CS224751B1 - Súradnicová jednotka s tromi stupňami volnosti pohybu - Google Patents

Abstract

Vynález aa týká konštrukčného usporiadania súradnicovej jednotky» ktorá umožňuje polohovanie a orientáciu svojho koncového člena v troch pohybových osiach v rovině. Súradnicová jednotka je poháňaná tromi lineérnymi pohonmi. Dva z nich sú použité na polohovanie člena v dvoch na seba kolmých pohybových osiach, pričom ich pohyby sú transformované pomocou zvfič- áovacieho mechanizmu do požadovaného priestoru a na požadovanú velkost. Třetí je použitý na orientáciu koncového člena v tej istsj rovině, pomocou pákového mechanizmu.

Description

Súradnicová jednotka s tromi stupňami volnosti pohybu

Vynález aa týká konštrukčného usporiadania súradnicovej jednotky» ktorá umožňuje polohovanie a orientáciu svojho koncového člena v troch pohybových osiach v rovině. Súradnicová jednotka je poháňaná tromi lineérnymi pohonmi. Dva z nich sú použité na polohovanie člena v dvoch na seba kolmých pohybových osiach, pričom ich pohyby sú transformované pomocou zvfičáovacieho mechanizmu do požadovaného priestoru a na požadovanú velkost. Třetí je použitý na orientáciu koncového člena v tej istsj rovině, pomocou pákového mechanizmu.

Doteraz známe súradnicové mechanizmy pozostávajú z dvoch

224 751 (H) (Bl) (51) int. Cl. B 25 J 3/00

224 751

- 2 224 751 lineárnych jednotiek s jedným stupňom volnosti pohybu, pričom pobyty xeh jednotlivých pohonov sú priamo přenášené na koncový člen mechanizmu· Orientáciu koncového člena obyčajn.e zabezpečuje pohon umiestnený v jeho bezprostřednéj blízkosti , alebo na lineárněj jednotke, na ktorej je koncový člen upevněný· Nevýhody takýchto konštrukcii sú následovně: vačšie konštrukčné rozměry, vyššia hmotnost, horšie dynamické vlastnosti, nižšie dosahované rýchloati, tažkosti s rozvodmi energie ap·

Uvedené nedostatky sú odstránené súradnicovou jednotkou a tromi stupňami volnosti pohybu podlá vynálezu, ktorého podrtata spočívá v tom, že pohyb dvoch lineárnych pohonov je zváčšovaný zváčšovacím mechanizmom, pričom jeden z pohonov je pevne uchytený na teleeo súradnicovej jednotky a kolmo na os jeho pohybu je upevněný druhý pohon, ktorý poháňa hnací čap mechanizmu, ktorý má zvačšovaciu schopnost v jedinej presne definovanéj osi kibu na svojom koncovom člene· Třetí pohon je kyvné uložený na telese súradnicovej jednotky a jeho pohyb je prenášaný na koncový člen pomocou pákového systému·

Použitím zváčšoyacieho mechanizmu na zváčšenie pohybu dvoch na seba kolmých lineárnych pohonov a použitím pákového systému na přenos pohybu pre orientáciu koncového člena sa dosiahne vyššia pohyblivost mechanizmu, zlepšia sa jeho dynamické vlastnosti, zmenšia sa konštrukčné rozměry mechanizmu pri zachovaní pracovného priestoru. Pri použití vhodného zváčšovacieho poměru, u zváčšovacieho mechanizmu možno vhodné volit maximálnu rýchlost a zrýchlenie koncového člena, ktoré u klasických mechanizmov sú častokrát obmedzené, například pri po- 3 ~

2?í 751 užití převodu pomocou gulSčkovej skrutky jej kritickými otáčkami, ap. Odpadajú tazkosti s rozvodmi energie pomocou nosičov káblov, pretože přenos energie možno uskutočniť pomocou .pohyblivých sTučiek okolo výkyvných kíbov. Pri použití mechanťzmu v automatických strojoch sú zachované jeho póvodne dobré, vlastnosti, t.j. jednoduchý popis dráhy pohybu koncového člena a z toho plynúca vhodnost pre jeho automatické riadenie.

