Ориентирующая платформа с шестью степенями свободы

Изобретение относится к механическим системам и может быть использовано в технике для получения заданного движения выходного звена. Ориентирующая платформа содержит стойку в виде замкнутой круговой направляющей и выходное звено в виде платформы, соединенные между собой шестью кинематическими цепями, каждая из которых содержит привод, каретку, установленную на круговой направляющей, и штангу, сопряженную с кареткой и платформой сферическими шарнирами. В каждой кинематической цепи привод неподвижно установлен внутри круговой направляющей и жестко соединен с кривошипом, входящим во вращательный шарнир с камнем, образующим поступательный шарнир с кулисой, сопряженной с одной стороны вращательным шарниром с круговой направляющей в ее центре, а с другой стороны жестко соединенной с кареткой. В результате упрощается конструкция платформы и уменьшаются инерционные нагрузки при движении ее элементов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к механическим системам, применяемым в технике для получения заданного движения выходного звена.

Известен дельта-робот [Gavel R. Device for the movement and positioning of an element in space, US Patent No. 4976582, Dec.11, 1990], состоящий из неподвижного и выходного звеньев, соединенных между собой четырьмя кинематическими цепями. Недостатком такого устройства является невозможность воспринимать выходным звеном большие нагрузки ввиду исполнения кинематических цепей в виде параллелограммов, а также ограниченное число степеней свободы выходного звена, равное четырем (возможны линейные смещения вдоль каждой из трех осей координат и поворот вокруг вертикальной оси).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является поворотный гексапод с круговой направляющей [Coulombe J., Bonev LA. A new rotary hexapod for micropositioning. Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Karlsruhe, Germany. 2013, pp. 877-880, Figure. 2], включающий неподвижное звено (стойку), выполненное в виде замкнутой круговой направляющей, и выходное звено, выполненное в виде платформы, соединенные между собой шестью кинематическими цепями, каждая из которых включает каретку и штангу. Каретка образует с круговой направляющей вращательный шарнир, штанга входит в сферические шарниры с кареткой и платформой. Движение выходного звена контролируется шестью приводами, расположенными за периметром круговой направляющей и установленными на каретках, выполняющих функцию ведущих звеньев. При этом на круговой направляющей нарезаны зубья, а на валах приводов кареток установлены аналоги зубчатых колес, которые выполнены в виде цилиндров, установленных между двумя круглыми пластинами, и сопряжены с круговой направляющей.

Данный механизм принимается за прототип предлагаемого устройства. Недостаток прототипа заключается в сложности изготовления круговой направляющей и элементов кареток. Недостаток также состоит в том, что привода расположены на подвижных звеньях (каретках), добавляя им дополнительный вес и увеличивая инерционные нагрузки.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в упрощении конструкции прототипа путем применения в нем круговой направляющей, не требующей нарезки зубьев, путем устранения аналогов зубчатых колес на каретках, а также расположении всех приводов на неподвижном звене (стойке) для уменьшения веса ведущих звеньев и снижения инерционных нагрузок, возникающих в процессе их движения.

Данная проблема решается тем, что в предлагаемой ориентирующей платформе, включающей стойку в виде замкнутой круговой направляющей и выходное звено в виде платформы, соединенные между собой шестью кинематическими цепями, каждая из которых содержит привод, каретку, установленную на круговой направляющей, и штангу, сопряженную с кареткой и выходным звеном сферическими шарнирами, согласно изобретению в каждой кинематической цепи привод неподвижно установлен внутри круговой направляющей и жестко соединен с кривошипом, входящим во вращательный шарнир с камнем, образующим поступательный шарнир с кулисой, сопряженной с одной стороны вращательным шарниром с круговой направляющей в ее центре, а с другой стороны жестко соединенной с кареткой. Кроме этого, в каждой кинематической цепи кривошип выполнен с равномерно расположенными по его длине отверстиями.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в упрощенной конструкции круговой направляющей и кареток, а также в уменьшении веса кареток и уменьшении инерционных нагрузок, возникающих при их движении.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана ориентирующая платформа с шестью степенями свободы, на фиг .2 - соединение привода со стойкой.

