Манипулятор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 25. 01. 79 (21) 2717813/25-08с присоединением заявки Йо(51)М. Кл.3 В 25,1 1/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Ю.Ф.Гвоздев Проектно-конструкторское технологическое бюро по вагонам(54) МАнипулятор Изобретение относится к области машиностроения, а именно к манипуляторам для механизации технологических процессов, содержащих подъемно-транспортные и другие операции. 5Известен манипулятор, предназначенный для механизации технологических процессов, содержащий подъемно- транспортные и другие операции, в котором содержится . несколько шарнирно сочлененных звеньев, которые при помощи привода могут поворачиваться относительно друг друга и тем самым изменять расстояние между захватом и опорой 1 . 15Недостатком указанного манипулятора является то, что он обладает достаточной грузоподъемностью и надежностью.Наиболее близким техническим ре ,шением к изобретению является манипулятор, содержащий многозвенный исполнительный орган, звенья которого шарнирно сочленены и кинематически связаны между со бой и с основанием, при этом первое звено с приводом, а последнее с захватом, каждое последующее звено смонтировано на предыдущем с .возможностью относительного поворо 2та в шарнире сочленения, снабженномпарой шестерен 12 .Недостаток указанного манипулятора заключается в,том, что он не обеспечивает перемещения захвата по тремкоординатам, что уменьшает зону егообслуживаемого пространства и снижаеттем самым технологические возможности.Целью настоящего изобретения является расширение технологических воэможностей путем увеличения эоны обслуживаемого пространства.Указанная цель достигается тем,что каждая пара звеньев снабженадополнительным звеном, шарнирно установленным на этих звеньях и связанным с приводом, а шестерни смонтированы на дополнительном звене, приэтом оси шарниров дополнительногозвена расположены взаимно перпендикулярно,На Фиг. 1 изображен общий вид манипулятора; на Фиг. 2 - кинематическая схема манипулятора.Манипулятор состоит иэ звеньев1-5. Звено 1 заканчивается выходнымвалом б, к которому кренится схват5О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 положена механическая (в данном случае цепная) передача с=1, включающая входной вал 8, звездочку 9, цепь10 и звездочку 11, связанную с выходным валом б.Звено 2 состоит иэ корпуса 12, вкотором расположена угловая механическая (в данном случае ортогональная зубчатая) передача с (=1, включающая шестерни 13 и 14. К корпусу12 этого звена крепится входной вал8 предыдущего звена.Звено 3 состоит из корпуса 15, вкотором расположены две механические(также цепные) передачи, включающиевходной вал 16, звездочку 17, жесткосоединенную с этим валом, и звездочку18, расположенную соосно. На противоположном конце звена также сооснорасположены звездочки 19 и 20. Валзвездочки 19 соединен с коническойшестерней 14, а звездочка 20 соединена с корпусом 12 предыдущего звена. Указанные звездочки соединеныцепями 21 и 22.Звено 4 включает в себя корпус23, в котором расположены сооснодве ортогональные конические передачи с=1; одна из них имеет шестерни 24 и 25, а другая - шестерни 26и 27. 13 естерня 24 соединена с корпусом 15, а шестерня 26 - со звездочкой18 предыдущего звена. К корпусу 23крепится вал 16 звездочки 17 предыдущего звена.Звено 5 содержит корпус, в которомразмещены три цепные передачи, каждая с=1: первая образована звездочками 28,29 и цепью 30, вторая - звездочками 31, 32 и цепью 33, а третьязвездочками 34,35 и цепью 36,Звездочки 28, 31, 34 и 29, 32,35расположены соосно. Звездочка 28 соединена с корпусом 23 предыдущего звена, звездочка 31 - с наружной конической шестерней 25 предыдущего звена,а звездочка 34 - с внутренней конической шестерней 27. Г свою очередь,звездочки 29,32 и 35 соединены с выходными валами 37,38,39, акорпус - сс выходным валом 40.