Задающий орган манипулятора

Задающий орган манипулятора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

«.!: н %

° ; це г.н

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 6=4 150 (61) Дополнительное к авт..свид-ву— (22) Заявлено 26.03.76(21) 2338888/08 (51) М. Кл е

В 25 3 13/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 05.07.773юллетень № 25 (46) Дата опубликования описания 02.09.77

Государственный комитет

Совета Миннстроа СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 62-229. .7 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. П. Иванченко, В. П. Максимов и А. A. Пакин

Научно-исследовательский институт проблем машиностроения при

Московском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшем техническом училище им. H. Э. Баумана (71) Заявитель (54) ЗАБАЮШИЙ ОРГАН МАНИПУЛЯТОРА

Изобретение относится к манипуляторстроению и может найти применение в различных отраслях техники.

Известен задающий орган манипулятора, звенья которого соединены подвижно, а статические моменты в шарнирах от веса конструкции компенсируются с помощью противовесов (lj.

Однако в нем имеется два существенных недостатка: во-первых, отсутствует воэможность его перемещения в горизонтальной плоскости, во-вторых, значительно увеличивается его вес и инерционность иэ-за применения противовесов, компенсирующих статические моменты в шарнирах.

11елью предложенного изобретения является устранение указанных недостатков известного задающего органа манипулятора .и облегчение работы оператора.

Лля этого подвижная опора и плечо задающего органа манипулятора расположе ны таким образом, что их оси вращения горизонтальны и перпендикулярны друг другу, уравновешивающий механизм плеча выполнен в виде пружины, один конец которой эакреплен на неподвижной;опоре, а второй свя»зан с плечом гибкой связью, например тро< сом, проведенным по неподвижному и под- . вижному блокам, установленным на неподвижной опоре, причем подвижный блок подпружинен и установлен с возможностью поворота относительно вертикальной оси, урав. новешивающий механизм предплечья выпал нен в виде противовесов, расположенных тп симметрично относительно оси врашения .подвижной опоры, а кисть с рукоятью схва та вь|полнена статически уравновешенной.

На чертеже показана пространственная кинематическая схема задающего органа т5 манипулятора в.исходном положении, когда оси всех шарниров расположены в горизонтальной плоскости.

Задающий орган содержит неподвижную опору 1, на которой установлена опора 2, подвижная с возможностью вращения атно» сительно оси I-I. Подвижная опора 2 име ет соосные проушины, в которых установлено плечо 3, имеющее воэможность враше ния относительна оси П-ц, пересекающей щ ось I-I под прямым углом.. Плечо 3, в

564150

10 ствуюших сигналов поступают в схел:у управления исполнительным органом.

Повороты кисти 7 относительно ос»У-1 и совместно с предплечьем 5 orttocr.тель- 5 но осиЖ-Ж не меняют статические л.оменты их относительно этих осей, поскольку центр масс спстемь. кисть 7 — рукоять схвата 8 находится на пересечении осей

1V-V u IV-IV в точке Л. 1(омпоновочно такое свою очередь, имеет соосные проушины, в которых установлен с возможностью врашения относительно осиШ-11! корпус 4 локтевого шарнира. В корпусе 4 локтевого шарнира установлено предплечье 5 с возможностью 5 врашения относительно осиIV-IV, пересекаюшей осью-Ж под прямым углом. В подшипнике 6 предплечья 5 установлена кисть 7 с рукоятью схвата 8. ОсьЧ-V врашения кисти пересекает осьIV-1Ч врашения пред.плечья под прямым углом. Направление церемешения рукояти схвата 8 показано стрелками VI. .Ha неподвижной опоре 1 закреплена пружина 9 так, что ее свободный конец связан гибкой связью,в данном слу» чае тросом,10 с плечом 3. Гибкая связь

10.проходит через неподвижный 11 и . подвижный 12 направляюшие блоки, установленные на неподвижной опоре 1 ° Под вижный блок 12 установлен на неподвижной опоре 1 с помошью кронштейна 13, который может врашаться относительно осиЧ11-Ч11пересекаюшей ось 1-1 врашения подвижной опоры 2 под прямым углом. Под вижный блок 12 имеет также возможность д перемешаться относительно кронштейна 13, деформируя при этом пружину 14.

На цапфах 15 корпуса 4 локтевого шарнира закреплены блоки 16, связанные, например тросами 17 с блоками 18, осп gp врашения которь х совпадают с осью11-II врашения плеча 3. На блоках 18 закреплены рычаги 19 с противовесами 20, причем центры масс противовесов расположены на рычагах. Передаточное отношение между зБ блоками 16 и 18 равно единице, а рычаги

l9 параллельны предплечью 5.

