Шарнир манипулятора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 50 В 25 1 17/Ож ,Ъ СУДАРСТВЕННЫИ КОМИДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Т СССР ОТКРЫТИ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ м зве- дей- полийся тем,ивидуаль 4 йь СР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) 1. ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА, содержащий сферическую опору, связанную с ведомым звеном, и соосно расположенные сферические подпятники, связанные с приводами их вращения, расположенными внутри ведущего звена, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования и расширения технологических возможностей, он снабжен промежуточным звеном с приводом его вращения, гибкими и жесткими дисками, расположенными соосно сферическим подпятникам, и шестерней, установленной на ведомом звене, причем сферические подпятники смонтированы перпендикулярно оси ведущего звена с противоположных сторон от сферической опоры и содержат выполненные на обращенных одна ЯО 11409 к другои поверхностях зубчатые нарезки, взаимодействующие с шестерней ведомого звена, на гибких дисках выполнены торцовые зубья, а на противоположных от сферической опоры торцовых поверхностях сферических подпятников - зубчатые нарезки, взаимодействующие с торцовыми зубьями гибких дисков, при этом гибкие диски жестко связаны с ведущим звеном, а последнее установлено соосно через промежуточное звено в дополнительном звене и зафиксировано от поворота относительно него.2. Шарнир по и. 1, отличающийся тем, что он снабжен диаметрально расположенными и связанными с приводами вращения сферических подпятников роликами, взаимодействующими с гибкими и жесткими дисками одновременно. 3. Шарнир по п. 1, отличающийся что на наружной поверхности ведущего на выполнена винтовая нарезка, взаимо ствующая с аналогичной нарезкой, вь пенной на внутренней поверхности пром точного звена. 4. Шарнир по п. 1, отличающ что дополнительное звено имеет инд ный привод вращения.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании и разработке новых конструкций манипуляторов.Известен гидромеханический шарнир, содержащий два гидродвигателя со взаимно перпендикулярными осями вращения валов и выходной фланец. В валу первого гидро- двигателя выполнена полость, в которой закреплен вал второго гидродвигателя, а выходной фланец установлен на корпусе второго гидродвигятеля, который отличается увеличенными моментными нагрузкамиНедостатком данного устройства является малый угол качания выходного звена по отношению к корпусу шарнира ввиду совмещения гидродвигателей, что обуславливает ограниченные технологические возмо,к: ости шарнира,Кроме того, выполнение приводов шарнира гидравлическими не может обеспечить высокую точность перемещений выходного звена вследствие возможных утечек в гидросистеме.Известен. также шарнир манипулятора, соединяющий его ведомое и ведущее звенья и содеркащий основную сферическую опору, связанную с ведомым звеном, и установленные с возможностью вращения соосно один другому сферические подпятники, связанные с приводами их вращения, которые расположены во внутренней полости ведущего звеня 12.Недостатком известного устройства являются его ограниченные технологические возможности из-за малого угла качания ведомого звена относительно ведущего, Угол качания ограничен конструктивным исполнением шарнира и отсутствием осевого перемещения ведущего звена. Кроме того, использование гидродвигателей в качестве привода вращения подпятников не может обеспечить высокую точность позиционирования ведомого звена из-за возможных гидравлических потерь. Цель изобретения - повышение точности позиционирования и расширение технологических возможностей.Поставленная цель достигается тем, что шарнир манипулятора, содержащий сферическую опору, связанную с ведомым звеном и соосно расположенные сферические подпятники, связанные с приводами их вращения, расположенными внутри ведущего звена, снабжено промежуточным звеном с приводом его вращения, гибкими и жесткими дисками, расположенными соосно сферическим подпятникам, и шестерней, установленной на ведомом звене, причем сферические подпятники смонтированы перпендикулярно оси ведущего звена с противоположных сторон от сферической опоры и содержат выполненные на обращенных одна к другой поверхностях зубчатые нарезки, взаимодействующие с шестерней ведомого звена, на гибких дисках выполнены торцовые зубья, а на противоположных от сферической опоры торцовых поверхностях сферических подпятников - зубчатые нарезки, взаимодействующие с торцовыми зубьями гибких дисков, при этом гибкие диски жестко связаны с ведущим звеном, а последнее установлено 10соосно через промежуточное звено в дополнительном звене, имеющем индивидуальный привод вращения, и зафиксировано от поворота относительно него.При этом шарнир снабжен диаметральнорасположенными и связанными с приводами вращения сферических подпятников роликами, взаимодействующими с гибкими и жесткими дисками одновременно.