Передаточный механизм руки манипулятора

 

ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ РУКИ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий основной корпус, установленный с возможностью, вращения вокруг продольной оси руки, дополнительный корпус, установленньй в основном корпусе с возможностью поворота вокруг оси,перпендикулярной к продольной оси руки, исполнительное устройство, расположенное в дополнительном корпусе вдоль продольной оси руки, приводы вращения основного корпуса и исполнительного устройства ипривод поворота дополнительного корпуса, а также ведомые, промежуточные и ведущие валы, причем ведущие валы основного и дополнительного корпусов и исполнительного устройства рас положены коаксиально продольной оси руки и связаны с понижающими передачами , а приводы дополнительного корпуса и исполнительного устройства включают конические передачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позициоi нирования, промежуточные валы дополнительного корпуса и исполниСО тельного устройства выполнены составными и установлены в основном корпусе, а понижающие передачи расположены непосредственно перед основньм и дополнительньм корпусами и исполнительным устройстве. :л :АЭ ЭО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) 4(51) В 25 J 18/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H flATEHTY (21) 3364456/25-08 (22) 15. 12. 81 (31) Р3048067.2 (32) 19.12.80 (33) ФРГ (46) 30.04.85. Бюл. 9 16 (72) Эрнст Циммер (ФРГ) (71) Кука Швейсанлаген унд Роботер

Гм бХ (ФРГ) (53) 62-229.72 (088.8) (56) 1. Заявка ФРГ Ф 2402829, кл. В 25 J 9/00, опублик. 1979. (54) (57) ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ РУКИ

МАНИПУЛЯТОРА, содержащий основной корпус, установленный с возможностью, вращения вокруг продольной оси руки, дополнительный корпус, установленный в основном корпусе с возможностью поворота вокруг оси,перпендикулярной к продольной оси руки, исполнительное устройство, расположенное в дополнительном корпусе вдоль продольной оси руки, приводы вращения основного корпуса и исполнительного устройства и привод поворота дополнительного корпуса, а также ведомые, промежуточные и ведущие валы, причем ведущие валы основного и дополнительного корпусов и исполнительного устройства расположены коаксиально продольной оси руки и связаны с понижающими передачами, а приводы дополнительного корпуса и исполнительного устройства включают конические передачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования, промежуточные валы дополнительного корпуса и исполнительного устройства выполнены составньии и установлены в основном корпусе, а понижающие передачи расположены непосредственно перед основным и дополнительньм корпусами и исполнительным устройством.

1153817

Изобретение относится к машиностроению в частности к промьппленУ ным работам и манипуляторам.

Известен передаточный механизм руки манипулятора, содержащий основной корпус, установленный с возможностью вращения вокруг продольной оси руки, дополнителькый корпус, установленный в основном корпусе с воэможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной к продольной оси руки, исполнительное устройство, расположенное в дополнительном корпусе вдоль продольной оси руки, приводы вращения основного корпуса и исполнительного устройства и привод поворота дополнительного корпуса, а также ведомые, промежуточные и ведущие валы„ причем ведущие валы основного и дополнительного корпусов и исполнительного устройства расположены коаксиально продольной оси руки и связаны с понижающими передачами,а приводы дополнительного корпуса и исполнительного устройства включают конические передачи Я .

Недостатком укаэанного передаточного механизма руки являются значительные габариты руки, которые приводят к большим моментам на оси вращения руки манипулятора, а также значительные зазоры в зубчатых передачах, что лриводит.к низкой точности позиционирования.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования .

Поставленная цель достиraется тем, что в передаточном механизме руки манипулятора, содержащем основной корпус, установленный с возможностью вращения вокруг продольной оси руки, дополнительный корпус, установленный в основном корпусе с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной к продольной оси руки„ исполнительное устройство, расположенное в дополнительном корпусе вдоль продольной оси руки, приводы вращения основногс корпуса и исполнительного устройства и привод поворота дополнительного корпуса, а также ведомые, промежуточные и ведущие валы, причем ведущие залы основного и дспслнитель ного корпусов и испслкительксгс устройства распсложень1 ксаксиальнс продольной оси руки и связань; с

20 понижающими передачами, а приводь дспслнительнсгс корпуса и исполни тельного устройства включают конические передачи, промежуточные валы дополнительного корпуса и исполнительного устройства выполнены составными и установлены в основном корпусе, а понижающие передачи расположены непосредственно перед основным и дополнительным корпусами и исполнительным устройством.

На фиг.1 изображена кинематическая схема. манипулятора; на фиг.2— разрез А-А на фиг.!, Рука 1 манипулятора установлена шарнирно ка коромысле 2 с возможностью поворота относительно горизонталькой оси 3. Коромысло 2 установлено на поворотном основании

4 с возможностью поворота относительно оси 5. Основание 4 также

:-.меет возможность поворота относительно оси 6 фундамента 7.

Рука 1 выполнена иэ составного

25 корпуса, состоящего из приводного

8, среднего 9 и приставного 10 отсеков, жестко связанных между собой, трех двигателей 11, 1" и

".3, связанных через карданные валы

З0 14 15 и 16 с приводными валами

17, 18 и 19 механизма ориентации исполнительного устройства 20 и собственно исполнительного устройства 21

Двигатели 11-13 установлены в приводном отсеке 8 корпуса руки 1, выполненного, например, иэ чугуна с шаровидным графитом, а приводные валы 17- 19 установлены в приставном отсеке 10 корпуса руки, который вместе со средним отсеком выполняется из облегченного материа ла, что обеспечивает противовес расположенкым со стороны приставного отсека 10 механизму ориентации 20 и исполнительному устройству 21. При зтсм средний карданный вал 15 смещен относительно горизонтальной оси 3 поворота руки

В связи с тем, что между двигателями 11, 12 и 13 и приводными валами 17, 18 и 19 не предусмотрены понижающие передачи, карданные валы 14, 15 и 16 являются легкими

5S и небольшими по размерам, так как передают. малые моменты вращения.

