CZ2010632A3 - Robotické rameno s peti stupni volnosti - Google Patents

Abstract

Robotické rameno s peti stupni volnosti, kde je tocna (1) s okem otocne uložená v prvním ložisku (2), do jehož ozubené cásti zapadá druhý pastorek (25) dvojice (3) pohonu, pricemž tocna (1) s okem je pevne spojena s prvním pohonem (4), jehož vnejší povrch je pevne spojen se základním ramenem (5), na jehož konci je pevne spojeno s druhým pohonem (6). Druhý pohon (6) se skládá z prvního motoru (7), úhlové predlohové prevodovky (8) a první prevodovky (9), pricemž s první prevodovkou (9) je prírubove spojena skrín (10), která je kyvne uložena prostrednictvím první prevodovky (9) na konci základního ramene (5) v druhém ložisku (11). Nástavbové dvoukomorové rameno (12) je otocne uloženo v tretím ložisku (13), které je pevne uloženo ve skríni (10), pricemž na jejím konci je pevne uložen druhý motor (14), který je pripojen na druhou prevodovku (15), na jejímž konci je pastorek (16), který je propojen prostrednictvím pružného elementu (17) s ozubeným kolem (18) pevne pripojeným s nástavbovým dvoukomorovým ramenem (12). V komore (24) dvoukomorového nástavbového ramene (12) je uložen tretí motor (19), ke kterému je prostrednictvím propojovací hrídele (20) pevne pripojeno predlohové rotacní soukolí (21), na jehož výstupu je tretí prevodovka (22), na jejíž rotacní cásti je pevne pripojen nosný prvek (23).

Description

ROBOTICKÉ RAMENO S PĚTI STUPNI VOLNOSTI

Oblast techniky

Vynález se týká robotického ramene s péti stupni volnosti umožňující manipulaci koncového bodu, který může být vybaven efektorem, jeho prostřednictvím lze polohovat a přemísťovat předměty různých tvarů při poměrně značné hmotnosti. Robotické rameno může být součástí mobilního zařízení.

Současny stav techniky

V současné době není na trhu nabízeno obdobné zařízení spojující několik technologií pohonu robotického ramene, navíc neexistuje podobné zařízení umožňující mobilitu vzhledem ke své nízké hmotnosti. Srovnatelná zařízení slouží většinou jako pracovní stroje na montážních linkách bez možnosti mobility, mají vysokou hmotnost a vysoké nároky na energie, které není možné uspokojit nezávislým zdrojem. Uvedené nevýhody odstraňuje robotické rameno s pěti stupni volnosti dle vynálezu.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody odstraňuje robotické rameno s pěti stupni volnosti, jehož podstata je v tom, že točna s okem je otočně uložená v prvním ložisku, do jehož ozubené části zapadá druhý pastorek dvojice pohonů, přičemž točna s okem je pevně spojena s prvním pohonem, jehož vnější povrch je pevně spojen se základním ramenem, na jehož konci je pevně spojeno s druhým pohonem.

Dále je výhodné, že druhý pohon se skládá z prvního motoru, úhlové předlohové převodovky a první převodovky, přičemž s první převodovkou je přírubově spojena skříň, která je kyvně uložena prostřednictvím první převodovky na konci základního ramene v druhém ložisku.

Nástavbové dvoukomorové rameno je otočně uloženo v třetím ložisku, které je pevně uloženo ve skříni, přičemž na jejím konci je pevně uložen druhý motor, který je připojen na druhou převodovku, na jejímž konci je pastorek, který je propojen prostřednictvím pružného elementu s ozubeným kolem pevně připojeným s nástavbovým dvoukomorovým ramenem.

V komoře dvoukomorového nástavbového ramene je uložen třetí motor, ke kterému je prostřednictvím propojovací hřídele pevně připojeno předlohové rotační soukolí, na jehož výstupu je třetí převodovka, na jejíž rotační části je pevně připojen nosný prvek.

Výhodou navrhovaného řešení je možnost mobility a relativně vysoká nosnost ramene ve srovnání s podobnými zařízeními používanými jako stroje na montážních linkách. Přesné polohování umožňuje lepší práci s využitím jakéhokoliv efektoru, což je výhoda také proti mobilním aplikacím robotických manipulátorů, které mají většinou omezenou přesnost a nosnost.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených listech jsou znázorněny obrázky s označením pozic.

Na obr. č. 1 je zařízení v podélném řezu s vyobrazením všech popisovaných součástí.

Na obr. č. 2 je zařízení v axonometrickém pohledu v pozici natažené

Na obr. č. 3 je zařízení v axonometrickém pohledu v pozici složené

Příklad provedení vynálezu

Robotické rameno s pěti stupni volnosti se skládá z točny 1 s okem, která je otočně uložená v prvním ložisku 2, do jehož ozubené části zapadá druhý pastorek 25 dvojice 3 pohonů, přičemž točna 1 s okem je pevně spojena s prvním pohonem 4, jehož vnější povrch je pevně spojen se základním ramenem 5, na jehož konci je pevně spojeno s druhým pohonem 6.

Druhý pohon 6 se skládá z prvního motoru 7, úhlové předlohové převodovky 8 a první převodovky 9, přičemž s první převodovkou 9 je přírubově spojena skříň 10. která je kyvné uložena prostřednictvím první převodovky 9 na konci základního ramene 5 v druhém ložisku 11.

