Манипулятор

Манипулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050570 (21) 1423112/25-08

„.(„г с присоединением заявки ¹

В 25 J 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 250580, Бюллетень ¹ 1g

Дата опубликования описания 150580 (53) УДК 621,229.72-872 (088.8) (72) Авторы изобретения

И.В. Калабин, В,П. Степанов, И.Б, Порохин, В,ф. Богданов, Б,Н. Сурнин и Я. А. Шифрин (71) Заявитель (54) МАНИПУЛЯТОР

Известны манипуляторы, выполненные в виде руки с захватом, установленной на основании и снабженной механизмами смыкания и раэмыкания

r захвата, поворота и качания руки, те ° лескопического удлинения руки и ориентации захвата относительно руки, работающими or следящих приводов с контролем положения от датчиков обратной связи.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей манипулятора °

Предложенный манипулятор отличается от известных тем, что его зах- 15 ват может вращаться относительно трех взаимно перпендикулярных осей координат при независимости движений и воэмо>кности полного выбора люфтов, поскольку механизм ориентации 20 захвата состоит из конического дифференциала, механизма разделения движений и расположенного между ними цилиндрического дифференциала, причем сателлит конического дифференциа-25 ла жестко связан с захватом, à его солнечные шестерни посредством передач связаны с сателлитами цилиндрического дифференциала, соединенного с механизмом разделения движений, 30 состоящим иэ двух пар дифференциалов, каждый из которых имеет два ведущих и одно ведомое звено, причем ведомые звенья первой пары посредством передач связаны с солнечными шестернями цилиндрического дифференциала, первые ведущие звенья первой пары дифференциалов при помощи передач связаны с приводным валом, соединяющим один из следящих приводов ориентации захвата с корпусом конического дифференциала, а вторые ведущие звенья первой пары дифференциалов жестко связаны с ведомыми звеньями второй пары дифференциалов, ведущие звенья которых посредством передач попарно связаны между собой и с двумя другими

1 следящими прив одами ориентации э ахвата, На Фиг. 1 изображен предло>кенный манипулятор, общий вид; на Фиг.2 кинематическая схема механизма ориентации захвата.

Манипулятор (см.фиг.1) состоит из основания 1 и подвижной относительно основания руки 2. В основании расположен механизм 3 поворота и качания руки. Рука снабжена механизмом 4 телескопического удлинения руки и имеет захват 5. захват 5

334777 приводится в,цействие механизмом б смыкания и раэмыкания захвата.Захват 5 ориентируется относительно руKH с помощью механизма 7 ориентации захвата. Все упомянутые механизмы работают от следящих приводов 8 с контролем положения от датчиков 9 об5 ратной связи. Манипулятор имеет шесть степеней свободы: вращение руки относительно вертикальной оси 10, качание руки относительно горизонтальной оси 11, телескопическое удлинение руки; вращение захвата относительно оси 12; качание захвата относительно оси 13, вращение захвата относительно оси 14. Перемещение по каждой из этих степеней свободы осуществляется с помощью привоцов 8. При этогл первые три степени выводят захват в любую заданную точку рабочей зоны, а три последние— ориентируют захват заданным образом 20 в выбранной точке рабочей зоны.

Механизм 7 ориентации захвата ориентирует захват 5 относительно трех взаимно перпендикулярных осей 12-14 (см.фиг.2) и состоит иэ конического дифференциала 15, механизма разделения движения A и расположенного ме>кду ними цилиндрического дифференциала 16.

Механизм разделения движения A состоит из двух пар дифференциалов, первой пары дифференциалов 17 и

18 и второй пары — 19 и 20.

Каждый из дифференциалов имеет два ведущих и >дно ведомое звено. Привод ной вал 21 связывает следящий привод

22 поворота захвата относительно оси 12 с корпусом 23 конического дифФеренциала. Вращение захвата относительно оси 14 осуществляется приводом 24, а качание захвата относительно оси 13 — приводом 25. Конический дифференциал 15 состоит из двух солнечных конических шестерен 26 и

27, водила 28 и сателлита 29, жестко связанного с захватом 5. Цилиндри- 45 ческий дифференциал 16 состоит из двух солнечных шестерен 30 и 31 и сателлитов 32 и 33. Водилом цилиндрического дифференциала является корпус 23.