Кроме того, на наружной поверхностиведущего звена выполнена винтовая нарезка, взаимодействующая с аналогичной нарезкой, выполненной на внутренней поверхности промежуточного звена.Дополнительное звено имеет индивидуальный привод вращения.На чертеже изображен шарнир манипу лятора, обций вид.Приводной шарнир манипулятора содержит ведомое звено 1, выполненное заодно с шаром 1 (сферичсской опорой), ведущее звено 3, внутри которого установлены с возможностью вращения перпендикулярно З 0 его оси сферические подпятники 4 с противоположных сторон шара 2, содержащие выполненные на обрагценных одна к другой поверхностях зубчатые нарезки 5, взаимодействующие с шестерней 6, закрепленной на ведомом звене 1, а на противоположных от шара 2 торцовых поверхностях сферических подпятников 4 выполнены торцовые зубчатые нарезки 7, взаимодействующие с торцовыми зубьями гибких дисков 8, установленных вместе с ведущими дисками 9 40 соосно подпятникам 4 и жестко связанныхс ведущим звеном 3. При этом подпятники 4, жесткие (ведущие) диски 9 и гибкие диски 8 образуют торцовый волновой механизм.Гибкие диски 8 взаимодействуют с жесткими 45 (ведущими) дисками 9 через диаметральнорасположенные ролики 10, образующие двух- волновой генератор волн. При этом жесткие сведущие) диски 9 кинематически связаны с электродвигателями 1 и 12 через валы- шестерни 13 и 14. Ведущее звено 3 уста новлено соосно через промежуточное звено15 в поворотном звене 16, относительно которого оно зафиксировано от проворота телескопическим звеном 17, На наружной поверхности ведущего звена 3 выполнена винтовая нарезка, взаимодействующая с аналогичной нарезкой, выполненной на внутренней поверхности промежуточного звена 1 5, связанного с электродвигателем 18 посредством конических колес 19 и 20, Поворотное звено16 установлено в неподвижном звене 21 и кинематически связано с электродвигате- лем 22 через шестерню 23 и зубчатое колесо 24. Выборка зазоров в подвижных звеньях осуществляется тарельчатыми пружинами 25 - 28. Для предотвращения попадания пыли в сферический шарнир между ведущим звеном 3 и ведомым звеном 1 установлен сильфон 29.Устройство работает следующим образом, Вращение ведомого звена 1 вокруг своей оси осуществляется от электродвигателей 11 и 12, которые приводят во вращение через валы-шестерни 13 и 14 жесткие (ведущие) диски 9 с диаметрально расположенными роликами 10, через которые воздействуют на гибкие диски 8, обеспечивая тем самым вращение на них волны участков гибкого диска 8, т. е. вращение участков контакта их зубьев с торцовыми зубчатыми нарезками 7.Так как гибкие диски 8 закреплены неподвижно на ведущем звене 3, то вращение передается на подпятники 4, Г 1 ри этом необходимо, чтобы последние вращались в противоположные стороны.Вращение сферических подпят ников в противоположные стороны вызывает вращение шестерен 6, а следовательно, и самого ведомого звена 1, на котором она закреплена (т. е. ротацию звена .1).Изменение направления вращения одного из электродвигателей, например 12, обеспечивает вращение подпятников 4 в одну сторону, что осуществляет качание ведомого звена 1 вокруг оси подпятников 4.Поступательное перемещение ведущего звена 3 осуществляется от электродвигателя 18, который через зубчатые колеса 9 и 20 передает вращение промежуточному звену 15 с выполненной на внутренней его поверхности винтовой нарезкой, при этом взаимодействующее с ним через аналогичную нарезку ведущее звено 3 осуществляет поступательное перемещение.Поворот шарнира относительно своей осиосуществляется электродвигателем 22 привода вращения, установленного на неподвижном звене 21, через шестерню 23 и зубф чатое колесо 24, закрепленное на поворотном звене 16, которое связано с ведущим звеном 3 телескопическим звеном 17.Таким образом, в предложенном привод-ном шарнире обеспечивается вращение (ротация) ведомрго звена 1 вокруг своей оси при вращении подпятников 4 в противоположные стороны, качание его относительно ведущего звена 3 при вращении подпятников в одну сторону, вращение ведомого звена 1 вместе с ведущим вокруг оси ведущего звена 3 и поступательное их перемещение. Использование изобретения расширяеттехнологические возможности манипулятора р и повышает его маневренность за счет наличия дополнительного вращения ведомогозвена вокруг своей оси и его поступательногоперемещения вместе с ведущим звеном.Кроме того, использование электропривода для движения звеньев шарнира с при- ЗО менением торцовых волновых механизмов,установленных соосно подпятникам, позволяет повысить точность позиционирования выходного звена при минимальных габаритахшарнира и значительной редукции частотывращения ведомого звена.1140946 а Я 4/5 ная,Редактор С. СаенкоЗаказ 38603ВНИп113035Филиал П ПИ ГосуделамМосква,ПП Пате Составитель С. Новик Техред И. Верес К Тираж 050 П арственного комитета СС изобретений и открытий Ж - 35, Раушская наб., д т, г. Ужгород, ул. Прое орректор О. БилакдпнсноеСР