Манипулятор

,8 Г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕП:НИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Харьковский ордена Ленина авиа" ционный институт им. Н.ЕЯуковского (53) 62.229.72(088,8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР И) 885002) кл. 8 25 3 17/00, 1981 (прототий).(5 Й)(57) МАНИПУЛЯТОР) содержащий звенья, сочлененные посредством шарнира) имеющего полый вал, смонтиро" . ванную на нем волновую передачу, а" также зубчатую передачу, расположеннУю внутри гибкого колеса волновой передачи, при этом валведущего колеса зубчатойпередачи установленв полости вала шарнира и связан торсионным валиком через отверстие воболочке гибкого колеса волновой передачи с двигателем, установленнымна оси.звена, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениягрузоподъемности, он снабжен электромагнитной муфтой, установленной между колесом зубчатой передачи и жест"ким колесом волновой передачи, и реверсивной муфтой, смонтированной вполости вала шарнира и связанной свалом двигателя и с валом ведущегоколеса зубчатой передачи.105042 Изобретение относится к вспомогательному оборудованию металлообрабатывающих цехов, а именно к конструкциям манипуляторов,Известен манипулятор, содержащийзвенья, сочлененные посредствомшарниров, имеющих вал шарнира, смонтированную на нем волновую зубчатуюпередачу, расположенную внутри гибкого колеса волновой передачи зубчатую передачу, вал ведущего колесакоторой установлен в отверстии валашарнира и связан торсионным валикомчерез отверстие в оболочке гибкогоколеса с двигателемустановленнымпо оси звена 1 1 1,Недостатком известного манипуля,тора является низкая. нагрузочнаяспособность, вследствие того, чтодля каждого шарнира манипулятора неообходим свой двигатель, вес которогоснижает полезную нагрузку манипулятора, Кроме того, в шарнирах известного манипулятора затруднена фиксация звеньев под нагрузкой.В случае применения для шарнировмалогабаритных быстроходных двигателей возникают трудности с точностьюпозиционирования манипулятора, таккак сложно осуществлять частую остановку указанных двигателей.Цель изобретения - повышение, груэоподьемности манипулятора. Поставленная цель достигается тем,что манипулятор, содержащий звенья,сочлененные посредством шарнира,имеющего полый вал, и смонтиррванную на нем волновую передачу, а такжезубчатуюпередачу, расположеннуювнутри гибкого колеса волновой передачи, при этом вал ведущего колеса зубчатой передачи установленв полости вала шарнира и связанторсионным валиком через отверстиемв оболочке гибкого колеса волновоипередачи с двигателем, усгановленнымна оси звена, снабжен электромагнитной муфтой, установленной междуколесом зубчатой передачи и жесткимколесом волновой передачи, и реверсивной муфтой, смонтированной в полости валашарнира и связаннойс валом двигателя и с валом ведущего,колеса зубчатой передачи.На фиг,1 изображена кинематичес"кая схема манипулятора; на фиг.2 шарнир манипулятора, общий вид,разрез,2Манипулятор содержит звенья 1, 2и промежуточное звено 3. Внутри звенапо его оси установлен двигательЬ, имеющий два выходных вала 5 и 6,5 связанных посредством торсионных валиков 7 и 8 соответственно с промежуточными валами 9 и 10, установленными в отверстиях валов соответственно шарниров 11 и 12. В этих же вт 10 верстиях установлены валы 13 и 1 Ьведущих зубчатых колес соответственно15 и 16.На валу 11 закреплена обойма 17,а на промежуточном валу 10 - эвеэ 15 дочка 18 с роликами 19 и установленс возможностью относительного враще- .ния сепаратор 20. В осевой расточке вала, шарнира 12 установлен нагруженный пружиной 21 сухарь 22,20 связанный с якорем 23 катушки 21.Промежуточный вал 10 опираетсяна подшипники 25 и 26, Вал зубчатого колеса опирается на подшипники 26 и через подшипник скольжения25 .27 - на. вал 10. Валы 10 и 1 М установлены с возможностью относительного вращения,Ведущие зубчатые колеса 15 и 16зацепляются с зубчатыми колесами30 соответственно 28 и 29, в свою очередь установленными на подшипниковыхопорах 30 и 31,смонтированных соответственно на валах своих шарниров11 и 12,На зубчатых колесах 28 и 29 закреплены генераторы волн соответственно 32 и 33. С валами шарнирови 12 связаны гибкие колеса соответственно 3 ч и 35, охватывающие своигенераторы волн 32 и 33.