Рука манипулятора

 

СОЮЗ СООЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ГЗАТЕНТУ (21) 3413239/25-08 (22) 16.03.82 (31) 38093/81 (32) 17,03. 81 (33) 3Р (46) 15.09.86. Бюл. В 34

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ (7.1) Токико ЛТД (JP) (72) Юниси Икеда, Ивао Охтани, Нориуки Ютсуми и Синиси Ноима (JP) (53) 62-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 524685, кл. В 25 J 3/00, 1975. (54)(57) 1. РУКА МАНИПУЛЯТОРА, содержащая основание.с установленными на нем последовательно шарнирно соединенными. звеньями, нечетные из которых кинематически связаны между собой и .с двигателем с помощью зубчатых передач, включакицих зубчатые элементы, установленные соосно шарнирам и жестко связанные с соответствующими звеньями, при этом рабочий орган закреплен на последнем звене, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических BosMox» костей, четные звенья такае кинема SU„„58317 А 3 (51) 4 В 25 J, 17/00//B 25 s 18/00 тически связаны между собой при помощи зубчатых передач, зубчатые элементы которых выполнены в виде зубчатых секторов, установленных соосно шарнирам и шестко связанных с соответствующими звеньями, причем первое из четных звеньев кинематически связано с зубчатым сектором, жестко установленным на основании, а первое нв" четное звено кинематически связано с двигателем, причем звенья выполнены в виде двух параллельно расположенных пластин, связанных меэду собой, при этом пластины каждого нечетного звена связаны мелду собой при помощи осей, а каидого четного звена — при помощи втулок, причем, оси нечетного звена расположены во втулках четного звена смешных звеньев с B03MOKHOcTblo их совместного Bpcl» щения, а ось первого нечетного звена является ротором неполноповорот- . ного гидроцилиндра, кор вс которого шестко связан с основанием.

2. Рука манипулятора по п. 1, отличающаяся тем, что зубчатые секторы д зацеплении подпрувинены относительно друг друга.

1 12583

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях промышленных роботов и манипуляторов.

Целью изобретения является расширение технологических воэможностей за счет обеспечения поворота звеньев руки манипулятора относи1ельно оси каждого шарнира соединения в одном направлении или альтернативно. 1О

На фиг. 1 изображена рука манипулятора, вид сбоку; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вариант выполнения руки манипулятора, вид сбоку; на фиг. 5 — вариант выполнения руки манипулятора, вид сбоку.

Рука манипулятора содержит основание (не показано), на котором шар,нирно установлены звенья, кинематически связанные между собой посредством зубчатых передач. Опорное зве« но является приводным механизмом (двигателем) 1, выполненным в виде неполиоловоротного гидроцилиндра, корпус 2 которого прикреплен к основанию или несгибаемой руке (не показана), а врашающаяся ось 3, являющаяся ротором .нелолноловоротного гидро« ЭО цилиндра,.проходящая через корпус 2, имеет лопатки 4 и 5, в качестве разделительных элементов, прикрепленных к ней. Лопатки 4 и 5 вместе с другими лопатками 6 и 7 в качестве разделительных элементов делят пространство в корпусе 2 на четыре камеры 8 — 11. Лопатки б и 7 прикреплены к корпусу 2 при помощи болтов 12 и 13 ° Если гидравлическая рабочая среда лод давлением нагнетается s камеры 8 и 10 и выпускается из камер 9 и 10, лопатки 4 и 5 и ось 3 поворачиваются ло направлению стрелки 14.