Сателлиты 32 и 33 при помощи передач 34 и 35 связаны с солнечными шестернями 2б,и 27 конического дифференциала. Ведомые звенья 36 и 37 дифференциалов 17 и 18 при помощи передач 38 и 39 связаны с солнечными шестернями 30 и 31 цилиндрического дифференциала 16. Первые ведущие звенья 40 и 41 первой пары дифференциалов 17 и 18 посредством передачи

42 (43) связаны между собой и с приводным валом 21, связ" ííûì при помощи передачи 42 с корпусом 23. Ведомые звенья 44 и.45 второй пары дифференциалов 19 и 20 жестко связаны со вторыми ведущими звеньями 46 и 47 первой пары дифференциалов 17 и 18, Ведущие звенья 48 и 49 второй пары дифференциалов 19 и 20 связаны при помощи передачи 50 между собой и с выходным валом 24 привода таким образом, что звенья 48 и 49 при работе привода 24 получают вращения в противоположных направлениях. Ведущие звенья 51 и 52 второй пары дифференциалов 19 и 20 посредством передачи

53 связаны между собой и с выходным валом привода 25 таким образом, что при работе привода 25 звенья 51 и 52 получают вращение в одном направлении.

В кинематической схеме (см.фиг.2) механизма ориентации захвата имеются три замкнутые кинематические цепи, охватывающих все элементы механизма, Имеющийся в механизме упругий элемент, например вал-торсион 54, передает момент предварительной закрутки по трем кинематическим цепям и тем самьм осуществляет выбор люфтов в этих цепях: а) торсион 54 — передача 39, связанная с солнечной шестерней 31,— сателлит 33 — передача 35 — солнечная шестерня 27 — сателлит 29 — солнечная шестерня 26, связанная с передачей 34, — солнечная шестерня

30 — передача 38 — ведомое звено 36 ведущее звено 40 — передача 42 — ведущее звено 41 — ведомое звено 37— торсион 54; б) торсион 54 — передача .39 ведомое звено 36 — ведущее звено

46 — ведомое звено 44 — ведущее звено 48 — передача 50 — ведущее звено 49 — ведомое звено 45 — ведущее звено 47 — ведомое звено 37 — торсион 54; в) торсион 54 — передача 39— ведомое звено 36 — ведущее звено 46— вецомое звено 44 — ведущее звено 51 передача 53 — ведущее звено 52 — ведомое звено 45 — ведущее звено 47— ведомое звено 37 — торсион 54.

Таким образом происходит полный выбор люфтов во всех звеньях меха низма ориентации захвата относительно трех взаимно перпендикулярных осей координат (выбор. бокового зазора зубчатых передач, выбор люфтов

s подшипниковых сателлитах, выбор . люфтов во всех шпоночных и шлицевых соединениях). Благодаря этому датчики 55 — 57 обратной связи могут быть присоединены в любом удобном по конструктивным соображениям месте.

При этом исключается влияние кинематических передач на точность повторения показаний датчиков в автоматическом цикле работы. Механизм ориентации захвата относительно трех взаимно перпендикулярных осей координат может работать как от раздельно, так и оТ одновременно работающих приводов 22,24 и 25, причем нерабо334777 тающие приводы должны находиться в заторможенном состоянии.

При работе привода 22 приводы

24 и 25 заторможены. Вращение от привода 22 через приводной вал 21 и передачу 43 передается корпусу 23 конического дифференциала. Одновременно через передачу 42 вращение передается ведущим звеньям 40 и 41 дифференциалов 17 и 18. При этом звенья 40 и 41 получают вращение в одном направлении. Ведомые звенья 36 и 37 также вращаются в одном направ.— лении, но с удвоенной скоростью, Через передачи 38 и 39 вращение передается солнечным шестерням 30 и 31 цилиндрического дифференциала 16, при этом шестерни 30 и 31 и корпус 23 конического дифференциала вращаются в одном направлении с одинаковой cicoростью, т.е. цилиндрический дифференциал 16 оказывается заблокированным и вращается как одно целое. Поэтому захват 5 вращается только относительно оси 12, а вращение относительно осей 13 и 14 отсутствует °

При работе привода 25 приводы 22 и 24 заторможены. Вращение от привода

25 передается ведущему звену 51 дифФеренциала 19 и через передачу 53— ведущему звену 52 дифференциала 20, При этом звенья 51 и 52 получают вращения в одинаковом направлении. Поскольку . ведущие звенья 48 и 49 заторможены, ведомые звенья 44 и 45, а также жестко связанные с ними ведущие звенья 46 и 47 получают вращения 35 в разных направлениях с одинаковой скоростью. Поскольку ведущие звенья

40 и 41 дифференциалов 17 и 18 заторможены приводом 22, ведомые звенья

36 и 37 получают вращения в разных 4g направлениях с одинаковой скоростью.

Через передачи 38 и 39 вращение передается солнечным шестерням 30 и 31, а через них — к сателлитам 32 и 33 цилиндрического дифференциала 16. 4

Поскольку корпус ?3 при помощи передачи 43 и нала 21 заторможен, сател-. литы 32 и 33 получают вращение в разных направлениях с одинаковой скоростью. Через передачи 34 и 35 вращение передается солнечным шестерням

26 и 27 конического дифференциала

15 в одном направлении и с равными скоростями. Таким образом исходный дифференциал оказывается заблокированным и вращается как одно целое относительно оси 13. Вращение захвата 5 относительно оси 14 при этом отсутствует ввиду отсутствия вращения сателлита 29.

6О

При работе привода 24 приводы 22 и 25 заторможены, Вращение от привода 24 передается ведущему звену 49 дифференциала 20 и через передачу

50 — водилу 28 дифференциала 19.

При этом звенья 48 и 49 получают вра. щение в разных направлениях, а недомые звенья 44 и 45 дифференциалов

19 и 20 получают вращение в одинаковом направлении с равной скоростью, так же как и ведущие звенья 46 и 47 дифференциалов 17 и 18. Поскольку звенья 40 и 41 заторможены приводом

22, то ведомые звенья 36 и 37 получают вращение также в одном направлении с одинаковой скоростью. Через передачи 38 и 39 вращение передается солнечным шестерням 30 и 31, а через них — сателлитам 32 и 33 цилиндр1лческого дифференциала 16„ которые также получают вращение в одном направлении с одинаковой скоростью, Через передач1л 34 к 35 вращение передается солнечным шестерням 26 к

27 исходного коническогo дифференциала 15, При этом солнечные шестерни

26 и 27 вращаются в разных направлениях с одинаковой скоростью. Воцило

28 исходного конического дифференциала остается неподвижным, а сателлит

29 вращается вместе с захватом 5 относительно оск 14, Таким образом, каждый кз приводов 22, 25 к ?4 управляет только одним движением за1<вата„

В случае одновременной работы двух или всех прквоцов захват 5 получает суж арное двкженке относительно двух или Tpех Осей i

Манипулятор „предназначенный для работы в автоматическом цикле, на основании которогo установлены подвижнаit рука. с захв атоь:, т!ркв Одкмым в действие мехавкзмо: см:-«ка1лия 1л размыкания< мех21<из1«л! I;totBopoTtt M .1<а

Тания руки р е«з т еле скОпк«лескОГО удлинения Орк ен тацкк захвата Отя Ос1л-тельно рукк к следящ-:= 1<ркводь1 с контролем положения от дат .иков <тбратной связи, о- л кч аю щи ис я тем, что,. о целью рВ.ñøèpåíè@ технологических вазможностей, механизм ориентации захвата выполнен.. в виде конкческого дифференциала„соединенного с механ1лзмом разделения движений посредство i цилкндрк-еского дифференц1лала, прк ем сателлит кони«лескО1 О дифферен1«кала жест 1