RU2004100836A

RU2004100836A - Сборка звена змеевидного манипулятора робота

Info

Publication number: RU2004100836A
Application number: RU2004100836/02A
Authority: RU
Inventors: Роберт Оливер БАКИНГЭМ (GB); Роберт Оливер БАКИНГЭМ; Эндрю Криспин ГРЭХЭМ (GB); Эндрю Криспин ГРЭХЭМ
Original assignee: Оливер Криспин Роботикс Лимитед (Gb); Оливер Криспин Роботикс Лимитед
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2005-06-10
Also published as: MXPA03011616A; US7543518B2; RU2301143C2; ATE314907T1; EP1395398B8; JP2004521765A; EP1395398B1; DE60208548T2; CA2462420A1; EP1395398A1; HK1069355A1; AU2002304419B2; WO2002100608A1; US20040195988A1; GB0114406D0; CN100453277C; NZ530397A; DE60208548D1; CN1533321A

Claims

1. Рука робота, содержащая первый и второй элементы шарнира, каждый из которых может совершать ограниченное перемещение относительно другого, и упругие эластомерные средства, помещенные между первым и вторым элементами, отличающаяся тем, что первый и второй элементы выполнены с возможностью сопряжения и взаимодействия друг с другом, а эластомерные средства расположены между ними в виде тонкого слоя и связаны как с первым, так и со вторым элементом посредством выступов и впадин или посредством склеивания, так что относительное перемещение элементов в направлении, соответствующем изгибу руки робота, вызывает сдвиговое смещение внутри эластомерных средств и ослабляет любое смещение в направлении, соответствующем сжатию вследствие относительного смещения первого и второго элементов.

2. Рука робота по п.1, отличающаяся тем, что эластомер представляет собой натуральный каучук или синтетическую резину.

3. Рука робота по п.3, отличающаяся тем, что эластомер расположен между первым и вторым элементами шарнира в виде слоя.

4. Рука робота по п.1 или 2, отличающаяся тем, что толщина слоя составляет не более 3 мм.

5. Рука робота по п.3, отличающаяся тем, что слой эластомера приклеен к одному или к обоим указанным элементам шарнира и/или связан с ними посредством выступов и впадин.

6. Рука робота по п.5, отличающаяся тем, что каждая поверхность эластомерного слоя, прилегающая к элементу шарнира, зафиксирована относительно указанного элемента, так что в процессе работы перемещение элементов друг относительно друга создает сдвиговое смещение внутри эластомера, причем малая толщина слоя ослабляет тенденцию материала к сжатию, тем самым повышая постоянство позиционирования элементов шарнира.

7. Рука робота по п.3, отличающаяся тем, что эластомерные средства содержат несколько слоев эластомера.

8. Рука робота по п.7, отличающаяся тем, что к смежным слоям эластомера приклеен или присоединен посредством выступов и впадин жесткий слой для отделения одного слоя от соседнего с ним слоя.

9. Рука робота по п.7 или 8, отличающаяся тем, что эластомерные средства представляют собой ламинат.

10. Рука робота по п.7 или 8, отличающаяся тем, что между каждой парой слоев эластомера имеется промежуточный или жесткий слой, выполненный из материала, который может быть склеен с эластомером или соединен с ним посредством выступов и впадин.

11. Рука робота по п.10, отличающаяся тем, что промежуточный слой является достаточно жестким, чтобы ослабить до минимума сжатие эластомера во время движения элементов шарнира.

12. Рука робота по п.7 или 8, отличающаяся тем, что промежуточный слой заключает в себе тонкий металлический слой, стеклопластик либо каркас из тканого или нетканого материала.

13. Рука робота по п.12, отличающаяся тем, что тканый или нетканый материал представляет собой углеродное волокно или кевлар.

14. Рука робота по п.1, отличающаяся тем, что содержит шарнирные элементы образуют звенья, объединенные в сегмент, причем рука робота содержит средства управления движением звеньев внутри сегмента, поддерживающие указанные звенья в состоянии растяжения или сжатия.

15. Рука робота по п.14, отличающаяся тем, что средства управления содержат, по меньшей мере, один трос, проходящий от одного конца сегмента к другому.

16. Рука робота по п.14, отличающаяся тем, что средства управления содержат три троса, каждый из которых проходит от одного конца сегмента к другому, причем изменение натяжения тросов друг относительно друга вызывает изгиб звеньев или обеспечивает возможность такого изгиба для осуществления управления движением сегмента.

17. Рука робота по п.16, отличающаяся тем, что тросы находятся в натянутом состоянии, чтобы поддерживать звенья в состоянии сжатия, причем создаваемая разница натяжения тросов вызывает движение или изгиб сегмента или обеспечивает возможность такого движения.

