Манипулятор

 

т

О П И C -А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскмн

Социалистических

Реся убоин () i) 503710

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 05.07.74 (21) 2039801/25-8 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликоваио25.02,76.Бтоляетень № 7 (45) Дата опубликования описания18.03 76 (51) M. Кл.

8 253 3/04

Государственный номнтет

Соаотв Мнннотров СССР по делам наооретеннй н открытнй (53) УДК .62 229,72 (088.8) ! (72) Авторы изобретения

С. H. Андреенко, Н. К. Пари и Б. А. Петров (71) Заявитель (54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к манипуляторам, Известен манипулятор, состоящий иэ задающего и исполнительного органов с приводами их звеньев гибкими тяговыми элементами.

Недостатком известного манипулятора является снижение "жесткости" вследствие имеющего место постоянного ослабления тросовой передачи, что ведет к частой под- 1О наладке системы приводов в манипуляторе, а необходимое натяжение тросов на роликах

:приводит к излишним энергетическим потерям, что снижает к.п.д. и ухудшает чувствительность манипулятора. lS

Предлагаемый манипулятор отличается от известных тем, что каждый гибкий тяговый элемент выполнен в виде пластинчатой цели одностороннего изгиба, кинематически связанной с элементами привода и установленной в направляющих, расположенных на ее прямолинейных участках со стороны, обратной изгибу, для двусторонней передачи тягового усилия.

2 !

На чертеже показана кинематическая ,схема исполнительного органа предлагаемы го манипулятора, Манипулятор состоит иэ задающего (на чертеже не показан) и исполнительного органа на семь движений с приводом их зве.ньев гибкими тяговыми элементами 1 (для

1упрощения показаны приводы только для 11го, 2-ro и 7-го движений). !

Исполнительный орган манипулятора соI

1держит поворотный корпус 2, телескопичео ки раздвижное звено, состоящее иэ основной трубы 3 и выдвижной трубы 4, и кис тевое звено 5.

На поворотном стакане 6 кистевого звена смонтированы захватные рычаги 7 и закреплена гайка 8, взаимодействующая беэ самоторможения с винтом 9, имеющим возможность перемещения вдоль оси кистевого звена. Качание захватных рычагов осуществляется копиром 10, перемещаемым вдоль своей оси тягой 11.

Внутри выдвижной трубы 4 смонтирована поворотная вилка 12, служащая опорой! ,для кистевого звена 5. Поворотный корпус

503710 2 цгарнирно соединен с основной трубой 3 с помощью оси 13, а поворотная sama 12 с кисгевым звеном 5 - осью 14. На осях

13 и 14 установлены звездочки, несущие цепи. б

Привод 1-ro движения (управления зах» ватными рычагами 7) содержит двигатель с редуктором- 16,.-ггриемный барабан 16, свободно установленный на оси, цепи одно. стороннего изгиба 17 и 18, стержень 19 1© .и стержень 20. Стержни 19 и 20 соедине:ны вращающейся опорой 21, допускающей их относительное вращение и обеспечивающей их беззазорное соединение в осевом направ-, лении. Цепь одностороннего изгиба 18 соединена с тягой 11 копира 10 такой же вращающейся опорой 22.

Привод 7-го движения (вращение манипулятора) содержит двигатель с редуктором

40 и зубчатые колеса 41 и 42.

Изгиб кистевого звена 5 ограничивается упором 43, а изгиб телескопического звеняупором 44.

Привод 2-rî движения (врашение кистевого звена 5) содержит двигатель с редук- 20 гором 23, приемный барабан 24, цепи одностороннего изгиба 25 и 26, трубы 27 и

28, соединенные вращающейся опорой 29, удерживаемый or вращения относительно корпуса кнсгевого звена 5 винт 9, взаимодействующий с гайкой 8, жестко скрепленной с поворотным стаканом 6, Привод 3-го движения (изгиб кисти 5) содержит двигатель с редуктором и приемный барабан (на чертеже не показаны), цепи З одностороннего изгиба 30 и 31, трубы 32 и 33, соединенные вращающейся опорой 34.

Цегп одностороннего изгиба 31 своим нижним концом жестко скреплена со звездочкой, в свою очередь жестко скрепленной с корпусом киг-.гевого звена 5.

Привод 4-го движения (врашение вилки

12 относ. тельно продольной оси) содержит двигатель с редуктором и приемный барабан 40 (на чертеже не показаны), цепь одностороннего изгиба 35, жестко скрепленную с грубой, имеющей гайку 36 на конце. Гайка 36 удерживается от вращения относительно корпуса выдвижной трубы 4 и взаимодейст- 45 вует без самогорможения с винтом 37, жестко скрепленным с корпусом вилки 1 2.

Привод 5-го движения (продольное перемещение трубы 4 относительно трубы 3) содержит двигатель с редуктором, прием- 50 ный барабан (на чертеже не показаны) и цепь 38 одностороннего изгиба, жестко соединегнгую с трубой 4.

Привод 6-го движения (изгиб телескопического звена) содержит двигатель с редук-. 55 тором и приемный барабан (на чертеже не показаны) и цепь 39 одностороннего изгиба, своим нижним концом;- .с ко скрепленную со звездочкой, в сво :,,;ередь жестко скрепленной с трубой 3. 60

Благодаря тому, что цепи могут изгиб агься только в одну сторону, а их конечные звенья прикреплены к стержням и трубам жестко, беэ возможности шарнирного изгиба, дополнительные меры по предотвращению изгиба цепей в нежелаемом направлении необходимы только на участках между приемными барабанами и звездочками выходных валов приводных редукторов, где с этой целью установлены прямолинейные направляющие 45, и на участках между звездочками выходных валов приводных редукторов и звездочками, сидящими на оси 13, где установлены направляющие 46.

Манипулятор рабогаег следующим образом.

При включении двигателя с редуктором

15 перемещаются цепь 17, жестко скрепленный с ее нижним звеном стержень 19, стержень 20, соединенный со стержнем 1 9 вращающейся опорой 21, цепь 18, жестко соединенная своими крайними звеньями со стержнем 20 и вращающейся опорой 22, и, наконец, копир 10 с тягой 11.

При перемещении копира 10 происходит сведение или разведение захватных рычагов

7.

При изгибе манипулятора в кисгевом

l или плечевом суставе цепи 1 7 и 1 8 изгибаются только в местах огибания соответствующих звездочек, оставаясь прямолинейными на свободных участках благодаря тому, что их конечные звенья жестко скреплены со стержнями и предусмотрена прямолинейная направляющая 46 (на схеме направляющая 46,показана только для цепи 39).

При включении двигателя с редуктором

23 перемешаются цепь 25, трубы 27 и

28, соединенные вращающейся опорой 29, цепь 26 и винт 9. Осевое перемещение винта 9, удерживаемого or вращения относительно корпуса, вызываег вращение гайки 8 благодаря тому, что винтовая пара выполнена без самогорможения (с большим уг лом подъема).

Совместно с гайкой 8 начинает врашаться стакан 6 с захватными рычагами 7 и копиром 1 О.

Перемешением цепи 30, труб 32 и 33 и цепн 31, своим нижним звеном жестко скрепленной со звездочкой изгнбя кисгевого звеня 5, вращают звездочку, чс.м досги503710 гают изменения угла изгиба кистевого эве из на, Перемещением цепи 35 и трубы с гайкой

36 вращают винт 37, а вместе с ним и вилку 12 с закрепленным на ней кистевым звеном.

С перемещением цепи 38, своим нижним звеном жестко соединенной непосредственно .с выдвижной трубой 4, изменяется длина телескопически раздвижного звена, 10

Перемещением цепи 39, своим нижним звеном жестко соединенной со звездочкой изгиба телескопического звена, осуществляют поворот звездочки вокруг оси 13, чем изменяют угол изгиба телескопического эве- И на, Включая двигатель с редуктором 40, закрепленный на неподвижном основании, осуществляют поворот корпуса 2, а следовательно, и всего манипулятора. 20

Перемещение цепей 17 и 25 может производиться независимо or других движений.

При перемещении цепи 30 и изгибе кис-, тевого звена следует дополнительно переме щать цепи 17 и 25 с тем, чтобы компенсиро» 25 вать изменение длин цепей 18 и 26, вызываемое огибанием соответствующих звездочек, Перемещение цепи 35 может производиться независимо or других движений. 30

С перемещением цепи 38, для компенсации изменения расстояния между осями 13 и 14, следует производить дополнительно такие же перемещения цепей 17, 25, 30 и

35. 35

При перемещении цепи 39 и изгибе телескопически раздвижного звена следует дополнительно перемещать цепи 17, 25, 30, 35 и 38 с тем, чтобы компенсировать менение длин этих цепей, вызываемое огибанием ими соответствующих звездочек.

Компенсирующие перемещения цепей осуществляются автоматически известным способом с помощью датчиков положения, которые подают сигналы на поворот на необходимый угол соответствующих электродвигателей.

Вращение всего манипулятора может совершаться независимо. При этом все осталь.ные двигатели с редукторами и приемными ,барабанами вращаются вместе с ним.

При работе каждого иэ двигателей свободный участок цепи наматывается или ,сматывается с соответствующего барабана.

Благодаря тому, что конечные звенья цепей закреплены на барабанах жестко и предусмотрены прямолинейные направляющие 45, цепи поворачивают барабаны, одно;временно наматываясь на них.

Задающий орган манипулятора выполнен аналогично. формула изобретения

Манипулятор, состоящий иэ задающего и исполнительного органов с приводом их звеньев гибкими тяговыми элементами, о r— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности, каждый гибкий тяговый элемент выполнен в виде пластинчатой цепи одностороннего изгиба, кинематически связанной с элементами привода и установленной в направляющих, расположенных на ее прямолинейных учась ках со стороны, обратной изгибу, для дву-.торонней передачи тягового усилия.

Составитель B. Павлов

Техред М. Ликоьич Корректор Н. Ковалева

Редактор О. Стемииа

Тире ж 1О6 7

Лодпис кое

Закаэ ВВ

113035, Мюскве, Ж-35, Рауиская иаб„д. 4/5

Фи лава ППП Патент, и. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ЦНИКПИ Государственного комитета Совета Министров СССР вс делам изобретений и открытий