Механическая рука манипулятора

 

Использование: автоматизация технологических процессов в машиностроении. Механическая рука манипулятора состоит из основания 1, последовательно соединенных звеньев 2, первое из которых связано с основанием 1, а последнее - с захватом 3, а также приводов перемещения звеньев, каждое из которых включает приводные элементы в виде вибраторов механических колебаний, кинематически связанных с перемещаемыми звеньями 2 посредством волновой передачи. Гибкое колесо волновой передачи жестко связано с фланцем 5 перемещаемого звена, а жесткое колесо 7 этой передачи жестко связано с фланцем 5 предыдущего звена 2. Генераторы волн волновой передачи выполнены в виде двух подпружиненных сегментных элементов 8, на каждом из которых эксцентрично его оси симметрии установлен вибратор механических колебаний.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 25 J 18/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4640530/08 (22) 24.01.89 (46) 30.06.92, бюл. М 24 (71) белорусский политехнический институт (72) Г.И.Хутский, К.B Ïëþãà÷åâ, В.Е.Мозговой, P.Â.Íîâî÷èõèí и В.B.Ïàâëoâåö (53) 62-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1202855, кл. В 25 J 1/02, 1986. (54) МЕХАНИЧЕСКАЯ РУКА МАНИПУЛЯТОРА (57) Использование: автоматизация технологических процессов в машиностроении.

Механическая рука манипулятора состоит из основания 1, последовательно соединенных звеньев 2, первое из которых связано с

Изобретение относится к машиностроению. а более конкретно, к конструкциям манипуляторов промышленных роботов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет повышения маневренности звеньев.

На фиг.1 показана конструкция руки манипулятора; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — схема перемещения приводного элемента, Механическая рука манипулятора содержит основание 1 и последовательно соединенные звенья 2, первое из которых связано с основанием 1, а последнее — с захватом 3, и приводы перемещения звеньев. Каждое из звеньев 2 выполнено из полого корпуса 4 и двух фланцев 5, плоскости которых расположены под углом одна к другой. Привод перемещения каждого из звеньев состоит из приводных элементов, кинематически связанных с соответствующим звеном 2. Кинематическая связь при, ЫЛ 1743861 А1 основанием 1, а последнее — с захватом 3, а также приводов перемещения звеньев, каждое из которых включает приводные элементы в виде вибраторов механических колебаний, кинематически связанных с перемещаемыми звеньями 2 посредством волновой передачи, Гибкое колесо BQRHQBQA передачи жестко связано с фланцем 5 перемещаемого звена, а жесткое колесо 7 этой передачи жестко связано с фланцем 5 предыдущего звена 2. Генераторы волн волновой передачи выполнены в виде двух подпружиненных сегментных элементов 8, на каждом из которых эксцентрично его оси симметрии установлен вибратор механических колебаний. 3 ил, водных элементов со звеном выполнена в виде элементов передачи, гибкое колесо 6 которой жестко связано с фланцем 5 перемещаемого звена 2, а жесткое колесо 7 жестко связано с предыдущим звеном. Причем генератор волн этой волновой передачи выполнен в виде двух подпружиненных друг относительно друга сегментных элементов

8 посредством пружины 9.

Каждый из приводных элементов выполнен в виде вибратора 10 механических колебаний, установленного на соответствующем сегменте 8 эксцентрично-его оси симметрии.

Гибкое зубчатое колесо 6 жестко связано с осью 11, которая в свою очередь жестко закреплена на скошенном фланце 5 звена 2, Фланец 5, на котором установлено жестко зубчатое колесо 7 с внутренним зацеплением (на фиг.1 фланец и колесо выполнены как одно целое), закрыт крышкой 12, для предотвращения выпадения звеньев при пере1743861

20

30

55 мещении их друг относительно друга. В отверстии крышки 12 выполнено отверстие, которое с осью 11 представляет подшипник скольжения вращательной пары. Гибкое зубчатое колесо 6, меньше по диаметру жесткого зубчатого колеса 7 с внутренним зацеплением, входит в зацепление с жестким колесом 7 за счет сегментных элементов 8, подпружиненных относительно друг друга пружинами 9 и деформирующих за счет этого гибкое колесо 6. Ка сегментных элементах 8 (см. фиг.3) в точках, не лежащих на осях этих элементов, сонаправлено с требуемым направлением вращения звена, закреплены вибраторы 10 механических колебаний.

