Манипулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 99610 4 В 25 Л 11/00 Ю"Гя Я фъОБРЕТ ЕТЕЛЬСТ Ж Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАН ИК АВТОРСКОМ(71) Харьковский ордена Лный институт им. Н.(54) (57) МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание с установленным на нем двигателем,кинематически связанным с механической рукой, состоящей из звеньев, соединенных между собой шарнирами, каждый из которыхвключает волновой редуктор, коническуюпередачу с ведущим, промежуточным и ведомым колесами и управляющие элементы,причем первое звено механической руки связано с основанием, а последнее - с захватным устроиством, и торс ионные валы, отличающийся тем, что, с целью увеличения грузоподъемности манипулятора, управляющие элементы выполнены в виде электромагнитных муфт и установлены по две на валу, коаксиальном оси каждого шарнира, с возможностью соединения генератора волн с промежуточным колесом конической передачи, смонтированным на валу, коаксиальном оси шарнира, и с гибким колесом волнового редуктора, жесткое колесо которого жестко связано с ведомым звеном механической руки, а ведущее колесо конической передачи смонтировано на ведущем звене, при этом ведомое колесо конической передачи установлено на ведомом звене с возможностью взаимодействия с промежуточным колесом, а конические передачи всех шарниров связаны между собой и с двигателем торсионными валами.111Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в роботбтехнике,Целью изобретения является увеличение грузоподъемности манипулятора путем уменьшения габаритов и массы шарниров, достигаемого установкой конических колес на быстроходных валах и ликвидацией редуктора между двигателем и первым шарниром.На фиг.1 показана кинематическая схема манипулятора; на фиг.2 - шарнир манипулятора в продольном разрезе, общий вид.Манипулятор содержит неподвижное звено 1, подвижные звенья 2 - 4 и схват 5. На основании 1 закреплен двигатель 6, связанный посредством торсионного вала 7 с ведущим зубчатым колесом 8 первого шарнира, соединяющего звенья 1 и 2. Зубчатое колесо 8 установлено на подшипниковых опорах 9 на звене 1 и зацепляется с ведомым зубчатым колесом 10, смонтированным на подшипниковых опорах 11 на валу 12 шарнира и зацепляющегося, в свою очередь, с зубчатым колесом 13, установленным на подшипниках 14 на ведомом звене 2 и связанным с торсионным валом 15, соединенным с ведущим зубчатым колесом 16 следующего шарнира. На валу 12, жестко связанном шлицами 7 со звеном 1, смонтирован на подшипниковых опорах 18 генератор 19 волн с возможностью соединения при помощи электромагнитной муфты 20 с ведомым зубчатым колесом 10; а при помощи электромагнитной муфты 21 - с валом 12 и связанным с . ним гибким колесом 22, зацепляющимся с жестким колесом 23, неподвижно закрепленным на ведомом звене 2, опирающимся через подшипниковые опоры 24 и 25, зубчатое колесо 10 и подшипники 11 на вал 12. В свою очередь, вал 12 имеет вторую опору на звено 2 через подшипники 11, зубчатое колесо 10 и подшипник 26. Оси шарниров (т.е. оси валов 12) могут быть расположены в одной плоскости, в перпендикулярных или в пересекающихся плоскостях, что расширяет зону достигаемости манипулятора.Манипулятор работает следующим образом.В исходном положении манипулятора подается напряжение на катушки возбуждения электромагнитных муфт 2 и отключаются99610 5 О 5 20 25 30 35 40 45 2электромагнитные муфты 20 всех шарниров. При этом генераторы 19 волн соединяются с гибкими колесами 22, волновые редукторы заклиниваются, лишая возможности перемещения ведомых звеньев относительно ведущих и манипулятор превращается в жесткую систему.При включении двигателя 6 получает вращение торсионный вал 7 и связанное с ним ведущее зубчатое колесо 8, от которого вращение получают зубчатые колеса 10 и 13, торсионный вал 15 и ведущее зубчатое колесо 16 следующего шарнира и т.д., т.е. одновременно получают вращение и вращаются при всех режимах работы манипулятора торсионные валы и зубчатые колеса всех шарниров.Для поворота всех звеньев 2 - 4 одновременно или только одного из них отклю.- чаются все муфты 21 или одна муфта 21 и подается напряжение на обмотки катушек возбуждения муфт 20. Происходит соединение ведомого зубчатого колеса 10 и генератора 19 волн, вследствие чего он получает вращение. Вращаясь, генератор 19 волн деформирует гибкое колесо 22, которое сообщает вращение жесткому колесу 23, связанному с ведомым звеном 2, получающим поворотное движение в плоскости относительно звена 1. Если муфты 21 отключены во всех шарнирах, а муфты 20 включены во всех шарнирах, то одноверменно получают поворотное движение все ведомые звенья 2 - 4 и т.д. При включении в работу только одного шарнира или двух при неподвижных остальных шарнирах процесс проходит аналогично.При повороте звена 2 поворачивается и связанное с ним ведомое зубчатое колесо 13, что должно быть учтено при определении угловой скорости торсионного вала 15 и ведущего зубчатого колеса 16.Таким образом, при повороте всех звеньев в одном направлении одновременно могут работать или все шарниры, или несколько или один из всех.При повороте всех звеньев или одного из них в обратном направлении включаются электромагнитные муфты 20 и реверсируется вращение, двигателя 6, После этого производится отключение муфты 21 и включение муфт 20, чем сообщается генератору 19 волн обратное вращение, приводящее к реверсированию поворота ведомых звеньев.Редактор А. ВоровичЗаказ 7775/21 Составитель Е. Ермолаев Техред И. Верес Корректор В. Синицкая Тираж 1049 Подписное ВНИИПИ 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