Оси I-I,П-II,IÏ-III, IV -IV, V -V,×Ï-VII эснашены пэзициэнными чувствительными элементами (например пэтенциэ- 40 метрал.и), позволяюши. ки измерять утлы

Ь между сээтветствуюшими подвижными звень- ° ями. Чувствительные элементы на схеме не показаны.

Задаюший орган работает следуюшим об- 45 разом.

Оператор, прикладывая рукой усилие к кисти 7, с помошью рукояти схвата 8, перемен ает звенья задаюшего органа.

Углы л.ежду звеньями измеряются чугствн- 5О тельными элел.ентами и в виде сээтветрешение не представляет трудностей и в специальном объяснении не нуждается.

Поворот системы звеньев кисть 7 - предплечье 5 - корпус 4 локтевого шарнира относительно осиП1-Ц1 приведет к изменению статического момента относительно этой оси по синусоидальному закону, где аргументом является угол между направлением осиЧП-VII и предплечьем 5. Вместе с корпусом локтевого шарнира повернутся жестко связанные с ним блоки 16. На этот же угол и в ту же сторону повернутся блоки 18 относительно оси11-П,а вместе с ними — рычаги 19, несушие противовесы 20. Статические моменты противо-. весов 20 относительно осиП-П будут меняться по тому же синусоидальному закону, но будут противоположны по направлению моменту указанной системы звеньев. Длина рычагов 19 и суммарная масса противовесэв 20 должны подбираться так, чтобы в проекции на плоскость, параллельную направлениям осей 1-1 и VII-ЧИстатический момент противовесов относительно оси1?-II был равен по величине, но противоположен по направлению статическому моменту сис темы звеньев кисть 7 - предплечье 5корпус 4 локтевого шарнира относительно оси1П-Ш. Распределение масс между противовесами должно быть таким, чтобы в проекции на плоскость, перпендикулярную оси

1-I сумма статических моментов противовесов и указанной системы звеньев относительно этой оси была равна О, При пэвэрэте плеча 3 относительно оси

11-11 ñòâòè÷åñêèé момент его относительно этой осп меняется также по синусоидальному закону, где аргументом является угол л;ежду плечом 3 и направлением оси

VII -VII. При этол меняется расстояние между точкой Б крепления гибкой связи

10 к плечу 3 и подвижным направляюшим блоком 12. Одновременно меняются расстояние а (поскольку блок 12 подпружинен) и величина деформации. Пружины 9.

Эти изл енения влияют на величину момен та, создаваел ого пружиной 9 относительно осиП-П, кол пенсируюшего статический момент плеча 3 относительно этой оси.

Наличие направляюн.его блэка 12 вносит ошибку в работу уравновешиваюшего механизма. Величина этой ошибки зависит от соотношения ве тн ньч g, о и диаметра блока 1 и возрастает нри этклэнении плеча 3 от исходного наложения вниз, При достаточно богti.ших величинах а и g и малом диал етре блока 12 он.ибка уравнове— шпванпя .„tåít ï:å л оментов трения в шарни« рах и «ю можно пренебречь. В этом случае пружина 1 1 не нужна, поскольку блок 12

564150

Составитель 10. Сафонов

Техред A. Богдан Корректор С. Шекмар

Редактор И. Марковская

Заказ 1946/185 Тираж 1114 Подписное

1ЛНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 можно оставить неподвижным в направлении деформации пружины. Если величина вносимой блоком 12 ошибки превышает мо мент трения в шарнире, то используется пружина 14, параметры которой подбираются так, чтобы указанная ошибка не превышала момент трения в шарнире.

Формула изобретения

Задаюший орган манипулятора, содержаший шарнирно соединенные неподвижную и подвижные опоры, плечо, предплечье и кисть с рукоятью схвата, а также уравновешиваюшие механизмы плеча и предплечья, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью облегчения работы оператора, подвижная опора и плечо расположены таким образом, что их оси врашения горизонтальны и пер- > пендикулярны друг другу, уравновешиваюший механизм плеча выполнен в виде пружины, один конец которой закреплен .на неподвижной опоре, а второй связан с плечом гибкой связью, например тросом с нж:,одвижным и подвижным блоками, установленными на этой же опоре, причем подвижный блок подпружинен и установлен с возможностью поворота относительно вертикальной оси, уравновешиваюший механизм предплеч . я выполнен в виде противовесов, расположенных симметрично относительно оси врашения подвижной опоры, а кисть с рукоятью схвата выполнена статически уравновешенной.

Источники информации, принятые во внимание при, экспертизе:

1. Патент Великобритании % 1.092.950, кл. В 4 6,1967.