Промышленный робот

.04 77. ГОСУДФфСТВЕКНЬЙ КОМИТЕТ СССРЙО ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕВ 4 Й И ОТКРЫТИЙ(72) Хадзими ИнабСигеми Инагаки и(54)(57) ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ, содер-.жащий корпус и размещенные в немдва редуцнрующих gрнвода вращательного и качательного движений, расположенных параллельно один другомун связанных с исполнительным механизмом, о т л и ч а ю щ и й с я тчто, с целью сокращения габаритов,оба редуцирующнх привода выполненыв виде волновой передачи, выходные.шестерни которых взаимодействуютс исполнительным механизмом черездополнительно введенное сателлитное зубчатое колесо, ось которогозакреплена в корпусе.Изобретение относится к промышленному роботу, который снабжен редуцирующим средством с большим передаточным отношением при редукции и может вызывать одновременно или поочередно вращательное движение и качающее движение схвата робота.Известен промышленный робот, содержащий корпус и размещенные в нем два редуцирующих привода вращатель ного и колебательного движений, расположенных параллельно один другому и связанных с исполнительным механизмом 1 .Недостатками известного устройства являются сложность выполнения, большие габариты и тяжелая конструкция.Целью изобретения является сокращение габаритов.Цель достигается тем, что в промышленном роботе, содержащем корпуси размещенные в нем два редуцирующих привода вращательного и качательного движений, расположенных параллельно 25 один другому и связанных с исполнительным механизмом, оба редуцирующих привода выполнены в виде волновой передачи, выходные шестерни которых взаимодействуют с исполнительным механизмом через дополнительно введенное сателлитное зубчатое колесо,ось которого закреплена в корпусе,На фиг. 1 изображена конструкция ,промышленного робота с механизмом соч 35ленения, установленным между схватом и руками роботаснабженная первой и второй волновыми передачамифна фиг. 2 - конструкция механизмасочленения, рук робота и корпусробота, продольный разрез, нафиг. 3 - конструкция механизма сочленения, продольный разрез; на фиг.4 - вид А на фиг. 3, на фиг. 5 узел 1 на фиг. 4; на фиг. 6 - зацеп ление с первой и второй волновымипередачами (редуктором) и корпусом .конического зубчатого колеса.Промышленный робот (фиг, 1) имеетоснование 1, прикрепленное к поверх ,. ности пола, с установленным на немповоротным столом 2Последний можетвращаться посредством устройствапривода (не показан) размещенногона основании 1. К верхней поверхности поворотного стола 2 прикреплены две вертикальные направляющие стойки 3 и 4, а вертикальный шариковый/ ходовой винт 5 поддерживается с возможностью вращения на верхней поверхности поворотного стола 2. Нижний конец шарикового ходового винта5 подсоединен с воэможностью вращения к двигателю вертикальной подачи (не показан), установленному наосновании 1. Корпус 6 робота входитв зацепление с возможностью скольжения с направляющими стойками 3 и4 через соответствующее подшипниковое средство, а также в резьбовоезацепление с шариковым ходовым винтом 5. Поэтому корпус 6 робота перемещается вертикально в ответ навращение шарикового ходового винта5 под управлением направляющих стоек3 и 4.К корпусу б робота подвижноприкреплены две руки 7 и 8 с возможностью удлинения и сокращения в горизонтальном направлении. Механизм9 сочленения прикреплен к переднимконцам рук 7 и 8 робота.Схват 10 робота.прикреплен к переднему концумеханизма 9 сочленения, который осуществляет его вращательное и качающее движения. Приводные двигатели (фиг, 2) размещены в задней части корпуса б робота и механизм 9сочленения посредством двигателейприводится в движение через приводные валыустановленные внутри корпуса 5 робота. Руки 7 и 8 робота поддерживаются соответственно подшипниками 11 - 14 так, чтобы они могли удлиняться и сокращаться в горизонтальном направлении (фиг. 2), Подшипники 11 - 14 установлены соответственно в задней и передней частях во внутренней полости передних цилиндрических частей 15 и 16 корпуса 6 робота. К переднему концу рук 7 и 8 прикреплен механизм 9 сочленения, который перемещается вместе с последними, К заднему концу рук 7 и 8 жестко прикреплена пластина 17, перемещающаяся вместе с обоими руками 7 и 8 и механизмом 9 сочленения. В заднем конце корпуса 6 робота установлены (фиг. 2) первый, второй и третий приводные электродвигатели 18 - 20. Первый 18 и второй 19 приводные электродвигатели используются для приведения в движение соответственно первого и второго редукторов (не показаны), размещенных в механизме 9 сочленения, при помощи шариковых1149860 шлпцевых валов 21 и 22, подсоединенных соответственно к двигателям8 и 19,. и трубчатых валов .3 и 24,находящихся г, зацепле;ви с "оэможнсстью скольжения в направленииоси со Рпыевыми вячами 21 н 22, Перв.и втт .й редукторы содгг:жат.ный редукционный механизм с оченьболь;лп лередаточньм отношением.Дарикох.ье илипевые эачы 21 у. 22 поГ,"деригаюс,;я с воз ож;остью врщения обс 1 ми подшипниками 25 и 26,прикре:,еня 1 ми к кронштей:2,жестко закрепленнсму на вн-треинихстенках корпуса 6, и подшипниками,пвикрепленньпи к пластине 17, Задние части шпиц:=вых валов 21 и 22подсоединены соответственно к дьк -гателям 18 и 19 через муфты 28 и 29,а передние части находятся в зацеплении с возможностью скольженияв направлении осей валов с трубчатыми валами 23 и 24, Шариковый ходовой винт 30 поддерживается с возможностью вращения подшипником 31,прикрепленнщ к кронштейну 27,и подшипником 32. прикрепленным вположении, противоположном подшипнику 31, к передней стенке корпуса 6 робота. Ходовой винт 30 такжеподсоединен на его заднем конце ктретьему 20 приводному двигателючерез муфту 33 и находится в резьбовом зацеплении в его средней части с шариковой гайкой 34, установленной в пластине 17. Б результатемеханизм 9 сочленения горизонтально перемещается внутрь и наружу поддействием вращения шарикового ходового винта 30 посредством шариковой гайки 34, пластины 17 и рук7 и 8 робота. Ведущее колесо 35 (фиг. 4) выполненВ Виде эллипса и скользяще 10вводится в соприкосновение с внутренней периферийной поверхностью 43вутр:ннего колеса 36 вдоль еговнешней периферийной поверхности 44.Так как внутреннее колесо 36 выполнено из эластичного материала и имеет форму тонкого цилиндра, то егочасть, соприкасающаяся с ведущимколесом 35, сохраняется деформированной в виде эллипса, если смотретьв направлении их осей, вдоль внеш-.ней периферийной поверхности ведущего колеса 35, Если ведущее колесо 35 вращается в направлении стрелки С и его внешняя периферийная поверхность 44 скользит по внутренней 25периферийной поверхности 43 внутреннего колеса 36, то часть внутреннегоколеса 36, соприкасающаяся с ведущим колесом 35, непрерывно деформируется вдоль внешней периферийной поверхности 44 ведущего колеса 35,т.е. при условии если ось большогодиаметра эллипса вращается в направлении стрелки С , и в этом случаеточки зацепления между внешней по верхностью (внешними зубьями 41) внутреннего колеса 36 и внутренней поверхностью (внутренними зубьями 42)внешнего колеса .37 перемещаются внаправлении стрелки С по внутренней 40 стороне внешнего колеса 37. Последнее снабжено внешними зубьями 45 наего внешней периферийной поверхности, Внутренние зубья 42 на внутренней периферийной поверхности внеш него колеса 37 входят в зацеплениес внешними зубьями 41 на обеих концевых частях оси большего диаметраэллиптической формы. Точки зацепления между внешними 41 и.