Шарнир манипулятора

)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ иг ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский станкоинструментальный институт(56) Андре П. и др. Конструирование роботов. - М.: Мир, 1986, с. 225, рис. 6.14. (54) ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при конструирования промышленных роботов и манипуляторов универсального назначения с повышенной точностью позиционирования выходного звена, Цель изобретения - повышение точности позиционирования ведомого звена шарнира относительно его вец 5 Я дущего за счет устранения боковых зазоров в волновом зубчатом зацеплении. Для уменьшения возможных перекосов в волновом зубчатом зацеплении гибкое колесо 6 постоянно прижимается к торцовой поверхности неподвижного кольца 13, запрессованного во фланец 14 ведущего звена 1, нажимной шайбой 15, Шайба 15 взаимодействует с торцом гибкого колеса 6 тарельчатыми пружинами 16 через шток 17. Зубья венца 11 гибкого колеса 6 имеют эвольвентный профиль. Зубчатые венцы 10, 12 соответственно жестких колес 8 и 7 выполнены эвольвентно-коническими. Жесткое колесо 8 кинематически связано с ведущим звеном 1 посредством расположенных диаметрально один относительно другого соответственно регулировочных 24 и стопорных 25 винтов, 2 ил.10 20 углом у фиг. 2). 30 40 50 Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при конструировании промышленных роботов и манипуляторов универсального назначения с повышенной точностью позиционирования выходного звена.Целью изобретения является повышение точности позиционирования ведомого звена шарнира относительно его ведущего за счет устранения боковых зазоров в волновом зубчатом зацеплении.На фиг. 1 показан шарнир, общий вид, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1,Шарнир манипулятора состоит из двух звеньев - ведущего звена 1 и ведомого звена 2. причем вращение отодного звена к другому передается с редукцией с помощью мотор-редуктора 3, оснащенного волновой зубчатой передачей 4. Волновая зубчатая передача 4 имеет волнообразователь 5, одновенцовое короткое гибкое колесо 6 и два жестких колеса 7 и 8. Колесо 7 жестко связано с выходным валом 9 ведущего звена, а колесо 8 установлено подвижно в осевом направлении внутри ведущего звена 1, Внутренний зубчатый венец 10 колеса 8 образует с зубчатым венцом 11 гибкого колеса б зубчатое люфтовое соединение (т. е, их числа зубьев равны), а внутренний зубчатый венец 12 колеса 7 образует с зубчатым венцом 11 гибкого колеса 6 волновое зацепление (т. е, их числа зубьев неравны). На выходном валу 9 закреплено ведомое звено 2 шарнира манипулятора. Для уменьшения возможных перекосов в волновом зубчатом зацеплении гибкое колесо 6 постоянно прижимается к торцовой поверхности неподвижного кольца 13, запрессованного во фланец 14 ведущего звена 1, нажимной шайбой 15, Сама шайба 15 прижимается к правому торцу гибкого колеса 6 тарельчатыми пружинами 16, действующими на нее через шток 17, имеющий квадратный конец 18, Усилие прижима накимной шайбы 15 к торцу гибкого колеса б и соответственно к кольцу 13 регулируется с помощью гайки 19. Зубья 20 венца 11 гибкого колеса б при изготовлении нарезаны на поверхности начального конуса с углом а при вершине и имеют эвольвентный профиль.Аналогично, зубчатые венцы 10, 12 соответственно жестких колес 8 и 7 выполнены эвольвентно-коническими, Выходной вал 9 установлен на опорах 21 качения в стакане 22, который в свою очередь жестко связан с ведущим звеном 1 через компенсационное кольцо 23.Жесткое колесо 8 кинематически связано с ведущим звеном 1 посредством дополнительно введенных и расположенных диаметрально друг относительно друга соответственно регулировочных винтов 24 истопорных винтов 25,Шарнир манипулятора работает следующим образом.После сборки шарнира или в период регламентного обслуживания наладчик регулирует величину прижатия нажимной шайбы 15 к торцу гибкого колеса 6 эа счет вращения гайки 19, При этом либо увеличивается, либо уменьшается сила сжатия тарельчатых пружин 16, передаваемая через шток 17 на нажимную шайбу 15, Затем подшлифовкой или селективным подбором подбирают толщину компенсационного кольца 23, исходя из условия устранения бокового зазора в волновом зубчатом зацеплении зубчатого венца 11 колеса 6 и внутреннего зубчатого венца 12 колеса 7, Так как указанные зубчатые венцы 10 - 12 выполнены эаольвентно-коническими, то, следовательно, ширина каждого зуба этих колес 6-8 постоянна только в каждом конкретном поперечном сечении зубчатого колеса и изменяется в зависимости от ширины венца. Указанное изменение характеризуется Таким образом, за счет изменения толщины кольца 23 осуществляют осевое перемещение жесткого колеса 7 вдоль гибкого колеса 6 и выбирают боковые зазоры в их зубчатом зацеплении, Далее вращением двух расположенных диаметрально регулировочных винтов 24 перемещают жесткое колесо 8 вдоль гибкого колеса б, а в зубчатом зацеплении этих когес 6 и 8 также вы-. бирают боковые зазоры, причем после регулировки положения жесткого колеса 8 оно стопорится в ведущем звене 1 стопорными винтами 25,При вращении .выходного вала мотор- редуктора 3 вместе с ним вращается волнообраэователь 5 волновой зубчатой передачи 4, Бегущая волна деформации гибкого коле 45 са б преобразуется в редуцированное вращательное движение колеса 7, а вм:;сте с ним и ведомого звена 2, жестко связанного с выходным валОм 9.Формула изобретения Шарнир манипулятора, содержащий ведущее и ведомое звенья, а также волновую зубчатую передачу, волнообразователь которой жестко связан с двигателем, установленным .на ведущем звене соосно 55 продольной оси шарнира, при этом гибкое колесо волновой передачи установлено между двумя жесткими зубчатыми колесами и образует зацепление с ними, причем одно из жестких зубчатых колес установлено подвижно в ведущем звене и жестко связано с1678607 Составитель С.НовиковТехред М.Моргентал Корректор С,Черни Редактор А,Мотыль Заказ 3112 Тираж ПодписноеВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/б Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ведомым звеном, а продольные оси всех колес волновой зубчатой передачи совпадают с продольной осью шарнира, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования ведомого зве на относительно ведущего за счет устранения боковых зазоров в волновом зубчатом зацеплении, он снабжен подпружиненной в осевом направлении нажимной шайбой, установленной внутри подвижного жесткого 10 зубчатого колеса, соосно ему, и имеющей воэможность взаимодействия с торцом гибкого колеса, при этом зубчатые венцы всех колес волновой зубчатой передачи выполненыны эвольвентно-коническими, причем первое жесткое зубчатое колесо установлено в ведущем звене с возможностью осевого перемещения и кинематически связано с ведущим звеном посредством дополнительно введенных и расположенных диаметрально друг относительно друга соответственно регулировочных и стопорных винтов,