Исполнительный орган манипулятора

АВТОРСКОМУ Т эх ЮЗ СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИ СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС 1) 4827448/082) 22.05.90) 30,1293 Бюл. Нв 48-472) Панин ЕПМахмудов А.М.4) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН УАНИПУЛЯ 7) Сущность изобретения: изгиб исполнительного гана в плоскости или в пространстве происходит СЮ) ЯУ (11) 1839144 (51) Я В Х 5 Л гатепей 18 и 19, каждый из кооей кинематической цепью, обенными через один промежуточязанными между собой кардан- и управляемыми механизмами ет наличия скосов на торц ельный поворот приводит к изго органа. 1 з.п. ф-лы,8 ил. при включении дви торых связан со с разованной соедин ными звеньями, св ными шарнирами сцепления. За сч звеньев их относи гибу исполнительноИзобретение относится к робототехнике и может быть использовано в структуре гибких производственных систем различного целевого наз,зчения,Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения изгибов в пространстве,На фиг.1 показан общий вид исполнительного органа манипулятора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг,1; на фиг,З и 4 - выполнение колец карданных шарниров; на фиг.5 - сечение б-Б на фиг.2; на фиг,6 - узел 1 на фиг.2; на фиг.7 - вид В на фиг,1; на фиг.8 - вид Г на фиг,2,Манипулятор содержит связанное с основанием 1 начальное звено 2, непосредственно соединенное с основанием 1 через стойку 3, В стойке 3 размещены опоры вращения в виде подшипников 4 и 5, с которыми связаны опорная втулка 6 и вал 7 с полостью. Регулировка положения подшипников 4 и 5 осуществляется регулировочными втулками 8 и 9 соответственно, а фиксация - гайкой 10 фиксации вала и гайкой 11 фиксаЦии втулки 6, Опорная втулка 6 с помощью крепления 12 соединена с переходной втулкой 13, состоящей из двух частей с плоскостью контакта и относительного вращения а - а. Вал 7 соединен с малым внутренним карданным шарниром, включающим водило 14 и кольцо 15. Переходная втулка 13 через опорную втулку 6 и вал 7 связана соответственно с одной стороны через редукторы 16 и 17 с программно управляемыми двигателями 18 и 19, а с другой с передаточными механизмами приводов конечного звена 20.Передаточные механизмы образуют дае кинематические цепи передачи вращения в системе приводов конечного звена 20. Первая кинематическая цепь включает кольцо 15 с армированными осями малого внутреннего карданного шарнира, соединенного с втулками 21 промежуточного звена 22 , где= 1,2,3 внешние карданные шарниры, включающие тяги 23, кольцо 24, оси 25, со. единенные элементами крепления 26 с корпусами промежуточных звеньев 22с нечетными номерами индексов, начиная с первого, размещены снаружи в плоскостях вертикальной симметрии корпусов промежуточных звеньев 22с четными номерами индексов. Следует отметить, что промежуточные звенья 22 выполнены одинаково для нечетных и четных номеров (фиг.2), за исключением.первого, где для кинематической связи организована, например, литьем втулка 21 (фиг,5). Промежуточные звенья, кроме того, выполнены составными, например, с нечетными индексами - из трех частей, а с четными - из четырех, имеющи.плоскости контакта и относительного вращения а-аь Ь-Ь, с-сь,Вторая кинематичФ.ская цепь состоит из больших внутренних5 карданных шарниров, включающих тяги 2729 и кольцо 30 и размещенных в корпусахпромежуточных звеньев 22 с нечетными номерами индексов, и корпусов промежуточных звеньев 22 с четными номерами10 индексов, связанных с ними элементамикрепления 31. Кольца карданных шарнировили корпуса промежуточных звеньев 22 (1)снабжены механизмами компенсации осевых и радиальных смещений.15 На фиг.З и 4 приведен пример реализации подобного механизма компенсациитолько для колец 30 больших внутреннихкарданов и колец 24 внешних карданныхшарниров. Аналогично выполнение в со 20 ставных частях корпусов промежуточныхзвеньев 22, Конечное звено 20 служит дляустановки в нем нужного типа захвата иможет иметь требуемое исполнение фланца, Кинематически оно может находитьсякак в первой, так и во второй кинематической цепях и иметь исполнение, сходное спромежуточными звеньями соответствующего номера. Наличие сквозной полости через вал 7 и большие внутренние карданные30 шарниры позволяет организовать укладкукоммуникаций для работы захвата внутриконструкции исполнительного органа манипулятора, Все соединения звенья и их составных частей между собой выполнены в35 виде конусного сопряжения (фиг.6) с угломконуса Р и оснащены механизмами сцепления, управляемыми от внешних устройств.