Манипулятор

ОП ИСААКИЕИЗОБРЕТЕЯ ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 804424(22) Заявлено 28,04.79 (2) 2763055/25-08 Н 28 У 13/00 с ттрисоедииеиием заявки М Ьеударетввнный комитет СССР по делам нзобретеннй н вткрытнй(53) УДК 62-229. .72(088.8) Дата опубликования описания 18.02.81(54) МАНИПУЛЯТОР Изобретение относится к манипуляторостроению и может. быть использовано присоздании универсальных или специализированных манипуляторов,Известен манипулятор, содержащийЮ. основание, шарнирно- сочлененные звенья,расположенные в шарнирах приводы перемещения звеньев, каждый из которых содержит исполнительный двигатель, например двигатель постоянного тока, механическую передачу с жесткими зубчатымиколесами, аналоговые датчики обратнойсвязи и систему управления Х .Однако этот манипулятор не обеспечивает высокой точности из-за трудностиобеспечения безлюфтового зацепления вшироком диапазоне температур, а такжевследствие наличия аналоговой системыуправления.Известен манипулятор, в котором поиы-йшение точйости достигается за счет использования в качестве редуктора волновой зубчатой передачи, облвдаюшей болеевысокой кннематической точньстью по 2сравнению с передачами с жесткими зубчатыми колесами 2 .Однако это техническое решение затрудняет использование . цифровых систем, так как требует устаттовки датчиков обратной связи в каждом приводе переме)пения звеньев.Эти датчики могут быть либо аналоговыми, сигнал с которых преобразуется в код, либо кодовыми. При этом аналоговые датчики ограничивают точность системы, а кодовые датчики являются дорогими и сложными устройствами, что уменьшает надежность системы.Наиболее близким к предлагаемому является манипулятор, содержащий основа иие, шарнирно сочленненые звенья, расположенные в шарнирах приводы перемещения звеньев, каждый из которых содержит корпус, гибкое и жесткое зубчатые колеса, генератор и систему управленияНедостаток этого манипуляторд - низкая надежность.Бель изобретения - повышение точности и надежности манипулятора.1Поставленная цель достигается тем,что генератор хаждого привода перемещения звена выполнен в виде системыпостоянных магнитов. и ферромагнитныхвставок, радиально установленных надержателе, жестко соединенном с предыдущим звеном манипулятора, причем накаждом постоянном магните установленакатушка, взаимодействующая с гибкимзубчатым колесом и имеющая возмож- ьность радиальных перемещений а ферромагнитные вставки генератора размещены,между катушками, при этом система по стояннных магнитов и ферромагнитныхвставок генератора размещена внутри гиб-кого зубчатого колеса.. На фиг; 1 схематически изображенманипулятор, общий вид; на фиг. 2 -разрез;Л-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Бна фиг. 2; на фиг. 4 - блок-схема системы управления приводом перемещениязвена манипулятора.Манипулятор состоит иэ неподвижногооснования 1, шарнирно сочлененных звеньев . 2.- 4 приводов 5 - 7 перемещениязвеньев, расположенных в каждом шарнире, и захвата 8. Каждый привод перемещениязвена состоит иэ корпуса 9, соединенного. с перемещаемым звеном, установленногов корпусе 9 жесткого зубчатого колеса 1030гибкого зубчатого колеса 11.причем последнее соединено с предыдущим звеномманипулятора двумя зубчатыми муфтами1.2 и 1.3.Корпус 9 имеет воэможностьповорота атносптельно осей муфт 12 и1.3 на подшипниках 14 и 15. установленных в крышках 16 и 7. жестко соединенных с корпусом 9. Внутри гибкого ко-.леса 11 на держателе 18, жестко соединенном с предыдущим звеном манипулятора, закреплена система радиально уста 0новленных постоянных магнитов 19 н ферромагнтных вставок 20. На каждомйз магнитов 19 с зазором установленакатушка 23., имеющая воэможность.радиальных перемещений, причем каркас 22катушки 21 контактирует с гибким зубчатым колесом 3.1. Катушки 21 зафиксированы от перекосов эластичным материалом 23. Крышка 24 служит для защиты внутреннего объема привода от внеш-;50них воздействий, Подвод питания от%М Фсистемы управления к катушкам 21 осуществляется гибкими проводниками 25,подключенными к разъему 26, установленному на муфте 12 Система управления каждого привода перемещения звенасодержит задающее, устройство 27,соединенные с ним блоки непрерывногь 28 и импульсного 29 управления, коммутатор 30, многофазный инвертор 31,питающий катушки 21 привода.