Электромеханический модульный сустав манипулятора
Сущность изобретения: при работе двигателей 3. 10 и 17, роторы которых связаны с входными элементами соответствующих передаточных механизмов 4, 11 и 18, оси вращения выходных элементов которых совпадают в одной точке, выходное звено сустава совершает сложное движение, состоящее из переносного вращательного движения передаточного механизма 11 вокруг оси Zn, относительного вращения передаточного механизма 18 вокруг оси Zia, являющегося в свою очередь переносным для относительного вращения выходного звена 21 механизма 18. 2 ил.
союз советских социАлистических
РЕ СПУ6Л ИК (si)5 В 25 J 17/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802182/08 (22) 18.01.90 (46) 07.12.92. Бюл. М 45 (71) Белорусский политехнический институт (72) И.П.Филонов, Ю.Б.Герасимов, А.А.Черкас, П.П.Анципорович и Л.В.Курч (56) Авторское свидетельство СССР
ЬВ 1371906, кл, В 25 J 17/00, 1987. (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ МОДУЛЬНЫЙ СУСТАВ МАНИПУЛЯТОРА (57) Сущность изобретения:.при работе двигателей 3, 10 и 17, роторы которых связаны,, Ы,», 1779586 Al с входными элементами соответствующих передаточных механизмов 4, 11 и 18, оси вращения выходных элементов которых совпадают в одной точке. выходное звено сустава совершает сложное движение, состоящее из переносного вращательного движения передаточного механизма 11 80К руг оси Ец, относительного вращения передаточного механизма 18 вокруг оси Ze, являющегося в свою очередь переносным для относительного вращения выходного звена 21 механизма 18, 2 ил.
1779586
Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в промышленных роботах.
Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет увеличения числа степеней подвижности.
На фиг. 1 приведено схематическое изображение электромеханического модульного сустава манипулятора; на фиг. 2 — схема, поясняющая расчет размеров V-образных промежуточных звеньев, С входным звеном 1 сустава жестко связано V-образное промежуточное звено 2 с установленным на нем неподвижно статором двигателя 3, ротор которого связан с входным звеном передаточного механизма 4. Зто звено представляет собой шестерню 5, входящую в зацепление с шестерней 6 водила 7, шестерня 6 также входит во внутреннее зацепление с колесом 8. Водило 7, являющееся выходным звеном механизма 4, жестко связано с Vобразным промежуточным звеном 9, на котором установлен неподвижно статор двигателя 10; ротор которого связан с входным звеном передаточного механизма 11, которое представляет собой шестерню l2. входящую в зацепление с шестерней 13 водила 14. Шестерня 13 также входит во внутреннее зацепление с колесом 15. Водило 14, являющееся выходным звеном механизма
11, жестко связано с V-образным промежуточным звеном 16, на котором устанавливается неподвижно статор двигателя 17, ротор которого связан с входным авеном передаточного механизма 18, которое представляет собой шестерню 19, входящую в зацепление с колесом 22. Водило 21 является выходным звеном механизма 18 и жестко соединено выходным звеном 23 сустава.
Точка Он.1 является точкой пересечения осей вращения ZI1, ZI2, Ъ3 выходных звеньев трех приводных устройств. Если-на оси Zi произвольным образом выбрать точку А и провести прямую AOi+1, то в процессе работы электромеханического модульного сустава манипулятора, т,е. в процессе вращения его трех электродвигателей, углы
О,a,РИу будут постоянны по величине, а отрезок AOi+1 будет иметь постоянную длину и ориентацию относительно ведущего звена манипулятора li, При конструировании и непосредственном изготовлении данного шарнира задаются определенным, необходимым соотношением размеров I1, 1ъ 13, m11, п112, m21, п1гз, т31, m32 (фиг, 2).
