Шарнир манипулятора

ССР 79. ельство11/06,ОРА роботоым шаре относится тности к ша я осуще нипули 4применяться анственного м ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 9/31-088688. Бюл. Р 17(50 4 В 25 Т 17/00 //Р 16 С 1 /06 рования объектом, его ориентации, фиксации и управления перемещением. Целью изобретения является повышение надежности работы за счет увеличения жесткости и расширение Функциональных возможностей за счет увеличения числа степеней свободы. При подаче рабочей среды, например, в герметичную камеру 9, образованную корпусом 1 с опорным шлицевым сухарем 2, сегментом 4 и пятой 6, происходит поворот пяты 6 вместе с выходным элементом 7 по часовой стрелке. Одно или несколько положений сегмента 4 Фиксируется шариковым фиксатором 19, упругий элеент которого связан с датчиком снстемы управления подачей рабочей среды в камеры. Аналогично осуществляется вращение пяты 6 вместе с выходнымэлементом 7 в перпендикулярной плоскости. Крутящий момент при вращениикорпуса 1 относительно вертикальной оси передается выходному элементу 7через опорный шлицевой сухарь 2 насегменты 4, 5 и пяту 6. При равенстве давлений в герметичных камерахосуществляется фиксация шарнира.1 з.п. Ф-лы, 5 ил, Изобретение относится к роботостроению, в частности к шаровым шар.нирам, и может применяться для осуществления пространственного манипулирования объектом, его ориентации,фиксации и управления перемещением,Целью изобретения является повышение надежности работы .за счет увеличения жесткости и расширение Функ"циональных возможностей за счет:увеличения числа степеней свободы,На фиг. 1 изображен шарнир манилулятора; на фиг. 2 - сечение А-А нафиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б наФиг. 2; на Фиг. 4 - шарнир манипулятора в рабочем положении; на фиг.5 -сечение В-В на фиг. 4,Шарнир манипулятора содержит кор"пус 1 и жестко связанный с ним опорный шлицевой сухарь 2, в котором выполнены каналы 3 для подвода рабочейсреды, Внутри корпуса 1 установленыс возможностью вращения относительно центра сферы корпуса подпятниквыполненный в виде сферических сегментов 4 и 5, и пята 6, жестко связанная с выходным элементом 7 - звеном манипулятора. В сегментах 4, 5и пяте 6 выполнены лазы, образующиес внутренней поверхностью 8 корпуса1 и сухарем 2 герметичные камеры соответственно 9, 10 и 11, 12. Рабочиеповерхности 13 камер 9.-12 выполненысферическими, величины площадей которых больше величин площадей проти" 35воположных поверхностей 14 и определяются следующим образом:2 Нт ф 2 ВНгде Б, - площадь рабочей поверхности 13,2Б - площадь плоской поверхности 4;В - радиус сферической поверхности;Н - высота сферической поверхности.Это обеспечивает большую величи"ну давления среды на рабочую поверхность 13, чем на поверхность 14, и,следовательно, поворот выходного элемента 7 в определенном направлениии большую силу, воздействующую наэлемент 7,В пяте 6 выполнено отверстие 5,в котором с возможностью вращения иобеспечения герметичности установлена ось 16, указанное конструктивное решение позволяет обработать шлиФованием торцевые поверхности пяты иподпятников и обеспечить плотностьих контактирования, Ось 16 имеетна концах лыски 7, контактирующиес гнездами 18 выполненными в сегментах 4 и 5, что устраняет самопроизвольное вращение сегментов привыходе их из взаимодействия со шлицем и обеспечивает надежность последующего сочленения. В двух взаим"но перпендикулярных плоскостях между корпусом 1, сегментом 4 и пятой6 установлены шариковые Фиксирующиеустройства 19. Фиксирующее устройство 19 имеет трапецеидальное отверстие 20, выполненное в сегменте 4 ипяте 6, отверстие 21, выполненное вкорпусе 1, шарик 22, установленныйодновременно в трапецеидальном отвер"стии 20 и отверстии 21, и запертыйосью 23 с пружиной 24, жесткосвязанными между собой. Пружина 24 закреплена на корпусе 1 винтами 25 иимеет пазы 26 с двух сторон для обеспечения работоспособности. Для крепления шарнира корпусснабжен наконечником 27,Шарнир манипулятора работает сле-. дующим образом.При подаче рабочей среды в камеру 9, например, связанную с магистралью высокого давления, и диаметрально противоположную камеру 1 О, связанную с магистралью низкого давления, давление среды воздействует на рабочую поверхность 13 и противоположную поверхность 14. Давление среды на рабочую поверхность 13 оказывается значительно большим, ввиду большей площади ее поверхности, выполненной сферической, и сегменты 4 и 5 вместе с пятой 6 стремятся повернуться по часовой стрелке. Трапецеидальные отверстия 20, преодолевая сопротивление прущины 24, загоняют шарики 22 в отверстия 21, деформируя пружины 24, которые скользят пазами 26 по винтам 25, Происходит вращение сегментов 4, 5 и пяты 6 вместе с выходным элементом 7. На корпусе 1 установлен датчик (не по,казан), управляющий системой подачи рабочей среды и взаимодействующий с пружиной 24, деформация которой используется на включение, выключение или регулировку давления рабочей среды, При подаче давления среды в камеру 11 пята 6 вращается в направлении, перпендикулярном предыдущему. Движение в обратном направлении происходит до западания шарика 22 в отверстие 20, которое может быть выполнено в любой точке угла поворота выходного элемента 7.В зависимости от технологического процесса может быть выполнено два и более трапецеидальных отверстий 20, по направлению вращения и по дуге.Рабочая среда может быть подана одновременно или с интервалом времени в камеры, расположенные во взаимно перпендикулярнык плоскостях, и можно получить необходимое пространственное перемещение объекта. Фиксация элемента 7 обеспечивает -ся постоянством сил давления рабочейсреды в камерах, Крутящий моментподвижному элементу 7 при вращении5корпуса 1 вокруг вертикальной осипередается через опорный шлицевойсухарь 2 на подпятник 4, 5 и пяту 6.Крутящий момент выходному элементу 7,находящемуся в наклонном положении,передается при повернутом подпятнике 4, 5 вместе с пятой 6,Формула изобретения151. Шарнир манипулятора, содержащий полый корпус, внутри которогорасположен опорный шлицевой сухарь,подпятники, выполненные в виде сфери ческих сегментов, имеющих гнезда ипазы, взаимодействующие с опорным сухарем и образующие с поверхностьюкорпуса герметичные камеры для рабо-чей среды, пяту, контактирующую с под подпятниками и с опорным шлицевымсухарем, жестко связанную с выходнымэлементом и выполненную в виде диска,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности работы 30 за счет увеличения жесткости и расширения функциональных возможностейза счет увеличения числа степенейсвободы, он снабжен осью, на торцахкоторой выполнены диски; образующиесоединения с гнездами подпятников,при этом пазы этих подпятников выполнены сферическими, площадь каждого паза больше площади противоположной поверхности герметичной камеры, 40 причем в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через осьсимметрии шарнира, между корпусом,подпятниками и пятой установлены дополнительные фиксаторы, упругие эле менты которых выполнены в виде плоских пружин, установленных на корпусе.2. Шарнир по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что он снабженсистемой управления подачей рабочей 50 среды в герметичные камеры, имеющейдатчики, связанные с упругими элементами фиксаторов.393637 едак каз 1920/16 ираж 908 Подписи роектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,г гг Составитель А. Уваров Николайчук Техред М.Ходанич Корректор Ме ПожВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб