RU162777U1 - MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH SIX DEGREES OF FREEDOM - Google Patents

MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH SIX DEGREES OF FREEDOM Download PDF

Info

Publication number
RU162777U1
RU162777U1 RU2015149474/11U RU2015149474U RU162777U1 RU 162777 U1 RU162777 U1 RU 162777U1 RU 2015149474/11 U RU2015149474/11 U RU 2015149474/11U RU 2015149474 U RU2015149474 U RU 2015149474U RU 162777 U1 RU162777 U1 RU 162777U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
link
axis
base
kinematic
Prior art date
Application number
RU2015149474/11U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Аркадьевич Глазунов
Сергей Владимирович Левин
Константин Андреевич Шалюхин
Андрей Валерьевич Духов
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук
Priority to RU2015149474/11U priority Critical patent/RU162777U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU162777U1 publication Critical patent/RU162777U1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/02—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides the movements of two or more independently-moving members being combined into a single movement

Abstract

Манипулятор параллельной структуры с шестью степенями свободы, содержащий основание, конечное звено, вращательные приводы, имеющие подвижную и неподвижную части, где неподвижная часть закреплена на основании, причем приводы и конечное звено расположены по разные стороны от основания, кинематические цепи, каждая из которых содержит стержень, связанный с конечным звеном посредством сферического шарнира и сопряженный с основанием посредством сферического шарнира с отверстием, выполненным с возможностью поступательного перемещения стержня относительно основания, при этом один конец стержня с помощью сферического шарнира связан с конечным звеном, а другой связан с подвижной частью соответствующего привода посредством промежуточного звена и карданного шарнира, в котором осью и втулкой входной вращательной пары являются неподвижный винт вращательного привода и приводная гайка, а ось выходной вращательной пары закреплена на подвижной части привода, с которой соединен второй конец промежуточного звена, связанный со стержнем посредством трех последовательно установленных вращательных пар, где осью первой пары является промежуточное звено, а осью третьей пары является стержень, причем оси вторых кинематических пар и промежуточных звеньев, относящихся к одному стержню, пересекаются в одной точке, а оси вторых кинематических пар перпендикулярны стержню, отличающийся тем, что в нем на основании установлены шесть вращательных приводов, соединенных с конечным звеном четырьмя кинематическими цепями, в которых стержни двух из четырех кинематических цепей связаны с двумя вращательными приводами каждый посредством двуManipulator of a parallel structure with six degrees of freedom, containing a base, an end link, rotary drives having a movable and fixed part, where the fixed part is fixed to the base, and the actuators and the final link are located on opposite sides of the base, kinematic chains, each of which contains a rod connected to the final link by means of a spherical hinge and mating with the base by means of a spherical hinge with an opening configured to translate reaping relative to the base, while one end of the rod is connected by a spherical hinge to the end link, and the other is connected to the movable part of the corresponding drive by means of an intermediate link and a cardan joint, in which the axis and sleeve of the input rotary pair are a fixed rotary drive screw and a drive nut, and the axis of the output rotary pair is fixed on the movable part of the drive, to which the second end of the intermediate link is connected, connected to the rod by means of three in series rotational pairs, where the axis of the first pair is the intermediate link, and the axis of the third pair is the rod, and the axes of the second kinematic pairs and intermediate links belonging to the same rod intersect at one point, and the axes of the second kinematic pairs are perpendicular to the rod, characterized in that it contains six rotary drives connected to the final link by four kinematic chains, in which the rods of two of the four kinematic chains are connected to two rotational drives each dstvom two-

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с шестью степенями свободы с рабочей зоной, отделенной от зоны расположения приводов.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to robotics, and in particular to the spatial handling mechanisms of robots with six degrees of freedom with a working area separated from the drive location zone.