Nástavbové dvoukomorové rameno 12 je otočně uloženo v třetím ložisku 13, které je pevně uloženo ve skříni 10, přičemž na jejím konci je pevně uložen druhý motor 14, který je připojen na druhou převodovku 15, na jejímž konci je pastorek 16, který je propojen prostřednictvím pružného elementu 17 s ozubeným kolem 18 pevně připojeným s nástavbovým dvoukomorovým ramenem 12.

V komoře 24 dvoukomorového nástavbového ramene 12 je uložen třetí motor 19, ke kterému je prostřednictvím propojovací hřídele 20 pevně připojeno předlohové rotační soukolí 21. na jehož výstupu je třetí převodovka 22, na jejíž rotační části je pevně připojen nosný prvek 23.

Funkce

První stupeň volnosti - otáčení točny

Základním nosným prvkem robotického ramene s pěti stupni volnosti je točna 1 s okem, která je otočně uložena prvním ložisku 2. Otáčení točny 1 s okem je realizováno prostřednictvím dvojice 3 pohonů s pastorkem, který zabírá do ozubené části prvního ložiska 2.

Druhý stupeň volnosti - otáčení základního ramene

Točna 1 s okem je pevně spojena s pohonem 4, jehož výstupní část provádí kývavý pohyb, který se prostřednictvím pevného propojení převádí na základní rameno 5.

Třetí stupeň volnosti - otáčení skříně s nástavbovým ramenem a nosným prvkem

V základním rameni 5 je na jeho konci ve vybrání uložen první motor 7 s úhlovou předlohovou převodovkou 8, přičemž první motor 7 a úhlová předlohová převodovka 8 spolu tvoří pohon 6, na jehož přírubovém výstupu je uložena kyvné skříň 1_0. Působení sil na skříň je eliminováno uložením výstupu úhlové předlohové převodovky 8 v druhém ložisku 11.

Čtvrtý stupeň volnosti - otáčení nástavbového ramene s nosným prvkem ve skříni

Na konci skříně 10, paralelně s osou nástavbového dvoukomorového ramene 12, je uložen druhý motor 14 s navazující druhou převodovkou 15, umožňující vymezování vůlí v ozubení. Na druhou převodovku 15 navazuje výstupní pastorek 16. zabírající do pružného elementu 17, který přenáší silové působení motoru na speciální ozubené kolo 18, které je součástí nástavbového dvoukomorového ramene 12 se kterým otáčí ve třetím ložisku 13.

Pátý stupeň volnosti - kývání s nosným prvkem na konci nástavbového ramene

V jedné z komor nástavbového dvoukomorového ramene 12 je uložen třetí motor 19, který z důvodu zlepšující polohy těžiště ramene je napojen na předlohové rotační soukolí 21 prostřednictvím maximálně dlouhého propojovacího hřídele 20. Výstupem pohonu je třetí převodovka 22 uložená do konce nástavbového dvoukomorového ramene 12, a která svým vnitřním ložiskem přenáší síly od přírubově uchyceného nosného prvku 23 k třetí převodovce 22.

-3Průmyslová využitelnost

Zařízení je uplatnitelné především v oblasti záchranářské činnosti, kdy na nosný element ramene je připevněn efektor (například uchopovací a manipulační hlavice nebo hasící hlavice), pomoci něhož je možné přemísťovat nebezpečné předměty, hasit a vykonávat mnoho činností dle zvoleného koncového zařízeni.

Robotické rameno s pěti stupni volnosti také disponuje nadprůměrnou tuhostí a nosností, kdy je možné zvedat břemena až do hmotnosti 300 kg a přesně jimi manipulovat v prostoru. Vzhledem ke konstrukci je poháněno prvky uzpůsobenými na možnosti energetických potřeb mobilních aplikací, což výrazně podporuje univerzalitu zařízení.

Claims (3)

1. Patentové nároky
2. 2.

   3.

   2.
3. 3.

   Robotické rameno s pěti stupni volnosti vyznačující se tím, že točna (1) sokem je otočně uložená v prvním ložisku (2), do jehož ozubené části zapadá druhý pastorek (25) dvojice (3) pohonů, přičemž točna (1) sokem je pevně spojena s prvním pohonem (4), jehož vnější povrch je pevně spojen se základním ramenem (5), na jehož konci je pevně spojeno s druhým pohonem (6).

   Robotické rameno s pěti stupni volnosti podle bodu 1 .vyznačující se tím, že druhý pohon (6) se skládá z prvního motoru (7), úhlové předlohové převodovky (8) a první převodovky (9), přičemž s první převodovkou (9) je přírubově spojena skříň (10), která je kyvné uložena prostřednictvím první převodovky (9) na konci základního ramene (5) v druhém ložisku (11).

   Robotické rameno s pěti stupni volnosti_zvyznačující se tím, že nástavbové dvoukomorové rameno (12) je otočně uloženo v třetím ložisku (13), které je pevně uloženo ve skříni (10), přičemž na jejím konci je pevně uložen druhý motor (14), který je připojen na druhou převodovku (15), na jejímž konci je pastorek (16), který je propojen prostřednictvím pružného elementu (17) s ozubeným kolem (18) pevně připojeným s nástavbovým dvoukomorovým ramenem (12).

   Robotické rameno s pěti stupni volnosti podle bodu 3 vyznačující se tím, že v komoře (24) dvoukomorového nástavbového ramene (12) je uložen třetí motor (19), ke kterému je prostřednictvím propojovací hřídele (20) pevně připojeno předlohové rotační soukolí (21), na jehož výstupu je třetí převodovka (22), na jejíž rotační části je pevně připojen nosný prvek (23).