Если гидравлическая рабочая среда под давлением нагнетается в камеры 9 и 11 и выпускается из камер 8 и 10, лопатки 4 и 5 и ось 3 поворачиваются по направлению стрелки 15. Первое нечетное звено выполнено в энде двух параллельных пластин 16 и 17, закрел- ленных с одной стороны на концах оси 3 так, чтобы корпус 2 размещался между ниии и не соприкасался с ними, а с другой стороны прикреплены к оси 18. Ось 18 проходит через втулку 1 соединенную при помощи подшипников 20 и 21 с осью 18 так, чтобы они могли вращаться совместно. На од17 2 ной стороне втулки 19 закреплен зубчатой сектор 22 зубчатой передачи при помощи винтов 23. Подшипйик 20 расположен между внутренней кольцевой поверхностью зубчатого сектора 22 и внешней кольцевой поверхностью оси 18. Зубчатый сектор 22 выполнен в виде дискового элемента, имеющего срезанную часть 24. Неподвижный зубчатый сектор 25 прикреплен к одной из сторон корпуса 2 при помощи винтов 26 и находится в зацеплении с зубчатым сектором 22. Угловое перемещение оси 3 вызывает поворот оси 18 посредством четного звена, имеющего параллельные пластины 16 и 17, и, как результат, зубчатый сектор 22, находящийся в зацеплении с эубчатьм сектором 25, поворачивается вокруг зубчатого сектора 25. Втулка 19 также вращается в результате этого движения. Зубчатый сектор 27 закреплен на одной стороне пластины 17 при помощи винтов 28, и центральная ось зубчатого сектора 27 соосна с осью 18.

Зубчатый сектор 27 находится в зацеплении с зубчатым сектором 29. Четное звено выполнено и виде пары параллельных пластин 30 и 3 1, лрикрепленньк с одной стороны к втулке 19, а с другой стороны прикрепленных к втулке 32. Вращающаяся ось 33 проходит через втулку 32. При этом втулка 32 и .ось 33 соединены посредством подшипников 34 и 35 так, чтобы они могли вращаться совместно друг с другом. подшипники 34 и 35 расположены между внутренней кольцевой поверхностью втулки 32 и внешней кольцевой аоверхностью оси 33.

Зубчатый сектор 29 прикреплен к одному концу оси 33, а пластина 36 прикреплена к другому конлу оси 33.

Когда зубчатый сектор 29 совершает планетарное движение вокруг зубчатого сектора 27, зубчатый сектор 29 и ось 33 совершают идентичное вращение и пластина 36 поворачивается идентичным образом. Приводной механизм 37, подобньй приьадноку мсханизму 1, установлен на пластине 36. Вращающаяся ось 38, подобно оси 3, выступает из. одной:торцовой поверхности корпуса 39 приводного механизма 37 и вращается вокруг центральной линни 40 в качестве центра приведения в движение приводного механизма 37. Рабочий инструмент (краскораслыпитель) прикрепляется к оси 38. ПотенциомРтр 4 1

3 1258 определяет вращение оси 3, а потенциометр 42 определяет вращение оси 38, соответственно каждый электрическим образом. Вращение оси 3 передается на потенциометр 4 1 прн помощи зубчатых колес 43 и 44. Зубчатое колес 43 прикреплено к вращающейся оси 45 потенциометра 41, а зубчатое колесо 44, находящееся в зацеплении с зубчатым колесом 43, закреплено на осн 3. 1О

Рука манипулятора работает следующим образом.

Гидравлическая рабочая среда под давлением нагнетается в каиеры 8 и 10,ig ось 3 поворачивается по направлению стрелки 14, одновременно параллельные пластины 16 и 17 и зубчатый сектор 27 поворачиваются в этом же направлении вокруг оси 3 как центра. 20

В этом случае зубчатый сектор 22 обкатывается вокруг зубчатого сектора 25, находясь с нии в зацеплении, и ось 18 устанавливается в положеwe 46. При перемещении оси 18 в по- д ложении 46 параллельные пластины 30 и 31 поворачиваются но направлению стрелки 14 вокруг оси 18, устанавливая ось 33 в положение 47. При перемещении оси 33 в положение 47 зубчатый сектор 29 обкатывает зубча-. тый сектор 27, оставаясь с ним в зацеплении, и такии образои поворачивается по направлению стрелки 14 вокруг оси 33 как центра. Следовательно, ось 38 устанавливается в положение 48, т.е. она устанавливается под углом 6 относительно направления центральной линии 40 дпя руки манипулятора, если в исходном положении

40 ее провести прямо. В случае, если передаточное число (отношение диаметров делительных окружностей) между каждым из зубчатых колес равно 1: 1, . угол 6 в три раза больше угла 9„, образованного центральной линией 40

45 и прямой линией 49, которая соединяет положение 46 с центром оси 3.

