Дифференциальный манипулятор
Патент 1119838
Авторы
Дифференциальный манипулятор
Иллюстрации
Реферат
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МАНИПУЛЯТОР , содержащий блок управления , схват и ромбические звенья, соединенные узлами сочленения, причем каждое ромбическое звено состоит из четырех модулей и соединяющих их попарно щарниров, при этом каждый модуль включает рычаг и не более двух двигателей с редукторами, а каждый шарнир содержит ие менее двух установленных на его оси зубчатых колес, отличающийся тем, что, с целью расщирения его функциональных возможностей путем обеспечения передачи момента от одного ромбического звена к другому, каждый узел сочленения звеньев выполнен в виде трех пар конических передач, расположенных в корпусе, и трех нормально закрытых электромагнитных муфт, причем одна внещняя пара конической передачи находится в постоянном зацеплении, а две внутренние пары конической передачи находятся в зацеплении посредством двух нормально закрытых электромагнитных муфт, установленных на выходном валу этих передач , при этом выходной вал обеих внутренних коническнх передач жестко связан с шарниром одного модуля второго звена, а выходной вал внешней пары конической передачи жестко связан с шарниром дру@ гого модуля второго звена, а входной вал внешней пары конической передачи соединен с шарниром первого звена, кроме того третья электромагнитная муфта установлена на корпусе соосно с входным валом. СО 00 ОО 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1119838 з(д) В 25 1 9/00 // В 25 J 11/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
Х
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/ " . /
K ABTOPCK0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3627943/25-08 (22) 02.08.83. (46) 23.10.84. Бюл. № 39 (72) А. А. Жарков, Ю. В. Воеводин и Ю. А. Загорский (53) 62-229.72 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1013259, кл. В 25 J 9/00, 1983 (прототип) (54) (57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МАНИГ1УЛЯТОР, содержащий блок управления, схват и ромбические звенья, соединенные узлами сочленения, причем каждое ромбическое звено состоит из четырех модулей и соединяющих их попарно шарниров, при этом каждый модуль включает рычаг и не более двух двигателей с редукторами, а каждый шарнир содержит не менее двух установленных на его оси зубчатых колес, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения передачи момента от одного ромбического звена к другому, каждый узел сочленения звеньев выполнен в виде трех пар конических передач, расположенных в корпусе, и трех нормально закрытых электромагнитных муфт, причем одна внешняя пара конической передачи находится в постоянном зацеплении, а две внутренние пары конической передачи находятся в зацеплении посредством двух нормально закрытых электромагнитных муфт, установленных на выходном валу этих передач, при этом выходной вал обеих внутренних конических передач жестко связан с шарниром одного модуля второго звена, а . выходной вал внешней пары конической передачи жестко связан с шарниром дру- Я гого модуля второго звена, а входной вал внешней пары конической передачи соединен с шарниром первого звена, кроме того третья электромагнитная муфта установлена на корпусе соосно с входным валом.
1119838
5 !
О
З5
Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленным роботам, предназначенным для автоматизации технологических процессов в различных отраслях машиностроения.
Известен дифференциальный манипулятор, содержащий блок управления, схват и ромбические звенья, соединенные узлами сочленения, причем каждое ромбическое звено состоит из четырех модулей и соединяющих их попарно шарниров, при этом каждый модуль включает рычаг и не более двух встречно установленных в нем узлов вращения, состоящих из двигателя с редуктором, а каждый шарнир содержит не менее двух установленных на его оси зубчатых колес (1).
Однако известный манипулятор имеет ограниченные функциональные возможности в связи с тем, что величина крутящего момента на шарнирах звена может быть получена только за счет соответствующей пары двигателей звена.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения передачи момента от одного ромбического звена к другому.
Указанная цель достигается тем, что в дифференциальном манипуляторе, содержащем блок управления, схват и ромбические звенья, соединенные узлами сочленения, причем каждое ромбическое звено состоит из четырех модулей и соединяющих их попарно шарниров, при этом каждый модуль включает рычаг и не более двух двигателей с редукторами, а каждый шарнир содержит не менее двух установленных на его оси зубчатых колес, каждый узел сочленения звеньев выполнен в виде трех пар конических передач, расположенных в корпусе, и трех нормально закрытых электромагнитных муфт, причем одна внешняя пара конических передач находится в постоянном зацеплении, а две внутрекние лары конической передачи находятся в зацеплении посредством двух нормально закрытых электромагнитных муфт, установленных на выходном валу этих передач, при этом выходной вал обеих внутренних конических передач жестко связан с шарниром одного модуля второго звена, а выходной вал внешней пары конической передачи жестко связан с шарниром другого модуля второго звена, а входной вал внешней лары конической передачи соединен с шарниром первого звена, кроме того третья электромагнитная муфта установлена на корпусе сооско с входным валом.
На фиг. 1 представлен дифференциальный манипулятор, общи"; на фиг. 2— структура узла сочленения; на фиг. 3 — 9 —кинематические схемы узла сочленения манипулятора, соответствующие различным режимам его работы.
