RU182801U1 - MANIPULATOR WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM - Google Patents

MANIPULATOR WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM Download PDF

Info

Publication number
RU182801U1
RU182801U1 RU2018114080U RU2018114080U RU182801U1 RU 182801 U1 RU182801 U1 RU 182801U1 RU 2018114080 U RU2018114080 U RU 2018114080U RU 2018114080 U RU2018114080 U RU 2018114080U RU 182801 U1 RU182801 U1 RU 182801U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
platform
carriage
base
long sides
axis
Prior art date
Application number
RU2018114080U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Глеб Сергеевич Филиппов
Виктор Аркадьевич Глазунов
Александр Константинович Алешин
Сергей Владимирович Левин
Гагик Володяевич Рашоян
Константин Андреевич Шалюхин
Сергей Александрович Скворцов
Александр Владимирович Бельский
Сергей Сергеевич Гаврюшин
Александр Григорьевич Григорьянц
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)
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 (ИМАШ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)
Priority to RU2018114080U priority Critical patent/RU182801U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU182801U1 publication Critical patent/RU182801U1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J1/00—Manipulators positioned in space by hand

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов.Манипулятор параллельной структуры, имеющий пять степеней свободы, содержит основание, выходное звено, подвижную платформу, установленную на платформе каретку продольного перемещения с закрепленным на ней выходного звена, а также кинематические цепи, связывающие основание с кареткой. Платформа и каретка выполнены прямоугольной формы из полых труб и сочлены между собой с взаимно перпендикулярным расположением длинных сторон, при этом элементы труб коротких сторон платформы и длинных сторон каретки выполнены разрезными и соединены с помощью телескопических муфт с возможностью изменения ширины платформы и длины каретки. Кроме того, платформа соединена с основанием посредством установленных попарно на длинных сторонах платформы четырех кинематических цепей, каждая из которых содержит жестко установленный на основании вращательный привод и два шарнирно соединенных между собой передаточных звена, первое из них закреплено на оси привода, а второе шарнирно сопряжено с длинной стороной платформы, причем оси вращения приводов и поворота шарнирных соединений кинематических цепей параллельны направлению длинных сторон платформы. Каретка установлена на платформе с возможностью движения вдоль платформы и вращения вокруг собственной оси с помощью комбинированного двигателя и двух скользящих шарниров, расположенных на противоположных длинных сторонах платформы соответственно, при этом соединение каретки с комбинированным двигателем осуществлено посредством центральной оси, а с поворотными шарнирами - двумя перемычками. Манипулятор обеспечивает выходному звену пять степеней подвижности.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to robotics, namely to spatial manipulation mechanisms of robots. A parallel structure manipulator having five degrees of freedom contains a base, an output link, a movable platform, a longitudinal movement carriage mounted on the platform with an output link fixed to it, as well as kinematic chains connecting the base to the carriage. The platform and the carriage are made of rectangular shape from hollow pipes and are joined together with a mutually perpendicular arrangement of long sides, while the elements of the pipes of the short sides of the platform and the long sides of the carriage are split and connected using telescopic couplings with the possibility of changing the width of the platform and the length of the carriage. In addition, the platform is connected to the base by means of four kinematic chains mounted in pairs on the long sides of the platform, each of which contains a rotary drive rigidly mounted on the base and two gear links pivotally connected to each other, the first of which is fixed to the drive axis, and the second is pivotally coupled to the long side of the platform, and the axis of rotation of the drives and the rotation of the articulated joints of the kinematic chains are parallel to the direction of the long sides of the platform. The carriage is mounted on the platform with the possibility of movement along the platform and rotation around its own axis using a combined engine and two sliding hinges located on opposite long sides of the platform, respectively, while the carriage is connected to the combined engine via the central axis, and with two jumpers with swivel joints . The manipulator provides the output link with five degrees of mobility.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to robotics, and in particular to the spatial manipulation mechanisms of robots.

В качестве прототипа выбран наиболее близкий по технической сущности манипулятор параллельной структуры с пятью степенями подвижности (Патент РФ на полезную модель №169275 от 13.03.2017, МПК B25J 1/00), включающий основание, подвижную платформу, связанную с основанием четырьмя приводами, каретку продольного перемещения с установленным на ней вращательным приводом выходного звена и сопряженную с подвижной платформой посредством привода поступательного перемещения и поступательных кинематических пар, и выходное звено.As a prototype, a parallel structure manipulator with five degrees of mobility closest in technical essence was chosen (RF Patent for Utility Model No. 169275 of 03/13/2017, IPC B25J 1/00), including a base, a movable platform connected to the base with four drives, a longitudinal carriage displacements with a rotary drive of the output link installed on it and coupled to the movable platform by means of a translational displacement drive and translational kinematic pairs, and an output link.