При их включении создается сцепление, апри выключении - расцепление, Позицией40 32 обозначена упругая прокладка,Манипулятор работает следующим образом,В исходном состоянии конечное звено20 неподвижно и соосно с промежуточными45 звеньями 22, переходной втулкой 13 начального звена и их составными частями, разделенными плоскостями а-аь Ь-Ьь с 1-сьПеремещение конечного звена 20 или некоторой его точки 0 в пространстве может50 обеспечиваться не только простыми относительными поворотами звеньев 22, 2 и 20 иих составных частей, но и комбинациямиреверсируемых относительных поворотов всочетании с вариантами включения имеющихся механизмов сцепления. При этомвозможны сложные пространственные изгибы устройства. В программе, заложеннойво внешнем блоке, должны учитыватьсясложные варианты включения механизмовсцепления с отработкой нужных угловых пе 1839144ремещений с требуемой величиной и направлением угловой скорости. Рассмотрим следугощие варианты работы устройства: первый - изгиб в плоскости за счет одного промежуточного звена; второй - изменение положения в пространстве плоскости для изогнутой части. Исходное вращение передается на начальное звено 2, его втулку б и вал 7, а далее на вход соответственно первой и второй кинематических цепей передаточных механизмов приводов, Для первого варианта должен быть реализован только относительный поворот нужного звена, например, промежуточного звена 22(2) на 180 О. Должны быть включены механизмы сцепления в паре втулка 13 - звено 22(1), плоскостях аг-аг, Ьг-Ьг, а 2-а 2. Ь 2-Ьъ с 2-с 2 и других парах и плоскостях до точки О, кроме отключенных в плоскости а-а парах 22(1) - 22(2), 22(2) - 22(3) и плоскостях аа+а 4, с 4-с 4. ,Двигатель первой кинематической цепи выключен. Тогда вращение с входа второй кинематической цепи, т,е, с левой части переходной втулки 13, через большой внутренний карданный шарнир поступит на составную часть промежуточного звена 22(2) между плоскостями а 2-а 2 и с 2-с 2. при этом звено 22(2) за счет сцепления в плоскостях а 2-а 2, с 2-с 2 и Ь 2-Ь 2 провернется относительно соседних звеньев 22(1) и 22(3) на нужный угол 180, вращательное движение одновременно гасится на составных частях промежуточного звена 22(4) с расцепленными плоскостями а 4-а 4, с 4-сг, где совершается Формула изобретения1, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫИ ОРГАН МАНИПУЛЯТОРА, содержащий основание, начальное звено с переходной втулкой, промежуточные и конечное звенья, выполненные в виде шарнирно соединенных между собой полых корпусов с фланцами на торцах, скошенных относительно осей корпусов, два привода с программно уп. равляемьгми двигателями и редукторами, которые закреплены на основании вне полостей корпусов звеньев и связаны с соответствующими кинематическими цепями, образованными корпусами звеньев и карданными шарнирами и кольцами, расположенными в полосгях звеньев и снаруки и связывающими эти звенья через одно в холостой поворот. Таким образом, осуществлен изгиб в вертикальной плоскости за счет промежуточного звена 22(2) (фиг,7).Во втором варианте требуется изме нить плоскость изгиба, начиная с соответствующего промежуточного звена 22,2). В вышеназванный алгоритм вносят изменения: отключается механизм сцепления в плоскости Ьг-Ьг и включается в паре 22(1)- 10 22(2), В результате работы все той же второйкинематической цепи происходит поворот в плоскости Ьг-Ьг (фиг,8). Аналогично можно организовать вращение в плоскости а 2-а 2 с получением более сложного пространствен ного изгиба,Механизмы компенсации осевых и радиальных смещений, которыми снабженыкольца карданных шарниров (фиг,3 и 4) ра 20 ботают следующим образом,Когда исходной длины тяги бб уже недостаточно, то оси, связанные с соответствующим внешним кольцом кардана, сдвинутпоследний по пазам и выступам на величину25 Лбб-бб, компенсируя это изменение, Кроме того, возможны смещения за счет создания минимального гарантированногозазораФОН(гг в сопряжении кольца сосью карданного шарнира, где И - нужный30 квалитет точности. Соединение Б (фиг,1)также дает минимум зазора.(56) Авторское свидетельство СССРК. 1832619, кл. В 25 Л 1/00, 1989,35каждой цепи, отличающийся тем, что, сцелью расширения технологических возможностей за счет обеспечения изгибов впространстве, переходная втулка начального звена, а также корпуса промежуточных и конечного звеньев выполненысоставными не менее чем из двух частей свозмокность о их сцепления как между со, бой, так и со звеньями другой кггнелгатиче ской цепи, а кольца карданных шарнировили корпуса звеньев снабжены механизмами компенсации осевыхи радиальных смещений,2. Исполнительный орган по п,1, отличающийся тем, что все подвижные одна относительно другой части звеньев и самизвенья выполнены с коническим соединением фланцевых поверхностей, 10391441839144 Составитель ф, МайораТехред М,Моргентал Редактор т,р О,Гу аказ 3401 Тираж Подпис НПО "Поиск" Роспатента 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/