внутрен ними 42 зубьями непрерывно перемещаются вдоль последних (зубья 42)в результате вращения ведущего колеса 35. В такой волновой передаче(редукторе) внутреннее колесо 36 55 обычно снабжается внешними зубьями41 в количестве, меньшем вдвое, чемвнутренние зубья 42 внешнего колеса 3. Например, внутреннее колеПервая волновая передача (редуктор) (фиг. 3) содержит ведущее колесо 35 ("волнообразователь"), подсоединенное к трубчатому валу 23 и выполненное в виде эллипса, внут" реннее колесо 36 (" гибкий шлиц"), выполненное из эластичного материала и имеющее форму цилиндра, и внешнее колесо 37 ("кольцевой шлиц"), с которым можно достичь большого передаточного отношения при редукции, Вторая волновая передача также содержит ведущее 38, внутреннее 39 и внешнее 40 колеса, имеющие такой же механизм, как и в первой волновой передаче,Нг. Фиг. 5 . зображевы внешние зубья 41 внутреннего колеса 36 и внутренние зубья 42 внешнего колеса 37.40 со 36 имеет 198 внешних зубьев 41,тогда как внешнее колесо 37 имеет200 внутренних зубьев 42. Поэтомушаг Р внешних зубьев 41 несколькобольше шага Р внутренних зубьев 5-2 на величину й Р (Фиг. 5) . Есливнутреннее колесо 36 стопорится так,что не может вращаться, а внешнееколесо 37 находится в положении,в котором оно может свободно вращаться, вращение ведущего колеса 35 внаправлении стрелки (или по часовой стрелке) вызывает перемещениеточки зацепления между внешними 41и внутренними 42 зубьями из положения д в положение о , так что внешнее колесо 37 вращается в направ"ленин часовой стрелки на величину Ь Рпо отношению к внутреннему колесу 36.Когда внешнее колесо 37 стопорится 0так, что не может вращаться, а внутреннее колесо 36 находится в положении, при котором оно может свободно вращаться, вращение ведущегоколеса 35 в направлении стрелки(по часовой стрелке) вызывает перемещение точки зацепления между внешними 41 и внутренними 42 зубьями изположения ц в положение 1 так чтовнутреннее колесо 36 поворачивает- ЗОся против часовой стрелки на величину Ь Р по отношению к внешнему колесу 37. Таким образом, если ведущееколесо 35 вращается против часовойстрелки, внешнее 35 и внутреннее З 536 колеса вращаются соответственнов противоположных направлениях относительно направления вращения вупомянутых случаях. Когда внутреннее 36 и внешнее 37 колеса имеютсоответственно 198 внешних и 200внутренних зубьев, волновая передача обладает болыпим передаточнымотношением при редукции. Если внутреннее колесо 36 стопорится так, 45что не может вращаться, хотя внешнее колесо 37 может свободно вращаться, последнее вращается в направлении вращения ведущего колеса 35 с2/200 числом оборотов на один его 0оборот. Если внешнее колесо 37 стопорится, так что не может вращать-.ся, хотя внутреннее колесо 36 можетсвободно вращаться, последнее вращается в протИвоположном направлении 55вращению ведущего колеса 35 с 2/198оборотов на один его оборот. Такаяволновая передача (редуктор) может быть выполнена компактной в результате простого механизма, обеспечивает большое передаточное отношение при редукции в малом объеме и получает отдачу с пониженным числом оборотов и с высоким крутящим моментом. Внутреннее колесо 36 (фиг.3) прикрепляется к корпусу 46 сочленения посредством фиксирующего элемента 47. Внешнее колесо 37 поддерживается с возможностью вращения подшипниками 48 и 49, прикрепленными к внутренней стороне корпуса 46 сочленения, и входит в зацепление с шестерней 50 посредством его внешних зубьев 51. Шестерня 50 поддерживается с воэможностью вращения валом 52, жестко закрепленным в корпусе 46 сочленения посредством подшипников 53. Внешнее колесо 40 второй волновой передачи (редуктора) поддерживается с возможностью вращения подшипниками 54 и 55,прикрепленными к корпусу 46 сочленения, и также входит в зацепление с шестерней 50 посредством его внешних зубьев 56. К переднему концу внешнего колеса 40 жестко прикреплен кожух конического зубчатого колеса 57 посредством Фиксирующего элемента 