Привод

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике, в частности в сборочных манипуляторах, требующих высокой точности позиционирования. Цель изобретения - повышение точности позиционирования и улучшение динамический характеристик. Привод состоит из подвижного звена, выполненного в виде каретки 1 с двигателем 2 и двумя регулируемыми упорами 3, балки 5, на которой закреплен зубчатый элемент 6, два тормозных механизма 7, два датчика 8. Тормозной механизм 7 располагается в вырезе зубчатого элемента 6 и имеет подвижную рейку 10, закрепленную на оси 11 и связанную шарнирно с планками 12 и 13. Плавное торможение и точность остановки каретки 1 обеспечиваются при взаимодействии регулируемых упоров 3 с тормозными механизмами 7. 4 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s F 16 Н 19/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4839295/28 (22) 13.06.90 (46) 23.12.92. Бюл. М 47 (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) С.A.Ñåìåíîâ (56) Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. М.: Машиностроение, 1987, с.

167.

Авторское свидетельство СССР

М 1260608, кл. F 16 Н 19/04, 1985. (54) ПРИВОД (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике, в частности в сборочных манипуляторах, требующих высокой точности позиционирования. Цель изобретения— повышение точности позиционирования и улучшение динамических характеристик, Привод состоит из подвижного звена, выполненного в виде каретки 1 с двигателем 2 и двумя регулируемыми упорами 3, балки 5, на которой закреплен зубчатый элемент 6, два тормозных механизма 7, два датчика 8.

Тормозной механизм 7 располагается в вырезе зубчатого элемента 6 и имеет подвижную рейку 10, закрепленную на оси 11 и связанную шарнирно с планками 12 и 13.

Плавное торможение и точность остановки каретки 1 обеспечиваются при взаимодействии регулируемых упоров 3 с тормозными механизмами 7. 4 ил.

1783200

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике, в частности в сборочных манипуляторах, требующих высокой точности позиционирования, Известен механизм, обеспечивающий линейное перемещение ведомого звена с его плавной остановкой в конце хода.

Механизм имеет кривошип, ползун с выполненным внутри пазом, имеющим радиусный участок, шатун, расположенный в пазу ползуна и связанный шарнирно с кривошипам, а также направляющую, в которой скользит ползун. При повороте кривошипа шатун, меняя свое угловое положение, приводит в движение ползун. Незакрепленный конец шатуна скользит по радиусному участку паза, обеспечивая кинематическое замыкание. Такой механизм имеет мгновенную остановку ведомого звена, что затрудняет добиться его точного положения при отключении привода. Кроме того, величина хода ползуна ограничена радиусом кривошипа. Применение такого механизма в манипуляторе не дает высокой точности позиционирования, а небольшой . ход сокращает возможности его применения.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является привод, принятый за прототип, Привод имеет корпус с косозубой рейкой и направляющими, по которым перемещается каретка с помощью шестерни, приводимой в движение электродвигателем. На концах рейки имеются тормозные механизмы в виде подпружиненных коротких реек, имеющих возможность перемещения в своих направляющих перпендикулярно движению каретки. При накатывании шестерни на эти короткие рейки отключается привод и остаточное вращение шестерки компенсируется сдвигом рейки тормозного механизма.

Одним из недостатков прототипа является то, что расстояние между осями тормозных механизмов неизменно, это не позволяет, в случае необходимости, изменять положение оси позиционирования, Другим недостатком прототипа является невысокая точность остановки каретки, что может повлиять на качество выполняемых операций.

На практике точная остановка возможна для такого привода только при условии, когда силы сопротивления движению каретки больше инерционных сил и скорости малы. 8 этом случае остановка каретки произойдет сразу вслед за накатыванием шестерни на подпру>киненную секцию, и демпфирование кинематической цепи рееч5

55 ного привода произойдет по мере сжатия пружины, пока не остановится двигатель.