Известен пространственный механизм с шестью степенями свободы (Пат. ПМ №147057 от 25.09.2014 г. «Манипулятор параллельной структуры с шестью степенями свободы», МПК F16H 21/02), содержащий основание, конечное звено, три кинематические цепи, каждая из которых содержит стержень, связанный с конечным звеном посредством сферического шарнира и сопряженный с основанием посредством сферического шарнира с отверстием, выполненным с возможностью поступательного перемещения стержня относительно основания, два линейных привода, содержащие закрепленный на основании неподвижный винт и подвижную часть - двигатель с приводной гайкой, причем приводы и конечное звено расположены по разные стороны от основания и каждый линейный привод снабжен промежуточным звеном, один конец которого связан с подвижной частью привода посредством карданного шарнира в котором, осью и втулкой входной вращательной пары являются неподвижный винт линейного привода и приводная гайка, а ось выходной вращательной пары закреплена на подвижной части привода, второй конец промежуточного звена связан со стержнем посредством трех последовательно установленных вращательных пар, осью первой пары является промежуточное звено, а осью третьей пары является стержень, причем оси вторых кинематических пар и промежуточных звеньев, относящихся к одному стержню, пересекаются в одной точке, а оси вторых кинематических пар перпендикулярны стержню.A spatial mechanism with six degrees of freedom is known (Pat. PM No. 147057 of September 25, 2014, “Manipulator of a parallel structure with six degrees of freedom”, IPC F16H 21/02) containing a base, an end link, three kinematic chains, each of which contains a rod connected to the final link by means of a spherical hinge and mating with the base by means of a spherical hinge with an opening configured to translate the rod relative to the base, two linear actuators containing The fixed screw and the movable part are an engine with a drive nut, and the drives and the end link are located on opposite sides of the base and each linear actuator is equipped with an intermediate link, one end of which is connected to the movable part of the drive by a universal joint in which, the input rotational axis and sleeve the pairs are the fixed screw of the linear drive and the drive nut, and the axis of the output rotary pair is fixed on the movable part of the drive, the second end of the intermediate link is connected to the rod via m three sequentially installed rotational pairs, the axis of the first pair is intermediate, and the axis of the third pair is the rod, the axis of the second kinematic pairs and the intermediate links belonging to the same rod, intersect at one point, and the second axis perpendicular to the rod kinematic pairs.

К недостаткам такого механизма можно отнести ограниченную жесткость устройства, связанную с тремя кинематическими цепями, что снижает его нагрузочную способность. Недостаточная жесткость устройства также может привести к увеличению вибрации выходного звена и, соответственно, закрепленного на нем инструмента или детали.The disadvantages of this mechanism include the limited rigidity of the device associated with three kinematic chains, which reduces its load capacity. Insufficient rigidity of the device can also lead to an increase in the vibration of the output link and, accordingly, a tool or part fixed to it.

Цель полезной модели - устранение отмеченных недостатков и повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования в пространстве по шести координатам с рабочей зоной конечного звена, отделенной от зоны расположения приводов.The purpose of the utility model is to eliminate the noted drawbacks and increase the technical and operational efficiency of manipulation devices in space along six coordinates with the working area of the final link, separated from the zone of location of the drives.

