Механическая рука

 

ОП ИС ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (п 699746

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.01,78 (21) 2567518/25-08 с присоединением заявки,% (23) П риоритет (5()М. Кл, В 25 J 1/00

3еоударетваииый комитет

СССР ню долам иза4ретений и открытий

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень > 35

Дата опубликования описания 23,09.81 (53) УДК 62 — 229. .72 (088.8) П. Н. Белянин, К. В. Фролов, А. Е. Кобринский, А. И. Корендясев, Б. Ш. Розин, Б. Л. Саламандра, Ф. П. Соколовский, Ю. В. Столин и Л. И. Тывес (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) МЕХАНИЧЕСКАЯ РУКА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях манипуляторов для механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности.

Известна механическая рука, содержащая основание, и шарнирно соединенных звеньев, у которых m последовательных шарниров имеют горизонтальные оси, причем и > m > 2, инди. видуальные приводы каждого звена и механизм компенсации кинематического взаимовлияния перемешений звеньев (1).

Эта механическая рука обладает хорошими функциональными возможностями, однако, учитьвая необходимость преодоления статических нагрузок (веса звеньев), приходится завышать установленную мощность двигателей, особенно двигателей тех звеньев, оси поворотов которых относительно предыдущих сохраняют горизонтальное положение при всех конфигурациях руЦель изобретения — уменьшение мощности приводов за счет уравновешивания веса звеньДля этого предлагаемая механическая рука содержит ряд сумматоров-дифференциалов и синусных механизмов. На выходах синусных механизмов установлены упрутне элементы, а вход каждого иэ сумматоров кинематически

5 связан с индивидуальным приводом н предыдущим сумматором, выход — с последующим сумматором и с входом синусного механизма, а вход первого сумматора закреплен на осно1О ванин.

На чертеже дан вариант кинематической схемы описываемой руки.

Механическая рука образована лоследовательно расположенными на основании 1 и соединенными звеньями 2 — 7. Звено 2 посредством

l5 шарнира с вертикальной осью крепится на основании !. Шарниры, соединяющие звенья 2 и 3, 3 н 4, 4 и 5, имеют параллельные оси, сохраняющие горизонтальное положение при любых конфигурациях руки. ,Пифференциалы 8 — 14 механизма компенсации кинематического взаимовлияния перемещений звеньев и индивидуальные приводы 15-21 посредством кинематических тросовых передач

I 3 699746

22 — 28 связаны со звеньями 2 — 7. Тросовые передачи пропущены через направляющие ролики и укреплены на ведомых роликах, жестко связанных со звеньями руки. С механизмом компенсации кинематнчески (через редукторы с передаточным отношением i) связан механизм натяжения, содержащий ряд сумматоров-дифференциалов 29 — 35 и торсион 36. Последний дифференциал 35 ряда одним из входов связан с торсионом 36, второй конец которого соединен to с натяжной тросовой ветвью 37, пропущенной через установленные в mapIIhpax с возможностью вращения ролики 38 — 43 и укрепленной íà ро лике 44 последнего звена.

С валами иццивидуальных приводов 16, 17 и 18 звеньев 3, 4 и 5 кинематич;ски связаны дифференциалы 45, 46 и 47 механизма уравновешивания. Вход каждого из этих дифференциалов связан с выходом предыдущего.

Один вход дифференциала 45 укреплен неподвижно. Выходы дифференциалов 45, 46 и 47 кинематически связаны с кривошипами синусных механизмов 48, 49 и 50 на выходах которых, т.е. между ползунами и основанием, помещены упругие элементы 51, 52 и 53.

При вращении индивидуальных приводов

15 — 21 движения передаются на дифференциалы

8 — 14 механизма компенсации, а с него — тросовым передачам 22 — 28, которые перемещают звенья 2 — 7. Кроме того, движения передаются на дифференциалы 29 — 35, которые суммируют движения индивидуальных приводов и обеспечивают вращение торсиона 36 без его раскрутки, поддерживая заданное торсионом натяжение тросовой ветви 37, которая через ролики 38 — 43 и ролик 44 обеспечивает натяжение шарнирно соединенных звеньев руки. Одновременно от приводов 16, 17 и 18 начинает работать так же и уравновешивающий механизм с дифференциалами 45, 46 и 47, синусными механизмами 48, 49 н 50 и упругими элементами 51, 52 и 53, например пружинами.

Так как входы дифференциалов 8 — 14 механизма компенсации кинематически связаны с входами дифференциалов 29 — 35 механизма натяжеши, то все дифференциалы 8 — 14 оказываются в контуре натяжения, тем самым достигается выборка зазоров и натяжение основных передач, установленных на основании. Механизм компенсации позволяет управлять приводами

15 — 21 без взаимовлияния движений с помощью дифференциалов 8 — 14. Так, например, если работает привод 15, передающий посредством тросовой передачи 22 движение звену 2, то в силу того, что все остальные тросовые передачи 23 — 28 начнут откатываться по своим на- ss правляющим роликам, звенья 3 — 7 так же должны прийти в движение (паразитное). Однако этого не происходит, поскольку с привода 15 движение передается на ряд последовательных дифференциалов 9 — 14, которые через тросовые передачи 23 — 28 сообщают звеньям 3 — 7 движение на тот же угол в направлении, обратном паразитному.

В результате при повороте привода 15 повернется только звено 2, а относительные положения остальных звеньев 3 — 7 останутся при этом неизменными. Аналогично производится компенсация при работе всех других индивидуальных приводов. ,Работа уравновешивающего механизма руки связана с вращением индивидуальных приводов

16, 17 и 18. Кинематически связанные между собой дифференциалы 45, 46 и 47 обеспечивают такое суммирование движений приводов 16, 17 и 18, что в каждый момент времени валы упомянутых двигателей "чувствуют" разгружающие моменты от синусных механизмов 48, 49 и 50, нагруженных усилиями упругих элементов 51, 52, 53. Зги разгружаюшие моменты в точности равны моментам от весов трех основных (тяжелых) звеньев руки, т.е. моменты от сил веса звеньев будут скомпенсированы усилиями упругих элементов, а индивидуальные приводы будут разгружены от статических моментов. Тем самым установочная мощность двигателей будет уменьшена более чем в два раза, Формула изобретения.

Механическая рука, содержащая основание, и шарнирно соединенных звеньев, у которых гп последовательных шарниров имеют горизонтальные оси, причем n > m > 2, индивидуальные приводы каждого звена и механизм компенсации кинематического взаимовлияния перемещений звеньев, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения мощности приводов, рука снабжена рядом сумматоров-дифференциалов и сннусных механизмов с упругими элементами, установленными на выходах синусных механизмов, причем вход каждого из сумматоров кинематически связан с индивидуальным приводом и предыдущим сумматором, выход — с последующим сумматором и с входом синусного механизма. а вход первого сумматора закреплен на основании.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Станки и инструменты", 1976, и 4, с. 4 — 6.