Если это условие соотношения сил не выполняется, неизбе>кно продолжение обкатки шестерни по рейке тормозного механизма и движение каретки.

Все торможение выразится в демпфировэнии только кинематической цепи реечного привода. Саму каретку в этом случае необходимо останавливать упором, что приведет к жесткому удару и ухудшению динамических характеристик привода, Таким образом, применение этого привода не обеспечивает высокой точности позиционирования и улучшения динамических характеристик.

Цель изобретения — повышение точности позиционирования и улучшение динамических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что привод, содержащий двигатель, подвижное звено, шестерню, связанную с двигателем, зубчатый элемент, взаимодействующий с шестерней, и два тормозных механизма, снабжен второй шестерней, установленной соосно первой, диском с отверстием, сече- . ние которого ограничено тремя д тами окружности и одинакового радиуса, закрепленным на первой шестерне, и кривошипно-кулисным механизмом, включающим ведущий и ведомый кривошипы и размещенную в отверстии диска кулису, длина которой равна расстоянию от. точки пересечения двух дуг, ограничивающих сечение отверстия до третьей дуги, ведущий кривошип связан с валом двигателя, ведомый — co второй шестерней, оба кривошипа установлены с возможностью перемещения вдоль кулисы, а каждый тормозной механизм выполнен в виде рейки, установленной с возможностью перемещения по ходу движения подвижного звена, двух планок, одна из которых шарнирно закреплена на зубчатом элементе, другая шарнирно закреплена на рейке, а обе шарнирно связаны между собой посредством оси и упора, установлснного на подвижном звене и предназначенного для взаимодействия с осью.

На фиг.1 изображен привод, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А тормозного механизма; на фиг.3 — разрез каретки в плоскости

Б-Б; на фиг.4 — разрез каретки в плоскости

В-B.

Привод состоит из подвижного звена, выполненного в виде каретки 1 с двигателем

2 и двумя закрепленными упорами 3, вылет которых регулируется винтами 4, балки 5, на которой закреплен зубчатый элемент 6 и два тормозных механизма 7 на концах, два датчика 8 и направляющая плита 9. Тормозной

1783200 механизм 7 (фиг.2) располагается в вырезе зубчатого элемента 6 и имеет подвижную рейку 10, закрепленную на оси 11, и связанную шарнирно с планками 12 и 13, через которые проходит общая ось 14. На одном конце оси 14 установлен ролик 15, на другом крепится пру>кина рэстя>кения 16, создающая между осями 17 и 18 расклинивающий эффект, На рейке 10 установлен штырь 19.

Каретка 1(фиг.3) удерживается на направляющей плите 9 с помощью роликов 20, расположенных на корпусе 21 и состоит из двух подшипниковых узлов 22, в которых закреплены две соосные шестерни реечной передачи: первая шестерня 23, несущая подшипниковый узел 24 с закрепленным корпусом 25, через который проходит ведущий кривошип 26, связана с двигателем 2, вторая шестерня 27 несет ведомый кривошип 28. Оба кривошипа 26 и 28 на конце имеют ползуны 29 и 30 в виде скобы. На первой шестерне 23 закреплен диск 31 с внутренним трехдуговым профилем, имеющим три дуги 32 (фиг.4), К торцевым поверхностям диска 31 примыкают пластины 33 и

34 кулисы 35, скрепленные между собой осями 36 с роликами 37 и 38, кинематически замкнутыми на контуре диска 31 и имеющими возможность катиться по дугам 32. Длина кулисы 35 равна расстоянию то точки пересечения двух дуг до третьей дуги.