Механизм 20 ориентации исполнительного устройства состоит из ос3 1 новного 22 и дополнительного 23 корпусов и понижающих передач, при этом основной корпус 22 установлен с возможностью поворота относительно продольной оси руки 1 манипулятора, а дополнительный корпус

23 установлен с возможностью поворота относительно оси 24, перпендикулярной к продольной оси руки 1 (на фиг.1 эти повороты основного и дополнительного корпусов обозначены соответственно I и II). Исполнительное устройство 21 установлено с возможностью поворота вокруг своей продольной оси (на фиг.1 этот поворот обозначен III).

На фиг.2 представлена кинематическая схема механизма ориентации исполнительного устройства. Механизм ориентации развернут относительно приставного корпуса 10 на

ty

90 по сравнению с фиг. 1.

Поворот основного корпуса 22 механизма 20 ориентации исполнительного устройства осуществляется от двигателя 13 через карданный вал 16, приводной вал 19, расположенный в подшипниках приставного корпуса 10 руки 1. От приводного вала 19 через зубчатые колеса 25 и 26, вал

27 и понижающую передачу 28 вращение передается на ведомый вал 29 основного корпуса 22. Понижающая передача 28, установленная на ведомом валу 29, имеет высокую редукцию, достигающую, например, величин от

70:1 до 120:1. Ведомый вал 29 установлен в двойном подшипнике 30 корпуса 10.С ведомым валом 29 жестко связан основной корпус 22, состоящии из опорных щитков 31 и 32 закрывающих стенок 33 и 34 и поперечной перемычки 35. Таким образом осуществляется поворот основного корпуса 22 вокруг продольной оси руки 1 манипулятора.

Дополнительный корпус 23 установлен на основном корпусе 22 с возможностью поворота относительно оси 24. Этот поворот осуществляется от двигателя 11 через карданный вал 14, приводной вал 17, расположенный в приставном корпусе 10 зубчатые колеса 36 и 37, полый вал 38, установленный коаксиально ведомому валу 29 основного корпуса 22, и конические колеса 39 и 40, установленные соответственно на

153817

40

4 конус полого вала 38 и вала 41, расположенного в подшипниках 42 на одной из сторон опорного щитка

31 основного корпуса 22. Далее движение передается с помощью зубчато-ременной передачи 43, связывающей шкивы 44 и 45, установленные соответственно на концах валов 41 и

46, выступающих за опорный щиток

31, на приводной вал 46, который через понижающую передачу 47, редукция которой может составлять от

70:1 до 120:1, связан с ведомым валом, выполненным заодно с дополнительным корпусом 23, состоящим из опорных щитков 48 и 49. Приводной вал 46 установлен на подшипниках

50, смонтированных в опорном щитке

48 дополнительного корпуса 23.

Дополнительный корпус 23 установлен с возможностью поворота вокруг оси

24 на подшипниках 51 и 52, смонтированных в основном корпусе 22.

Дополнительный корпус 23 выступает из основного корпуса 22 через выполненную с торцовой стороны прорезь в основном корпусе 22, причем эта прорезь выполнена таким образом. чтобы обеспечить поворот дополнитель ного корпуса на необходимый угол. !

Исполнительное устройство 21 установлено в дополнительном корпусе 23 с возможностью вращения относительно своей продольной оси.

Вращение исполнительного устройства

21 осуществляется от двигателя 12 через карданный вал 15, приводной вал

18, расположенный в полом валу 38, и конические колеса 53 и 54, установленные соответственно на концах приводного вала 18 и промежуточного вала 55, расположенного в двойном подшипнике основного корпуса 22.

Далее вращение передается через зубчато-ременную передачу 56, связывающую шкивы 57 и 58, установленные соответственно на концах валов 55 и

59, выступающих sa опорный щиток 32 основного корпуса 22, на промежуточный вал 59, который через конические колеса 60 и 61, приводной вал 62 и понижающую передачу 63 связан с исполнительньм устройством 21.

При этом конические колеса 60 и

61 установлены на консольных концах соответственно валов 59 и 62, каждый из которых установлен в двойных подшипниках 64 и 65, соответственно,. смонтированных на основном корпусе

22 и дополнительном корпусе 23, а понижающая передача 63 установлена на приводном валу 62 и связана с исполнительным устройством 21, которое установлено в подшипниках, смонтированных в опорном щитке

49 дополнительного корпуса 23 °

Ступицы конических колес 54 и

60 промежуточных валов 55 и 59 несут подшипники 66 и 67, в которых установлены соответственно концы валов 41 и 46. Выполнение валов 41 и 55, а также 46 и 59 составными обеспечивает сокращение габаритов механизма ориентации исполнительного устройства.

115381 7

Таким образом, исполнительное устройство 21 может вращаться как вокруг продольной оси руки, так и поворачиваться вокруг оси 24 вместе

5 с дополнительным корпусом 23, поскольку опирается на опорный щиток 49 и при этом вращаться вокруг приводного вала 6?.

По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает наименьшее удаление исполнительного устройства от оси вращения руки, что позволяет снизить момент вращения двигателей, а также обеспечить подачу исполнительного устройства в труднодоступные места.

1153817

ВНИИПК Заказ 2528/44 Тираж 3050 1Ia исцре

jtpl

Филиал ППП "Патент, t.Уагарод, ул.Проектная, 4