Дифференциальный манипулятор

,801119838 зщ В 25 1 9/00 // В 25 11/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ уОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ", / К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МА. НИГ 1 УЛЯТОР, содержащий блок управления, схват и ромбические звенья, соединенные узлами сочленения, причем каждое ромбическое звено состоит из четырех модулей и соединяющих их попарно шарниров, при этом каждый модуль включает рычаг и не более двух двигателей с редукторами, а каждый шарнир содержит не менее двух установленных на его оси зубчатых колес, отлицающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения передачи момента от одного ромбического звена к другому, каждый узел сочленения звеньев выполнен в виде трех пар конических передач, расположенных в корпусе, и трех нормально закрытых электромагнитных муфт, причем одна внешняя пара конической передачи находится в постоянном зацеплении, а две внутренние пары конической передачи находятся в зацеплении посредством двух нормально закрытых электромагнитных муфт, установленных на выходном валу этих передач, при этом выходной вал обеих внутренних конических передач жестко связан с шарниром одного модуля второго звена, а выходной вал внешней пары конической передачи жестко связан с шарниром дру- Я гого модуля второго звена, а входной вал внешней пары конической передачи соединен с шарниром первого звена, кроме того третья электромагнитная муфта установлена на корпусе соосно с входным валом.5 О 15 20 25 30 35 40 45 Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленным роботам, предназначенным для автоматизации технологических процессов в различных отраслях машиностроения.Известен дифференциальный манипулятор, содержащий блок управления, схват и ромбические звенья, соединенные узлами сочленения, причем каждое ромбическое звено состоит из четырех модулей и соединяющих их попарно шарниров, при этом каждый модуль включает рычаг и не более двух встречно установленных в нем узлов вращения, состоящих из двигателя с редуктором, а каждый шарнир содержит не менее двух установленных на его оси зубчатых колес 1.Однако известный манипулятор имеет ограниченные функциональные возможности в связи с тем, что величина крутящего момента на шарнирах звена может быть получена только за счет соответствующей пары двигателей звена.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения передачи момента от одного ромбического звена к другому.Указанная цель достигается тем, что в дифференциальном манипуляторе, содержащем блок управления, схват и ромбические звенья, соединенные узлами сочленения, причем каждое ромбическое звено состоит из четырех модулей и соединяющих их попарно шарниров, при этом каждый модуль включает рычаг и не более двух двигателей с редукторами, а каждый шарнир содержит не менее двух установленных на его оси зубчатых колес, каждый узел сочленения звеньев выполнен в виде трех пар конических передач, расположенных в корпусе, и трех нормально закрытых электромагнитных муфт, причем одна внешняя пара конических передач находится в постоянном зацеплении, а две внутрекние пары конической передачи находятся в зацеплении посредством двух нормально закрытых электромагнитных муфт, установленных на выходном валу этих передач, при этом выходной вал обеих внутренних конических передач жестко связан с шарниром одного модуля второго звена, а выходной вал внешней пары конической передачи жестко связан с шарниром другого модуля второго звена, а входной вал внешней пары конической передачи соединен с шарниром первого звена, кроме того третья электромагнитная муфта установлена на корпусе сооско с входным валом.На фиг, 1 представлен дифференциальный манипулятор, общий вид; на фиг, 2 - структура узла сочленения; на фиг. 3 - 9 - - кинематические схемы узла сочленения манипулятора, соответствующие различным режимам его работы. Дифференциальный манипулятор включает блок 1 управления, схват 2 и ромбические звенья 3, соединенные узлами 4 сочленения (фиг. 1). Каждое звено состоит из четырех модулей 5, соединенных между собой шарнирами 6. Каждый шарнир 6 содержит зубчатые колеса 7, установленные на оси 8. Каждый узел 4 сочленения включает корпус 9 (фиг. 2), установленную на корпусе соосно входному валу 10 муфту 11 и три пары конических передач 12 - 14, установленных внутри корпуса 9. Сооско выходному валу 15 установлены две муфты 16 и 17, причем вал соединен с шарниром 6 одного модуля 5 вертикального звена 3, а выходной вал 18 соединен с шарниром 6 другого модуля 5 того же звена 3. Входной вал 10 конической передачи соединен с шарниром 6 горизонтального звена. Кроме того, на нижнем шарнире 6 несущего вертикального звена установлено опорное колесо 19.