Механическая рука с программным управлением

 

Союз Советсккн

Соцнапнстическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11)! 000269 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 18.09.80 (21) 2982703/25-08 с присоединением заявки J% (23)Приоритет (51) М. Кл.

В 25 J 1/02

Гееударстееннь и кемнтет

СССР

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28.02.83 ае делам нзебретеннй н етнрытнй (53) УДК 62-229. .72 (088.8) /

А. И. Корендясев, Г. К. Пурцеладзе, Б.Л.;6ал маферв, и Й И..Хывео

Институт машиноведения им. акад. А. А. Благ ова (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) МЕХАНИЧЕСКАЯ РУКА С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Механическая рука с программным управлением относится к машиностроению, а именно к устройствам, предназначенным для выполнения технологических операций в горячих, радиоактивных и других зонах, а .

5 также для механизации и автоматизации операций в промышленности.

Известна механическая рука с программным управлением, содержашая основание, шарнирно 1о соединенные звенья, приводы звеньев, установленные на основании уравновешивающие механизмы, например синусные, две программно-управляемые муфты, связанные кинематической цепью со звеньями руки (1) .

Недостатком известной конструкции является низкая надежность работы механизма из-за повышенных нагрузок, возникающих при отключении привода одного иэ звеньев механической руки. 20

Цель изобретения повышение надежности механизма путем иовьпиения точности отрабатываемых траскторий в горизонтальных и вертикальных плоскосгях.

Поставленная цель достигается тем, что механическая рука с программным управлением, содержащая основание, шарнирно соеди. пенные звенья, приводы звеньев, установленные на основании уравновешивающие механизмы,например синусные, две основные программно-управляемые муфты, связанные кинематическнми передачами со звеньями руки, снабжена дополнительно тремя программноуправляемыми муфтами, установленными на основании двумя барабанами, роликами и двумя тросами, закрепленными на основании и обвнваюшими ролики и барабан, причем кривошипы синусных механизмов жестко связаны между собой, а две из дополнительных программно-управляемых муфт установлены между валами барабанов и основанием, а третья дополнительная и две основные программно-управляемые муфты установлены в кинематических цепях приводов звеньев.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема механической руки; на фиг. 2 . -- сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 -- сечение Б — Б на фиг. 1.

0269 4 вошипами 28, 27, 24, 25 и 26 соотв 1ственно синусных механизмов пружинно-уравновешивающего устройства и повернуты относитель. но них на 90 барабаном 48, установленные с возможностью вращения на основании, роликами, оси ко.орых укреплены на ползунах синусных механизмов, и тросом 49. Трос 49 обвивает барабан 48 и ролики, связанные с ползунами синусных механизмов, и эакрепlg лен концами на основании 1. Между барабаном 48 и основанием 1 установлена программно-управляемая муфта 50, Еще две программно управляемые муфты 51 и 52 установлены в цепях приводов звеньев 3 и

2 соответственно.

Механическая рука работает следующим образом.

Условия принадлежности точки 3 вертикальной плоскости будут иметь вид

3 1 00

Механическая рука содержит основание l и образована последовательностью шарнирно соединенных звеньев "-4. Звено посредством шарнира с горизонтальной осью крепится на основании 1, Шарниры, соединяющие звенья 2 и 3, 3 и 4, имеют параллельные оси, перпендикулярные оси вращения звена

2. Угол наклона этих осей к горизонту зависит от конфигурации руки.

Приводы 5 — 7 звеньев установлены на основании и посредством кинематических зубчатых и тросовых передач связаны со звеньями 2 — 4 соответственно, при этом привод 5 зубчатой .передачей 8 и 9 кинематически связан со звеном 2, привод 6 зубчатой передачей 10 и 11 и тросовой передачей, содержащей ведущий ролик 12, трос 13 на1 правляющий ролик 14 и ведомый (двойной) ролик 15, укрепленный на звене 3, кинематически связан со звеном 3. Привод 7 передачей 16 и 17 и тросовой передачей, содержащей ролик 18, трос 19, направляющие ролики одинарные 20 и 21 и двойной 22, установленные с возможностью вращения относительно звеньев 2 и 3 и ведомого ролика 23, укрепленного на звене 4, кинематически связан со звеном 4. При этом концы троса 19 жестко закреплены на двойном ролике 22, Эти же передачи образуют кинематические цепи, связывающие подвижные звенья 2 — 4 с кривошипами 24 — 26 пружинно уравновешивающих механизмов. Кроме того, на основании 1 установлены пружинно-уравновешивающие механизмы с выходными кривошипами 27 и 28 и два механических сумматора-дифференциала 29 и 30. Вход 31 дифференциала 29 кинематически связан с кривошипами 25 пружинно-уравновешивающего механизма, а вход 32 дифференциала

30 — с кривошипом 26, вторые входы 33 и 34 дифференциалов 29 и 30 кинематическими передачами связаны с кривошипом 24.