18. Рука робота по п.16, отличающаяся тем, что каждое звено содержит наружный диск, у которого имеются отверстия для тросов управления, так что тросы управления проходят с наружной стороны относительно остальных элементов звена, внутренний диск, который расположен, по существу, внутри наружного диска и у которого имеется центральное отверстие для размещения средств управления и/или питания рабочей головки, и резиновый диск или слой, расположенный между каждым внутренним и наружным дисками и приклеенный к каждому из дисков или соединенный с каждым из них посредством выступов и впадин, но с обеспечением возможности свободного смещения между указанным внутренним и наружным дисками, так что на внутренний диск не наложены ограничивающие связи непосредственно со стороны остальных элементов руки робота.

19. Рука робота по п.14, отличающаяся тем, что содержит несколько сегментов, причем средства управления предусмотрены для каждого сегмента.

20. Рука робота по п.19, отличающаяся тем, что каждый сегмент завершается концевой крышкой, у которой имеются средства для проводки тросов управления других сегментов руки и средства фиксации, распределенные вокруг крышки по дуге окружности, для крепления тросов управления указанного сегмента.

21. Рука робота по п.16, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из элементов каждого звена снабжен средствами для направления тросов от одного конца сегмента к другому.

22. Рука робота по п.16, отличающаяся тем, что каждый трос расположен с наружной стороны относительно звеньев сегмента и завершается втулкой, вставленной в соответствующий вырез концевой крышки сегмента, причем при натяжении тросов втулка вводится в контакт с концевой крышкой для передачи сжимающей нагрузки на каждое из звеньев с целью поддержания жесткости звеньев в пределах сегмента.

23. Рука робота по любому из пп.19-22, отличающаяся тем, что каждый трос управления приводится в действие приводным механизмом, причем приводные механизмы, связанные со своими тросами управления, располагаются на одной или нескольких дугах окружности вокруг одного конца первого сегмента, контактирующего с панелью приводов.

24. Рука робота по п.23, отличающаяся тем, что в группе приводных механизмов механизмы, управляющие индивидуальными тросами, расположены на дуге окружности, образуя в пространстве усеченный конус, при этом трос, отходящий от каждого приводного механизма, проведен вокруг направляющей или шкива таким образом, что трос управления от каждого приводного механизма входит в отверстие сегмента параллельно оси этого отверстия.

25. Рука робота по п.23, отличающаяся тем, что каждое звено представляет собой пару полузвеньев, выполненных с возможностью сборки торцом к торцу, причем внутреннее полузвено и наружное полузвено выполнены с возможностью сборки вместе с относящимся к ним связывающим слоем для формирования единичных звеньев, которые могут быть собраны вместе для формирования сегмента.

26. Рука робота по п.25, отличающаяся тем, что каждое полузвено как компонент содержит три отдельных индивидуальных элемента: наружный элемент звена, внутренний элемент звена и резиновый вкладыш, причем вкладыш связан с каждым из элементов звена посредством выступов и впадин или посредством склейки, причем при попытке перемещения одного элемента относительно другого внутри резинового элемента развивается сдвиговое смещение или усилие сдвига.

27. Рука робота по п.26, отличающаяся тем, что каждое из полузвеньев может быть зафиксировано в заданном положении посредством установочных штифтов, вводимых в соответствующие отверстия в каждом из собираемых полузвеньев, так что рука робота может быть изготовлена без дополнительного соединения между полузвеньями, а тросы проведены через функциональные отверстия в периферической части наружного элемента звена, стыкуемого с панелью приводных механизмов, при этом предусмотрены приводные механизмы, включаемые для создания напряжения в панели и натяжения в тросах и стягивания тем самым всех элементов шарнира с возможностью осуществления заданной манипуляции сегментом путем изменения натяжения тросов.

28. Рука по любому из пп.14-22, отличающаяся тем, что вокруг каждого из сегментов предусмотрен наружный рукав.

29. Рука робота по п.28, отличающаяся тем, что рукав представляет собой гофрированную оболочку.

30. Рука робота по п.29, отличающаяся тем, что материал оболочки и ее форма выбраны из условия увеличения жесткости руки робота на скручивание при незначительном увеличении жесткости на изгиб.

31. Рука робота по п.28, отличающаяся тем, что заключенный в оболочку сегмент заполнен смазочным материалом.

32. Рука робота по п.31, отличающаяся тем, что смазочный материал представляет собой либо сухой порошок, либо жидкость, такую как консистентная смазка и/или масло, при этом физические характеристики смазочного материала, вводимого в состав руки, выбирают с учетом окружающей среды, в которой руке надлежит работать.

33. Рука робота по п.31 или 32, отличающаяся тем, что снабжена резервуаром смазочного материала и средствами прокачки смазочного материала через руку и возвращения его обратно в резервуар.

34. Рука робота по п.33, отличающаяся тем, что содержит средства охлаждения смазочного материала для охлаждения руки при ее использовании в агрессивной окружающей среде.