Пространственный механизм

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 51)5 В 251 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ОБРЕТЕН И ПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗ КОМУ СВИДЕТЕЛ 4(57) Использование: роботоности, при сборке, окраске,Для перемещения выходноются три кинематическиещие два привода в виде двращательного перемещениз них параллельна плоскос, а второго - перпендикуляр двигатель 4 установлен. непосредственно на основании, В каждой кинематической цепи имеются два связанйых вращательной паия им. А,А, Бла- рой промежуточных звена, первое из которых сферической парой связано с выходным унов звеном, а второе промежуточное звено жеТгапзезвопз, стко связано с первым приводом, При этом есегпЬег, 1988, каждая кинематическая цепь снабженашарнирным параллелограммом, первое МЕХАНИЗМ . звено 10 которого вйполнено в виде рычага, техника, в част- жестко связанного с первым промежуточсварке деталей ным звеном кинематической цепи, второе го звена 1 име-. звено 7 шарнирного параллелограмма соцепи, содержа- вмещено с вторымпромежуточным звеном вигателей 3 и 4 кинематической цепи, а третье звено 11 ия, Ось первого .снабжено противовесом 13, который моти основанйя 1, жет быть выполйен в виде груза или пруна ему. Второй жины, 2 з,п,ф-лы, 4 ил,1757873 10 15 20 25 30 35 40 3Изобретение относится к машиностроению, в частности к робототехнике,и можетбыть использовано в качестве ма:1 пулятора для перемещения сварочного аппарата,краскапульта детали при сборке. антенны иотражателей в радиолокации и т,д.Известен пространственный механизмс шестью степенями свободы, включающийоснование, вь 1 ходное звено, кинематические цепи, содержащие привод, два промежуточных звена, первое из которых. сферической .парой связано с выходнымзвеном, а второе промежуточное звено связано с приводом.Недостатком этого устройства являотся значительные энергетические затраты наперемещение выходного звена, поскольку:весь вес выходного звена уравновешиваетсяусилиями приводов (А,С,СССР К. 1194672/Арзуманян К.С., Колискор А,Ш, Пространственный механизм, Б,И. % 44, 1985).Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являетсяпространственный механизм с шестью степенями свободы, содержащий оснбвание,выходное звено; три кинематические цепи,содержащие по два связанных посредствомначального звенапривода, первь 1 й из которых выполнен в виде двигателя вращательного перемещения, ось которогопараллельна плоскости основания, а второйпривод установлен на основании, два связанных вращательной парой промежуточных звена, первое из которых сферическойпарой связано с выходным звеном, а второепромежуточное звено жестко связано с пеовым приводом (О.КОЯ, Яоо-Нцпйее, КаоУоеЬ, О, И,Яап сапог. УаприакогСопйцогабопз Вазеб оп Воагу-Бпеаг,Р-)Асыатогз апб ТЬе 1 г 01 гес 1 апб пчегзеКееща 11 сз/ Л, ОГ МеспТгапзапс АО 1 ощ иОез 9 п, и.110, 1988, ьес., р.399, В 9,5),Недостатком известного устройствапрототипа являются значительные энергозатраты на перемещение выходного звена,поскольку вес выходного звена целикомвоспринимается приводами, Это обстоятельство обусловливает необходимость затрат энергии и при перемещении и приотсутствии движения.Целью данного технического решенияявляется уменьшенле энергозатрат на пе 1 емещение выходного звена,Поставленная цель достигается тем, чтов пространственном механизме с шестьюстепенями свободы, включающем основамч, выходное звено, три кинематическиец:-:м, содержащие по два связайных посредством начального звена привода, первый из которых выполнен в виде двигателя вращательного перемещения. ось которого параллельна плоскости основания, а второй привод установлен на основании, два связанных вращательной парой промежуточных звена, первое из которых сферической парой связано с выходным звеном, а второе промежуточное звено жестко связано с первым приводом, новым является то, что второй привод выполнен в виде двигателя вращательного перемещения, ось которого перпендикулярна плоскости основания, ось вращательной, соединяющей промекуточные звенья, расположена параллельно оси первого привода, каждая кинематическая цепь снабжена шарнирным параллелограммом, первое звено которого выполнено в виде рычага, жестко связанного с первым промежуточным звеном кинематической цепи, второе звено шарнирного параллелограмма совмещено со вторым промежуточным звеном кинематической цепи, а третье и четвертое звенья шарнирного параллелограмма выполнены равными по длине соответственно первому и второму звеньям шарнирного параллелограмма,тоетье звено шарнирного параллелограмма снабжено противовесом, установленным относительно второго промекуточного звена кинематической цепи по другую сторону от выходного звена. Противовес может быть выполнен в виде груза или пружины;Проведенный заявителем поиск по научно-техническим и патентным источникам информации и выбранной и перечня аналогов прототип позволили выявить отличительные признаки в заявленном техническом решении, следовательно, заявленное устройство удовлетворяет критерию "новизна", а проведенный заявителем дополнительныи поиск известных технических решений с целью обнаружения в них признаков, сходных с признаками отличительной части формулы заявленного технического решения и сравнения