Ориентирующая платформа состоит из стойки 1, выполненной в виде замкнутой круговой направляющей, приводов 2, валов приводов 3, кривошипов 4, камней 5, кулис 6, жестко соединенных с каретками 7, установленными на роликах 8, штанг 9 и выходного звена 10, выполненного в виде платформы.

Привода 2 жестко установлены на стойке 1, на валах 3 жестко установлены кривошипы 4, образующие вращательные шарниры с камнями 5, которые входят в поступательные шарниры с кулисами 6. Каретки 8 образуют вращательные шарниры с круговой направляющей и сферические шарниры со штангами 9, которые также входят в сферические шарниры с платформой 10.

На кривошипах 4 выполнены отверстия с возможностью установки вращательных шарниров 4-5 на разном расстоянии от центров вращения кривошипов 4. Таким образом, появляется возможность изменять длины участков на круговой направляющей, по которым движутся каретки 7, т.е. получать разные смещения кареток в каждой кинематической цепи механизма. Это позволит изменять размеры рабочей зоны платформы 10.

Принцип работы механизма заключается в следующем. Шесть приводов 2, жестко связанных с платформой 1, приводят в движение валы 3 и установленные на них кривошипы 4. Движение от кривошипов 4 передается камням 5, которые отклоняют кулисы 6 на заданный угол. При этом кулисы 6 направляют каретки 7 по круговой направляющей 1. Каретки 7 ориентируют штанги 9, передающие движение на платформу 10. Входное движение задается независимо любому из приводов 2. Одновременно может быть приведено в движение до шести приводов.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в технологических процессах по обработке различных элементов деталей машин в качестве ориентирующего устройства, а также может быть использовано в качестве опорно-поворотного устройства для спутниковых антенн. Возможно также применение предлагаемого изобретения в медицине для задания пространственной ориентации различных объектов.

1. Ориентирующая платформа с шестью степенями свободы, содержащая стойку в виде замкнутой круговой направляющей и выходное звено в виде платформы, соединенные между собой шестью кинематическими цепями, каждая из которых содержит привод, каретку, установленную на круговой направляющей, и штангу, сопряженную с кареткой и платформой сферическими шарнирами, отличающаяся тем, что в каждой кинематической цепи привод неподвижно установлен внутри круговой направляющей и жестко соединен с кривошипом, входящим во вращательный шарнир с камнем, образующим поступательный шарнир с кулисой, сопряженной с одной стороны вращательным шарниром с круговой направляющей в ее центре, а с другой стороны жестко соединенной с кареткой.

2. Ориентирующая платформа по п. 1, отличающаяся тем, что кривошип выполнен с равномерно расположенными по его длине отверстиями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к устройствам, применяемым в технике для трансформации плоских конструкций в пространственные. Оригами механизм содержит стойку, ведущее звено, шатун и коромысло.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к складным механизмам. Складной механизм содержит стойку, ведущее звено, шатун и коромысло, образующие шарнирный четырехзвенник, на каждой паре соседних звеньев которого установлена кинематическая цепь из двух дополнительных звеньев и трех шарниров.

Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения ведомого звена. Задачей изобретения является создание такого механизма параллельной структуры, в котором движение платформы могло бы контролироваться единственным ведущим звеном.

Изобретение относится к области машин объемного действия и может быть использовано при создании поршневых компрессоров, работающих за счет изменения объема рабочей полости.

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано для соединения деталей машин. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, осуществляющих соединение монтажных проводов со штырем путем накрутки, в устройствах для финишной обработки (притирки, полировки) отверстий, валов и т.

Изобретение относится к машиностроению . .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к робототехнике. .

Изобретение относится к шарнирно-рычажчым механизмам для воспроизведения эквидистантных кривых и может быть использовано в машиностроении. .

