Привод манипулятора

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике , в частности в приводах поворота цикловых манипуляторов. Целью изобретения является улучшение динамических характеристик привода. Давление подается в правую полость силового цилиндра 4 (например , пневматического). Поршень 6 начинает перемещаться, толкая П1ток-рейку 5. Она, взаимодействуя с ведущей шестерней 7, начинает поворачивать водило 8, вследствие этого зубчатое колесо 11 начинает обкатываться по неподвижному зубчатому колесу 12. Ось 10 начинает вращаться. В относительном движении палец 13 начинает описывать эпициклоиду, увлекая за собой рычаг 14 и поворачивая соответственно ведомый вал 3; В результате получается плавное изменение скорости ведомого вала 3. При этом в крайних точках скорость и ускорение равны нулю, а перемещение осуществляется по закону, близкому к синусоидальному , что обеспечивает безударную работу привода манипулятора. 3 ил. 11 (Л со со 00 Фиг. f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1293018 А 1 511 4 В 25 1 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3956644/25-08 (22) 17.09.85 (46) 28.02.87. Бюл. № 8 (72) В. А. Петров, А. Г. Алдакушин, И. Ф. Будников и Б. И. Ващенко (53) 62.229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 961938, кл. В 25 J 9/14, 1980. (54) ПРИВОД МАНИПУЛЯТОРА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике, в частности в приводах поворота цикловых манипуляторов. Целью изобретения является улучшение динамических характеристик привода. Давление подается в правую полость силового цилиндра 4 (например, пневматического). Поршень 6 начинает перемещаться, толкая шток-рейку 5.

Она, взаимодействуя с ведущей шестерней 7, начинает поворачивать водило 8, вследствие этого зубчатое колесо 11 начинает обкатываться по неподвижному зубчатому колесу 12. Ось 10 начинает вращаться.

В относительном движении палец 13 начинает описывать эпициклоиду, увлекая за собой рычаг 14 и поворачивая соответственно ведомый вал 3. В результате получается плавное изменение скорости ведомого вала 3. При этсм R крайних точках скорость и ускорение равны нулю, а перемещение осуществляется по закону, близкому к синусоидальному, что обеспечивает безу;арную работу привода манипулятора. 3 ил.

1293018

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике, в частности в приводах поворота цикловых манипуляторов.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик привода.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема привода манипулятора; на фиг. 2— то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — графики скорости = f(t) и ускорений 6

= 1(1) ведомого вала привода манипуля- 10 тора.

Привод манипулятора состоит из корпуса 1, в котором на подшипниках 2 установлен ведомый вал 3. Силовой цилиндр 4 крепится к корпусу 1 и выполнен по двухпоршневой схеме со штоком-рейкой 5 между поршнями 6. Шток-рейка 5 входит в зацепление с ведущим зубчатым колесом 7, выполненным за одно целое с водилом 8 и установленным на ведомом валу 3 с возможностью поворота относительно него. 20

В водиле 8 на подшипниках 9 расположена ось 10 кривошипа. На оси 10 жестко сидит зубчатое колесо 11, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 12 (в данном случае выполненным за одно целое с крышкой), неподвижно соединенным с корпусом 1 соосно ведомому валу 3. Передаточное отношение между зубчатым колесом 11 и зубчатым колесом 12 равно отношению 2У к необходимому углу поворота ведомого вала 3. На оси 10 выполнен эксцентриковый 30 палец 13, который взаимодействует с пазом рычага 14 посредством ползушки 15. Сам рычаг 14 жестко соединен с ведомым валом 3. В крайних положениях привода манипулятора или в крайних положениях поршней 6 силового цилиндра 4 палец 13 находится на минимальном расстоянии от оси ведомого вала 3.

Привод манипулятора работает следующим образом.

Давление подается в правую полость 40 силового цилиндра 4 (например, пневматического). Поршень 6 начинает перемещаться, толкая шток-рейку 5. Последняя, взаимодействуя с ведущей шестерней, начинает поворачивать водило 8, вследствие этого зубчатое колесо 11 начинает обкатываться 45 по неподвижному зубчатому колесу 12.

Ось 10 начинает вращаться. В относительном движении палец 13 начинает описывать эпициклоиду, увлекая за собой рычаг 14.

Ползушка 15 при этом перемещается по пазу рычага 14. Функция изменения угла поворота рычага 14 от угла поворота водила 8 выражается формулой

Т = У вЂ” arctg гдет — угол поворота водила 8; ф — угол поворота рычага 14 (и соответственно ведомого вала 3); е — эксцентриситет расположения оси пальца 13 от оси 10; г — радиус зубчатого колеса 11;

R — радиус зубчатого колеса 12.

На фиг. 3 изображены графики скорости и ускорения ведомого вала 3 в зависимости от изменения угла f при следующих соотношениях: R = 2r, е = 0,5r, т. е. когда выходной вал привода поворачивается на 180 .

В результате получаем плавное изменение скорости ведомого- вала 3. При этом в крайних точках скорость и ускорение равны нулю, а перемещение осуществляется по закону, близкому к синусоидальному, что обеспечивает безударную работу привода манипулятора. Кроме того, привод является кинематически необратимым, что исключает влияние инерции приводим ых в движение звеньев манипулятора на движение поршней 6 силового цилиндра 4. Для обратного хода привода давление подается в левую полость силового цилиндра 4.

Применение предлагаемого привода манипулятора позволяет получить на основе пневматического привода плавное безударное изменение скорости ведомого вала, использовать маломощный приводной цилиндр, Закон изменения скорости вращения выходного вала определяется соотношением эксцентриситета е и радиуса r шестерни-сателлита.

Формула изобретения

Привод манипулятора, содержащий корпус с установленным в нем выходным ведомым валом и силовым цилиндром, на штоке которого выполнена рейка, входящая в зацепление с ведущим зубчатым колесом, а также цилиндрическую зубчатую передачу, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, он снабжен кривошипно-кулисным механизмом, кривошип которого имеет эксцентриковый палец и связан с первым зубчатым колесом указанной зубчатой передачи, причем ведущее зубчатое колесо установлено на ведомом валу с возможностью поворота относительно его оси и жестко соединено с дополнительно введенным водилом, во втулке которого установлеяа ось кривошипа, а второе зубчатое колесо закреплено в корпусе.

1293018

8 12 у р

Составитель A. Позняк

Редактор А. Гул ько Техред И. Верес Корректор А. Гулько

Заказ 328/18 Тираж 954. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >K — 35, Раушская наб., д. 4/5

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