Головка манипулятора

(19) ( 5 Л 9 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ оботе асположена под(54) ГОЛ (57) Из технике риводных коаксиа пересечениячастей 2 и 3 не приводныхиводных коаи 26 происхи связанных головка ретения ксиодит с н работы.жит три на осях ора манипуля водным ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) КУКА Швейсанлаген ундГмбХ (ЭЕ)(56) Заявка ФРГ У 2745932,кл, В 25 Л 9/00, 1980. ОВКА МАНИПУЛЯТОРАбретение относится к роботои может быть использовано в манипуляторовЦелью изобявляется повышение надежности Головка манипулятора содерустановленные друг за другом 4-6 части 1-3 с тремя прикоаксиальными валами 13, 18 и 26Вал 27 соединен через пары конических зубчатых колес 19, 20 и 22, 23 и наклонный промежуточный вал 21 соосный оси поворота средней части 2 головки, с несущей инструмент задней частью 3. Приводной коаксиальный вал 13 соединен через пару конических зубчатых колес 14 и 15, последнее из которых концентрически охватывает с зазором промежуточный вал 21, со средней частью 2 головки, В выдвинутом положении частей головки ось поворота заднеи частиострым углом к оси пальных валов, а точкосей б и 5 поворотарасположена на осилов. При вращении пральных валов 13, 18поворот кинематическми частей 4-3 головк4 з.п. ф-лы, 7 ил.Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано вголовках манипуляторов.Цель изобретения - повышение на 5 дежности работы.На фиг.1 схематически изображена головка при выдвинутом положении ее частей, вид сбоку; на фиг.2 - то же, с расположением задней части под нак лоном; на фиг.З - то же, повернутоона 180 ; на фиг,4 - то же (по фиг.1), после поворота средней части; на фиг.5 - то же, после поворота средней и задней частей; на фиг.6 - го ловка с приводом, продольный разрез; на фиг.7 - то же, с приводом, имеющим два коаксиальных приводных вала. Головка имеет три последовательно соединенные первую переднюю 1, вторую среднюю 2 и третью заднюю 3 части. Передняя часть 1 выполнена с возможностью вращения вокруг оси 4, соответствующей продольной оси руки ма 25 нипулятора. На этой части 1 расположена с возможностью вращения вокруг оси 5 поворота средняя часть 2. На средней части 2 расположена с возможностью вращения вокруг оси 6 поворо.та задняя часть 3. Обе оси 4 и 5 пересекаются в точке 7 пересечения. Ось 6 поворота пересекает ось 4 в. точке 8 пересечения. Точка 9 пересечения осей 5 и 6 поворота находится на расстоянии от оси 4. Оси 5 и 6поворота расположены друг к другу под тупым углом, вследствие чего плоскости разделения частей 1, 2 и 2, 3 головки расположены друг к дру гу под острым углом. Углы предпочтительно выбирают так, чтобы получалась симметричность, Согласно приведенному примеру выполнения наклонная плоскость между отдельными частями головки находится под углом Ы к продольной оси 4 частей 1-3.Кроме того, для получения симметричности оси 5 и 6 установлены к продольной оси 4 под углом 1/2 Ы, 50 вследствие чего наклонные оси 5 и 6 поворота установлены друг к другу под тупым углом 2.На задней части 3 головки находится фланцевая плита 10 с поверхностью 11 для прифланцевания инструмента, например инструмента для сварки. На поверхности 11 изображен маркировочный палец 12, показывающий положение инструмента в зависимости от положения остальных частей.На фиг.2 изображена головка с повернутой относительно других частейзадней частью 3, которая может повоорачиваться на 180 вокруг оси 6 поворота. Так как плоскости поворотамежду отдельными частями 1-3 головки расположены симметрично друг другу и образуют друг относительно друга угол , поворачивание задней части3 вокруг оси 6 поворота на 180, приводит к установке части 3 головкипод углом М .Если головку в показанном на фиг,2положении поворачивают вокруг оси 4она 180 , как это изображено на фиг.З,задняя часть 3 головки относительноизображенного на фиг.2 положения занимает положение в зеркальном изображении. Из положения осей 5 и 6 видно,что при любом положении ось 6 поворота не расположена коаксиально коси 4, так как в каждом случае точка9 пересечения осей 5 и 6 перемещается по круговой траектории вокругоси 4. Вследствие этого исключаетсядвусмысленност" положения оси. Такимобразом, является ненужным программное управление ипи техника автоматического управленияКроме того, имеются другие возможности поворачивания головки, Нафиг.4 изображено, что при вращениииз исходного положения по фиг.1средней части 2 головки вокруг оси 5поворота, получается угловое положение инструмента, соответствующееего угловому положению по фиг.З, безповорачивания передней части 1, Вэтом положении (фиг.4) заднюю часть 3головки можно вращать вокруг оси 6поворота, так что угол поворота задней части 3 головки относительно передней части 1 составляет 2 о . Еслив этом положении часть 1 вращают вокруг оси 4, происходит перемещениемаркирующего пальца 12 с наибольшейамплитудой,1Кроме того, значительно снижается опасность аварии при вращениичастей 1-3 относительно друг другаиз-за малой вероятности заклинивания,Изделие в выдвинутом положении головки можно поворачивать вокруг оси 4приводных валов (фиг,1). Для этойцели фланцевую плиту 10 следует устанавливать перпендикулярно к оси 4на задней части 3. Если такое коаксиальное расположение пальца 12 коси приводных валов нежелательно,плиту 10 можно устанавливать поддругим углом,5На фиг.6 изображена конструкцияпривода головки при выдвинутом положении (по фиг.1) ее частей, Внутренний приводной коаксиальный вал 13соединен через конические зубчатыеколеса 14 и 15 с полым валом 16, соединенным через понижающую передачу17 со средней частью 2 головки. Средняя часть 2 приводится во вращениевокруг поворотной оси 5 коническимизубчатыми колесами 14 и 15, причемона установлена в подшипниках напередней части 1 с возможностью вращения в плоскости, расположенной перпендикулярно оси 5 поворота.Устройство работает следующим образом.Средний приводной коаксиальный вал18 через конические зубчатые колеса19 и 20 поворачивает промежуточныйвал 21, соосный с осью 5 поворота.На конце промежуточного вала 21 расположены конические зубчатые колеса22 и 23 для вращения приводного вала24, установленного в задней части 3головки, которая выполнена с возможностью вращения относительно части 2вокруг оси 6 поворота. Между приводным валом 24 и задней частью 3 предусмотрена понижающая передача 25, 35Наружный приводной коаксиальныйвал 26 при вращении поворота черезпонижающую передачу 27 переднюючасть 1, расположенную коаксиальноруке 28 и с возможностью вращенияна ней,Все понижающие передачи 17, 25 и27 расположены с ведомой стороны,вследствие чего получается почтибеззазорная, компактная, имеющая. малые габариты конструкция головки,Головку можно изготовлять в различных вариантах. На фиг,7 изображена головка с двумя приводными ко О аксиальными валами. Средняя 2 и задняя 3 части головки приводятся в действие приводным валом 13. При этом коническое зубчатое колесо 14 при своем вращении поворачивает полый 55 вал 16, который через конические зубчатые колеса 22 и 23 вращает приводной вал 24, Передаточное число конических колес 22 и 23 должно составлять 1:1, а число понижающих передач 17 и 25 должно быть одинаковым.При соответствующем заданном направлении вращения зубчатого колеса 14, вала 16, колес 22 и 23, вала 24 и элементов передачи 25 задняя часть 3 вращается в направлении, противоположном вращению средней части 2 головки, Таким образом достигается определенное положение частей (фиг.5) при работе с двумя приводными валами. Такое выполнение является достаточным и целесообразным, например, при сварке в среде защитного газа,Если заднюю часть 3 головки необходимо вращать в направлении вращения средней части 2, зубчатому колесу 14, валу 16, колесам 22 и 23, валу 24 и элементам передачи 25 следует задавать необходимое направление вращения посредством промежуточного колеса. При этом рабочая зона остается такой же как и в первом случае,Изменение направления вращения частей в первом и втором случаях может быть целесообразна для опытных программистов независимо от внешних условий, Для реализации обеих возможностей между частями 2 и 3 головки необходимо устанавливать переключаемую передачу, позволяющую переключать при помощи муфты вращение частей 2 и 3 в одинаковом или противоположном направлениях (как на станках),Кроме того, части 2 и 3 головки можно также соединить посредством муфты со стопорным тормозом.Формула изобретения1. Головка манипулятора, содержащая корпус и три части, последовательно соединенные шарнирами с осями, пересекающимися под углом друг к другу первая из которых установлена в корпусе с возможностью поворота, а третья выполнена с фланцем для крепления инструмента, а также приводные коаксиальные валы с коническими зубчатыми колесами, установленные соосно оси поворота первой части, один из которых связан передачей с коническими колесами с второй частью, и кроме того, наклонный промежуточный вал, на котором с зазором установлено ведомое колесо упомянутой передачи, расположенный соосно оси поворота второй части и связанный передачами с коничес 1362396кими колесами с одной стороны с одним из приводных коаксиальных валов, а с другой - с третьей частью, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью5 повьппения надежности работы, точка пересечения осей поворота второй и третьей частей не лежит на оси приводных коаксиальных валов, а ось поворота третьей части в выдвинутом положении частей расположена наклонно к оси этих приводных коаксиальных валов,2, Головка по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что вторая часть головки соединена со своим приводным коаксиальным валом посредством охватывающего с зазором промежуточный вал полого вала, связанного с второй частью через понижающую передачу. 3. Головка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что поверхность фланца третьей части расположена под острым углом к оси ее поворота.4. Головка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что вторая и третья части кинематически связаны с помощью общего вала, размещенного соосно к оси поворота второй части, с одним из приводных коаксиальных валов,5. Головка по п.4, о т л и ч а ющ а я с я тем, что кинематическая связь второй и третьей частей посредством общего вала с одним из приводных валов выполнена с возможностьюразнонаправленного вращения этихчастей,1362396 Е СоставительТехред И.Дид аев Корректор Л.Пилипенк Редактор П,Гере 952 58 каз нного тений Проектная, 4 Производственно-полиграФическое предприятие, г, Ужго ВНИИПИпо035,Тира Государст елам изоб сква, Ж