в нем нужного типа схвата (на чертежах не показан) и может иметь требуемое исполнение фланца. Кинематически оно может находиться как в первой, так и во второй группе звеньев. Наличие сквозной полости через вал 6 и большие внутренние кольца карданов позволяет организовать укладку коммуникаций для работы схвата внутри конструкции исполнительного органа манипулятора.
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии (фиг.1 и 2) все звенья 14 неподвижны и расположены соосно между собой и втулкой 7. Перемещение конечного звена или некоторой его точки О в пространстве обеспечивается простыми относительными поворотами звеньев 14. По программе, заложенной в блоке управления (на чертежах не показан), включаются и отрабатываются нужные угловые перемещения, программно управляемые двигатели 12 и 13 в каждой из двух групп кинематически связанных звеньев 14. Вращение передается на втулку 5 и вал 6, а далее на первые звенья этих групп. В первой группе получают вращение универсальный шарнир с элементами 8 и 9 и далее от кольца 9 первое и все последующие нечетные звенья, связанные между собой универсальными шарнирами с элементами 16 и 17. Аналогично во второй группе вращение передается от втулки 7 через универсальный шарнир с элементами 19, 20 и 21 на все последующие четные звенья.
Относительный поворот звеньев 14 описанных кинематических цепей ведет к изгибу в пространстве всей конструкции, т.е. к перемещению конечного звена цепи или его точки О (фиг.6). Величины перемещений и траектория точки О существенно зависят от величины угла , числа в звеньев 14 и их размеров. В конструкции не ограничиваются величины относительно поворота звеньев. На фиг. 6 приведен пример конечного состояния системы элементов исполнительного органа манипулятора после отработки перемещения в вертикальной плоскости при следующих начальных условиях: элементы второй кинематической цепи не получают вращения, их двигатель не включается, ожидается включение двигателя в первой цепи и движение только в ней с разворотом всех нечетных звеньев на 180^o. В результате на последнем звене в изогнувшейся системе получают угол отклонения от горизонтали, равный 2n .. 2 Ы
Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в структуре гибких производственных систем различного целевого назначения. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет увеличения рабочей зоны манипулятора и упрощение устройства управления. Относительный поворот звеньев со скошенными торцами, связанными через одно универсальными шарнирами с образованием двух кинематических цепей, посредством двигателей приводит к изгибу в пространстве всей конструкции, т.е. к перемещению конечного звена, несущего схват. 6 ил.