Рука манипулятора

, СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК САНИЕ ИЗОБРЕТЕН 81 и регули -поворота ные наруемы смежн ограничител ы х звеньев, усчных планкахотносительно но звеньев продоль симметой оси ч 1 уки 2щ а я данияперемдву ньев выполнено в ни ластин, пр х пар выпу клость пл в каждои п арнира, птин пары м направлена от конец одной и реп п ене,на одн еподвюк дно новлен саимодейс угон конец у о вия лас ооб возможностью вежным звеном,ждой паре выпосвоими концами на в другая нена во на н закре и Р ины, устаной поверхности а звене, причем абжена средство новленноипластина егули/б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(21) 3 9772/2 (22) 29. 11. 84 (46) 07.08.86. Бюл, 9 29 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г,И.Носова (72) И.М.Кутлубаев, А.Н.Макаров и О.П.Никитин (53) 62.229,72 (088.8) (56) Патент США У 3497083, кл. В 25 3 9/00, 1970. (54)(57) 1. РУКА МАНИПУЛЯТОРА, содержащая последовательно шарнирно соединенные между собой звенья, имеющие поперечные планки с двумя отверстиями в каждой, расположенными .симметрично относительно продольной оси руки манипулятора, через которые проходят гибкие тяги, закрепленные одними концами на рабочем органе, а другими - на приводах, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения системы управления, по оси каждого шарнира установлены устройство создания сопротивления ихй /бГб О /Х /1 Г,БО 1248792 носительному перемещению анипулятора.Рука по и. 1, о т л и ч а ю -с я тем, что устройство созпротивления относительн рования радиуса ее кривизньР/ РХ Л30 35 40 45 5 О 55 Изобретение относится к робототехнике и предназначено для использования в работах с большой степенью подвижности,Целью изобретения является упрощение системы управления.На фиг. 1 изображена кинематическая схема руки манипулятора, исходное положение, на фиг,2-4 в промежуточные положения руки манипулятора.Рука манипулятора содержит звенья1-3 поспедовательно соединенные между собой шарнирами 4 и 5, Каждоезвено имеет поперечную планку, установленную перпендикулярно продольнойоси звена и неподвижно относительнонего. Звено 1 содержит поперечнуюпланку 6, звено 2 - поперечную планку 7, звено 3 - поперечную планку 8,В каждой поперечной планке выполнено по два отверстия, расположенныесимметрично относнтельно продольнойоси руки манипулятора, сквозь отверстия свободно проходят гибкие тяги 9 и 10.Каждая пара соседних звеньев 11связана между собой, кроме шарниров,устройствами создания сопротивленияих относительному перемещению, выполненного со средством регулирования радиуса кривизны, что обеспечивает регулирование сил сопротивления.Устройство создания. сопротивленияотносительному перемещению звеньев11 со средством регулирования выполнены в виде пар выпуклых пластин,Одна из пар образована пластинами12 и 13. Пластина 12 одним концомзакреплена неподвижно на звене 1.Другой конец пластины 12 контактирует со звеном 2 и установлен с возможностью относительного движениявдоль него. Выпуклость пластины 12направлена от оси шарнира 4. В пластине 12 выполнен продольный паэ, вкоторый введен болт реэьбоного соединения 14, обеспечивающий регули. ровку радиуса ее кривизны. Голонкаболта установлена неподвижно относительно звена 1. В пластине 12 симметрично относительно середины выполнены два отверстия, оси которых пересекают продольную ось пластины. В эти отверстия введены болты реэьбового соединения 15. Посредством этих соединений к наружной поверхности пластины 12 неподвижно прикреплена упругая волнообразная пластина 13, в которой выполнены продольные пазы под болты, резьбовых соединений 15. Резьбовые соединения с пазами служат для регулирования радиуса кривизны части пластины 13, заключенной между точками контакта этойпары пластин. Продольные оси пластин 13, 12 и звеньев 1 и 2 лежат водной плоскости, причем эта плоскостьперпендикулярна оси вращения шарнира 4,Со стороны, противоположной расположению пластин 12 и 13 относительнр звеньев 1 и 2, выполнено аналогичное описанному устройство создания сопротивления относительному перемещению звеньев 11, а именно звена 2 относительно звена 1 по часовой стрелке. Реэьбоное соединениесоединяет неподвижно упругую пластину 16 и звено 1. Резьбовое соединение 17 служит для изменения радиусакривизны пластины 16 при настройкеманипулятора. Пластина 18 соединена с пластиной 16 через резьбовыесоединения 19,Все шарниры руки манипулятораоснащены аналогичными устройствами. Устройство создания сопротивления относительному перемещению звена 3 относительно звена 2 содержит пары пластин 20-23.