Пространственный механизм

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 1 11/00 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ арински о СССР О, 1983.Й МЕХАНИЗМ к машиностроетехнике, и мори автоматизазобретения явиствия механизиг. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относитсянию, в частности к роботжет быть использовано пции производства. Цельюляется увеличение быстроде ЯО 1468741 А 2 ма и снижение энергозатрат. Это достигается за счет того, что механизм снабжен аккумулятором 5 энергии, связанным с фланцами 1 и 2. Аккумулятор энергии выполнен в виде упругого элемента, закрепленного концами на фланцах 1 и 2, причем в среднем положении всех тяг элемент 5 не нагружен. Аккумулятор энергии может быть выполнен в виде пневматических пружин растяжения - сжатия, установленных между фланцами, число которых равно числу тяг 3, причем оси пневматических пружин расположены по структуре 1-координат и в среднем положении тяг все пружины не нагружены.2 з.п. ф-лы, 4 ил.О 15 20 25 30 45 50 55 3Изобретение относится к машиностроению, в частности к робототехнике, и может быть использовано при автоматизации производства.ель изобретения - увеличение быстродействия механизма и снижение энергозатрат.На фиг. 1 . изображена схема пространственного механизма с шестью степенями подвижности с аккумулятором в виде упругого элемента; на фиг, 2 - то же, с пневматическим аккумулятором; на фиг. 3 - схема плоского механизма с тремя степенями подвижности с пружинным аккумулятором; на фиг. 4 - то же, с пневматическим аккумулятором,Пространственный механизм (фиг. 1) состоит из фланцев 1 и 2, шести тяг 3, переменной длины, регулируемой с помощью приводов 4, и аккумулятора 5 энергии. Каждая из шести тяг 3 связана с ферическими шарнирами с фланцем 2 и выходным фланцем 1.Аккумулятор 5 может быть выполнен в виде упругого элемента, например пружины сжатия-растяжения-кручения-изгиба.Механизм с пружинным аккумулятором работает следующим образом,Параметры аккумулятора энергии-пружины - выбирают такими, чтобы при положении фланца 1, соответствующим средней длине всех тяг 3, пружина была не нагружена, В этом заключается настройка аккумулятора энергии.Затем вручную или при помощи приводов 4 фланец 1 перемещают в одно из положений, при котором каждая из тяг 3 имеет максимальную или минимальную длину. Фланецзанимает одно из возможных положений позиционирования. Дальнейшая работа механизма при его циклической работе заключается в перемещении фланца 1 путем изменения приводами 4 длин тяг 3 от одного крайнего положения к другому, причем в конце 40 позиционирования каждая тяга 3 имеет максимальную (минимальную) длину. Общее число положений выходного фланца 1 в пространстве равно 2", где и - число тяг 3.При смещении фланца 1 из среднего положения, при котором нагрузка на пружину отсутствует в ней возникает нагрузка, обусловленная изменением положения фланца 2. Эта нагрузка является совокупной от изменения длины каждой тяги 3. Таким образом, пружина аккумулятора 5, в общем случае растягиваясь (сжимаясь), закручиваясь и изгибаясь, запасает потенциальную энергию.При очередном или одновременном изменении длины любой тяги 3 аккумулятор 5 возвращает накопленную потенциальную энергию, стремясь вернуть тяги 3 в среднее положение. Потенциальная энергия аккумулятора 5 переходит в кинетическую энергию движения тяг 3, что содействует ускорению в движении тяг 3, Таким образом, в механизм вводится энергия, дополнительная к энергии привода.Аккумулятор 5 разгоняет каждую тягу 3 до ее среднего положения, после прохождения которого он тормозит тягу 3. В конце цикла движения тяги 3 она запасает в аккумуляторе потенциальную энергию, соответствующую новому положению фланца 1.Соответствующим выбором параметров аккумулятора 5 обеспечивается то, что каждая тяга 3 подходит к крайним положениям с нулевой скоростью.Таким образом, приводы 4 должны сообщать механизму минимальную энергию, затрачиваемую на трение в кинематических парах.В процессе работы механизма тяги 3 могут иметь временной выстой в крайних положениях, в которых удерживаются соответствующими им приводами. В частности, тяги 3 могут быть оснащены управляемыми, например, электромагнитными фиксаторами (не показаны), каждый из которых удерживает соответствующую тягу 3 в одном из крайних положений, воспринимая усилие, передаваемое тяге пружиной 5. При этом привод может быть отключен.При выведении фиксатора и включении привода по команде системы управления данная тяга приходит в движение.Механизм с аккумулятором 5, выполненным в виде пневматических пружин, рабо. тает аналогично (фиг. 2). Отличие заключается в том, что пневматические пружины расположены по структуре 1-координат и в среднем положении тяг 3 не нагружены. аналогично (фиг. 2). Отличие заключается в том, что пневматические пружины расположены по структуре 1-координат и в среднем положении тяг 3 не нагружены. Расположение пневматических пружин растяжения-сжатия по структуре 1-координат приводит к тому, что каждому крайнему положению фланца 1 соответствует определенный главный вектор и главный момент системы сил, приложенных к нему со стороны аккумулятора 5. В попожении фланца 1, соответствующем средним положениям тяг 3, главный вектор и главный момент равны нулю. Перемещения фланца 1, вызванные перемещением тяг 3 механизма, приводят к растяжению или сжатию пневматических пружин. Вследствие этого аккумулятор 5 либо запасает потенциальную энергию, либо выдает ее механизму, причем выдача энергии механизму производится на первой половине перемещения тяги 3, а ее запасание - на второй.1-координатные механизмы с тремя степенями подвижности с пружинным (фиг. 3) и пневматическим (фиг. 4) аккумулятора 14687413ми 5 позволяют осуществлять движение в одной плоскости, при этом принцип работы этих механизмов не отличается от принципа работы пространственных механизмов.Применение предлагаемых механизмов в робототехнике обеспечивает снижение мощности приводов в десятки раз при одновременном увеличении быстродействия в 4 - 5 раз, Особенность предлагаемого приложения аккумуляции энергии в 1-координатных механизмах заключается в использовании общего аккумулятора энергии для различных тяг механизма, что значительно упрощает конструкцию и снижает ее металлоемкость. При этом аккумулятор не требуется устанавливать на каждом звене, механизма, а достаточно иметь один аккумулятор, установленный между основанием и выходным звеном.Формула изобретения1. Пространственный механизм по авт. св.1194672, отличающийся тем; что, с 4целью повышения быстродействия и снижения энергозатрат, он снабжен аккумулятором энергии, выходными звеньями связанным с фланцами.52. Механизм по п. 1, отличающийсятем, что аккумулятор энергии выполнен в виде упругого элемента, связанного своими концами с фланцами, причем в исходном 10 состоянии упругого элемента тяги расположены в среднем положении. 3. Механизм по п, 1, отличающийсятем, что аккумулятор энергии выполнен 15 в виде пневматических пружин двустороннего действия, число которых равно числу тяг, установленных между фланцами, причем структура расположения осей пневматических пружин и тяг идентична, а в исходном состоянии пневматических пружин тяги расположены в своем среднем положении.Составитель Е. Ермопе я Релактор Л. Лежни на Техрел И. Верее Корректор М. Васильева Тираж 778 Полписцое ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1.";1.Т СС