Манипулятор устанавливается на неподвижной стойке 41, выходной вал 37крепится к стойке или к какому-либонеподвижному предмету, а к выходнымвалам 38,39,40 подсоединены приводные двигатели (на Фигурах не показаны).х-х, у-у, г-г - оси, вокруг которых могут поворачиваться соответственчо звенья 1,3 и 5.Манипулятор работает следующим образом.При повороте вала 40 (остальныевалы неподвижны) корпус звена 5 совершает вращательное движение относительно оси вала 37 (ось г-г),причем звездочки 29,32 и 35 неподвижны, а звездочки 28,31 и 34 относительно корпуса поворачиваются в противоположную сторону. В связи с тем, что =1, угловая скорость этих звездочек равна угловой скорости корпуса, т.е, относительный поворот (по отношению, например, к стойке 41) отсутствует, а корпус 23 звена 4 совершает поступательное движение. Ввиду того, что звездочки 28,31 и 34 посредством цепных и шестеренных передач связаны со звеньями 4,3,2 и 1,укаэанные звенья будут также перемещаться поступательно. При этом угловая ориентация выходного вала в пространстве не изменяется.При повороте вала 38 поворачиваются связанные с ним звездочка 32, цепь 33, звездочка 31, шестерни 25 и 24 и корпус 15 звена 3. Вращение корпуса 15 вызывает поворот звездочек 19 и 20 в сторону, обратную направлению вращения корпуса 15, и, ввиду 1=1, с той же угловой скоростью. Поскольку звездочки 17 и 18, расположенные на противоположном конце корпуса 15, неподвижны, корпус 12 звена 2 и шестерня 14, связанная со звездочкой 19, будут двигаться поступательно, обеспечивая неподвижное положение звеньев 2 и 1 и постоянную угловую ориентацию выходного вала б (движение вокруг оси у;у)При повороте вала 39 поворачиваются связанные с ним звездочки 35, цепь 36, звездочка 34, шестерни 27 и 26, звездочка 18, звездочка 19, шестерни 14 и 13. С шестерней 13 связан корпус 7 звена .1, который поворачивается относительно оси вала 8, причем поворот звездочки 11 происходит в сторону, противоположную направлению поворота корпуса 7, с угловой скоростью, равной угловой скорости поворота корпуса. При этом выходной вал б сохраняет постоянную угловую ориентацию в пространстве, а звено 1 поворачивается вокруг оси х-х.Таким образом,при повороте вала 40 звено 5 вращается вокруг оси, а остальные звенья двигаются поступательно. При повороте вала 38 звено 5 неподвижно, звено 3 вращается вокруг оси у-у, а звено 1 двигается поступательно. При повороте вала 39 звенья 5 и 3 неподвижны, а звено 1 вращается вокруг оси х-х. Во всех случаях выходной вал б сохраняет уговую постоянную ориентацию в пространстве.Такой манипулятор обеспечивает три степени свободы поступательного движения при полном отсутствии "мертвых зон", что существенно расширяет воэможности основной конструкции.Манипулятор будет использован в составе оборудования поточной линии по ремонту аккумуляторов пассажирс-, ких вагонов для переноса изделий, 770730заполненных электролитом, в отделение для.зарядки.Формула изобретенияМанипулятор, содержащий многозвенный исполнительный орган, звенья которого шарнирно сочленены и кинематически связаны между собой и с основанием, при этом первое звено связано с приводом, а последнее - с захватом, каждое последующее звено смонтировано на предыдущем с возможностью относительного поворота в шарнире сочленения, снабженном парой шестерен, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельи расширения технологических возможностей путем увеличения зоны обслуживаемого пространства, каждая пара звеньев снабжена дополнительным звеном, шарнирно установленным на этих звеньях и связанным с приводом, а шестерни смонтированы на дополнительном звене, при .этом оси шарниров дополнительногозвена расположены взаимно перпендикулярно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2456887/25-08,кл. В 25 У 1/02, 1977.2.Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2575578/25-08,кл. В 25 Ю 1/02 1978.лиал ППП"Патент", гужгород,ул.Проектная,4 Заказ 7357 17 Тираж 1033 ЦНИИПИ,Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра