Шарнир манипулятора

 

Использование: для обеспечения соединения звеньев манипуляторов, используемых в точном машиностроении, электронной промышленности, медицине и космических аппаратах. Сущность изобретения: шарнир манипулятора состоит из ведущего и ведомого звеньев, образующих герметично замкнутую полость, заполненную под давлением летучей рабочей средой. Лазерный луч, попадая вр вращающийся оптический поляризатор, расслаивается призмой на лучи, каждый из которых фокусируется линзами, что вызывает процесс газообразования, повышая давление в полости и ориентируя звенья относительно друг друга с гарантированным разделением поверхностей Трения сопрягаемых звеньев газожидкостной средой. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 25 J 17/00 в."яа 4ав

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4782302/08 (22) 16.01.90 (46) 30.04.93. Бюл. N- 16 (71) Московский станкоинструментальный институт (72) А.А.Уваров, Л,А;Кудрявцев, M.Ã.Êoñoa, А.M.Ôåîôàíîa и Н.Ю.Уварова (56) Патент США N- 4365928, кл. В 25 J 17/02, опублик. 1982. (54) ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА (57) Использование: для обеспечения соединения звеньев манипуляторов, используемых в точном машиностроении, электронной промышленности, медицине и

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в шарнирных узлах промышленных роботов с высокой точностью позиционирования выходного звена, оснащенных контурной системой управления.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик за счет уменьшения трения между звеньями шарнира.

На фиг.1 показан шарнир в поперечном разрезе; на фиг,2 — сечение А-А на фиг.1.

Шарнир содержит герметично замкнутую полость 1, образованную сопрягаемыми торцевыми и цилиндрическими поверхностями 2 и 3, в которую под давлением через штуцер 4 нагнетают при сборке, наладке или после ремонта рабочую среду 5. Она представляет собой летучую (быстроиспаряющуюся) жидкость, которая при нагреве переходит в газообразное состояние без образования осадка или инородных физических тел и жидкостей. космических аппаратах. Сущность изобретения: шарнир манипулятора состоит из ведущего и ведомого звеньев, образующих герметично замкнутую полость, заполненную под давлением летучей рабочей средой.

Лазерный луч, попадая во вращающийся оптический поляризатор, расслаивается призмой на лучи, каждый из которых фокусируется линзами, что вызывает процесс газообразования, повышая давление в полости и ориентируя звенья относительно друг друга с гарантированным разделением поверхностей трения сопрягаемых звеньев гаэожидкостной средой. 2 ил, Ф

И наоборот, при естественном охлажде-:, нии до температуры окружающей среды эта а рабочая среда переходит в жидкое состояние беэ образования промежуточных фракций (осадки). В качестве подобных а жидкостей может быть взят эфир, спирт, Q{) сжиженный кислород, азот, От внешнего источника лазерного излучения (не показан) лазерный луч 6 поступает, например, с помощью оптических волоконных проводников к шарнирному соединению ведущего и С ведомого звеньев 7, 8. Оптически преломля-: Ф ясь, луч 6 попадает в оптический поляризатор 9, В атом вращающемся от привода 10 )р» поляризаторе 9 луч 6 расслаивается оптической призмой 11 минимум на два луча 12, 13.

Каждый из этих лучей фокусируется линзами 14 внутри полости 1. Наличие нескольких линз 14 и оптических преобразователей 15 совместно с наличием поляризованных. (вращающихся) лучей 12, 13 обеспечивает наличие множества точек 16 фокусировки лазерного излучения в герметично замкну1812104 той посредством механических уплотнений

17, оптически прозрачных стекол 18 и линз

14 полости 1. Экспериментально подобранный градиент температур в точках 16 фокусировки вызывает в этих точках испарение рабочей среды 5 аналогично образованию пузырьков пара в кипящей воде, которая происходит в виде образования сферических полостей в рабочей среде 5, заполненных газом. Подбор свойств рабочей среды 5, 10 исходя из условия обязательного расширения газообразных компонентов, приводит к увеличению давления внутри полости 1, его равномерного воздействия на цилиндрические и торцевые поверхности 2, 3, что обес- 15 печивает строго определенную фиксацию звеньев 7, 8 относительно друг друга с гарантированным разделением поверхностей трения сопрягаемых звеньев 7, 8 газообразной средсй. 20

При отключенном лазерном излучении в состоянии покоя звеньев 7, 8 их относительное положение определяется давлением рабочей среды. с гарантированным разделением поверхностей трения жидко- 25 стной средой, переходит к которой определяется отсутствием нагрева и естественным охлаждением до температуры окружающей среды. В случае применения сжиженных газов (кислород, азот и т.п.) переходят к жид- 30 кому состоянию определяется давлением рабочей среды в полости 1; В звеньях7; 8 равномерно расположены полости 19, необходимые для размещения рабочей среды 5.

Таким образом, в шарнире применена 35 раздельная подача в место сопряжения звеньев рабочей среды и энергии, необходимой для их взаимной ориентации без механического контакта поверхностей этих звеньев. Одно из отличий шарнира от известных заключается в том, что до сих пор рабочая среда сама по себе являлась носителем и преобразователем энергии (энергия жидкости — механическая энергия), а в предлагаемом решении рабочая среда является только преобразователем энергии (энергия лазерного излучения — энергия газожидкостной среды — механическая энергия).

Формула изобретения

Шарнир манипулятора, содержащий ведущее и ведомое звенья и герметично замкнутую полость, образованную поверхностями этих звеньев и заполненную рабочей средой, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик за счет уменьшения трения между звеньями шарнира, он снабжен поляризатором с приводом его вращения, призмой, линзами и оптическими преобразователями, при этом ведущее звено выполнено полым и с каналами, соединяющими его полость с герметичной полостью, образованной между поверхностями ведущего и ведомого звеньев, а поляризатор с приводом вращения и призмой установлен в полости ведущего звена, линзы расположены в каналах, соединяющих полость ведущего звена с герметичной полостью, а оптические преобразователи установлены на ведомом звене, причем рабочая среда образована иэ вещества, являющегося летучей жидкостью.

1812104

Составитель М.Косов

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Е.Папп

Редактор

Заказ 1554 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

Ю 8