Вибраторы 10 расположены в передней части 13 сегментных элементов 8. Вибраторы

10 механических колебаний выполнены в виде пластин пьезоэлектрика, составленного из элементов 14 и 15, к которым подсоединены электроды (см. фиг.3), связанные с источником электрических импульсов. С одной стороны такая пластина закреплена в части 13 элемента 8, т.е. в точке, смещенной к краю сегмента. С другой стороны каждой пластины закреплен груз 16.

Устройство работает следующим образом.

На вибраторы механических колебаний

10 тех звеньев, которые участвуют в перемещении захвата 3, подаются электрические импульсы. В пластинах пьезоэлектриков возбуждаются продольные колебания при питании электрода А током высокой частоты. Элементы 14 и 15 при этом одновременно удлиняются или укорачиваются вдоль оси Х (см. фиг.3). В начальный момент сегменты разведены пружиной 9 и деформируют гибкое зубчатое колесо 6 (точка P), Действие пружины 9 при этом и при дальнейшей работе вибраторов аналогично действию силы тяжести при движении инерцоида, названного католетом, Аналогично схеме перемещения католета происходит и перемещение элементов 8.

При передаче импульса на электрод F таким образом, чтобы элементы 14 и 15 одновременно удлинялись, по инерции подбрасывается вслед за грузом 16 передняя часть 13 сегментного элемента 8 (точка С), преодолевает силу упругости пружины 9 и происходит незначительное перемещение элемента 8 по колесу 6, Последующий импульс, поданный на электрод F, укорачивает элементы 14 и 15 и, вслед за этим, сегмент

8 по инерции и, прижимаемый пружиной 9, начинает двигаться в обратном направлении, но не перемещается, а перекатывается цилиндрической поверхностью сегмента по гибкому колесу 6, деформируя его (точка D).

Таким образом, гасится обратная составляющая силы инерции. Следующий импульс опять удлиняет пластину вибратора и опять, вслед за этим, происходит скачок сегмента

8 по окружности гибкого колеса 6.

Такая согласованная по времени работа двух противолежащих вибраторов 10, закрепленных на паре прижимаемых пружиной 9 к гибкому колесу 6 элементов 8, вызывает перемещение этих элементов по окружности гибкого колеса 6. Гибкое колесо

6 при этом деформируется вслед за перемещаемыми вибрацией элементами 8 и само перемещается как в обычном волновом редукторе. Связанное жестко с гибким колесом 6 через ось 11 соответствующее звено 2 будет поворачиваться вместе с гибким колесом 6. При согласованном повороте, например, двух смежных звеньев в противоположные стороны будет происходить наклон руки в требуемом направлении.

При отключении источника питания вибраторы 10 прекращают работу, движение прекращается, звенья 2 фиксируются в достигнутом положении за счет зацепления гибкого колеса 6 с жестким колесом 7, которое обеспечивается деформацией гибкого колеса сегментами 8, прижатыми к колесу пружиной 9.

Формула изобретения

Механическая рука манипулятора, содержащая последовательно соединенные звенья, первое из которых связано с основанием, а последнее — с захватом, и приводы перемещения звеньев, причем каждое из звеньев выполнено в виде полого корпуса и двух фланцев, плоскости которых расположены под углом друг к другу, а каждый из приводов перемещений звеньев включает приводной элемент, кинематически связанный с соответствующим звеном, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет повышения маневренности звеньев, кинематическая связь каждого из приводных элементов с соответствующим звеном выполнена в виде волновой передачи, гибкое колесо которой жестко связано с фланцем перемещаемого звена, а жесткое колесо — с фланцем предыдущего звена, причем генератор волн волновой передачи выполнен в виде двух подпружиненных друг относительно друга сегментных элементов, а каждый из приводных элементов выполнен в виде вибратора механических колебаний, установленного на соответствующем сегментном элементе эксцентрично его ocu симметрии, 1743861

1743861

A-A

Виг.2

Составител ь А. Ширяева

Редактор Е,Егорова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Заказ 2156 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101