Привод поворота кинематических звеньев

 

Использование: машиностроение, в устройствах промышленных роботов для поворота их кинематических звеньев. Сущность изобретения: устройство содержит модули 1 и 2. Модули выполнены в виде эластичной оболочки, внутри которой установлены электромагниты и постоянные магниты , причем электромагниты и постоянные магниты расположены в чередующейся последовательности . Модули 1 и 2 последовательно соединены друге другом и с помощью шарнира 3 с кинематическим звеном. При этом шарнир 3 расположен между модулями. Поворот кинематического звена 4 осуществляется модулями 1 и 2 за счет сжатия одного из них и растяжения другого. Сжатие и растяжение модулей происходит при подключении электромагнитов соответствующим образом к источнику питания. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<ч)5 В 25 J 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4824769/08 (22) 14,05.90 (46) 30,08,92, Бюл,%32 (71) Рыбинский авиационный технологический институт (72) Е.И.Воробьев, В.A.Êîíîêîâ и Н.Ф,Кравченко (56) Авторское свидетельство СССР

К 558788, кл, В 25 J 1/02, 977. (54) ПРИВОД ПОВОРОТА КИНЕМАтИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ (57) Использование: машиностроение, в устройствах промышленных роботов для поворота их кинематических звеньев;

Сущность изобретения: устройство содерИзобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам промышленных роботов и манипуляторов, и может быть использовано для привода их кинематических звеньев.

Известна мышца робота (А,С.СССР М

1397277), состоящая из модулей и являющаяся приводом кинематических звеньев промышленных роботов и манипуляторов.

Модуль состоит из оболочки, внутри которой расположено ядро из микропористоI.o адсорбента, анод и катод, разделенные эластичной мембраной, и электролит, Модуль и образованная модулями мышца работают следующим образом. При подаче напряжения на анод и катод происходят электрохимические процессы. Выделяющиеся газы изменяют форму оболочки, заставляя сближаться соседние модули образующие мышцу. При подключении вместо напряжения активной нагрузки проис-

„„5LLI „„1757865 A l жит модули 1 и 2. Модули выполнены в виде эластичной оболочки, внутри которой установлены электромагниты и постоянные магниты, причем электромагниты и постоянные магниты расположены в чередующейся последовательности. Модули 1 и 2 последовательно соединены друг с другом и с помощью шарнира 3 с кинематическим звеном. При этом шарнир 3 расположен между модулями, Поворот кинематического звена 4 осуществляется модулями 1 и 2 за счет сжатия одного из них и растяжения другого. Сжатие и растяжение модулей происходит при подключении электрсмагнитов соответствующим образом к источнику питания. 2 ил. ходит обратный процесс, Для привода кинематического звена в этом случае используются две мышцы, причем активной является мышца, работающая на сжатие, Недостатками известной мышцы робота являются невысокое быстродействие, поскольку в основе ее работы положены электрохимические процессй и сложность конструкции и следовательно изготовления, Наиболее близким решением из известных к предлагаемому является манипуля Ip (А, С, С С С Р М 558788}, содержащий к о р и.,:, механическую руку и привод, например в виде силовых цилиндров линейного перемещения, штоки которых соединены шарнирно с механической рукой, а корпуса цилиндров шарнирно установлены в корпусе манипулятора.

1757865

30

При подаче рабочей среды в полости силовых цилиндров происходит перемещение механической руки.

Недостатками данного манипулятора являются низкая надежность из-за наличия в силовых цилиндрах подвижных уплотнений, и невысокое быстродействие.

Целью настоящего изобретения являет ся повышение надежности и быстродействия..

: Указанная цель достигается тем, что в приводе поворота кинематических звеньев, содержащем модули последовательно соединеные друг с другом и с помощью шарнира — с кинематическим звеном, при этом шарнир расположен между ними, каждый модуль содержит эластичную оболочку, внутри которой установлены электромагниты и постоянные магниты в чередующейся последовательности, На фиг.1 представлено кинематическое звено с прйводом, на фиг.2 разрез по А — А на фиг.1.

Привод поворота кинематических звеньев содержит два однотипных модуля 1 и 2. Посредством шарниров 3 модули последовательно соединены междусобой, с кинематическим звеном 4 и неподвижным основанием 5, Каждый модуль состоит из эластичной оболочки 6, внутри которой установлены в чередующейся последовательности электромагниты, образованные сердечниками 7 и электрическими обмотками 8, и постоянные магниты 9, Привод работает следующим образом.

Поворот кинематического звена 4 (фиг.1) осуществляется двумя модулями 1 и 2 за счет силового сокращения одного из них и свободного растяжения другого. В исходном положении (фиг.2) напряжение от обмоток 8 электромагнитов отключено, Модуль 2 находится в растянутом состоянии и обладает некоторым запасом потенциальной энергии. Модуль 1 находится в сжатом состоянии за счет притяжения постоянных магнитов 9 к сердечникам 7 электромагнитов. На электрические обмотки 8 электромагнитов одновременйо подается напряжение таким образом, что постоянные магниты 9 и сердечники 7 электромагнитов модуля 1 обращены друг к другу одноименными магнитными полюсами, в результате чего происходит их отталкивание, а постоянные магниты 9 и сердечники

7 электромагнитов модуля 2 обращены друг к другу разноименными магнитными полюсами в результате чего происходит их притягивание, т.е. происходит процесс силового сокращения модуля 2 и растяжения модуля 1. В начальный отрезок времени магнитная сила притяжения сердечников 7 электромагнитов и постоянных магнитов 9 модуля 2 невелика из-за зазора между ними и сокращению модуля 2 в этот момент способствует освобождение потенциальной энергии растянутой эластичной оболочки 6 этого модуля, В конечный отрезок времени, когда сила магнитного притяжения велика, происходит растяжение эластичной оболочки 6 модуля 1, запасенная потенциальная энергия которой будет использована при сжатии этого модуля, Это также способствует более плавному движению кинематического звена 4 в конце его хода. После соприкосновения постоянных магнитов и электромагнитов напряжение отключается и модуль 2 нахОдится в сжатом состоянии за счет притяжения постоянных магHMTQB 9 и сердечников 7 электромагнитов. Для поворота кинематического звена 4 в противоположном направлении на обмотки электромагнитов подается обратное напряжение.

Отсутствие подвижных уплотнений s предлагаемом приводе поворота кинематических звеньев повышает его надежность, а использование сил магнитного и электромагнитного притяжения и отталкивания. создаваемых постоянными магнитами и электромагнитами повышает быстродействие работы.

Испытания показали, что по сравнению с аналогичными устройствами время срабатыгания предлагаемого привода поворота кинематических звеньев приблизительно в пять раз меньше при одинаковой длине перемещения.

Формула изобретения

Привод поворота кинематических звеньев, содержащий модули, последовательно соединенные друг с другом и с помощью шарнира — с кинематическим звеном, при этбм шарнир расположен между ними, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, каждый модуль содержит эластичную оболочку, внутри которой установлены электромагниты и постоянные магниты в чередующейся последовательности.

17578б5

А "А

Составитель В, Кононов

Редактор Г. Максимов Техред M.Moðãeíòàë Корректор M. Максимишинец

Заказ 2962 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