При работе дифференциального манипулятора узлы вращения каждого звена 3 преобразуют угловые движения модулей 5 в продольное перемещение или боковое вращение звеньев, а также в круговое вращение шарнира 6, снабженного колесом 19. В узле сочленения горизонтального и вертикального звеньев 3 за счет подачи соответствующего напряжения от блока 1 управления на муфты 11, 16 и 17 происходит передача крутящего момента от двигателей горизонтального звена 3 на вертикальное звено 3 и обратно от двигателей вертикального звенана горизонтальное.При отсутствии напряжения на всех муфтах 11, 16 и 17 создается штатный режим продольного перемещения вертикального звена за счет установки всех муфт в замкнутое состояние. При этом крутящий момент от пары двигателей вертикального звена создается на валах 18 и 15, жестко соединенных между собой за счет сочленения всех трех конических передач 12 - 14 муфтами 11, 16 и 17. При вращении шарниров 6 двух модулей 5 вертикального звена (фиг. 3) во встречном направлении от соответствующей пары двигателей этих модулей осуществляется продолжительное перемещение вертикального звена. При вращении шарнира 6 двух модулей 5 вертикального звена (фиг. 4) в согласном направлении от тех же двигателей создается штатный режим углового перемещения вертикального звена.При подаче напряжения от блока 1 на муфту 1 узла сочленения (фиг. 5) создается штатный режим кругового ориентирования вертикального звена за счет установки муфты в разомкнутое состояние. При этом крутящий момент передается от11зпары двигателей горизонтального звена через вал 10 на узел 4 сочленения, приводя к вращению вокруг вала 10 вертикальное звено вместе с узлом 4 сочленения.При подаче напряжения от блока 1 на муфту 16 узла 4 сочленения создается режим передачи крутящего момента с горизонтального. звена на продольное перемещение вертикального звена и обратно за счет установки муфты 16 в разомкнутое состояние.При передаче крутящего момента от пары двигателей горизонтального звена (фиг. 6) с входного вала 10 через конические пары 12 и 14 и выходные валы 18 и 15 на шарниры 6 модулей 5 вертикального звена достигается продольное сжатие или растяжение вертикального звена в зависимости от направления вращения входного вала 10.При передаче крутящего момента от пары двигателей вертикального звена (фиг, 7) при его продольном перемещении с валов 15 и 18 через конические пары 12 и 14 и вал 10 на шарнир 6 горизонтального звена достигается круговое вращение этого шарнира 6 влево или вправо в зависимости от сжатия или растяжения вертикального звена.При подаче напряжения на муфту 17 узла 4 сочленения создается режим передачи крутящего момента с горизонтального звена на угловое перемещение вертикального звена и обратно за счет установки муфты 17 в разомкнутое состояние,19838При передаче крутящего момента отпары двигателей горизонтального звена (фиг, 8) с вала 10 через конические пары 12 и 13 и выходные валы 18 и 15 на шарниры модулей 5 вертикального звена достигается угловое перемещение вертикального звена влево и вправо в зависимости от направления вращения входного вала 10.При передаче крутящего момента от.1 О пары двигателей вертикального звена (фиг.9) при его угловом перемещении с валов 15 и 18 через конические пары 12 и 13 и вал 10 на шарнир 6 горизонтального звена достигается круговое вращение этого шарнира 6 влево или вправо в зависимости от направления углового перемещения вертикального звена.Техническим преимуществом предлагаемого изобретения является расширение 20 его функциональных возможностей путемсуммирования крутящих моментов двух пар двигателей горизонтального и вертикального звеньев, осуществляемое посредством узла сочленения этих звеньв. За счет этого 25суммарный крутящий момент, получаемый на шарнирах вертикального и горизонтального ромбических звеньев, достигает удвоенной величины. Следствием увеличения крутящего момента при угловом перемещении вертикального звена является повы- ЗО шение скорости или грузоподъемности дифференциального манипулятора в два раза,. Ширяе Синицк Редактор И. ДсрЗаказ 7530/2 бак Т Т ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва,илиал ППП ЛатеСоставитель Аехрел И. Вереи раж 1032дарственногоизобретенийЖ - 35, Раунт, г. Ужго комитет и открышская на од, ул. аКорректор Подписноеа СССР тийб., д. 4/5Проектная