Манипулятор

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения одновременной работы с несколькими единицами оборудования. Это достигается за счет установки на поворотной колонне 8, кроме основной механической руки, нескольких дополнительных механических рук, выполненных идентично основной механической руке и приводящихся в движение от одного двигателя 2, размещенного на основании 1 и связанного с коническими передачами первых шарниров всех механических рук посредством конической передачи с ведомыми зубчатыми колесами 25 по числу механических рук. Каждая из механических рук в виде звеньев, шарнирно соединенных между собой, жестко связана посредством первого звена 14 с поворотной колонной 8, а шарниры, связывающие звенья 14, 15 и 16 каждой механической руки, выполнены так, что жесткие колеса волновых редукторов четного и нечетного шарниров жестко связаны со звеном 15, а валы четного шарнира - с гибким колесом и ведомым звеном 16. Причем конечное звено 16 связано с захватом посредством винтовой и зубчато-реечной передач. 1 п.з. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 B 25 .! 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4340664/29-08 (22) 07.12.87 (46) 23.01.90. Бюл. М 3 (71) Харьковский тракторный завод им. С. Орджоникидзе (72) А.И. Полетучий, А.С. L àòåðíèêoå и И.Г. Йебанов (53) 62-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 11 .610,, кл. B 25 11/00, 1985. ($4) MAHHflY31RT0P (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения одновременной работы с несколькими единицами оборудования.

Это достигается за счет установки на

-поворотной колонне о, кроме основной механической руки, нескольких дополнительных механических рук, выполнен. SU„„153?515 А1

\ ных идентично основной механической руке и приводящихся в движение от одного двигателя 2, размещенного на основании и связанного с коническими передачами первых шарниров всех механических рук посредством конической передачи с ведомыми зубчатыми колесами 25 по числу механических рук. Каждая из механических рук в виде зве- . ньев, шарнирно соединенных между собой, жестко связана посредством первого звена 14 с поворотной колонной

8, а шарниры, связывающие звенья 14, 15 и 16 каждой механической руки, выполнены так, что жесткие колеса волновых редукторов четного и нечетного шарниров жестко связаны со звеном

15, а валы четного шарнира — с гибким р колесом и ведомым звеном 16. Причем конечное звено 16 связано с захватом посредством винтовой и зубчато-реечной передач. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, з 1537519 4

Изобретение относится к машиност1эоению и может быть использовано в робототехнике.

Цель изобретения - расширение техrz нологических возможностей за счет обес11ечения одновременной работы с несколькими единицами оборудования.

На фиг. 1 изображена кинематичес-кая схема манипулятора, вид сверху; на фиг. 2 - манипулятор и кинематичес,кая цепь передачи движения от двигателя к механическим рукам, вид сбоку.

Манипулятор содержит основание 1, на котором закреплен двигатель 2, сое-15 ,диненный через муфты 3 и 4, одна из которых является электромагнитной с

I ведущим коническим колесом 5 коничес-!

;кой передачи, смонтированным .на под, шипниковых опорах 6 и 7 внутри пово- 20, ротной колонны 8, в свою очередь установленной на подшипниковых опорах 9 ,и 10 внутри основания .1„ Поворотная колонна 8 через самотормозящуюся червячную передачу, состоящую из червяч- 2 ного колеса 11 и червяка 12 связана с электродвигателем 13, неподвижно, закрепленным на основании 1. С поворотной колонной 8 жестко соединены основная и несколько (например, пять) ЗО дополнительных механических рук, каждая из которых включает звенья 14

16, связанные между собой шарнирами, причем первое звено 14 жестко связано с поворотной колонной 8, а конечное 35 звено 16 связано с захватом 17 посредством винтовой и зубчато-реечной передач, зубчатые секторы 18 которой жестко связаны с зажимными элементами 19„ а зубчатая рейка 20 - с винтом 21 вин-40 товой передачи. Каждый из шарниров, связывающих звенья 14. - 16, выполнен в виде конической передачи с ведущим

22, промежуточным 23 и ведомым 24 зубчатыми колесами и волнового редук- 4g тора.

С ведущим коническим колесом 5 конической передачи зацепляется шесть ведомых зубчатых колес 25. Это конические передачи, каждая из которых 50 посредством торсионного вала 26 связана с ведущим зубчатым колесом 22 конической передачи первого шарнира, соединяющего звенья 14 и 1 соответствующей механической рукой. Ведущее зуб- 55 чатое колесо 22 установлено на подшипниковых опорах 27 на звене 1 -:, и зацепляется с промежуточным колесом 2 1 Кс нической передачи, смонтированным на подшипниковых опорах на валу шарнира

28 и зацепляющегося в свою очередь с ведомым колесом 24 конической передачи, установленным на подшипниках 29 на ведомом звене 15 и связанным через торсионный вал 30 с ведущим колесом 22 конической передачи следующего шарнира.

Ведомое зубчатое колесо 24 конической передачи второго (четного) шарнира каждой из механических рук установлено на подшипниковых опорах 51 на звене 16 и может соединяться с гайкой

32 винтовой передачи посредством электромагнитной муфты 33. На валу 28 шарнира, жестко .связанном со звеном

14 посредством подшипников, смонтирован генератор 54 волн с возможностью соединения посредством электромагнитной муфты 35 с ведомым зубчатым колесом 24 конической передачи этого шарнира, а посредством электромагнитной муфты 36 - с валом 28 и связанным с ним гибким колесом 3 7„ зацепляющимся с жестким колесом 58, неподвижно закрепленным на ведомом звене 15, опирающимся через подшипниковые опоры 39 и 40 на вал 28.