Поставленная цель достигается тем, что в пространственном механизме с шестью степеням свободы содержащем основание, конечное звено, кинематические цепи, каждая из которых содержит стержень, связанный с конечным звеном посредством сферического шарнира и сопряженный с основанием посредством сферического шарнира с отверстием, выполненным с возможностью поступательного перемещения стержня относительно основания, шесть вращательных привода, содержащих закрепленный на основании неподвижный винт и подвижную часть - двигатель с приводной гайкой, причем приводы и конечное звено расположены по разные стороны от основания. На основании установлены шесть вращательных привода, соединенные с конечным звеном четырьмя кинематическими цепями, в которых каждый привод снабжен промежуточным звеном, один конец которого связан с приводом посредством карданного шарнира, имеющий входную вращательную пару, образованную неподвижным винтом и подвижной частью привода, и выходную вращательную пару, закрепленную на подвижной части привода перпендикулярно его винту. Второй конец промежуточного звена связан со стержнем посредством трех последовательно установленных вращательных пар, осью первой пары является промежуточное звено, а осью третьей пары является стержень, причем оси вторых кинематических пар и промежуточных звеньев, относящихся к одному стержню, пересекаются в одной точке, а оси вторых кинематических пар перпендикулярны стержню. Стержни двух из четырех кинематических цепей связаны с двумя вращательными приводами каждый посредством двух промежуточных звеньев, соединенных со стержнем с помощью двух вращательных пар, имеющих перпендикулярные оси, где осью первой кинематической пары является стержень, а ось второй кинематической пары соединена с втулкой первой, при этом оси вращения кинематических пар и ось промежуточного звена, относящиеся к одному стержню, пересекаются в одной точке.This goal is achieved by the fact that in a spatial mechanism with six degrees of freedom containing a base, a final link, kinematic chains, each of which contains a rod connected to the final link by means of a spherical hinge and mated to the base by means of a spherical hinge with a hole made with the possibility of translational movement rod relative to the base, six rotary actuators containing a fixed screw fixed to the base and a movable part - an engine with a drive a nut, the drives and the end link being located on opposite sides of the base. Six rotary drives are installed on the base, connected to the final link by four kinematic chains, in which each drive is equipped with an intermediate link, one end of which is connected to the drive by a cardan joint, having an input rotary pair formed by a fixed screw and a movable part of the drive, and an output rotary pair mounted on the movable part of the drive perpendicular to its screw. The second end of the intermediate link is connected to the rod by means of three rotational pairs installed in series, the axis of the first pair is the intermediate link, and the axis of the third pair is the rod, the axes of the second kinematic pairs and intermediate links belonging to one rod intersect at one point, and the axes of the second kinematic pairs are perpendicular to the rod. The rods of two of the four kinematic chains are connected to two rotary drives each through two intermediate links connected to the rod using two rotational pairs having perpendicular axes, where the axis of the first kinematic pair is the rod and the axis of the second kinematic pair is connected to the sleeve of the first, the axis of rotation of the kinematic pairs and the axis of the intermediate link related to one rod intersect at one point.

Устройство - пространственный механизм с шестью степенями свободы представлен на Фиг. 1.The device — a spatial mechanism with six degrees of freedom — is shown in FIG. one.

Пространственный механизм с шестью степенями свободы (Фиг. 1) состоит из основания 1, конечного звена 2, четырех кинематических цепей, каждая из которых включает стержень 3, связанный с конечным звеном 2 посредством сферического шарнира 4 и сопряженный с основанием 1 посредством сферического шарнира 5 с отверстием, выполненным с возможностью поступательного перемещения в нем стержня 3. Неподвижные части вращательных приводов 6 жестко закреплены на основании 1, а подвижные части 7, включающие двигатель и приводную гайку 8 связаны с одним концом промежуточного звена 9 посредством карданного шарнира, выполненного в виде имеющих ось и втулки входной и выходной вращательных кинематических пар с пересекающимися под прямым углом осями, где неподвижная часть 6 играет роль оси, а приводная гайка 8 - втулки входной вращательной пары. Ось 10 выходной вращательной пары закреплена на подвижной части 7 привода перпендикулярно части 6, один конец промежуточного звена 9 соединен со втулками 11 выходной вращательной пары, второй конец промежуточного звена связан со стержнем посредством трех последовательно установленных вращательных пар 12, 13, 14 и дополнительного звена 15, где осью первой кинематической пары 12 является промежуточное звено 9, втулки первой 12 и второй 13 кинематических пар связаны дополнительным звеном 15, осью третьей пары 14 является сам стержень 3, причем ось второй кинематической пары 13 перпендикулярна стержню 3, а оси кинематических пар и промежуточных звеньев, относящихся к одному стержню, пересекаются в одной точке. Такая последовательность кинематических пар аналогична карданному шарниру.The spatial mechanism with six degrees of freedom (Fig. 1) consists of a base 1, an end link 2, four kinematic chains, each of which includes a rod 3 connected to the end link 2 by means of a spherical hinge 4 and mated to the base 1 by means of a spherical hinge 5 s a hole made with the possibility of translational movement of the rod 3 in it. The fixed parts of the rotary drives 6 are rigidly fixed to the base 1, and the movable parts 7, including the motor and the drive nut 8 are connected to one end KSR link 9 via a universal joint, configured as a sleeve having an axis and an input and output rotational kinematic pairs with intersecting axes at right angles, wherein the fixed part 6 plays the role of the axis and the drive nut 8 - bushing rotational input pair. The axis 10 of the output rotary pair is fixed on the movable part 7 of the drive perpendicular to part 6, one end of the intermediate link 9 is connected to the sleeves 11 of the output rotary pair, the second end of the intermediate link is connected to the rod by means of three rotational pairs 12, 13, 14 and additional link 15 where the axis of the first kinematic pair 12 is an intermediate link 9, the bushings of the first 12 and second 13 kinematic pairs are connected by an additional link 15, the axis of the third pair 14 is the rod 3 itself, and the axis of the second kinematic pair 13 perpendicular to shaft 3 and axis kinematic pairs and the intermediate links belonging to the same rod, intersect at one point. This sequence of kinematic pairs is similar to a gimbal.

