Манипулятор

(57) Испол ьзовающих многозвеначенных дляместах, Имеетс 8/Об,опубл.1986 В 251ЯТОР ние: в м нную с работы я распо анипуляторах, имеруктуру и предназв труднодоступных рочный элемент тяг,ОО 4ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНКЕ ИЗОБР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к робототехнике, в частности к манипуляторам, имеющим многозвенную структуру и предназначенным для работы в труднодоступных местах и для окраски,Известнымногозвенные манипуляторы (патент США М 4393728, кл В 25 3 1/02) состоящие из последовательно соединенных идентичных элементов, в которых выполнены отверстия в виде окружностей у кромки каждого элемента, Крепясь на последнем от механизма управления элементе и проходя последовательно через свой ряд отверстий в каждом элементе, выходят на свой прийодной узел каждая гибкая тяга. Приводной узел состоит из вала электро- привода либо это поршень гидооприводэ, Недостатком данного механизма управления и структуры манипулятора является Ограниченное количество гибких тяг, которые возможно пропустить через элементы, выводя на механизм управления, т,к, увеличе ние количества тяг прямо пропорционально увеличению количества приводных узлов,"Й 2 1757879 А 1 5) Б Р 5,3 18/06, 1/00 2выполненный в виде основания с цилиндри- ческим бортиком, в котором выполнены радиальные отверстия под тяги, Первый приводной узел выполнен в виде кольца, установленного коаксиально основанию распорочного элемента с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, а второй приводной узел - в виде ползуна, перемещаемого по диаметру кольца. причем на ползуне расположен подшипник с закрепленными нанем тягами, 2 ил,что делает громоздким механизм управления приводами, а при ограниченном количестве тяг невысока точность позиционирования и надежность в работе,Из известных многозвенных манипуляторов наиболее близким по технической сущности является манипулятор, описанный в международной заявке М 89/0235, Б 25) 18/06 (пр, Япония М 62/224179, публ.89 02 23). Данный манипулятор имеет большое количество элементов. расположенных в одну линию, которые принимая криволинейную форму, становятся контактными поверхностями, Один такой модуль, состоящий из множества элементов и:оставляет исполнительное устройство ма.ипулятора. Элементы связаны гибкими тягами, выходящими на торцы приводных узлов, приводимых вдвиже ие зубчатым колесом, имеющим электродвигатель и в совокупности образующим механизм управления гибкими тягами, Приводное устройство имеет один двигатель, в соотношении на две тяги,Недостатком данного манипулятора является то, что гибкие тяги крепятся на последнем от механизма упр;ления элементе и натяжение каждой тяги управляется двумя приводными узлами, приводимыми в движение одним электродвигателем, что дает прямую зависимость в количестве тяг и количестве электродвигателей - две тяги на один электродвигатель, Это ограничивает возможность использования большого количества тяг, т,к, приводит к укрупнению габаритов приводнога механизма, усложняет средства управления, ведет к увеличению энергозатрат и материалоемкости, а при ограниченном испол ьзованли тяг невысока точность позиционирования, надежность в работе,Цель о предлагаемого изобретения является повышение точности поэиционирования и увеличение надежности работы манипулятора.Указанная цель достигается тем, что многозвенный манипулятор, содержащий исполнительный орган магнлпулятара из элементов связанных гибкими тягами с механизмом управления тяг, включающим и ри водные узлы с электродвигателем, снабжен распорочным элементом тяг в виде основания с концентрияеским бортиком с радиальными отверстиями под тяги последнего со стороны механизма управления элемента исполнительного органа, первый приводной узел выполнен в виде кольца, установленного коаксиальна основанию расйорочного элемента с возможностью горизонтального вращения, жестко соедлненного со вторым приводным узлом в виде механизма перемещения по диаметру кольца ползуна, на котором расположен подшипник с закрепленными на нем упругими тягами,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый многозвенный манипулятор Отличается наличием распорочного элемента и выполнением механизма управления тяг элемента исполйительнога органа предложенным образом, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного решения критерию "новйзна".