К его недостаткам можно отнести наличие в двух кинематических цепях поступательных кинематических пар, склонных к перегибам и заклиниваниям, а также ограничены возможности перемещения выходного звена по вертикали.Its disadvantages include the presence of translational kinematic pairs in two kinematic chains, prone to kinks and jamming, and the ability to move the output link vertically is limited.

Цель полезной модели - устранение отмеченных недостатков и повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования.The purpose of the utility model is to eliminate the noted drawbacks and increase the technical and operational efficiency of manipulation devices.

Поставленная цель достигается тем, что манипулятор параллельной структуры, имеющий пять степеней свободы, содержит основание, выходное звено, подвижную платформу, установленную на платформе каретку продольного перемещения с закрепленным на ней приводом выходного звена, а также кинематические цепи, связывающие основание с кареткой. Платформа и каретка выполнены прямоугольной формы из полых труб и сочлены между собой с взаимно перпендикулярным расположением длинных сторон, при этом элементы труб коротких сторон платформы и длинных сторон каретки выполнены разрезными и соединены с помощью телескопических муфт с возможностью изменения ширины платформы и длины каретки. Кроме того, платформа соединена с основанием посредством установленных попарно на длинных сторонах платформы четырех кинематических цепей, каждая из которых содержит жестко установленный на основании вращательный привод и два шарнирно соединенных между собой передаточных звена, первое из них закреплено на оси привода, а второе шарнирно сопряжено с длинной стороной платформы, причем оси вращения приводов и поворота шарнирных соединений кинематических цепей параллельны направлению длинных сторон платформы, Каретка установлена на платформе с возможностью движения вдоль платформы и вращения вокруг собственной оси с помощью комбинированного двигателя и двух скользящих шарниров, расположенных на противоположных длинных сторонах платформы соответственно, при этом соединение каретки с комбинированным двигателем осуществлено посредством центральной оси, а с поворотными шарнирами - двумя перемычками.The goal is achieved in that the parallel structure manipulator, having five degrees of freedom, contains a base, an output link, a movable platform, a longitudinal movement carriage mounted on the platform with an output drive attached to it, and kinematic chains connecting the base to the carriage. The platform and the carriage are made of rectangular shape from hollow pipes and are joined together with a mutually perpendicular arrangement of long sides, while the elements of the pipes of the short sides of the platform and the long sides of the carriage are split and connected using telescopic couplings with the possibility of changing the width of the platform and the length of the carriage. In addition, the platform is connected to the base by means of four kinematic chains mounted in pairs on the long sides of the platform, each of which contains a rotary drive rigidly mounted on the base and two gear links pivotally connected to each other, the first of which is fixed to the drive axis, and the second is pivotally coupled to the long side of the platform, and the axis of rotation of the drives and the rotation of the articulated joints of the kinematic chains are parallel to the direction of the long sides of the platform, the carriage is mounted on a shape with movable along the platform and rotatable about its own axis by a combined motor and two sliding joints disposed at opposite long sides of the platform, respectively, wherein the combined compound of the carriage motor carried by the central axis and with the swivel joints - the two webs.

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

Предложенный манипулятор с пятью степенями свободы содержит основание 1, выходное звено 2, подвижную платформу 3, связанную с основанием четырьмя приводами 4, установленную на платформе каретку продольного перемещения 5 с закрепленным на ней приводом 6 выходного звена 2. Платформа 3 и каретка 5 выполнены прямоугольной формы из полых труб и сопряжены между собой с взаимно перпендикулярным расположением длинных сторон, при этом элементы труб коротких сторон платформы и длинных сторон каретки выполнены разрезными и соединены с помощью телескопических муфт 7 с возможностью изменения ширины платформы и длины каретки. Кроме того, платформа 3 соединена с основанием 1 посредством установленных попарно на длинных сторонах платформы четырех кинематических цепей, каждая из которых содержит два шарнирно сопряженные между собой передаточных звена 8 и 9, первый из них закреплен на оси привода 4, а второй шарнирно сопряжен с длинной стороной платформы 3, причем оси поворота приводов 4 и шарнирных соединений кинематических пар 8 и 9 параллельны направлению длинных сторон платформы, Установленная на платформе каретка 5 с возможностью движения вдоль платформы и вращения вокруг собственной оси с помощью комбинированного двигателя 10 и двух скользящих шарниров 11, расположенных на противоположных длинных сторонах платформы 3, при этом соединение каретки 5 с комбинированным двигателем 10 осуществлено посредством центральной оси 12, а с поворотными шарнирами 11 - двумя перемычками 13.The proposed manipulator with five degrees of freedom contains a base 1, an output link 2, a movable platform 3, connected to the base by four drives 4, a longitudinal carriage 5 mounted on the platform with a drive 6 of the output link 2 mounted on it. Platform 3 and carriage 5 are made rectangular of hollow pipes and are interconnected with a mutually perpendicular arrangement of long sides, while the elements of the pipes of the short sides of the platform and the long sides of the carriage are split and connected using telescope optical couplings 7 with the possibility of changing the width of the platform and the length of the carriage. In addition, the platform 3 is connected to the base 1 by means of four kinematic chains mounted in pairs on the long sides of the platform, each of which contains two gear links 8 and 9 articulated between each other, the first of which is fixed to the axis of the actuator 4, and the second is articulated to a long side of the platform 3, and the axis of rotation of the actuators 4 and the articulated joints of the kinematic pairs 8 and 9 are parallel to the direction of the long sides of the platform, a carriage 5 mounted on the platform with the possibility of movement along the platform and rotate around its own axis with the help of the combined engine 10 and two sliding hinges 11 located on opposite long sides of the platform 3, while the connection of the carriage 5 with the combined engine 10 is carried out by means of the central axis 12, and with the swivel hinges 11 with two jumpers 13.

