Пространственный механизм

Пространственный механизм

Реферат

Изобретение пространственный механизм относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с кинематической развязкой вертикального движения и плоских движений.

Известно устройство - пространственный механизм с четырьмя степенями свободы (Глазунов В.А., Ширинкин М.А., Палочкин С.В., 2009, "Пространственный механизм с четырьмя степенями свободы", Патент No. RU 88601 U1, 05.06.2009), который включает основание, конечное звено, вертикально установленный на основании двигатель поступательного перемещения, вертикально расположенную штангу, установленную с возможностью перемещения ее двигателем поступательного перемещения, связанное с ней промежуточное звено, три сопряженных с промежуточным звеном двигателя, каждый из которых посредством промежуточной вращательной пары с вертикальной осью и конечной вращательной пары связан с конечным звеном.

Недостатком данного устройства является наличие вращательных двигателей, что требует передаточных устройств между двигателями и промежуточными звеньями. Это усложняет конструкцию и снижает надежность устройства. Кроме того, не имеется возможность наклонять конечное звено.

За прототип взято устройство - пространственный механизм с шестью степенями свободы (Глазунов В.А., Палочкин С.В., Хейло С.В., Ларюшкин П.А., Ширинкин М.А., Артеменко Ю.Н., Каганов Ю.Т., 2011, "Пространственный механизм с шестью степенями свободы", Патент No. RU 113193 U1, 19.05.2011), который включает основание, конечное звено, вертикально установленный на основании двигатель поступательного перемещения, вертикально расположенную штангу, установленную с возможностью перемещения ее двигателем поступательного перемещения, связанное с ней промежуточное звено, три сопряженных с промежуточным звеном двигателя, каждый из которых посредством промежуточной вращательной пары с вертикальной осью и конечной сферической пары связан с конечным звеном.

Недостатком данного устройства является наличие вращательных двигателей, что требует передаточных устройств между двигателями и промежуточными звеньями. Это усложняет конструкцию и снижает надежность устройства.

Технический результат - повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования в пространстве на базе замены вращательных двигателей поступательными.

Технический результат достигается тем, что в пространственном механизме, который включает основание, конечное звено, вертикально установленный на основании двигатель поступательного перемещения, вертикально расположенную штангу, установленную с возможностью перемещения ее двигателем поступательного перемещения, связанное с ней промежуточное звено, три сопряженных с промежуточным звеном двигателя, каждый из которых посредством промежуточной вращательной пары с вертикальной осью и конечной сферической пары связан с конечным звеном, новым является то, что три сопряженные с промежуточным звеном двигателя, выполнены в виде горизонтально расположенных на промежуточном звене двигателей поступательного перемещения, вертикально расположенная штанга связана с промежуточным звеном посредством шарнира с горизонтальной осью, кроме того на основании установлен дополнительный вертикально расположенный двигатель поступательного перемещения, сопряженный с дополнительным вертикально расположенным звеном, связанным с промежуточным звеном двумя дополнительными шарнирами с горизонтальными осями, параллельными оси шарнира, связывающего вертикально расположенную штангу с промежуточным звеном.

На фиг.1 представлен пространственный механизм.

Устройство - пространственный механизм - содержит: основание (1), конечное звено (2), вертикально установленный на основании двигатель поступательного перемещения (3), вертикально расположенную штангу (4), установленную с возможностью перемещения ее двигателем поступательного перемещения (3), связанное с ней промежуточное звено (5), три сопряженных с промежуточным звеном (5) двигателя (6), (6'), (6"), каждый из которых посредством промежуточной вращательной пары с вертикальной осью (7) (7'), (7") и конечной сферической пары (8), (8'), (8") связан с конечным звеном (2). При этом три сопряженные с промежуточным звеном (5) двигателя (6), (6'), (6") выполнены в виде горизонтально расположенных на промежуточном звене (5) двигателей поступательного перемещения (6), (6'), (6"), вертикально расположенная штанга (4) связана с промежуточным звеном (5) посредством шарнира (9) с горизонтальной осью, кроме того на основании (1) установлен дополнительный вертикально расположенный двигатель поступательного перемещения (10), сопряженный с дополнительным вертикально расположенным звеном (11), связанным с промежуточным звеном (5) двумя дополнительными шарнирами (12), (12') с горизонтальными осями, параллельными оси шарнира (9), связывающего вертикально расположенную штангу (4) с промежуточным звеном (5).

Устройство - пространственный механизм - работает следующим образом. Относительно основания (1) конечное звено (2) перемещается по вертикали вертикально установленным на основании двигателем поступательного перемещения (3), который передает движение на вертикальную расположенную штангу (4), установленную с возможностью перемещения ее двигателем поступательного перемещения (3), затем через шарнир (9) с горизонтальной осью движение передается на связанное с вертикально расположенной штангой (4) промежуточное звено (5). Для движений в плоскости промежуточного звена (5) используются три сопряженных с промежуточным звеном (5) двигателя поступательного перемещения (6), (6'), (6"), каждый из которых посредством промежуточной вращательной пары с вертикальной осью (7) (7'), (7") и конечной сферической пары (8), (8'), (8") передает движение на конечное звено (2). За счет того, что двигатели, сопряженные с промежуточным звеном (5), выполнены в виде горизонтально расположенных на промежуточном звене (5) двигателей поступательного перемещения (6), (6'), (6"), имеется возможность более протяженных линейных движений конечного звена (2) в плоскости промежуточного звена (5). Кроме того, вертикально расположенный двигатель поступательного перемещения (10), сопряженный с дополнительным вертикально расположенным звеном (11), связанным с промежуточным звеном (5) двумя дополнительными шарнирами (12), (12') с горизонтальными осями, параллельными оси шарнира (9), связывающего вертикально расположенную штангу (4) с промежуточным звеном (5), обеспечивает качательные движения промежуточного звена (5) и, следовательно, конечного звена (2). Тем самым обеспечивается увеличение функциональных возможностей механизма.

Пространственный механизм, включающий основание, конечное звено, вертикально установленный на основании двигатель поступательного перемещения, вертикально расположенную штангу, установленную с возможностью перемещения ее двигателем поступательного перемещения, связанное с ней промежуточное звено, три сопряженных с промежуточным звеном двигателя, каждый из которых посредством промежуточной вращательной пары с вертикальной осью и конечной сферической пары связан с конечным звеном, отличающийся тем, что сопряженные с промежуточным звеном двигатели выполнены в виде горизонтально расположенных на промежуточном звене двигателей поступательного перемещения, а вертикально расположенная штанга связана с промежуточным звеном посредством шарнира с горизонтальной осью, при этом механизм снабжен дополнительным вертикально установленным на основании двигателем поступательного перемещения и дополнительным вертикально расположенным звеном, связанным с промежуточным звеном двумя дополнительными шарнирами с горизонтальными осями, параллельными оси шарнира, связывающего вертикально расположенную штангу с промежуточным звеном.