В двух из четырех кинематических цепей стержень 3 связан посредством кинематических пар 14, 13, 12 дополнительных 15 и промежуточных 9 звеньев со втулками 11 двух линейных приводов 7.In two of the four kinematic chains, the rod 3 is connected via kinematic pairs 14, 13, 12 of an additional 15 and intermediate 9 links with the bushings 11 of two linear drives 7.

Пространственный механизм с шестью степенями свободы работает следующим образом.The spatial mechanism with six degrees of freedom works as follows.

Перемещение конечного звена 2 относительно основания 1, осуществляется посредством четырех кинематических цепей, при этом каждый поступательный привод передает движение со своей подвижной части 7, содержащей двигатель, через приводную гайку 8 и карданный шарнир выполненный в виде имеющих ось и втулки входной и выходной вращательных кинематических пар с пересекающимися под прямым углом осями, где осью и втулкой входной вращательной пары являются неподвижный винт линейного привода 6 и приводная гайка 8, сопряженная с подвижной частью привода 7. Затем через ось 10 выходной вращательной пары, которая закреплена на подвижной части 7 привода - на соответствующее промежуточное звено 9 и затем через вращательные пары 12, 13, 14 и дополнительное звено 15 на стержень 3, передающий движение на конечное звено 2 посредством сферического шарнира 4. Поскольку приводы расположены на основании 1 по другую сторону относительно конечного звена 2, то каждый стержень 3 перемещается относительно основания 1 с помощью сферического шарнира 5, выполненного с возможностью поступательного перемещения стержня 3. Механизм обеспечивает конечному звену 2 шесть степеней свободы.The movement of the final link 2 relative to the base 1 is carried out by means of four kinematic chains, with each translational drive transmitting movement from its movable part 7 containing the engine through the drive nut 8 and cardan joint made in the form of input and output rotational kinematic pairs having an axis and bushings with axes intersecting at right angles, where the axis and sleeve of the input rotary pair are the fixed screw of the linear actuator 6 and the drive nut 8, paired with the movable part yes 7. Then, through the axis 10 of the output rotary pair, which is fixed on the movable part 7 of the drive, to the corresponding intermediate link 9 and then through the rotational pairs 12, 13, 14 and additional link 15 to the rod 3, which transfers the movement to the final link 2 by means of a spherical hinge 4. Since the actuators are located on the base 1 on the other side relative to the final link 2, each rod 3 is moved relative to the base 1 using a spherical hinge 5 made with the possibility of translational movement of the rod I 3. The mechanism provides the final link 2 six degrees of freedom.

Claims (1)

Манипулятор параллельной структуры с шестью степенями свободы, содержащий основание, конечное звено, вращательные приводы, имеющие подвижную и неподвижную части, где неподвижная часть закреплена на основании, причем приводы и конечное звено расположены по разные стороны от основания, кинематические цепи, каждая из которых содержит стержень, связанный с конечным звеном посредством сферического шарнира и сопряженный с основанием посредством сферического шарнира с отверстием, выполненным с возможностью поступательного перемещения стержня относительно основания, при этом один конец стержня с помощью сферического шарнира связан с конечным звеном, а другой связан с подвижной частью соответствующего привода посредством промежуточного звена и карданного шарнира, в котором осью и втулкой входной вращательной пары являются неподвижный винт вращательного привода и приводная гайка, а ось выходной вращательной пары закреплена на подвижной части привода, с которой соединен второй конец промежуточного звена, связанный со стержнем посредством трех последовательно установленных вращательных пар, где осью первой пары является промежуточное звено, а осью третьей пары является стержень, причем оси вторых кинематических пар и промежуточных звеньев, относящихся к одному стержню, пересекаются в одной точке, а оси вторых кинематических пар перпендикулярны стержню, отличающийся тем, что в нем на основании установлены шесть вращательных приводов, соединенных с конечным звеном четырьмя кинематическими цепями, в которых стержни двух из четырех кинематических цепей связаны с двумя вращательными приводами каждый посредством двух промежуточных звеньев, соединенных со стержнем с помощью двух вращательных пар, имеющих перпендикулярные оси, где осью первой кинематической пары является стержень, а ось второй кинематической пары соединена с втулкой первой, при этом оси вращения кинематических пар и ось промежуточного звена, относящиеся к одному стержню, пересекаются в одной точке.
Figure 00000001
Manipulator of a parallel structure with six degrees of freedom, containing a base, an end link, rotary drives having a movable and fixed part, where the fixed part is fixed to the base, and the actuators and the final link are located on opposite sides of the base, kinematic chains, each of which contains a rod connected to the final link by means of a spherical hinge and mating with the base by means of a spherical hinge with an opening configured to translate reaping relative to the base, while one end of the rod is connected by a spherical hinge to the end link, and the other is connected to the movable part of the corresponding drive by means of an intermediate link and a cardan joint, in which the axis and sleeve of the input rotary pair are a fixed rotary drive screw and a drive nut, and the axis of the output rotary pair is fixed on the movable part of the drive, to which the second end of the intermediate link is connected, connected to the rod by means of three in series rotational pairs, where the axis of the first pair is the intermediate link, and the axis of the third pair is the rod, and the axes of the second kinematic pairs and intermediate links belonging to the same rod intersect at one point, and the axes of the second kinematic pairs are perpendicular to the rod, characterized in that it is based on six rotational drives connected to the final link by four kinematic chains, in which the rods of two of the four kinematic chains are connected to two rotational drives each two intermediate links connected to the rod using two rotational pairs having perpendicular axes, where the axis of the first kinematic pair is the rod and the axis of the second kinematic pair is connected to the sleeve of the first, while the axis of rotation of the kinematic pairs and the axis of the intermediate link are related to one rod, intersect at one point.
Figure 00000001
RU2015149474/11U 2015-11-18 2015-11-18 MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH SIX DEGREES OF FREEDOM RU162777U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015149474/11U RU162777U1 (en) 2015-11-18 2015-11-18 MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH SIX DEGREES OF FREEDOM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015149474/11U RU162777U1 (en) 2015-11-18 2015-11-18 MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH SIX DEGREES OF FREEDOM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU162777U1 true RU162777U1 (en) 2016-06-27

Family

ID=56195590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015149474/11U RU162777U1 (en) 2015-11-18 2015-11-18 MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH SIX DEGREES OF FREEDOM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU162777U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2999572B1 (en) Compact parallel kinematics robot
CN103203741B (en) Three-degree-of-freedom parallel robot mechanism
RU169275U1 (en) MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH FIVE DEGREES OF MOBILITY
RU157044U1 (en) SPATIAL MECHANISM
RU164091U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU154785U1 (en) SPATIAL MECHANISM
CN105773599A (en) Mechanical arm
CN104690723A (en) Two-degree-of-freedom positioning mechanism and telescopic driving type multiple-degree-of-freedom mixed-connected robot thereof
US9868205B2 (en) Compact parallel kinematics robot
RU170656U1 (en) MANIPULATOR
RU152604U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
CN104942795B (en) One moves two rotation Three Degree Of Freedoms rotates mobile full decoupled parallel institution
RU164757U1 (en) MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU162777U1 (en) MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
US10272562B2 (en) Parallel kinematics robot with rotational degrees of freedom
RU113193U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU135283U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM
CN106826767B (en) Six-degree-of-freedom parallel mechanism based on grabbing parallel structure
RU147057U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU146894U1 (en) MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
CN106903672A (en) Two branch's Three Degree Of Freedom industrial robots
RO128018A0 (en) Parallel mechanism with six mobility degrees for robot construction
RU173466U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM
RU176040U1 (en) Spatial mechanism with six degrees of freedom
RU133045U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH STABILIZING KINEMATIC CHAINS

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20201119