Манипулятор на основе механизма с пятью степенями свободы работает следующим образом.A manipulator based on a mechanism with five degrees of freedom works as follows.

Рабочая зона выходного звена манипулятора располагается между кинематически связанным выходным звеном 2 и основанием 1 посредством приводов 4. Совместное действие всех четырех приводов позволяет перемещать в пространстве подвижную платформу 3. Перемещение одного или части приводов или их противоположное перемещение приводит к наклону или повороту платформы 3 относительно продольной оси. Кроме того, совместное действие приводов 4 приводит наряду с поворотом платформы 3 к ее перемещению в поперечном направлении. На подвижной платформе 3 расположена подвижная продольная каретка 5, перемещение которой производится размещенным на платформе приводом поступательного перемещения 10, связанный с выходным звеном 2, на котором может быть закреплен инструмент или обрабатываемая деталь (на фиг. 1 не показаны).The working area of the output link of the manipulator is located between the kinematically connected output link 2 and the base 1 through the drives 4. The combined action of all four drives allows you to move the moving platform 3 in space. Moving one or part of the drives or their opposite movement leads to the inclination or rotation of the platform 3 relative to the longitudinal axis. In addition, the combined action of the actuators 4 leads, along with the rotation of the platform 3 to its movement in the transverse direction. A movable longitudinal carriage 5 is located on the movable platform 3, the movement of which is carried out by a translational displacement drive 10 located on the platform and connected to the output link 2 on which the tool or workpiece can be fixed (not shown in Fig. 1).

Таким образом, приводы 4 совместно обеспечивают вертикальное перемещение выходного звена 6, его поворот вокруг продольно оси вместе с подвижной платформой 3, а также его перемещение в поперечном направлении.Thus, the actuators 4 together provide vertical movement of the output link 6, its rotation around the longitudinal axis with the movable platform 3, as well as its movement in the transverse direction.

Привод 10 и поступательные кинематические пары 8 позволяют осуществить поступательное перемещение выходного звена 2 в плоскости подвижной платформы 3 вдоль продольной оси, также привод 10 поворачивает выходное звено 2 вокруг поперечной оси. На выходном звене 2 может быть закреплен инструмент или обрабатываемая деталь. Манипулятор обеспечивает выходному звену пять степеней подвижности.The drive 10 and the translational kinematic pairs 8 allow translational movement of the output link 2 in the plane of the movable platform 3 along the longitudinal axis, also the drive 10 rotates the output link 2 around the transverse axis. At the output link 2 can be fixed tool or workpiece. The manipulator provides the output link with five degrees of mobility.

Claims (1)