Для обеспечения необратимости привода перемещения звена манипулятора разность диаметров гибкого зубчатого колеса 1 1 в недоформиррванном состоянии и диаметра системы постоянных магнитов19 и Ферромагнитных вставок 20 выбирается равной максимальной радиальнойддеформации гибкого колеса 1 1, увеличенной на величину зазора необходимого для предотвращения залипания гибкого зубча" того холеса 1 1 при соприкосновении с системой постоянных магнитов 19 и ферромагнитных вставок 20. Манипулятор работает следующим образом,Задающее устройство 27 каждого привода перемещения звеньев вырабатывает управляющий сигнал, который подается одновременно на блоки непрерывного28 и импульсного 29 управления. В зависимости от величины рассогласованиякоммутатор 30 подключает блоки непрерывного 28 или импульсного 29 управле нпя ко входу многофазного инвертора 31, питающего катушки 21 привода перемещения звена. При этом при больших величинах рассогласования х инвертору 31подключается блох 28 непрерывного уп-равления обеспечивающий непрерывное движение соответствующего звена манипулятора, а при малых величинах рассогласования к инвертору 31 подключается блок 29 им- пульсного управления, обеспечивающий необходимую точность за счет движении,шагами при подходе х согласованному положению. Инвертор 31 формирует многофазное переменное напряжение, частотакоторогопропорциональна скоростиперемещения звена манипулятора. Припитании катушек 21 привода от инверто-.ра 33, катушхи под действйем электромагнитных сил совершают колебательныедвижения в радиальном направлении и .своими каркасами 22 деформируют- гибкое зубчатое колесо 1 1, создаваядвижущуюся волну деформации. Деформиро ванное гибкое зубчатое колесо 1 1 нахо-дится в зацеплении одноименно с жестким зубчатым колесом 10 и. зубчатымимуфтами Х 2 и 13. При движении волны деформапии гибкое зубчатое холесо 1 1 обкатывает жесткое зубчатое колесо 10 и зубчатые муфты, и из-за наличия раз-.ности чисел эубъев жесткого и гибкогоколес 10 и 3.1, первое вместе с корпусом 9 и с соединенным с ним звеном ма804424 5 днипуляторв приходит в движение, повора- ратор каждого привода перемещения звеначиваясь в подшипниках 14 и 15 относи- выполнен в виде системы постоянных магтельно предыдущего звена манипулятора, нитов и ферромагнитных вставок, радиальПри достижении каким либо приводом пе- . но установленных на держателе жесткоlремещения звена манипулятора согласо соединенном с предыдущим звеном мани-ванного положения инвертор 31. отключает пулятора, причем на каждом постоянномпитание катушек 21, привода. При этом :магните генератора установлена катуцва,гибкое зубчатое колесо 3.1 удерживается . .взаимодействующая с гибким зубчатымв деформированном состоянии за счет при-;,колесом и имеющая возможность раднальтяжения,постоянными магнйтами по ма-. -10 . ных перемещений,; а ферромагнитные.лой оси элипса деформации,. в результате вставки генератора рщены междучего осуществляется фиксация положения,:.:- катушками.соответствующего зьена манипулятора,2. Манипулятор по и. 4;.о тл и ч а юОтсутствие подвижных контактов в - . щ и й с я тем, что система постоянныхприводах перемещения звеньев манипуля-.. магнитов и ферромагнитных вставок генетора. позволяет повысить надежность мани- ратора размещена внутри гибкого эубчато пулятора. .,. го колеса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеф о р м у л а и э о б Р е т е " и." щ 1, Кулешов В. С. и Лакота Н. А. Юи-.1. Манипулятор, содержвщий основание 1 намик" систем шарнирно сочлененные звенья располо, г, женные в шарнирах приводы перемещейя 2, Патент США % 4046262.,звеньев, каждый иэ которыхсодержит кл. 214-4, опублик.1977.корпус гибкое и. жесткое зубчатые коле- . ф 3. Робототехника. Системы управленияса, генератор и систему управления,о т.- и очувствления. Тезисы 3, Всесоюзнойличающи ся тем,что,й ем что с целью межвузовской конференции. Каунас, 3.8повышения точности и надежйости,:гене- % 134.804424 краж 1. 101 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРдо делез изобретений и открытий8, Москва, Ж,. Раушскаа наб., д, 4/5 10785 1 3.Э ППК "Патент, г, Ужгород, ти, Проектна ппп,пвтеат за. 2 Ю 6 Составитель С. НовикРедактор М. Касарда Танкред Я,РейвесКорректор М Шаро