свойств заявляемого и известных технических решений, обусловленных наличием в них указанных признаков показал, что, во-первых. не все признаки отличительной части формулы найдены в известных технических решениях, во-вторых, сопоставительныл анализ свойств, обусловленных наличием некоторых отличительных признаков в известных технических решениях и в заявленном техническом решении, показал, что у заявленного решенля проявляются свойства, не совпадающие со свойствами, проявляемыми указанными признаками в известных технических решениях, чем обусловливается достижение заявленного положительно го эффекта, следовательно, заявляемое. техническое решение удовлетворяет кДйте- кового веса можно использовать приводарию изобретения "существенные отличия". меньшей мощности, поскольку вес выходноНафиг.1 - Зприведенытрипрямоуголь- го звена воспринимается не приводом чтоные проекции заявленного устройства, на требует затрат энергии), а противовесомфиг,4 представлен вариант исполненияуст что не требует затрат энергии). С другойройства, где в качестве противовеса прило- стороны, если исйользуютсяприводь одижена пружина, наковой мощности в сравнении с устройстМеханизм содержит основание 1, вы- вом-прототипом, то заявляемое устройствоходное звено 2, три кинематические цепи, может манипулироватьс выходным звеномвключающие приводы, первый из которых Э 10 более вь.сокого веса,выполнен в виде двигателя вра цательного - Таким образом,устройство, предложенперемещения 3, второй привод 4 установ- ное в данной заявке, обеспечивает болеелен на основании 1, приводы связанына- высокую производительность при меньшихчальным звеном 5, два промежуточных энергозатратахвсравнениисустрой"твомзвена 6, 7 связаны вращательной парой 8, 15 прототипом,первое промежуточное звено 6 связано свыходным звеном сферической парой 9, Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и явторое промежуточное звено 7 связано с . 1. Пространственный механизм, содерприводом 3, Каждая кинематическая цепь жаший основание, выходное звено, три киснабжена шарнирным параллелограммом, 20 нематические цепи, содержащие по двапервое звено которого 10 жестко связано со связанных посредствомобщего начальногозвеном 6, второе звено шарнирного парал- . звена привода, первыи из которых выполлелограмма совмещено со звеном 7, третье нен в виде двигателя вращательйого пере 11 ичетвертое 12 звенья шарнирного парал- мещения, ось которого параллельналелограмма равны по длине соответственно" 25 плоскости основанйя, а второй привод устапервому и второму звеньям, причем третье новлен на основайии, а также два связанзвено шарнирного параллелограмма "11 ных вращательной парой промежуточныхснабжено противовесом 13, Противовес мо- звена, первое из которых сферической пажет быть выполнен в виде груза 13 или пру- рой связано с одной стороной выходногожины 14. В последнем случае пружийа 30 звена, а второе жестко связано с первымсоединена с дополнительным рычагом 15,приводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, скоторым снабжено начальное звено,.: целью уменьшения энергетических затратМеханизм работает следующим обра- на перемещение выходного звена, он снабзом, Относительно основания.1 выходное жен противовесом, установленным по др -узвено 2 перемещается под действием йри гую сторону выходного звена, при этомводов 3 и 4, взаимодействующих через на- второй привод выполнен также в виде двичальное звено 5, Движение передается гателявращательногоперемещения,оськочерез промежуточные звенья 6 л 7, враща торого перпендикулярна к плоскостительную пару 8 и сферическую пару 9 на основания, ось вращательной пары, соедивыходное звено 2, Через звенья 10, 11, 12 40 няющей промежуточные звенья, располо-противовес 13 воспринимает силу веса вы"-" жена параллельно оси"йервого прйвода иходного звена. Если противовес выполнен в каждая кинематическая цепь снабженавиде пружины 14, то через нее сила веса". шарнирным параллелограммом, первоепередается на дополнительный рычаг 15, звено которого выполнейо в виде рычага,связанный со звеном 5, , 46 жестко связанного с первым промежуточЦелесообразно грузы 13 подобрать так, ным звеном этой кинематической цепи, вточтобы в среднем положение выходного зве- "рое звено шарнирного параллелограммана 2 его вес полностью был уравновешен" совмещено со вторым промежуточным звеэтими грузами, Если противовес выполненном этой же кинэматической цепи, а третьев виде пружины, то их упругости целесообзвено шарнирного параллелограмма свяэразно выбрать так, чтобы силы натяженияно с противовесом,пружин уравновесили вес выходного звена. 2, Механизм по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что противовес вьтйолнен "в виде груза.Использование заявляемого техниче-, 3. Механизм по п,1, о тл и ч а ю щ и й с яского решения позволит достичь следую тем, что начальное звдно снабжено дополщих технико-экономических преимуществ,нительным рычагом,а противовес выполненВ сравнениис устройством прототипом при в виде пружины, связанной с упомянутымманипулировании выходным звеном одина-дополнительным рычагом,1757873 р С. Нов КОР да НТ ССС раизв гари аэ 2962ВНИИПИ оставитель Лехред М,Морге Тираж . Подписное ударстаенного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушскал наб 4/5