Изобретение относится к машиностроению , а именно к механизмам для преобразования вращательного движения в сложное, состоящее из возвратно-поступательного и вращательного движений, и может быть использовано 3 различных отраслях техники.

Изобретение относится к механизму трансмиссии хирургического инструмента. Механизм трансмиссии содержит направляющие механизмы, первый, второй и третий ведущие валы и первый, второй, третий и четвертый тянущие элементы.

Изобретение относится к манипулятору с рукой (5) манипулятора, на свободном конце (6) которой предусмотрен фланец (8) манипулятора, на котором установлен концевой эффектор (46) с аппликационным устройством (9.1, 9.2, 9.3) для обработки заготовки (37), причем фланец (8) манипулятора установлен с возможностью вращения вокруг осей (20, 21, 22) кисти, и первая ось (20) кисти проходит в направлении продольной оси (18) руки (5) манипулятора, вторая ось (21) кисти проходит поперек первой оси (20) кисти, а третья ось (22) кисти проходит поперек второй оси (21) кисти, отличающийся тем, что концевой эффектор (46) установлен с возможностью вращения на кистевом шарнире (7) руки (5) манипулятора, при этом концевой эффектор (46) содержит несколько аппликационных устройств (9.1, 9.2, 9.3), следующих друг за другом в окружном направлении на боковой поверхности (38) воображаемого конуса (39), причем аппликационное устройство (9.1, 9.2, 9.3) установлено с возможностью перемещения в активное рабочее положение за счет вращения фланца (8) манипулятора вокруг третьей оси (22) кисти.

Изобретение относится к манипуляторам, используемым в технологических процессах изготовления электронных приборов, обработке радиоактивных, токсичных, взрывчатых веществ.

Изобретение относится к экзоскелету для оказания человеку помощи для поддержки и передачи нагрузки. Экзоскелет выполнен с возможностью ношения пользователем с возможностью воспринимать и передавать нагрузку, воспринимаемую головой, шеей и/или туловищем пользователя, вниз на опорную поверхность.

Изобретение относится к коммуникационному устройству и коммуникационному роботу. Технический результат заключается в создании коммуникационного устройства, которое позволяет персонажу отображать даже для одного и того же диалога различные выражения лица в зависимости от ситуации.

Настоящая группа изобретений относится к очистительным установкам и способам очистки металлических деталей, в частности компонентов автомобильных двигателей или компонентов передачи.

Изобретение относится к манипуляторам, используемым в технологических процессах изготовления электронных приборов, обработке радиоактивных, токсичных, взрывчатых веществ.

Изобретение относится к способу обработки аудиодиалога между роботом и пользователем, позволяющему улучшать услуги, представляемые роботом. В ходе упомянутого аудиодиалога, принимают аудиоданные и преобразуют упомянутые аудиоданные в текстовые данные.

Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения выходного звена, и может быть использовано, в частности, в медицине при проведении лапароскопических операций.

Баллистический манипулятор относится к манипуляторам, работающим в герметизированном объеме, и может быть использован в боевой космической технике, а именно в механическом оружии, предназначенном для метания снарядов без применения боевых зарядов.

Изобретение относится к механическим системам и может быть использовано в технике для получения заданного движения выходного звена. Ориентирующая платформа содержит стойку в виде замкнутой круговой направляющей и выходное звено в виде платформы, соединенные между собой шестью кинематическими цепями, каждая из которых содержит привод, каретку, установленную на круговой направляющей, и штангу, сопряженную с кареткой и платформой сферическими шарнирами. В каждой кинематической цепи привод неподвижно установлен внутри круговой направляющей и жестко соединен с кривошипом, входящим во вращательный шарнир с камнем, образующим поступательный шарнир с кулисой, сопряженной с одной стороны вращательным шарниром с круговой направляющей в ее центре, а с другой стороны жестко соединенной с кареткой. В результате упрощается конструкция платформы и уменьшаются инерционные нагрузки при движении ее элементов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх