CS220899B1

CS220899B1 - Trigger unit with three degrees of freedom of movement

Info

Publication number: CS220899B1
Application number: CS493181A
Authority: CS
Inventors: Milan Isrvan; Jozef Labaj; Dalibor Ragan
Original assignee: Milan Isrvan; Jozef Labaj; Dalibor Ragan
Priority date: 1981-06-29
Filing date: 1981-06-29
Publication date: 1983-04-29

Abstract

Kíbová jednotka je určená pre stavbu prie-, myselných robotov, manipulátorov a iných zariadení, u ktorých sa v stavbě kinematickej štruktúry vyžaduje kíb, ktorý umožňuje dva alebo tri stupňe volnosti pohybu. Kíbová jednotka je poháňaná pomocou troch sústredných hriadelOv z jednej strany jednotky. Osi rotácie jednotlivých stupňov volnosti sa přitom pretínajú v jednom bode.The joint unit is intended for the construction of industrial robots, manipulators and other devices where a joint is required in the construction of the kinematic structure, which allows two or three degrees of freedom of movement. The joint unit is driven by three concentric shafts from one side of the unit. The axes of rotation of the individual degrees of freedom intersect at one point.

Description

Vynález sa týká konštrukčného usporíadania kíbovej jednotky umožňuj úce j pohyb jej koncového člena a jeho orientáciu v troch pohybových osiaehi. Klbová jednotka je přitom poháňaná pomocou troch sústredných hriadelov z jednej steany jednotky. Osi rotácie jednotlivých stupňov volnosti sa přitom pretínajú v jednom bode.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a structural arrangement of a joint unit allowing the movement of its end member and its orientation in three motion axes. The joint unit is driven by three concentric shafts from one steady unit. The rotational axes of individual degrees of freedom intersect at one point.

Doteraz známe klbové jednotky s tromi stupňami volnosti využívajúce podobný princip pohonu jednotlivých členov majú odlišné konštrukčné usporiadanie. Ich nevýhody sú následovně: U niektorých z nich sa osi rotácie jednotlivých členov nepretínajú v jednom bode, čo má za následok sťaženie riadenia ich koncového člena pri použití napr. u priemyselného robota. U niektorých typov je zložlťejšie konštrukčné usporiadanie, u iných ťažšie nastavovanie potrebnej vzdialeností kuželových kolies alebo vymedzovanie v&le v spoluzaberajúcich kolesách. Niektoré typy majú otvorené vnútorné ústrojenstvo a musia byť vybavené krytmi umožňujúcimi súčasne rotáciu a sklápanie koncového Člena.The hitherto known three-degree freedom units using a similar single member drive principle have a different design arrangement. Their disadvantages are as follows: In some of them, the rotational axes of individual members do not intersect at one point, resulting in a more difficult control of their end member when used, for example, in an industrial robot. In some types, the design is more complicated, in others, it is more difficult to adjust the necessary distance of the cone wheels or to delimit in the co-casting wheels. Some types have an open inner device and must be fitted with covers that allow the end member to rotate and tilt simultaneously.

Uvedené nedostatky sú odstránené klbovou jednotkou s tromi stupňami volnosti podía vynálezu, ktorého· podstata spočívá v tom, že pohon druhého a tretieho stupňa, t. j. sklápania a rotácia koncového člena je převedený pomocou dvoch dvojíc kuželových kolies, ktoré sú pomocou pre v oduspojené s pohonovými hriadeímí. Hnané kolesa prvej dvojice je pevne spojené s telesom sklápania vo vnútri ktorého je převod rotácie koncového člena, hnaný pomocou druhej dvojice kuželových kolies.The above drawbacks are eliminated by the three-degree joint freedom unit of the invention, the principle of which is that the second and third stage drive, ie, tilt and end member rotation, is transferred by two pairs of bevel gears, which are coupled to the drive shafts by means of. . The driven wheels of the first pair are rigidly coupled to the tilt body within which the rotation of the end member is driven by a second pair of bevel gears.

Jednotlivé pohyblivé osi sa pretínajú v jednom bode, ktorý leží v priesečníku osi pohonových sústredných hriadelov a osi telesa sklápania (druhého· stupňa volnosti), čo má za následok zjednodušenie riadenia pohybu koncového člena jednotky v případe jej použitia pre stavbu priemyselného robota, hlavně pre zápástíe. Převodové ústrojenstvo kíbovej jednotky je usporiadané tak, že umožňuje jednoduché nastavovanie vzájomnej polohy spoluzaberajúcich kolies a vymedzovanie vůle v ich ozubení. Teleso sklápania, v ktorom sú umiestnené převodové členy tretieho stupňa volností tvoří uzatvorená skrlňa, ktorá tvoří zároveň kryt vnútorného· prieštoru kíbovej jednotky. (Na pripojenom výkrese je v řeze znázorněné konstrukčně usporiadanie kíbovej jednotky s tromi stupňami volnosti pohybu.The individual moving axes intersect at one point, which lies at the intersection of the axis of the drive concentric shafts and the axis of the tilt body (second degree of freedom), which simplifies the control of the movement of the end member when used for the construction of an industrial robot, mainly for wedges. . The gear unit of the joint unit is arranged to allow easy adjustment of the relative position of the co-engaging wheels and to define clearance in their toothing. The tilt body, in which the third degree of freedom transmission members are located, forms a closed casing which also forms the cover of the inner joint of the joint unit. (In the accompanying drawing, a structural arrangement of a joint unit with three degrees of freedom of movement is shown in section.