Из фиг. 2 видно, что lo = loi+1,A, l1 = Ioi +1,0I1 l2 = 1о! + 1,0I Из hABOI+1 по теореме косинусов lo -(I1 +п112 )+ п111 -2m» МЯ + m s cos < АВОн. Откуда . АВОн-1 = arccosR 2mllV7II+m 2 Из ЬВОц Oi+i имеем <О!+1ВОц = arctg mt I1 arctg П1и 40 ф1 =arccos Иэ 601+10I2D21 ЛОн-1С0 определяем величину угла ф Q = <0i+1DOi2+ <0I+1DC. Иэ ЬОн-10120 имеем 50 b п122 Из ЬО 10С по теореме косинусов 111 = m21 +(12 + m22 )-2тс1 VYl lms сов< О +10С. Zs — число зубьев шестерни 5. Za — число зубьев колеса S. соответствуют. расстояниям от точек соединения валов двигателей с входными звеньями приводных механизмов до точки пересечения 01+1 осей вращения выходных 5 звеньев приводных механизмов; l11 - loI+1,ñ,!г1 = loi+1,E — соответствуют расстояниям от точек пересечения выходных звеньев приводных механизмов с Ч-образными звеньями до точки пересечения 10 Он-1 осей вращения выходных звеньев приводных механизмов; m11- IAB m12- !вод, m21- IGD m22= Ьоа, m31 -!кг, mn-IFoi3 — размеры левых и правых частей V-образных звеньев. Углы ф1,ф2, фз — углы развала между левыми и правыми частями V-образных звеньев. Из hABOI+1 и ЛВ01 Он-1 определяем 20 величину угла ф1 1779586 Таким образом при неизменных энергоэатратах двигателя 3 механизм 4 позволяет увеличивать в несколько раз момент на выходном звене, т.е. водиле 7. Причем выбор другой схемы планетарного редуктора мо- 5 жет обеспечить значительно большую редукцию и соответственно увеличить момент на выходном звене на большу о величину, Водило 7 приводит во вращение V-образное промежуточное звено 9, соединен- 10 ное с механизмом 11, электродвигатель 10 которого вращает жестко насаженную на его роторе шестерню 12. Шестерня 12, взаимодействуя с шестерней 13, сообщает ей сложное движение. Шестерня 13 связана с 15 водилом 14 и, обегая зубчатое колесо 15, сообщает водилу, являющемуся выходным звеном механизма 11, вращательное движение вокруг оси 2ь Водило 14 в свою очередь приводит во 20 вращение V-образное промежуточное звено 16, соединенное с механизмом 18, электродвигатель 17 которого вращает жестко насаженную на его роторе шестерню 19. Шестерня 19, взаимодействуя с шестерней 25 20, сообщает последней сложное движение. Шестерня 20 связана с водилам 21 и, обегая зубчатое колесо 22, сообщает водилу, являющемуся выходным звеном механизма 18, вращательное движение вокруг 30 оси Zg. Причем выходное звено механизма 18 жестко связано с выходным звеном 23 сустава и сообщает последнему вращение вокруг той же оси Zla. 35 Таким образом при работе трех приводных двигателей 3, 10 и 17 сустава выходное звено сустава Ii+< совершает сложное движение, состоящее из переносного вращательногодвижения механизма 11 вокругоси Ец, относительного вращения механизма 18 вокруг оси Ziz, являющегося в свою очередь переносным для относительного вращения выходного звена 21 механизма 18. Формула изобретения Электромеханический модульный сустав манипулятора, содержащий входное и выходное звенья, связанные между собой приводом их относительного перемещения,отличающийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей эа счет увеличения числа степеней подвижности, привод относительного перемещения звеньев выполнен в виде трех передаточных механизмов и трех двигателей, роторы которых связаны с входными элементами соответствующих передаточных механизмов, а статоры — с корпусами этих механизмов, при этом на входном звене сустава закреплен корпус первого передаточного механизма, выходной элемент которого жестко связан с корпусом второго передаточного механизма, который своим выходным элементом жестко связан с корпусом третьего передаточного механизма, на выходном элементе которого закреплено выходное звено сустава, причем передаточные механизмы расположены в пространстве так, что оси вращения их выходных элементов пересекаются в одной точке, 1779586 да f а Составитель Ф.Майоров Техред М.Моргентал Корректор O.Êðàâöoâà Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4412 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