Привод работает следующим образом, Двигатель 2 каретки 1 приводит во враьцение корпус 25 с ведущим кривошипом 26, заставляя:„.,эщаться кулису 35 и связанную с ней через г1олзун 29 и ведомый кривошип

28 вторую шестерн1о 27. За счет движения каретки 2 вращается первая шестерня 23, которая отслеживает угловое положение второй шестерни 27, обкатываясь по зубчатоиу элементу 6. Таким образом обеспечивается блокировка кулисы 35 в неизменном угловом положении относительно диска 31 по оси i (ôèã,4), При наезжании каретки 1 на тормозной механизм 7 упор 3 входит в контакт с роликом 15, заставляя его отклоняться вниз. Это приводит в движение с нарастающей скоростью рейку 10 по ходу движения каретки 1. Рейка 10 замедляет вращение первой шестерни 23, что вызывает рассог- ласование угловых скорогтей ведущего кривошипа 26 и шестерни 23, Ползун 30 начинает сдвигать конец кулисы 35 с роликом 37, поворачивая кулису 35 вокруг точки

"К" (фиг,4), Происходит замедление угловой скорости кулисы 35 и соответственно второй шестерни 27.

При достижении синхронизации скорости рейки 10 и каретки 1 упор 3 входит в контакт со штырем 19, Начинается совмест35

40. движное звено, шестерню, связанную с двиr5

30 ное движение рейки 10 с кареткой 1, что приводит к полной остановке первой шестерни 23, Ведущий кривошип 26 в момент прохождения оси И доводит кулису 35 до положения, когда ролик 37 остановится в точке "D", совпадающей с осью ведомого кривошипа 28. Каретка 1 останавливается и замыкает датчик 8, отключающий двигатель

2. Ведущий кривошип 26 завершает выбег, э конец кулисы 35 с роликом 38 переводится на дугу 32 и останавливается вблизи оси II(.

Тем самым обеспечивается точная остановка и фиксация каретки 1 при широком разбеге положений остановившегося кривошипа 26, Позиционирование закончено.

При включении обратного хода ролик

38 вновь занимает положение "К", а кулиса

35 отклоняется к оси I и приводит во вращение ведомый кривошип 28. Вторая шестерня 27 начинает вращаться, разгоняя каретку

1, Тормозной механизм 7 отслеживает ход каретки 1 и возвращает первую шестерню

23 в первоначальное положение, пока кулиса 35 и диск 31 не окажутся на оси I. Каретка

1 выходит за пределы тормозного механизма 7, продолжая движение в противоположный конец балки 5, где остановка и фиксация каретки 1 происходит аналогичным образом.

Изготовление привода в производстве позволит более экономично внедрить роботизированные безлюдные технологии с высоким качеством выполняемых операций и возможностью переналадки в широких пределах при переходе на другую продукцию в массовом и крупносерийном производстве.

Формула изобретения

Привод, содержащий двигатель, погэтелем, зубчатый элемент, взаимодействующий с шестерней и двэ тормозных механизма, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования и улучшения динамических характеристик, привод снабжен второй шестерней, установленной соосно первой, диском с отверстием, сечение которого ограничено тремя дугами окружности одинакового радиуса, закрепленным нг первой шестерне, и кривошипно-кулисным механизмом, включающим ведущий и ведомый кривошипы и размещенную в отверстии дисК9 кулису, длина которой равна рэсстоянию оси точки пересечения двух дуг, ограничивающих сечение отверстия, до третьей дуги, ведущий кривошип cBqçàí с валом двигателя, ведомый — co второй шестерней, оба коивошипа установл"-ны с возмо>кнсстью перемещения вдоль кулисы, а

1783200 другая шарнирно закреплена на рейке, а обе шарнирно связаны между собой посредством оси, и упора, установленного на подвижном звене и предназначенного для

5 взаимодействия с осью.

2Ю 22 2355 З7 Ж 28 М

У фее. Х каждый тормозной механизм выполнен в виде рейки, установленной с воэможностью перемещения по ходу движения подвижного звена, двух планок, одна из которых шарнирно закреплена на зубчатом элементе, c °

zs

ЯУ

1783200

Я ГВ

Составитель, Г.Рассейкина

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

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

Заказ 4500 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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