Манипулятор с пятью степенями свободы, включающий основание, выходное звено, подвижную платформу, связанную с основанием четырьмя приводами, установленную на платформе каретку продольного перемещения с закрепленным на ней приводом выходного звена, и кинематические цепи, связывающие основание с кареткой, отличающийся тем, что платформа и каретка выполнены прямоугольной формы из полых труб и сочленены между собой с взаимно перпендикулярным расположением длинных сторон, при этом элементы труб коротких сторон платформы и длинных сторон каретки выполнены разрезными и соединены с помощью телескопических муфт с возможностью изменения ширины платформы и длины каретки, причем платформа соединена с основанием посредством установленных попарно на длинных сторонах платформы четырех кинематических цепей, каждая из которых содержит два сопряженных между собой передаточных звена, первое из которых закреплено на оси установленного на основании привода, а второе шарнирно сопряжено с длинной стороной платформы, при этом оси вращения приводов и поворота шарнирных соединений кинематических цепей параллельны направлению длинных сторон платформы, причем каретка на этих сторонах установлена с возможностью движения вдоль платформы и вращения вокруг собственной оси с помощью комбинированного двигателя и двух скользящих шарниров, установленных на противоположной длинной стороне платформы, при этом соединение каретки с комбинированным двигателем осуществлено посредством центральной оси, а с поворотными шарнирами - двумя перемычками.A manipulator with five degrees of freedom, including a base, an output link, a movable platform connected to the base by four drives, a longitudinal movement carriage mounted on the platform with an output drive attached to it, and kinematic chains connecting the base to the carriage, characterized in that the platform and the carriage is rectangular in shape from hollow pipes and interconnected with a mutually perpendicular arrangement of long sides, while the pipe elements of the short sides of the platform and the long sides to the arms are split and connected using telescopic couplings with the possibility of changing the width of the platform and the length of the carriage, and the platform is connected to the base by means of four kinematic chains mounted in pairs on the long sides of the platform, each of which contains two gear links connected to each other, the first of which is fixed to axis mounted on the base of the drive, and the second is articulated with the long side of the platform, while the axis of rotation of the drives and the rotation of the articulated joints mate chains are parallel to the direction of the long sides of the platform, and the carriage on these sides is mounted to move along the platform and rotate around its own axis using a combined engine and two sliding joints mounted on the opposite long side of the platform, while the carriage is connected to the combined engine through the central axis, and with swivel joints - two jumpers.
RU2018114080U 2018-04-17 2018-04-17 MANIPULATOR WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM RU182801U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018114080U RU182801U1 (en) 2018-04-17 2018-04-17 MANIPULATOR WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018114080U RU182801U1 (en) 2018-04-17 2018-04-17 MANIPULATOR WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU182801U1 true RU182801U1 (en) 2018-09-03

Family

ID=63467643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018114080U RU182801U1 (en) 2018-04-17 2018-04-17 MANIPULATOR WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU182801U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758377C1 (en) * 2021-02-24 2021-10-28 Владимир Иванович Пожбелко Spatial manipulator
RU2800735C1 (en) * 2023-03-01 2023-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Six-movable spatial mechanism of parallel-serial structure

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7367772B2 (en) * 2002-07-09 2008-05-06 Amir Khajepour Light weight parallel manipulators using active/passive cables
RU163897U1 (en) * 2015-11-25 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU169275U1 (en) * 2016-11-01 2017-03-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH FIVE DEGREES OF MOBILITY

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7367772B2 (en) * 2002-07-09 2008-05-06 Amir Khajepour Light weight parallel manipulators using active/passive cables
RU163897U1 (en) * 2015-11-25 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU169275U1 (en) * 2016-11-01 2017-03-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH FIVE DEGREES OF MOBILITY

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758377C1 (en) * 2021-02-24 2021-10-28 Владимир Иванович Пожбелко Spatial manipulator
RU2800735C1 (en) * 2023-03-01 2023-07-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Six-movable spatial mechanism of parallel-serial structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102528817B (en) Three-degree-of-freedom parallel-connection mechanical wrist
US10253854B2 (en) Apparatus for converting motion
JP6494647B2 (en) Articulated arm robot type device
RU169275U1 (en) MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE WITH FIVE DEGREES OF MOBILITY
RU191807U1 (en) SPATIAL MECHANISM OF PARALLEL STRUCTURE WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM
RU198352U1 (en) SPATIAL MECHANISM OF PARALLEL STRUCTURE WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM
RU182801U1 (en) MANIPULATOR WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM
RU163897U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
CN110480603B (en) Multi-degree-of-freedom parallel manipulator with 8M-shaped base
WO2019196398A1 (en) Track-type large-span foldable and unfoldable machining robot
RU164091U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU2679260C1 (en) Manipulator for submicron displacements
RU152604U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU186575U1 (en) SPATIAL MECHANISM
RU202578U1 (en) MECHANICAL MANIPULATOR OF THE WORKING BODY WITH FOUR DEGREES OF FREEDOM
RU113193U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU2455146C2 (en) Spatial mechanism having four degrees of freedom and kinematic decoupling
CN208557489U (en) A kind of parallel unit mechanism
RU172752U1 (en) PORTAL MANIPULATOR OF PARALLEL STRUCTURE
RU99371U1 (en) SPATIAL MECHANISM
RU196059U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH FOUR DEGREES OF FREEDOM
RU160607U1 (en) SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR
RU173466U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH FIVE DEGREES OF FREEDOM
RU173465U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH FOUR DEGREES OF FREEDOM
RU182946U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM