Привод

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотоз СоветсимхСоциалистическихРеслублми и 875136.ИСР ае аеаав зебрвтеянй и втхрнтнй(54) ПРИВОД Изобретение относится к робототехнике.Известен привод, например, манипулятора, содержащий двигатель, зубчатое звено, шестерню, обкатывающуюся по зубчатому звену и соединенную с тормозным механизмом 1.1 1.Недостатками известного привода являются низкие динамические характеристики эа счет жесткого измене-.ния тормозного момента и малый диана- т эон регулирования этих характеристик. Эти недостатки устраняются тем,Э 5 ., что тормозной механизм состоит изцилиндра с дроссельным регулированиемна штоке которого установлена пружина с клиношаровым усилителем а нагильзе клиношарового усилителя выполнен усилительный разжимной элемент, причем на корпусе тормозного механиэ".ма установлена с возможностью вра щения от шестерни втулка, внутри которой расположен разжимной элемент. 2Цель, изобретения - улучшение динамических характеристик 1,улучшение плавности изменения тормозного момента, увеличение скорости перемещения привода, уменьшение амплитуды колебаний привода), увеличение диапазона регулирования в широком диапазоне изменение времейи разгона и торможения привода, увеличение изменения .замедленной скорости, ускорение процесса изменения точности позиционирования) и универсальности (возможность работы как в циклоном, так и в позиционном режимах).Поставленная цель достигается тем, что в приводе манипулятора, содержащего двигательзубчатое звено, шестерню, обкатывающуюся по зубчатому звену и соединенную с тормозным механизмом, тормозной механизм имеет цилиндр с дроссельным регулированием на выходе, воздействующий на пружину, передающую возрастающее усилие клиношаровому усилителю, дейст3 8вуюаему на усилительный раэжимнойэлемент, создающий тормозной моменттренин на внутренней поверхности вращающейся 1 втулки, связанной с обкатывающейся по зубчатому звену шестернейшлицевым соединением.Воздействие цилиндра, постепенноиагружавщеоо или раэгружающего пружину с последующим усилением этоговоздействия клиношаровым и усилительным разжимныи элементом, позволяетплавно изменять и регулировать тормозной момент, тем самым активно воздействуя на привод.На фиг. 1 показана схема приводалинейного перемещения с использованием силового цилиндра; на фиг, 2 -разрез А-А на фиг,(вариант с клиновым разжимным элементом); на фиг.3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 -разрез В-В на фиг. 2; на фиг, 5 - разрез Г-Г йа.фиг. 2; на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 1 (вариант с цанговым разжимным элементоф на фиг.7 -то же (вариант с пружинно-кольцевымразжимным элементом); на фиг. 8 -то же (вариант с гидропластовым разжимным элементом 1; на фиг. 9 - схемапривода линейного перемещения (вариант выполнения с мотором); на фиг.10 схема привода углового перемещения смоментным цилиндром; на фиг. 11 - то(двигателя 3 с закрепленным штоком 2и подвижным корпусом 3 цилиндра, закрепленным внутри выдвижной направляющей 4, роликов 5, удерживающих выдвижную направляющую 4 и закрепленыхв неподвижном корпусе 6, рейки 7, сукрепленными на ней переставными упораьж 8 с дифференциальной резьбовойподналадкой, фиксатора 9, рейки 1 О( зубчатого звена ), обкатывающейся порейке ( зубчатому звену шестерки 11,тормозного механизма 12, распределителей 13-15 с электромагнитным управлением,Тор 14 оэной механизм 12 ( фиг, 2 ) состоит из корпуса 1 б, подшипниковогоузла 17, шлицевой муфты 8, связанной с шестерней 11, цилиндра 19, свинтом 20 и дросселями, имеющими обратные клапаны 21 и 22, штока 23 цилиндра 19, пружины 24, конуса 25, шаров 26, корпуса 27 с внутреннцм кону 75136 4сом 28, гильзы 29 с пазами 30, гдерасположены шары 26 ( фиг. 3 1 клинового разжимного (усилительного) элемента 31 с клиновой поверхностью 32 нагильзе 29 (фиг. 4, вращающейся накорпусе 27 втулки 33, соединенной шлицевым соединением 34 (фиг. 5) со шлнцевой муфтой 18, упорного пружинного кольца 35, укрепленного в корпуо се 27.Работа привода в этом варианте выполнения осуществляется следующим образом (фиг. 1) .Включаются распределители 13 и 14и идет подача рабочей среды в полость36 цилиндра 1 ;двигателя) и в полость37 цилиндра 9 (фиг. 2), при этомшток 23 выдвигается, разжимается пружина 24, уменьшая нагрузку на конусе 25, шарах 26, гильзе 29, разжимном элементе 31 и втулке 33, при этомуменьшается тормозной момент, При создании давления (фиг, 1) в полости 36цилиндра 1 (двигателя ) возрастает кру 25 тящий момент на обкатывающейся по рейке 10 (зубчатому звену) шестерне 1.За счет дросселя 21 (фиг,2) скоростьуменьшения тормозного момента ниже,чем скорость возрастания крутящегомомента привода.После уравнения моментов и дальнейшего уменьшения тормозного моментавтулка:33, а с ней и шестерня 1, начинают медленно с нарастанием скорости 35обкатываться по рейке 1 О (зубчатомузвену).Так обеспечивается разгон приводадо необходимой скорости. Скорость привода регулируется дросселями 38 и 39(фиг. 1),.Когда двигатель достигает определенной величины, то по сигналу от датчика ( не показан 7 срабатывает распределитель 14, при этом подача рабочей 45среды идет в полость 40 цилиндра 19(фиг. 2)Иток 23 задвигается, сжимается пружина 24, увеличивается нагрузка на конус 25 н шары 26Конус 25,шары 26, внутренний конус 28 вкорпусе 27 н гильза 29 с пазами 30 5 .представляют собой клиношаровой усилитель, Поэтому шары 26 действуют нагильзу 27 с усиленной нагрузкой, ко торая подается ка клиновой разжимнойэлемент 3 и клиновыми поверхностями 55 32, Клиновой разжимной элемент 31 создает тормозной момент, дополнительноусиливая нагрузку, при этом за счетпружины 24 и дросселя 22 создается5 8751 постепенность возрастания тормозного момента. Вращение втулки 33 приостанавливается, а с ней приостанавливается и вращение шестерни 11, обкатывающейся по рейке 1 О 1 фиг. 1), а следовательно, приостанавливается перемещение подвижного корпуса 3 цилиндра и направляющей 4.Так обеспечивается торможение привода до регулируемого положения вин О та 20 (фиг. 2) или до полной .постановки привода не по упорам 8, а позиционно. В случае циклового режима при достижении определенного тормозного момента, привод на замедленной скорости останавливается фиксатором9 по упорам 8. Количество точек ос- . тановки практически может быть любое.Показанные на фиг. 2,6,7 и 8 варианты приводов с тормозным элемен том отличаются по конструкпии выполнением усилительного разжимного элемента 31 причем приводы по своим тормозным характеристикам несколько перекрывают друг друга. В целом эти 25 механизмы представляют собой гамму, охватывающую большой диапазон тормозных моментов.Принциппостроения приводов линейного перемещения с использованием мотора (Фиг. 9)1 приводов. углового перемещения с использованием моментногоцилиндра (,фиг,10) и то же с использованием плунжера (фиг. 11) одинаковы З 5с описанным выше принципом . построения привода линейного перемещенияс использованием силового цилиндра,а также имеют несколько вариантов ис-.полнения усилительного разжимного эле омента,Перемещение привода манипулятора. ( фиг, 1, 9 и 11) от одного упора 8 до другого упора 8 согласно цикла . 45 работ производится по регулируемому закону в области 41. На графике(фиг.12) изображена кривая 42, показывающая изменение скорости Ч перемещения привода в зависити от врееи , на 50 котором имеем следующие графические обозначения;йр - время разгона привода;1 1 - время перемещения привода спостоянной скоростью;55С - время торможения привода;С - время перемещения на земед-3ленной скорости;Ч, - скорость перемещения привода; 36 6/ - максимальная скорость передИ МОХвижения привода;Чс- максимальная замедленная скорость перемещения привода.Кривая 42 состоит.из участков 43-42Участок 43 кривой 42 соответствуетизменению скорости разгона привода.Изменение этой скорости можно регулировать с помощью дросселя 22 с обратным клапаном (фиг. 2),Участок 44 (фиг,12) соответствуетскорости перемещения привода Ч . Изменение этой скорости можно произво;дить дросселями 38 и 39 (фиг.1).Участок 45 (фиг. 12) соответствует измененщо скорости торможения. Изменение этой скорости можно регулировать с помощью дросселя 21 с обратным клапаном (фиг. 2).Участок 46 кривой 42 (фиг.12) соответствует замедленной скорости перемещения привода Ч. Изменение замедленной скорости можно производитьвинтом 16 (Фиг.2 ).Участок 47 кривой 42 (фиг12) соответствует потере замедленной скорости при взаимодействии Фиксатора 9(фиг.1) и упора 8,Плавное регулирование разгона иторможения за счет плавностиизменения тормозного момента, позволяетв целом повысить скорость перемещенияпривода и скоратить время работы привода, особенно эффективно при больши перемещениях, например, элементов манипулятора.Возможность работы привода как вцикловом, так и в позиционном режимах обеспечивается за счет системыуправления и снятием упоров 8 илификсатора 9 в отдельных случаях (фиг.1).Использование предлагаемого изобретения позволит улучшить плавностьизменения тормозного момента, увеличить скорость перемещения привода иулучшить другие параметры привода.Формула изобретенияПривод, например, манипулятора, содержащий двигатель, зубчатое звено шестерню, обкатывающуюся по зубчатому звену и соединенную с тормозным механизмом о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью улучшения динамических характеристик и увеличения диапазона регулирования этих характеристик, тормозной механизм состоит з цилиндра с дроссельным регули8751 рованием,х на штоке которого установлена пружина с клиношаровым усилителем, а на гильзе, клиношарового уси,лителя выполнен усилительный разжимной элемент, причем на корпусе тормозного механизма установлена с возможностью вращения шестерни втулки,36 Явнутри которой расположен разжимнойэлемент.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мишкинд С. Н. и др. Развитиеробототехники за рубежом. ОбзорНИИмаш, серия С, М,О 1976, с.29-30.