Рука манипулятора

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК цц 4 В 25 Л 1/02//В 25 7 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц; б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1225778, кл. В 25 Л 1/02, 1984.(57) Изобретение относится,к областиробототехники и предназначено для использования в манипуляторах с большостепенью подвижности, Цель - расширение технологических возможностей засчет увеличения зоны обслуживания.Рука манипулятора содержит звенья2-4 с поперечными пластинами,6, свя 801283077 д 1 занные между собой универсальнымишарнирами 5, с устройствами фиксациипо каждой степени подвижности с индивидуальным приводом и трособлочныепередачи 8-15, обеспечивающие относительное движение звеньев от.привода, установленного на основании. Концы тросов каждой трособлочной передачи закреплены соответственно на оси блока последующей трособлочной передачи и на радиальном выступе 7 поперечной пластины 6 соответствующего зве-.на. Радиальные выступы 7 на соседних звеньях повернуты друг относительно друга. Натяжение трособлочных лереО дач обеспечивает создание моментов э вокруг оси каждого универсального шарнира 5 и перераспределение внешней нагрузки между звеньями и трособлочны- СВ ми передачами. 3 ил.3077 2относительно радиального выступазвена 3 на угол, близкий к 90, чтообеспечивает сбалансированность момента от внешней нагрузки и движущего момента в шарнире 5 по каждойстепени подвижности.Совокупность трособлочных передач8-11 обеспечивает прямое движениезвеньев 2,3 и 4 в универсальных шар- Ю нирах 5.Все последующие тросы и блоки трособлочных передач 12-15 установленыаналогично трособлочным передачам8-11. На радиальных выступах 7, вы полненных на поперечных пластинах 6звеньев 2,3 и 4, закреплены концытросов двух последующих трособлочных передач 9-10, 10-11, повернутых друг относительно друга.20 Тросы всех трособлочных передачимеют возможность контакта с поперечными пластинами 6 звеньев 2,3 и 4,так как в исходном состоянии ониудалены от .скругленного края поперечной пластины 6 этих звеньев. Трос 20 трособлочной передачи 10 одним концом соединен с радиальным выстугом 7 поперечной пластины зве ц на 3, а другим - с осью блока 21 трособлочной передачи 11.Трос 22 трособлочной передачи 11 одним концом соединен с радиальным выступом 7 поперечной пластины звена д 5а другим - с осью блока последующей трособлочной передачи,Радиальные выступы 7 двух последовательных звеньев повернуты друг относительно друга на угол, вели р чина которого определя тся соотношением момента от внешней нагрузки и движущего момента в шарнире 5 по каждой степени подвижности в шарнире. 55Например, радиальный выступ 7 зве- . на 3 повернут относительно радиального выступа 7 звена 2 на 90 , а радиальный выступ 7 звена 4 повернут 1 128Изобретение относится к робототехнике и предназначено для использования в манипуляторах с большой степенью подвижности.Целью изобретения является расширение технологических возможностейза счет расширения зоны обслуживания,На фиг. 1 изображена кинематическая схема руки манипулятора, нафиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; нафиг. 3 - вид Б на фиг.2.Рука манипулятора состоит из основания 1, на котором установленызвенья 2,3 и 4. С основанием 1 имежду собой звенья соединены универсальными шарнирами 5, Каждый шарнир 5 снабжен устройством фиксациизвеньев по каждой степени подвижности (не показано). На каждом звене 2,3 и 4 установлена поперечнаяпластина 6, на которой выполнены радиальные выступы 7, Привод (не показан) установлен на основании 1.Кинематическая связь звеньев междусобой и с приводом обеспечиваетсятрособлочными передачами 8-15,Трос. 16 трособлочной передачи 8одним концом соединен с приводом, адругим - с осью блока 17 трособлочной передачи 9, Трос 18 трособлочной передачи 9 соединен одним концом с радиальным выступом 7 попереч ной пластины звена 2, а другим - сосью блока 19 трособлочной передачи 10.Рука манипулятора работает следующим образом,В исходном состоянии все устройства фиксации относительного положения звеньев по каждой степени подвижности включены. Тросы трособлочных передач находятся в натянутом состоянии, обеспечивая выбор зазоров в шарнирах и узлах крепления тросов, а также сбалансированность момента от внешней нагрузки в каждом универсальном шарнире. При необходимости совершить движение звеньев, например, 3 и 4 относительно звена 2 по часовой стрелке вокруг горизонтальной оси универсального шарнира 5 перемещают трос 16 в направлении стрелки В (фиг, 1) . Одновременно отключают устройство фиксации вращения звена 3 относительно звена 2 вокруг горизон" тальной оси универсального шарнира 5, При зтом рука манипулятора приобретает возможность совершать движение только с одной степенью подвижности - вращение вокруг горизонтальной оси шарнира 5, соединяющего звенья 2 и 3. Звенья 3 и 4 так же, как и основание 1 и звено 2, в это время представляют собой одно целое.3 12830Трос трособлочной передачи 12свободно, без натяжения движетсяотносительно основания 1,Движущийся под натяжением относительно основания 1 трос 16 пере 5дает движение блоку 17, который перемещает трос 18. Последний однимконцом связан с радиальным выступом7 поперечной пластины 6 второго звена и осью блока 19. Поэтому один конец троса, связанный с радиальнымвыступом 7, остается неподвижным,а другой конец троса 18 перемещаетсявместе с блоком 19. При этом движущийся под натяжением трос 18 создает момент в универсальном шарнире5, соединяющем основание 1 и звено2, уравновешивающий момент от внешних нагрузок. Величина разности движущего момента и момента от внешней 20нагрузки воспринимается устройствами фиксации по каждой степени подвижности шарнира 5.