Аналогично ось 38 может быть установлена в положения 50 и 51 последова- тельным поворотом оси 3 по направле50 нию стрелки 14. С другой стороны, если ось 3 поворачивается по направлению стрелки 15, рука манипулятора может быть изогнута противоположно описанному способу. Таким образом, 55 рука манипулятора может бьггь изогну« та как требуется посредством нагнетания и выпуска гидравлической рабо317 4 чей среды в приводной механизм 1 и из него, теи самым позволяя устанавливать краскораспылитель, прикрепленный к оси 38, в заданное положение.

С другой стороны, при наполнении и выпуске гидравлической рабочей среды приводного механизма 37 и из него ось 38 может поворачиваться вокруг центральной линии 40 в качестве центра, в результате распылитель, прикрепленный к оси 38, может одновременно вращаться вокруг центральной линии 40 в качестве центра. Степень изгибания руки манипулятора и.вращение распылителя, прикрепленного к оси 38, может электрически определяться соответственно потенциометрами 41 и 42.

Описанный пример выполнения руки манипулятора содержит четыре зубчатых сектора, однако рука манипулятора может содержать 2, 3 или более 5 секторов. Причем необязательно всег" да устанавливать передаточное отношение (отношенне диаметров делительных окружностей) равное 1:1, но mo,бое другое передаточное отношение может быть установлено дополнительно.

Рука манипулятора (фиг. 5) может содержать восемь зубчатых секторов 5? — 59 с передаточным отношением, изменяемым последовательно между каждыми зубчатыии секторами в зацеплении, Ксли размеры зубчатых секторов равны, т.е. передаточное отношение равно 1:1 для каждой коаксиальной группы зубчатых секторов, т.е. для зубчатых секторов 53 и 54, зубчатых секторов 55 и 56 и зубчатых секторов 57 и 58 соответственно, и передаточное отношение равно 6:4; 3:2; 4:2, последовательно в зубчатой передачи 52, 53, 55, 57 и 59 движение вращающейся оси 60, которая соответству« ет вращающейся оси 18 в предццущем примере выполнения, до линии 61 с углом 8© относительно центральной линии 62 вызывает перемещение оси 63 (которая соответствует оси 38 в предыдущем примере выполнения) до линии 64 с углом 8 (равныи 10 eo ) относительно центральной линии 62.

Для того, чтобы уменьшить мертвый ход в каждой части зацепления зубчатых секторов, пружины 65 и 66 могут быть установлены между эубчатыии сектораии 25 и ?2, между зубчатыми секторами 27 и 29 соответственно, чтобы

5 12583 смещать каждый зубчатый сектор в одном направлении вращения или, альтернативно, спиральные пружины 67 и 68 ,могут быть установлены между зубчатым сектором 25 и пластиной 16 и меж5 ду пластиной 30 и зубчатьы сектором 29 соответственно, чтобы смещать каждый зубчатый сектор 27 и 22 в одном направлении вращения этими спиральными пружинами, как показано на фиг. 4 . 1g

17 6

Приводной механизм не может быть выполнен в виде гидравлического цилиндра возвратно-поступательного движения вместо вращающегося типа. Кроме того, применение изобретения не ограничивается только роботом для нанесения покрытия, оно также применимо для сварки, при этом сварочная горелка прикреплена 8 качестве рабочего инструмента.

494.2

1258317

1 258317

Составитель В. Поветкин

Редактор А.Долинич Техред М.Ходанич Корректор А.0бручар

Заказ 5045/б0 Тирах 1031 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ухгород, ул.Проектная, 4