Каждое звено имеет регулируемые ограничители поворота смежных звеньев при относительном движении звеньев по часовой и против часовой стрелки соответственно. Каждый регулируемый ограничитель поворота выполнен с возможностью его регулирования при настройке руки манипулятора и устроен следующим образом. Регулируемый ограничитель угла поворота звена 3 относительно звена 2 при движении против часовой стрелки содержит гайку 24 винтовой передачи, жест - ко соединенную с поперечной планкой 7, Винт 25 винтовой передачи выполнен самотормоэящимся и является упором звена 3 при его повороте, относительно звена 2.Выпуклые пластины 12, 16, 20 и 22 в исходном состоянии идентичны.Регулирование величины поворота звена 2 относительно звена 1 производится нинтами 26 и 27, звена 3 относительно звена 2 нинтами 25 и 28.Рука манипулятора работает следующим образом, 1248792Для осуществления программного движения руки манипулятора предварительно задается программа движения звеньев. Такая программа задается выставкой винтов 25-28 и регулировкой 5 величин сил сопротивления в устройствах создания сопротивления относительному перемещению звеньев за счет предварительной деформации упругих пластин (изменением исходных радиусов кривизны пластин), которое осуществляется резьбовыми соединениями соответственно: 14 - для пластины 12, 17 - для пластин 16, 15 - для пластины 13, 19 - для пластины 18 и аналогичными резьбовыми соединениями для пластин 20 - 23. Регулировка упругих пластин и упоров для обеспечения движения звеньев по одной из возможных программ показана на фиг.,1,Из горизонтального положения при включении привода тяги 10, закрепленной на рабочем органе, который расположен за шарниром 5, зьено 3 поворачивается относительно звено 2 по часовой стрелке. При этом тяга 9 ослабляется. Звенья 1 и 2 остаютсянеподвижными, так как силы сопротивления относительному перемещению звеньев 2 больше, чем силы сопротив ления относительному перемещению звена 3.При достижении звеном 3 винта 28 дальнейшее движение звена 3 относительно звена 2 становится невозможным, В дальнейшем под действием тяги 10 осуществляется совместное движение звеньев 2 и 3 относительно звена 1 до достижения звеном 2 упора 27 (фиг 2). Привод тяги 10 отключается. 40При движении звеньев против часовой стрелки включают привод тяги 9, при этом тяга 10 ослабляется,При натяжении тяги 9 начинается одновременно движение звена 3 относительно 45 звена 2 и звена 2 относительно звена1 под действием тяги 9 и активныхсил упругости, действующих на звенья3 и 2 со стороны, предварительносдеформированных за счет натяжениятяги 10 пластин 22 и 16 соответственно.При достижении звеньями 2 и .3 горизонтального положения пластины принимают исходную форму (фиг, 1) . При дальнейшем движении под действием тяги 9 будет осуществляться поворот против часовой стрелки звена 2 вместе со звеном 3 как целого относительно звена 1, так как на звено 3 действует пластина 20, создавая момент сопротивления движению звена 3 относительно звена 2 больший о .величине, чем создает пластина 12 движению звена 2 относительно 1, вследствие большего начального радиуса кривизны у пластины 20, чем у пластины 12. При дальнейшем движении после того, как радиусы кривизны пластин 20 и 12 станут одинаковыми (фиг. 4), начнется движение звена 3 относительно звена 2. Звено 2 при этом оста- - нется неподвижным относительно звена 1, так как дальнейшему увеличе - нию радиуса кривизны пластины 12 препятствует волнообразная пластина 13, имеющая меньшую длину выпуклой части, чем аналогичный участок плаСтины 21, и следовательно большую жесткость. Звено 2 будет неподвижно относительно звена 1 до тех пор, пока при движении звена 3 относительно звена 2 суммарная жесткость пластин 12 и 13 не станет равной суммарной жесткости пластин 20 и 2 1. Окончание движения звеньев против часовой стрелке осуществляется по винтам 25 и 26./13 Тираж 1031 ВНИИПИ Государственпо делам изобрете 3035, Москва, Ж,Подпиго комитета СССй и открытий