гДвижение с блока 19 передаетсятросу 20. Последний одним концом 25соединен с радиальным выступом 7поперечной пластины 6 третьего звена, а другим - с осью блока 21. Поэтбму .движущее усилие передаетсяодновременно звену 3 и блоку 21. 30Радиальный выступ 7 звена 3 повернутотносительно аналогичного радиального выступа 2 в плоскости, перпендикулярной к оси этого звена,что обеспечивает скрещивающееся расположениеветвей троса 18 относительно звена 2и идентичное расположение ветвейтроса 20 относительно звена 3. Благодаря такому взаимномурасположениютросов и звеньев натяжение в тросах 40обеспечивает создание момента вокругкаждой оси универсального шарнира 5,Момент, создаваемый .натяжением троса18 относительно осей универсальногошарнира 5, соединяющего основание 1, 45и звено 2, обеспечивает уравновешивание внешних нагрузок. Момент, создаваемый натяжением троса 20, обеспечивает уравновешивание момента отвнешней нагрузки в шарнире, соединя" 50ющем звенья 2 и 3, относительно вертикальной оси и создание движущегомомента относительно горизонтальнойоси, под действием которого звено 3вращается относительно звена 2 против часовой стрелки. 77с осью блока последующей передачи и обеспечивает дальнейшую передачу натяжения. Второй конец троса 22 связан с радиальным выступом 7 поперечной пластины звена 4, повернутой относительно аналогичного радиального выступа поперечной пластины звена 3, что обеспечивает получение скрещивающегося положения ветвей троса 22 и звена 4. Это, в свою очередь, обеспечивает создание уравновешивающего момента относительно каждой оси универсального шарнира, соединяющего звенья 3 и 4.При этом величина натяжения в каждом последующем тросе по мере удаления от основания 1 уменьшается, так как только векторная сумма натяжений двух ветвей троса 18 равна величине- натяжения в тросе 16. Поэтому величина движущего момента, создаваемого тросом 18 в шарнире 5, соединяющем основание 1 и звено 2, больше момента, создаваемого тросом 20 в шарнире, соединяющем звенья 2 и 3, вместе с тем в.шарнире, соединяющем. звенья 2 и 3, меньше и момент от внешней нагрузки, создаваемой, например, весом груза, инерционными нагрузками.Благодаря такой конструкции усилие со стороны троса 16 распределяется по длине манипулятора, создавая одновременно моменты относительно каждой из осей универсального шарнира. Причем величина усилий, приложенных со стороны тросов к радиальным выступам, уменьшается по мере удаления от основания, В связи с этим несущие элементы руки манипулятора испытывают изгибающий момент незначительной величины, благодаря этомуможно использовать устройство фиксации малой мощности. Возможность использования универсальных шарниров,движение в которых обеспечиваетсялишь двумя приводами, позволяет увеличить зону обслуживания руки манипулятора,Обратное движение звеньев руки манипулятора обеспечивается перемещением троса трособлочной передачи 12.Формула изобретенияС блошка 21 натяжение передаетсятросу 22. Один конец троса связан Рука манипулятора, содержащая привод и звенья, кинематически связанные между собой трособлочными передачами,Бакулин Корректор М ская аказ 7343/13 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Б-ЗПодпис ного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/ роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. тная,5 128307 приэтом каждое звено снабжено поперечной пластиной, а между собой званья соединены шарнирно и каждый шарйир снабжен устройством фиксации относительного положения смежных зве ньев, причем трос первой трособлочной передачи одним конном соединен с приводом, а другим - с осью блока трособлочной передачи последующего звена, трос последней трособлочной передачи 10 одним концом соединен с предыдущим звеном, несущим рабочий орган, при этом трос каждой промежуточной трособлочной передачи одним концом соединен с предыдущим звеном, а другим - 15 Составительактор И. Рыбченко Техред А,Кр 7 6с осью блока трособлочной передачипоследующего звена и расположен надп перечной пластиной предыдущего звена с возможностью контакта с ней,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью расширения технологическихвозможностей за счет расширения зоны обслуживания, на,поперечной пластине каждого звена выполнены радиальные выступы, а концы тросов трособлочной передачи каждого последующегозвена соединены соответственно сосмежным предыдущим звеном посредством этих радиальных выступов поперечной пластины.