Na pripojenom výkrese /obr. č. 1/ je schématický znázorněný známy zváčšovací mechanizmus doplněný o pákový systém, ktorý umožňuje udržovat stálu orientáciu koncového člena vzhl’a dom k súradnicovému systému.

Na obr. č. 2 je schématicky znázorněné konštrukčné usporiadanie súradnicovej jednotky s tromi stupňami volnosti pohybu. Súradnicová jednotka podl’a obr. 2 je tvořené zváčšovacím mechanizmom 1, ktorý je kyvné uložený pomocou prvého čapu 2, v telese Na telese je upevněný prvý pohon _£, ktorého lineárně pohyblivé část £ je připevněná k rámu 6 druhého pohonu 2· Lineárně pohyblivá část 8 tohto pohonu je kyvné spojená s kíbom 2 zváčšovacieho mechanizmu 1. Pri pohybe hociktorého z pohonov a J sa pohybuje os koncového kíbu IQ v uvedených závislostiach. Třetí pohon 14 je svojou pevnou častou kyvné uložený pomocou druhého čapu pákového systému 12 v telese J. Lineárně pohyblivé část 15 tretieho pohonu 14 tvoři zároveň jednu časť pákového mechanizmu 13. Pri pohybe pohonu 14 sa pomocou pákového mechanizmu 13 prenáša jeho pohyb na koncový člen 11, ktorý je otočné uložený v kíbe 10 koncového člena zvSčáovacieho mechanizmu 1 a orientuje ho do požadovaného směru vzhládom k sekundárnému súradnicovému systému 17.

— 4 —

224 751

Ak je prvý čap 2 zváčšovacieho mechanizmu 1 kyvné uložený v telese J móžeme hnacím čapom 2 pohybovat v lubovolnom smere v rovině primárného súradnicového systému 16. Pri pohybe hnacieho Sápu £ vykonává os čapu koncového člena 10 podobné pohyby v rovině sekundárného súradnicového systému 17 zváčšené v závislosti od poměru ramien l:a· Ak je druhý čap 12 pákového systému 13 kyvné uložený v telese potom koncový Člen 11 tohto systému je pri akomkolvek pohybe koncového bodu 10 v sekundárnom súr. systéme 17 udržovaný pod rovnakým uhlom sklonu 18 vzhladom na tento súradnicový systém·

Súradnicovú jednotku s tromi stupňami volnosti pohybu možno použit při stavbě priemyselných robotov a manipulátarov s menším počtom stupňov volnosti, ktoré sa používajú na vykonanie jednoduchých manipulačných pohybov v priestore pri prémie stňo vání predmetov manipulácie·

Možno ju tiež využit pri stavbě základnej kinematickéj x štruktúry u priemyselných robotov s vyšším stupňom inteligencie, tzv. adaptívnych priemyselných robotov, ktoré majú schopnost prispdsobit pohyb svojho koncového člena změněným geometrickým a iným podmienkam skutečného okolitého prostredia. Riadenie pohybu týchto robotov musí byt jednoduché, aby nevznikali komplikécie pri výpočte korekcie dráhy, ktorá sa musí uskutočnit v reálnom čase·

Claims (2)

1. Súradnicová jednotka s tromi stupňami volnosti pohybu yyznačujúca sa tým, že pozostáva zo zváčáovacieho mechanizmu /1/, ktorý je prostredníctvom prvého čapu /2/ Kyvné uložený v telese /3/, na ktorom je připevněný prvý pohon /4/, ktorého lineárně pohyblivá časť /5/ je připevněná k rámu /6/ druhého pohonu /7/, ktorého lineárně pohyblivá časť /8/ je kyvné připojená na hnacom čapě /9/ zvačšovacieho mechanizmu, na ktorom je kyvné uložený pákový systém /13/, ktorého súčasť tvoří třetí pohon /14/, ktorého lineárně pohyblivá časť /15/ poháňa koncový člen /11/ kyvné uložený v čapě koncového člena /10/·

   224 751