Klbová jednotka s tromi stupňami volnosti je tvořená telesom i, pevne spojeným s vonkajším dutým hriadelom 2, ktorý sa může otáčať neobmedzene okolo svojej osi a tým vykonávat pohýb prvého stupňa volnosti. Vo vnútri vonkajšleho dutého hriadela 2 je uložený prostredný dutý hriadel 3, ktorý je pomocou lavého převodu 4 spojený s ía•vým pastorkom 5, ktorý je v zábere s 1'avým kolesom 6, pevne spojeným s telesom 7 sklápania 7, ktoré tvoří druhý stupeň volnosti, t. j. sklápanie koncového člena kíbovej jednotky. Vo vnútri prostredného dutého hriadela 3 je uložený vnútorný hriadel' 8, ktorý je pomocou pravého převodu 9 spojený s pravým pastorkom 10, který je v zábere s pravým kolesom 11, pevne spojeným s kolesom 12 rotácie, ktoré je v zábere s pastorkom 13 rotácie pevne spojeným s koncovým členom 14, na ktorý možno připevnit ďalšie časti zariadenia 15. Pravé koleso 11, pevne spojené s kolesom 12 rotácie, je otočne uložené ako v telese 1, tak aj v telese 7 sklápania, čím je umožněný přenos krútiaceho momentu z pravého pastorku 10 na koncový člen 14, ktorý tvoří třetí stupeň volnosti, t. j. rotáciu koncového člena, ktorý sa může neobmedzene otáčať okolo svoje] osi.The three degrees of freedom joint unit is formed by a body 1 rigidly connected to the outer hollow shaft 2, which can rotate indefinitely about its axis and thereby perform the first degree of freedom. Inside the outer hollow shaft 2 there is an intermediate hollow shaft 3 which is connected by a left gear 4 to a pinion 5 which engages with the left wheel 6 fixedly connected to the tipping body 7 which forms the second stage freedom, ie, folding the end member of the joint unit. Inside the intermediate hollow shaft 3 there is an inner shaft 8 which is connected by a right-hand gear 9 to a right-hand pinion 10 which engages a right-hand wheel 11 fixedly coupled to a rotation wheel 12 which engages with a pinion 13 of rotation. The right wheel 11, fixedly coupled to the rotation wheel 12, is pivotally mounted both in the body 1 and in the tilt body 7, thereby allowing torque to be transmitted from the right pinion. 10 to the end member 14, which forms the third degree of freedom, i.e., the rotation of the end member, which can unlimitedly rotate about its axis.

Pri nepohyblivom uložení vonkajšeho dutého hriadela funguje klbová jednotka iba s dvorní stupňami volnosti, ktoré tvoria sklápanie a rotáciu koncového člena. Kíbovů jednotku s tromi stupňami volnosti je možno použiť pri stavbě prlemyselných robotov, u ktorých sa v stavbě ich kinematické} štruktůry vyžaduje klb, ktorý umožňuje uvedené dva, alebo tri stupňe volnosti. Takáto potřeba je hlavně u zápástta priem, robota, ktoré slúži na priestorovú orientáciu koncového člena, na ktorom je upevnené chápadlo, alebo 1'ubovolná technologická hlavica napr. striekacia pištol', zvárací horák pre oblúkové zváranie, zváracie bodovacie kliešte ap.With a stationary mounting of the outer hollow shaft, the joint unit only operates with the yard degrees of freedom that make the end member tilt and rotate. The Kib unit with three degrees of freedom can be used in the construction of industrial robots, where a knuckle structure is required in the construction of their kinematic structure, which allows the two or three degrees of freedom. Such a need is mainly in the anvil of the robot, which is used for the spatial orientation of the end member on which the gripper is fixed, or any technological head eg spray gun, welding torch for arc welding, welding spot pliers and the like.

Claims

SUBJECT

An articulated unit with three degrees of freedom of movement, characterized in that it consists of a body (1J firmly connected to an external hollow shaft (2J) in which the central hollow shaft (3) is rotatably supported by a left gear (4). ) coupled to a left-hand pinion (5J) engaging a left-hand wheel (6) rigidly connected to a tilting body (7) receiving a rotary pinion (13) fixedly coupled to the end member (14) and simultaneously The invention is based on an engagement wheel (12) fixedly coupled to the right wheel (11), which is in engagement with the right pinion (10), which is connected to the inner shaft (8) via the right gear (9).

The articulated unit according to claim 1, characterized in that the right wheel (11) fixedly connected to the rotating wheel (12) is rotatably mounted in the body (1) and in the tilting body (7), which is rotatably mounted on one side in the body (lj.

1 sheet of drawings