С.гибким колесом 31 зацепляется жесткое колесо36 соединенное со звеном 1, а с гибким колесом 35 - жесткое колесо37, соединенное со звеном 2. Последнее опирается на вал шарнира 12 че 45реэ подшипниковые опоры 38 и 39жесткого колеса 37 и крышки 10. Поаналогичной схеме промежуточноезвено 3 опирается на вал шарнира 11.50Посредством шпицев М зубчатоеколесо 29 связано с якорем 12 электромагнитной муфты, Нв жестком колесе37 закреплена катушка 13. Аналогич-ные элементы имеет и второй шарнир. Манипулятор работает следующимобразом. При работе двигателя ч могут дей-ствовать оба шарнира или один из них,10540 Применение предложенного манипулятора по сравнению с базовым позволяет повысить груэоподьемность манипулятора примерно в 1,5-2 раза за счет применения одного двигателя для ,привода двух шарниров, а также эа счет надежной фиксации звеньев под нагрузкой и улучшения управляемости шарнира. Появляется также возможность сокращения линейных габаритовманипулятора и связанное с этим сокращение за счет зкономии на сумме длин двигателей. 3Рассмотрим снацала работу одногошарнира.От двигателя 4 через вал 6 и торсионный валик 8 получают вращениепромежуточный вал 10 и связанная сним звездочка 18 реверсивной. муфтысвободного хода с автоматическимпереключением. Сепаратор 20 постоянно притормаживается силой трения,создаваемой сухарем 22, прижимаемым, 10,к сепаратору 20 пружиной 21. Приэтом эа счет смещения роликов 19 иих эаклинивание между обоймой 17 извездочкой 18, что позволяет передавать вращение от звездочки 1815к обойме 17, а от неее - к валу 14,зубчатым колесам 16 и 29 и. генератору волн 33, деформирующему гибкое,зубчатое колесо 35. Вследствие деформации неподвижно закрепленного гиб окого колеса 35 и его зацепления сжестким колесом 37 последнее получает вращательное движение и сообщает его звену 2. Таким образом,звено, 2 совершает поворот в плоскости относительно звена 3Если звено 2 должно быть заФиксировано под нагрузкой, то подается напряжение на катушки 43и 24. При этом якорь 42 притягивается к Фрикционному элементукатушки 43, и происходит прямоесоединение зубчатого колеса 29,генератора волн 33 и жесткого коле"са 37, вследствие чего зубчатая иволновая передачи становятся затор"моженными, а. звено 2 - лйшеннымвозможности перемещения, В то. жевремя электромагнитные силы катушки24 смещают якорь 23 и связанный сним сухарь 22, что приводит к раз"рыву контакта сухаря 22 и сепаратора,20. Вследствие .этого и остановки:вала 14 вместе с зубчатым колесом16 происходит расклинивание роли"ков 19, и звездоцка 18 получаетсвободное вращение относительнообоймы 17, т,е. происходит расцепление промежуточного вала 10 и вала14 при работающем двигателе,Включение в работу звена 2 . произ"59водится в обратной последовательности. 42 4Отключается напряжение на катушках43 и 24, при этом зубчатая и волновая передачи становятся расторможенными, а сепаратор 20 - приторможенным, вследствие чего происходитего окружное смещение, приводящее ксмещению роликов 19 и их заклиниваниюмежду обоймой 17 и звездочкой 18,Послеэтого вал 10 оказывается соединеннымс валом 14, что приводит к вращениюзбчатых колес 16 и 29 генератораволн 33 и, в конечном счете, к повороту звена 2,Работа. другого шарнира происходит таким же образом, кроме работы волновой передачи. Если в первом шарнире фиг.2 гибкое колесо 35 является остановленным звеном волновой передачи, связанным с ведущим звеном 3, а жесткое колесо 37 - подвижным звеном волновой передачи, связанным с ведомым звеном 2, то во втором шарнире гибкое колесо,34 является подвижным звеном волновой передаци и связано с промежуточным звеном 3, ведомым по отношению звену 1, с которым связано жесткое колесо 36, закрепленное без относительного вращения на звене 1, т.е. при вращении зубчатых колес 15, 28 и генератора волн 32 гибкое колесо 34 деформируется и получает вращательное движение совместно с валом шарнира 11 и звеном 3 относительно жесткого колеса 36 и связанного с ним звена 1105 ММ 2 гз Составитель А.йиряева:Редактор Н.Ввыдкая Техред Ж.Кастелевиц Корректор С.Патруше длисно иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 8989/15 Тираж 1081 По ВНИИПИ Государственного крмитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Рауаская наб., д, Ч