Приводное устройство манипулятора

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТРО 6 МУ С ЮЯЛЬСТВУСфез Советских Социакистическик Ресвубаик(51) М., Кл.з с присоединением заявки Нов Г 16 Н 1/28 Государственный комитет СССР не Аелаи изобретений к открытий(088. 8) Дата овубйиковаиия описания 300981(7) Авторы изобретения Е.Д.Валунский и В.А Ли Особое конструкторское бюро техническойкибернетики Ленинградского политехническогоинститута им. М.И.Калинина1(54) ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО МАНИПУЛЯТОРА Изобретение относится к манипуляторо- и роботостроению и может быть,использовано также в точных следящихприводах летательных аппаратов,Известны устройства с выбором люф"та в кинематической цепи посредствомприменения упругих элементов типа цепей, пружин, торсионных валов, гидроцилиндров и т.п. 13 .Такие устройства имеют низкий КПДиз-эа роста сил трения в люфтовыбирающем механизме, которое нагружено рабочим усилием устройства, обладаютмалой надежностью упругих элементови малой жесткостью устройства в целом.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяприводное устройство, содержащее двигатель, входное и выходное звенья 20шарнира и свяэывщаций их дифференциальный механизм Г 21Выбор люфтов в нем осуществляетсяэа счет соединения кинематических цепей двух степеней подвижности манипулятора, что усложняет устройство.Кроме того, приводное устройство обладает сравнительно малой жесткостьюи несущей способностью из-за наличияконических передач и длинных валов. 30 Цель изобретения - упрощение выборки зазоров в кинематической цепи и повышение жесткости последней.Поставленная цель достигается тем, что диФФеренциальный механизм выполнен замкнутым с циркуляцией мощности. В качестве варианта изготовления дифференциальный механизм образован двумя дифференциальными ступенями, выходная ступень которого включает три центральных колеса, одно из которых, с наружными зубьями, жестко связано с водилом входной ступени, второе, с внутренними зубьями, связано с выходным звеном шарнира с возмож-. ностью смещения относительно него в двух взаимно перпендикулярных направлениях, третье, с внутренними зубьями, имеет два зубчатых венца, беговые дорожки на внутренней стороне обода и связано жестко с центральным колесом с внутренними зубьями входной ступени и выходным звеном шарнира, а сателлиты этой ступени выполнены с тремя зубчатыми венцами и беговыми дорожками, вэаимодействукйаими соответственно с зубчатыми венцами центральных колес и беговыми дорожками центрального колеса.На чертеже изображено предлагаемоеустройство, продольный разрез.Приводное устройство манипуляторасоединяет между собой входное 1 и выходное 2 звенья шарнира и помимо нихсодержит двигатель 3, цилиндрическийредуктор 4, соединенный предохранительной муфтой 5 с дифференциальныммеханизмом, который выполнен двухступенчатым замкнутым с циркуляцией мощности. Входная ступень дифференциального механизма содержит центральноеколесо 6 с наружными зубьями, сателлиты 7,водило 8 и центральное колесо 9 с внутренними зубьями. Выходнаяступень содержит центральное колесо10 с наружными зубьями, зацепляющиеся с ним трехвенцовые сателлиты 11,снабженные беговыми дорожками 12, идва центральных колеса 13 и 14 с внутренними зубьями.Центральное колесо 10 жестко свя- ;Щэано с водилом 8 входной ступени ивыполнено плавающим, центральное колесо 13 имеет два зубчатых венца идве беговые дорожки 15, взаимодействующие соответственно с зубчатымивенцами и беговыми дорожками 12 сателлита 11. Колесо 13 жестко связано с центральным колесом 9 входнойступени и с выходным звеном 2 шарнира манипулятора,Центральное колесо 14 установленов выходном звене 2 шарнира с воэможностью смещения относительно него вдвух взаимно перпендикулярных направлениях, например, с помощью кулисы 16. 33Приводное устройство манипулятораработает следующим образом.Поток мощности от двигателя 3 проходит через цилиндрический редуктор4 и поступает к центральному колесу 4 Об входной ступени дифференциальногомеханизма. Числа зубьев и знаки передаточных чисел в последнем подобранытаким образом, чтобы создать в немциркуляцию мОщнОсти по замкнутОму 4контуру. При этом часть потока проходит через выходную ступень и приводитв движение выходное звено 2 шарнира,а другая его часть обеспечивает подтормаживание движения звеньев дифференциального механизма. Усилия взацеплениях входной ступени существенно меньше усилий в выходной ступени. Моменты.сил, приложенные к венцам 9 и 13, направлены в разные стороны, а их разность остается постоянной в процессе перемещения звена 2.Путем подбора передаточных отношенийсТупеней можно создать любое люфтовыбирающее усилие в пределах мощности двигателя. Поскольку величина циркулирующей мощности невелика, то КПД передачи остается высоким.Жесткость приводного устройства достаточно высока, поскольку в наиболее нагруженной выходной ступени использованы колеса. с многопарньми зацеплениями и с равномерным распределением нагрузки в зацеплениях.Технико-зкономический эффект предлагаемого приводного устройства манипулятора обеспечивается комплексом высоких технических характеристик: минимальный люфт привода для точного выхода исполнительного органа в заданное положение, высокие КПД и надежность, малый вес.формула изобретения1. Приводное устройство манипулятора, содержащее двигатель, входноеи выходное звенья шарнира и связывающий их дифференциальный механизм,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью Упрощения выборки зазоров вкинематической цепи, повышения еежесткости, дифференциальный механизмвыполнен замкнутым с циркуляцией мощности.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дифференциальный механизм образован двумядифференциальными ступенями, выходная ступень которого включает трицентральных колеса, одно иэ которыхс наружными зубьями, жестко связанос водилом входной ступени, второе,с внутренними зубьями, связано с выходным звеном шарнира с возможностьюсмещения относительно него в двухвзаимно перпендикулярных направлениях, третье, с внутренними зубьями,имеет два зубчатых венца, беговыедорожки на внутренней стороне ободаи связано жестко с центральным колесом с внутренними зубьями входнойступени и выходным звеном шарнира, асателлиты этой ступени выполнены стремя зубчатыми венцами и беговымидорожками, взаимодействующими соответственно с зубчатыми венцами центральных колес и беговыми дорожкамицентрального колеса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Белянин П.НПромышленные роботы. М., "Машиностроение", 1971, с.179190.2. Авторское свидетельство СССР9 303463, КЛ.Г 16 Н .1/28, 1969 (прототип).868194 Составитель ВТкач Техред С.Мигу п орректор М.Еос кто в атаюМЬюаш80/43 Тираж 1009ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений3035, Москва, Ж, Рауш аказ 8 Подписа СССР комите открыт ская н ю д. Швш еа ш а юилиад ППП "Патентф, г.Ужгород, ул.Проектная,4