При изучении других известных технических реШений в данной области техники прйзнаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были вылвлены и поому они обеспечивают заявляемому технйческому решению соответствие критерию "существенные отличия".На рисунке 1 изображен общий вид манипулятора,На рисунке 2 - механизм управлениятягами,П р и м е р, Многозвенный манлпуляторсодержит элементы 1 исполнительного органа, которые соосно связаны между собойаналогично конструкции элементов прото 5 типа), Последний элемент 2 исполнительного органа связан гибкими тягами 3 смеханизмом управления тяг, который вклочает приводные узлы 4, 5 (фиг.2) с электродвигателями 8, 7. Распорочный элемент тяг10 8 включает основание с концентрическимбортиком, в котором выполнены радиальные отверстия 9 пад тяги последнего элемента 2, исполнитель ного органа. Первыйприводной узел 4 выполнен в виде кольца15 10, установленного коаксиально основаниюраспорочного элемента 8 с возможностьюгоризонтального вращения от двигателя 6при помощи, например, зубчатой передачии жестко соединен со вторым приводным20 узлом 5 Ьторой приводчой узел 5 выполнен в виде механизма перемещения подиаметру кольца 10 ползуна 11, приводимого в движение электродвигателем 7, жесткозакрепленного к кольцу 9, На ползуне 1125 соосно расположен подшипник 12. Гибкиетяги 3 последнего элемента 2 исполнительного органа проходя последовательно черезвсе элементы исполнительного органа и соответствующие каждой тяги отверстия Я30 распс рочнаго элемента 8 радиально закреплены на внешнем ободе подшипника 12, аотверстля 8 расположены в одной плоскости крепления тяг с подшипником 12.Чногозвенный манипулятор работает35 следуюьцим образом.Г 1 ри работе электродвигателя 7 ползун11 перемещается поступательно в одну изсторон по диаметру кольца 10, Происходитизменение координат нахождения ползуна40 11 с распслаженным на нем подшипником12 с концами тяг и исполнительный орган 2манипулятора изменяет направление наклона в вертикальной плоскости в сторону,противоположную движению ползуна 11,45 При включении электродвигателя 6 происходит вращение кольца 10 и палзун меняеткоординаты своего нахожденля по окружности, приводя манипулятор во вращение приизменении направления наклона в горизонБО тальной плоскости, Таким образом, при пе-.ремещении ползуна 11 прямолинейно ивращении кольца 10, происходит совмещение обоих движений,Использование предлагаемого много 55 звенного манипулятора позволяет по сравнению с прототипом исключитьзависимость количества тяг ат количестваэлектродвигателей, позволяя управлять необходимым количеством тяг двумя элекгродвигателями, Предложенный механизмуправления гибкими тягами создает единуюструктуру жесткой фиксации последнего элемента исполнительного органа манипу- лятора, тем самым повыша точнбсть позиционирова, ю, а возможность примененйя. большого числа тяг позволяет снизить нагрузку на каждую тягу повышая надежность работы манипулятора. Кроме того, ограничиваясь использованием только двух электродвигателей для управления большим 10 количеством тяг многозвенного манипулятора снижаются энергозатраты, металло- и материалоемкость.Формула изобретенияМанипулятор, содержащий исполни тельный орган, выполненный из элементов, связанных гибкими тягами с механизмом управления, и приводные узлы с электродвигателями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышейия "точйостй позиционирования и надежности, онснабжен распорочным элементом тяг, выполненным в видо основания с цилиндрическим бортиком, в котором выполнены радиальные"отверстия под тяги, при этом первый приводной узел выполнен в виде кольца, установленного коаксиально бортику основания распорочного элемента с возможностьЮ вращения вгоризонтальной плоскости; и жестко соединен с вторым приводным узлом, выполненным в виде ползуна, расположенного на направляющей по диаметру кольца, причем на ползуне дополнительно. установлен подшипник с закрепленными на немтягамй.1757879 каз 2962 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб.4/5 ГКНТ СС изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород ул.Гагарина, 10 Составитель Д. Фролов дактор Л. Павлова Техред М,МоргенталКорректор О, Кравцова