Дифференциальный манипулятор включает блок 1 управления, схват 2 и ромбические звенья 3, соединенные узлами 4 сочленения (фиг. 1). Каждое звено состоит из четырех модулей 5, соединенных между собой шарнирами 6. Каждый шарнир 6 содержит зубчатые колеса 7, установленные на оси 8. Каждый узел 4 сочленения включает корпус 9 (фиг. 2), установленную на корпусе соосно входному валу 10 муфту 11 и три пары конических передач 12 — 14, установленных внутри корпуса 9. Сооско выходному валу 15 установлены две муфты 16 и 17, причем вал соединен с шарниром 6 одного модуля 5 вертикального звена 3, а выходной вал 18 соединен с шарниром 6 другого модуля 5 того же звена 3. Входной вал 10 конической передачи соединен с шарниром 6 горизонтального звена. Кроме того, на нижнем шарнире 6 несущего вертикального звена установлено опорное колесо 19.
При работе дифференциального манипулятора узлы вращения каждого звена 3 преобразуют угловые движения модулей 5 в продольное перемещение или боковое вращение звеньев, а также в круговое вращение шарнира 6, снабженного колесом 19.
В узле сочленения горизонтального и вертикального звеньев 3 за счет подачи соответствующего напряжения от блока 1 управления на муфты ll, 16 и 17 происходит передача крутящего момента от двигателей горизонтального звена 3 на вертикальное звено 3 и обратно от двигателей вертикального звена на горизонтальное.
При отсутствии напряжения на всех муфтах 11, 16 и 17 создается штатный режим продольного перемещения вертикального звена за счет установки всех муфт в замкнутое состояние. При этом крутящий момент от пары двигателей вертикального звена создается на валах 18 и 15, жестко соединенных между собой за счет сочленения всех трех конических передач 12 — 14 муфтами 11, 16 и 17. При вращении шарниров 6 двух модулей 5 вертикального звена (фиг. 3) во встречном направлении от соответствующей пары двигателей этих модулей осуществляется продолжительное перемещение вертикального звена.
При вращении шарнира бдвух модулей 5 вертикального звена (фиг. 4) в согласном направлении от тех же двигателей создается штатный режим углового перемещения вертикального звена.
При подаче напряжения от блока 1 на муфту 1! узла сочленения (фиг. 5) создается штатный режим кругового ориентирования вертикального звена за счет установки муфты в разомкнутое состояние.
При этом крутящий момент передается от
11 з пары двигателей горизонтального звена через вал 10 на узел 4 сочленения, приводя к вращению вокруг вала 10 вертикальное звено вместе с узлом 4 сочленения.
При подаче напряжения от блока 1 на муфту 16 узла 4 сочленения создается режим передачи крутящего момента с горизонтального. звена на продольное перемещение вертикального звена и обратно за счет установки муфты 16 в разомкнутое состояние.
При передаче крутящего момента от пары двигателей горизонтального звена (фиг. 6) с входного вала 10 через коничес å пары 12 и 14 и выходные валы 18 и 15 на шарниры 6 модулей 5 вертикального звена достигается продольное сжатие или растяжение вертикального звена в зависимости от направления вращения входного вала 10.
При передаче крутящего момента от пары двигателей вертикального звена (фиг.
7) при его продольном перемещении с валов 15 и 18 через конические пары 12 и 14 и вал 10 на шарнир 6 горизонтального звена достигается круговое вращение этого шарнира 6 влево или вправо в зависимости от сжатия или растяжения вертикального звена.
При подаче напряжения на муфту 17 узла 4 сочленения создается режим передачи крутящего момента с горизонтального звена на угловое перемещение вертикального звена и обратно за счет установки муфты
17 в разомкнутое состояние.
19838
При передаче крутящего момента от пары двигателей горизонтального звена (фиг. 8) с вала 10 через конические пары
12 и 13 и выходные валы 18 и 15 на шарниры модулей 5 вертикального звена достигается угловое перемещение вертикального звена влево и вправо в зависимости от на-. правления вращения входного вала 10.
При передаче крутящего момента от.
1О пары двигателей вертикального звена (фиг.
9) при его угловом перемещении с валов 15 и 18 через конические пары 12 и 13 и вал
10 на шарнир 6 горизонтального звена достигается круговое вращение этого шарни15 ра 6 влево или вправо в зависимости от направления углового перемещения вертикального звена.
Техническим преимуществом предлагаемого изобретения является расширение
2О его функциональных возможностей путем суммирования крутящих моментов двух пар двигателей горизонтального и вертикального звеньев, осуществляемое посредством узла сочленения этих звеньв. 3а счет этого
25 суммарный крутящий момент, получаемый на шарнирах вертикального и горизонтального ромбических звеньев, достигает удвоенной величины. Следствием увеличения крутящего момента при угловом перемещении вертикального звена является повыЗо шение скорости или грузоподъемности дифференциального манипулятора в два раза.
lli9838
1119838
@uz Х
Фиг.b, фиг, 7
1119838
Редактор И. щербак
3 и каз 7530/12
Составитель А. Ширяева
Техрел И. Верес Корректор В. Синицкая
Тираж 1032 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4