58, Трубчатый вал 24 в его передней части закрепляется шпонкой для передачи вращающей движущей силы второго приводного двигателя (фиг. 2) на ведущее колесо 38 второй волновой передачи. Внутреннее колесо 39 в его передней части жестко прикреплено к заднему концу вала 59 посредством фиксирующих элементов 60, Вал 59 поддерживается с возможностью вращения подшипниками 61 и 62, прикрепленными к внутренней стороне удлиняющейся передней части внешнего колеса 40, В передней части вала 59 выполнено за одно целое с валом 59 коническое зубчатое колесо 63, входящее в зацепление с другим коническим зубчатым колесом 64, которое выполнено заодно целое с кронштейном 65 для закрепления на нем схвата робота, Коническое зубчатое колесо 64 с кронштейном 65 поддерживаются с возможностью вращения кожухом конического зубчатого колеса 57 через соответствующее подшипниковое средство.Вращательное движение схвата осуществляется следующим образом,щающую движущую силу иа коническое зубчатое колесо 64 через вал 59и коническое зубчатое колесо 63.В результате вращающего движения5 конического зубчатого колеса 64кронштейн 65, который представляетсобой выполненную заодно целое частьшестерни, поворачивается в направлении стрелки Р . Теперь, когдавнешнее колесо 40 находится во вращении, т. е. схват робота на-ходится во вращательном движении,внешнее колесо 40 может рассматриваться как находящееся в подобномзастопоренном состоянии в сравнениис ведущим колесом 38, вращаемым сбольшой скоростью вращения, потомучто колесо 40 вращается со значительно пониженной скоростью враще"ния. Поэтому в этот момент ведущееколесо 38 также приводит в движение внутреннее колесо 39 со значи-тельно пониженной скоростью вращения в противоположном направлениивращения относительно направлениявращения ведущего колеса 38, такчто схват робота такжеповорачивается по направлению стрелки Рпосредством внутреннего колеса 39З 0 и других аналогично описанному.В этом случае поворачивающее движение схвата робота может бытьполучено одновременно с его вращательным движением.3 Таким образом, механизм сочленения предлагаемого промышленногоробота может быть выполнен компактным, в небольшом объеме и без гидравлической системы,7 1149860 Ведущее колесо 35 (фиг.З) приводится в движение с большой скоростью вращения посредством трубчатого вала 23, который вращает внешнее колесо 37 со значительно пониженной скоростью вращения посредством внешних 41 и внутренних 42 зубьев, так как внутреннее колесо 36 застопорено и не может вращаться. Внешнее колесо 37 вызывает вращение внешнего колеса 40 через шестерню 50. Поэтому кожух конического зубчатого колеса 57, прикрепленный к внешнему колесу 40, вращается в направлении стрелки 5., так что схват робота (не показан) вращается через .кронштейн 65. В этом случае внутреннее колесо. 39 перемещается вместе с внешним колесом 40, так как внешние зубья 66 колеса 39 входят в зацепление с внутренними зубьями 67 колеса 39. Это вращательное движение схвата робота в основном осуществляется первым 18 приводным двигатеЛем (фиг. 2).Качающее движение схвата осуществляется следующим образом. Когда колесо 40 находится в состоянии покоя, ведущее колесо 38, вращаемое с большой скоростью вращения трубчатым валом 24, приводит во вращение внутреннее колесо 39 ео значительно пониженной скоростью вращения через внутренние зубья 67 колеса 40 и внешние зубья 66 колеса 39 в противоположном направлении вращения относительно направления вращения ведущего колеса 38. Внутреннее колесо 39 передает вра"1149860 Составитель А. Афедактор Л. Гратилло Техред И.Пароцай сье рректор В. Гирня Заказ 1924/45 Тираж Ю 5 О ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений я о 113035, Москва, Ж, РаушсПодпнсно омитета СССР крытий д. 4/5 а пиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4