Шарнир соединения звеньев манипулятора

 

ШАРНИР-СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕНЬЕВ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий ось, установленный на этой оси волновой редуктор , связанный с электродвигателем зубчатой передачей, отличающийся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости, улучшения динамических характеристик и повышения точности позиционирования, генератор волн волнового редуктора выполнен в виде, кулачка, имеющего наружную поверхность , эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса этого редуктора, и связан с ротором электродвигателя , который расположен внутри гибкого колеса. 5

,SUÄÄ 1013269 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОЦФЦ»»

РЕСПУБЛИН

3459 25 J 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3363897/25-08 (22 ) 27. 11, 81 (46) 23.04. 83. Бюл. Р 15 (72 ) Р.М. Немен атов (53) 62-229. 72 (088 ° 8) (56) i. Андронников С.Н., Ворошилов M.Ñ., Петров Б.A. Проектирование приводов манипуляторов. Л., "Машиностроение", 1975, с. 54, рис.29.

2. Авторское свидетельство СССР

9 751624 кл. В 25 J 17/00, 1980. (54)(57) ИАРНИР.СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕНЬЕВ

МАНИПУЛЯТОРА, содержащий ось, установленный на этой оси волновой редук» тор, связанный с электродвигателем зубчатой передачей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости, улучшения динамических характеристик и повышения точности позиционирования, генератор волн волнового редуктора выполнен в виде кулачка, имеющего- наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса этого редуктора, и связан с ротором электродвигателя, который расположен внутри гибкого колеса.

1013269

Изобретение относится к машиностроению, а именно к шарнирам соедин е ни я 3 ве нь ев манипуляторов.

Известен шарнир соединения звеньев манипулятора, содержащий ось, волновой редуктор, смонтированный на этой 5 оси и связанный с приводом зубчатой передачей (13.

Наличие зубчатой передачи между приводом и редуктором не позволяет сделать шарнир малых размеров, а так- 3Î же снизить потери, возникающие при передаче вращающего момента.

Известен также шарнир соединения звеньев манипулятора, содержащий ось, 5 волновой редуктор, смонтированный на этой оси и связанный с приводом зубчатой передачей.

Генератор волн встроен с промежуточными телами качения (роликами) внутрь выходного колеса зубчатой передачи и охватывает гибкое колесо, имеющее внутренний зубчатый венец, обеспечивая заданную форму деформации. Два жестких колеса с ответными з Убчатщу арендами встроены в неподвиж-. ное звено, и одно жесткое колесо с ответным зубчатым венцом э акреплено неподвижно на оси подвижного звена.

От лривода через зубчатую передачу . ЗО вращение получает генератор волн.

Вращение генератора волн вызывает движение по окружности волн деформации гибкого колеса. Вследствие наличия разности зубьев зубчатых венцов 35 гибкого колеса и жесткого, неподвижно закрепленного на оси, жесткое колесо начинает вращаться. Подвижное звено, находяцееся с ним на одной

Оси, совершает также поворотное дви- 4Q жение в плоскости относительно неподвижного звена (21.

Недостатками данного шарнира являются невысокая точность позиционирования иэ-за наличия люфтов в конической, 5 зубчатой передаче,а также из-за боль-: ших габаритов и веса за счет размеще- . ния внутри звена двигателя и наличия конической передачи, что снижает динамические характеристики шарнира. !

Целью изобретения является умень, шение массы и повышение точности позиционирования.

Укаэанная цель достигается тем, что в шарнире соединения звеньев ма- 55 нипулятора, содержащем ось, волновой редуктор, смонтированный на оси и связанный с электродвигателем зубчатой передачей, генератор волн волнового редуктора выполнен в виде кулачка,60 имеющего наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса этого редуктора, и связан с ротором электродвигателя, который расположен внутри гибкого колеса. 65

На фиг.1 изображен шарниР соедине ния звеньев манипулятора, общий вид; на фиг.2 — вид A на фиг.1.

Шарнир соединяет звенья 1 и 2 манипулятора. На оси 3 шарнира закреплен статор 4 обращенного электродвигателя, например синхронного гистереэисного, и генератор 5 волн деформации, представляющий собой кулачок, имеющий наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой, гибкого колеса

6, и являющийся одновременно ротором обращенного электродвигателя. На кулачке запрессованы четыре шариковых подшипника 7 с гибкими деформируемыми обоймами, Гибкое. колесо б выполнено в виде тонкостенной трубы с внешним зубчатым венцом, имеющим число зубьев

Z, и в состоянии упругой деформации надето на обоймы гибких подшипников

7. Форма кулачка генератора 5 волн деформации обеспечивает в зоне наибольшей деформации гибкого колеса 6 зацепление зубьев зубчатого венца Z „ на полной их рабочей высоте и в зоне наименьшей деформации полный отвод зубьев зубчатого венца иэ зацепления с зубьями жестких зубчатых колес 8,.

9 и 10. При этом жесткое зубчатое колесо 9 установлено неподвижно в звене 1 и имеет число зубьев Z2, причем

2 -2 „=2. Жесткие зубчатые колеса 8 и

1() с числом зубьев Z3,,Z4, равным числу зубьев гибкого колеса 6, Z, т. е. Z>Z4Z< установлены неподвйжно в звене 2.

Принцип работы шарнира-манипулятора заключается в следуюцем.

Вращение кулачка (ротора) электродвигателя вызывает движение по окружности волны деформации гибкого колеса

6.. При равных числах зацеплений зубчатых колес и неподвижном жестком колесе 9, встроенном в звено 1, за один оборот кулачка. гибкое колесо б повсрачивается относительно жесткого 9 на угол, соответствующий Z2-Z< угловых шагов гибкого колеса б в направлении, обратном врац!ению кулачка. Звено 2, связанное с гибким колесом б волновыми зубчатыми передачами Z< Z > и. Z „

Z4, также поворачивается йа такой т;е угол относительно звена 1.

При остановленном кулачке (роторе) волновая передача является тормозом, фиксирующим положение звена 2 относительно звена 1 и муфтой предельного момента при превышении массы манипулируемого объекта предельной.

По сравнению с известным предлагаемый шарнир манипулятсра имеет меньший вес и габариты эа счет отсутствия конической зубчатой передачи и совмещения функций ротора и генератора волн деформации в одном элементе, при этом повышается коэффициент полезного действия. Отсутствие конической зубчатой

1013269 передачи позволяет также уменьшить момент инерции. размещение обращенного электродвигателя на оси шарнира дает возможность не испольэовать корпус и подшипниковые щиты электродвигателя, что также уменьшает вес шарнира.

1013269

Вии 4

Фиа 2

Составитель A. UTèðÿåâ à

Редактор Н.Пушненкова Техред О.Неце. Корректор М.Шароши

Заказ 2901/23 Тираж 1079 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР

По делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д.4/5

Ф

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