Наконец, третьи входы 35 и 36 дифференциалов 29 и 30 зубчатыми передачами связаны с кривошипами 27 и 28 соответственно.

На основании 1 установлен с возможностью вращения барабан 37. Ползуны 38 синусных механизмов пружинно-уравновешивающего уст-. ройства оснащены роликами 39, Трос 40, закрепленный концами на основании 1, обвивает указанные ролики 39 и барабан 37. Механическая рука снабжена также двумя программно-управляемыми муфтами 41 и 42, при чем одна из муфт является тормозом барабана 37, а вторая установлена в кинематической цепи привода звена 4.

Механическая рука снабжена также дополнительно рядом синусных механизмов, криво шипы 43 -47 которых жестко связаны с кри— соответственно углы поворотов звена 2 относительно основания 1; звена 3 относительно звена 2; звена 4 от.носительно звена 3.

Аналогично условие принадлежности точки 3 горизонтальной плоскости

<п . 5 "(<«(p) <3si< (Hz y3I z " × -Ч„)-Ор п 2 э А) = сапь, 35

При вращении приводов 5 — 7 движения через зубчатые передачи 8 и 9, 10 и 11, 16 ц 17 соответственно передаются звену 2 и тросам 13 и 19, которые осуществляют перемещение звеньев 3 и 4. Углы(f,ф и(P

4О реализуются соответственно для первого и второго уравнений на кривошипах 24, 25, 27, 26, 28 и 45, 46, 44, 47, 43 синуснокосинусных уравновешивающих механизмах.

Суммирование по каждому ряду механизмов осуществляется на барабанах 37 и 48

45 соответственно с помощью тросов 40 и 49, закрепленных концами на основании 1 и обвивающих упомянутые барабаны 37 и 48 и ролики 39, установленные с возможностью вращения на выходных полэунах синусных

50 механизмов и на основании. Фиксация величин сумм осуществляется с помощью программно-управляемых муфт 50 и 41, установленных на барабанах 37 и 48. В конструк ции предусмотрена установка программно-управляемых муфт 42, 51 и 52 в кинематических цепях приводов 7, 6 и 5, позволяющих отключать приводы при реализации стереотипных движений, обеспечиваемых муфта5 10002 ми 41 или 50. При одновременной фиксации барабанов 37 и 48 точка 3 будет иметь возможность перемегцения вдоль прямой, являющейся пересечением уже зафиксированных горизонтальной и вертикальной плоскостей.

Таким образом, в случае горизонтального расположения оси первого шарнира удается обеспечить максимальную грузоподъемность и наилучшую управляемость в горизонтальных и вертикальных плоскостях при расположе- 10 нии рабочей зоны под (или над) точкой подвеса механической руки. Одновременно достигается минимизация нагрузок на элементы привода и элементы кинематнческих передач, что позволяет увеличить надежность и дол- 15 говечность руки. К преимушествам конструкции следует отнести унификацию установленных на основании устройств.

Формула изобретения

Механическая рука с программным управлением, содержащая основание, шарнирно соеди д

69 4 ненные звенья, приводы звеньев, установленные на основании уравновешивающие механизмы, например синусные, две основные программно-управляемые муфты, связанные кинематической цепью со звеньями руки, а также систему управления, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем повышения точности выполнения движений, она снабжена тремя дополнительными программно-управляемыми муфтами, установленными на основании двумя барабанами, роликами и двумя тросами, причем кривошипы синусных механизмов. жестко связаны между собой, а две из дополнительных программно-управляемых муфт установлены между валами барабанов и основанием, а третья дополнительная и две основные программно-управляемые муфты установлены в кинематических цепях приводов звеньев, при этом каждый трос закреплен концами на основаниии и обвивает ролики к барабан.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР Р 828551, кл. В 25 J1/02,,1981.

Составитель А. Ширяева

Техред Т.Фанта Корректор Ю. Макаренко

Редактор А, Фролова

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1239/14 Тираж 1079 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5