Отличие второго шарнира от первого заключается в том, что жесткое,олесо 8 волнового редуктора неподвижно связано с ведущим для этого шарнира звеном 19, а вал 28 этого шарнира жестко связан с гибким колесом 37 и ведомым звеном 16, При этом звено

1> опирается на вал 28 через подшипниковые опоры 39 и 40.

Манипулятор работает следующим образом.

При включении двигателя 2 и электромагнитной муфты 4 получает вращение ведущее зубчатое колесо 5 конической передачи и зацепленные = ним ведомые зубчатые колеса 25, а от них через торсионные валы 26 и 30 ведущие колеса 22 конических передач каждого шарнира, каждой механической руки, а также промежуточные колеса 23 и ведомые колеса 24, т.е. одновременно получают вращение и вращаются при всех режимах работы манипулятора торсионные валы и зубчатые колеса всех шарниров, всех механических рук. Для поворота звеньев 1 и 16 одновременно или только одного из них отключаются обе электромагнитные муфты 36 или одна из них и подается напряжение на обмотки кат,-шек возбуждения электромагнитных муфт

1ß7515

35. Происходит соединение ведомого зубчатого колеса 23 и генератора 34, вследствие чего он получает вращение.

Врацаясь, генератор 34 волн деформирует гибкое колесо 37, которое, зацепляясь с жестким колесом 38, вызывает его врацение (в первом шарнире).Вместе с жестким колесом 38 получает поворотное движение в плоскости относительно звена 14 звено 1 1. Во втором шарнире, наоборот, получает вращение гибкое колесо 37 при неподвижно закрепленном на звене 15 жестком колесе

38 и через вал 28 сообщает поворотное движение звену 16 и захвату 17. Для срабатывания захвата 17, например для зажима или разжима детали, включается электромагнитная муфта 33 и происходит соединение ведомого колеса 24 ко- 20 нической передачи с гайкой 32. При этом она получает вращение, а винт 21 и зубчатая рейка 20 - осевое перемещение, которое преобразуется посредством зубчатых секторов 18 в поворотное 25 движение зажимных элементов 19 захвата 17 и соответствующее воздействие на деталь. Относительно оси О пер1 вого шарнира звенья 15,16 и захват 17 могут повернуться на угол,, относи- 30 тельно оси О второго шарнира — на угол . Эти углы составляют каждый о порядка 240-270, что обеспечивает большую зону достигаемости каждой механической.руки, !(роме l1QBopoTHof о движения захвата 17 при одновременной работе обоих шарниров можно обеспечить его поступательное движение. Все механические руки могут работать в своей плоскости независимо одна от 40 другой и совершать при этом различные движения.

Манипулятор используется для обслуживания группы оборудования, например шести станков. В этом случае для тран-41 спортировки обрабатываемого изделия с одного станка на другой необходимо повернуть на определенный угол в горизонтальной плоскости все механические руки. Для этого включается электродви-50 гатель 13, который через червяк 12 и червячное колесо 11 сообщает поворотное движение на требуемый угол поворотной колонне 8 и жестко связанным с ней звеньям 14 всех механических у рук. При этом ведомые зубчатые колеса

2g конической передачи, перекатываясь по ведущему зубчатому колесу, которое в это время может быть неподвижным или вращаться, занимают новое положение. Их оси при этом остаются неподвижными, так как остаются неподвижными звенья 14, жестко связанные с поворотной колонной 8, зафиксированной в новом положении посредством самотормозящейся червячной передачи.

Формула изобретения

Манипулятор, содержащий основание, двигатель с выходным валом, установленный на основании, основную механическую руку в виде звеньев, соединенных между собой шарнирами, каждый из которых состоит. из волнового редуктора, конической передачи с ведуцим, промежуточным и ведомым колесами и двумя электромагнитными муфтами, установленными на валу, коаксиальном оси шарнира, с возможностью соединения генератора волн волнового редуктора с промежуточным колесом конической передачи, смонтированным на валу коаксиально оси шарнира, и с гибким колесом волнового редуктора, а жесткое колесо каждого нечетного шарнира основной механической руки жестко связано с ее ведомым звеном, причем ведущее и ведомое колеса конической передачи смонтированы соответственно на ведуцем и ведомом звеньях основной механической руки, а конические передачи всех шарниров связаны между собой торсионными валами и захватом, закрепленным на конечном звене основной механической руки, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения одновременного обслуживания нескольких единиц оборудования, он снабжен дополнительными механичес-, кими руками, выполненными идентично основной механической руке, поворотной колонной, установленной на основании, и конической передачей, ведущее колесо которой установлено с возможностью соединения с выходным валом двигателя, а ведомые колеса связаны с ведущими колесами конических передач первых шарниров каждой дополнительной и основной механических рук, причем первое звено каждой дополнительной и основной механических рук жестко связано с поворотной колонной

t а жесткое колесо волнового редуктора каждого четного шарнира дополнительных и основной механических рук жестко

1537515

Составитель А, Ширяева

Техред Л.Сердюкова Корректор H. Максимишинец

Редактор А. Мотыль

Заказ 137 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101 связано с соответствующим ведущим звеном, а вал этого же шарнира - с ведомым звеном.

2. Манипулятор по и. 1, о т л и

Ч а ю шийся тем, что захват каждои дополнительной и основной мехаНических рук выполнен в виде винтовой и зубчато-реечной передач, зубчатые секторы которой жестко связаны с зажимными элементами, а зубчатая рейка - с винтом винтовой передачи, причем гайка этой винтовой передачи установлена с возможностью соединения с ведомым колесом конической передачи соответствующей механической руки посредством электромагнитной му ты.