RU2751160C1

RU2751160C1 - Industrial manipulator

Info

Publication number: RU2751160C1
Application number: RU2020119454A
Authority: RU
Inventors: Евгений Вячеславович Пошвин; Денис Викторович Трошин; Павел Владимирович Котельников; Максим Артурович Фурман; Алексей Вячеславович Шарапов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "РОБОТЕХ"
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2021-07-08

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to mechanical engineering and can be used in industrial manipulators, providing movement of workpieces and equipment for performing various types of processing. The manipulator contains a base, manipulator links connected by hinges. Each pivot has a separate drive shaft and sensor means to monitor the rotation of the pivot. Means of measurement, a storage device and a system for controlling the movement of the manipulator by issuing control signals to the drive of the hinges are provided. The end link is configured to rotate the workpiece or tool installed on it in a predetermined direction without restriction. For this, the end link hinge drive shaft is located in the link housing coaxially with the link hinge drive shaft adjacent to the end link. When receiving control signals from the control system from the drive shaft through a system of bevel and cylindrical gears, rotation is transmitted to the hinge housing adjacent to the end hinge and the end link.

EFFECT: as a result, the functionality of the manipulator is expanded.

1 cl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области промышленных манипуляторов, обеспечивающих перемещения заготовок, а также операций по перемещению инструмента и оборудования для выполнения различных видов обработки изделий.The present invention relates to the field of industrial manipulators that provide movement of workpieces, as well as operations for the movement of tools and equipment for performing various types of processing of products.

Известен промышленный манипулятор, включающий основание, несколько звеньев манипулятора, соединенных шарниром, и сенсорные средства (датчики), которыми снабжен каждый шарнир, для отслеживания вращения шарнира, т.е. угла между смежными звеньями манипулятора, и управления манипулятором. Шарниры включают отдельные приводные двигатели. Манипулятор включен в цепь передачи данных, содержащую средства определения геометрических признаков на основе сигналов упомянутых сенсорных средств и запоминающее устройство для их сохранения [патент №2587104 РФ, МПК G05B 19/401, B25J 9/16, 2016]. Кроме того, манипулятор оснащен системой управления, способной на основе геометрических признаков, извлеченных из упомянутого запоминающего устройства, управлять перемещением манипулятора посредством выдачи управляющих сигналов средствам привода шарниров манипулятора. Манипулятор содержит одно или более звеньев, выполненных с возможностью поступательного перемещения.Known industrial manipulator, including a base, several links of the manipulator, connected by a hinge, and sensor means (sensors), which are equipped with each hinge, to monitor the rotation of the hinge, i.e. the angle between adjacent links of the manipulator, and manipulator control. The hinges include separate drive motors. The manipulator is included in the data transmission chain containing means for determining geometric features based on the signals of the said sensor means and a memory device for storing them [patent No. 2587104 RF, IPC G05B 19/401, B25J 9/16, 2016]. In addition, the manipulator is equipped with a control system capable, on the basis of geometric features retrieved from the said storage device, to control the manipulator movement by issuing control signals to the manipulator hinge drive means. The manipulator contains one or more links made with the possibility of translational movement.

Недостатком известного манипулятора является ограничение вращения оси шарнира конечного звена манипулятора диапазоном +/- 360 град, что не обеспечивает возможности безграничного вращения заготовки в одном направлении.The disadvantage of the known manipulator is the limitation of the rotation of the hinge axis of the end link of the manipulator to a range of +/- 360 degrees, which does not provide the possibility of unlimited rotation of the workpiece in one direction.

Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей манипулятора за счет безграничного вращения заготовки в одном направлении.The objective of the present invention is to expand the functionality of the manipulator due to unlimited rotation of the workpiece in one direction.

Указанный технический результат достигается тем, что в промышленном манипуляторе, содержащем основание, звенья манипулятора, соединенные шарнирами, каждый из которых снабжен отдельным валом привода и сенсорными средствами для отслеживания вращения шарнира, средства измерения, запоминающее устройство и систему управления перемещением манипулятора путем выдачи управляющих сигналов приводу шарниров, согласно изобретению вал привода шарнира конечного звена, выполненного с возможностью установки на нем заготовки или оборудования, выполнен с возможностью обеспечения вращения упомянутых заготовки или оборудования в заданном направлении без ограничения и расположен в корпусе звена соосно с валом привода шарнира звена, смежного с конечным звеном, при этом корпус звена, смежного с конечным звеном, и конечное звено выполнены с возможностью передачи им вращения от вала привода через систему конических и цилиндрических шестерен. The specified technical result is achieved by the fact that in an industrial manipulator containing a base, manipulator links connected by hinges, each of which is equipped with a separate drive shaft and sensor means for monitoring the rotation of the hinge, measuring instruments, a memory device and a manipulator movement control system by issuing control signals to the drive hinges, according to the invention, the drive shaft of the end link hinge, configured to mount a workpiece or equipment on it, is configured to rotate said workpiece or equipment in a predetermined direction without restriction and is located in the link housing coaxially with the drive shaft of the link hinge adjacent to the end link , wherein the body of the link adjacent to the end link and the end link are made with the possibility of transferring rotation to them from the drive shaft through a system of bevel and cylindrical gears.

В качестве такого привода может быть использован электрический, пневматический или любой другой привод, который может придавать разнонаправленное вращение последнему звену манипулятора без ограничений, обеспечивая тем самым длительное вращение в заданную сторону.As such a drive, an electric, pneumatic or any other drive can be used that can impart multidirectional rotation to the last link of the manipulator without restrictions, thereby ensuring long-term rotation in a given direction.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено схематическое изображение заявляемого манипулятора и показаны основные функциональные блоки, используемые в процессе управления манипулятором в ходе его реальной эксплуатации; на фиг. 2 приведена схема привода последнего звена манипулятора. The essence of the invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows a schematic representation of the inventive manipulator and shows the main functional blocks used in the process of controlling the manipulator during its actual operation; in fig. 2 shows a diagram of the drive of the last link of the manipulator.

Манипулятор (фиг. 1) содержит основание 1, звенья 2, 3, 4, 5, 6 и 7 манипулятора и шарниры с осями 8, 9, 10, 11, 12, 13, соединяющие смежные звенья манипулятора. Инструмент (не показан) может быть прикреплен к конечному звену 7 манипулятора. Углы вращения осей 8-13 шарниров показаны кольцевыми стрелками.The manipulator (Fig. 1) contains a base 1, links 2, 3, 4, 5, 6 and 7 of the manipulator and hinges with axes 8, 9, 10, 11, 12, 13, connecting adjacent links of the manipulator. A tool (not shown) can be attached to the end member 7 of the manipulator. The angles of rotation of the hinge axes 8-13 are shown with circular arrows.

Безграничное вращение в заданном направлении заготовки, установленной на конечном звене 7 манипулятора, обеспечивается кинематической схемой устройства четвертого 5 и пятого звеньев 6. Кинематическая схема приведена на фиг. 2.Unlimited rotation in a given direction of the workpiece mounted on the end link 7 of the manipulator is provided by the kinematic diagram of the device of the fourth 5 and fifth links 6. The kinematic diagram is shown in FIG. 2.

Внутри корпуса четвертого звена 5 расположены соосно вал привода 14 пятого звена 6 и вал привода 15 конечного звена 7. Через систему конических и цилиндрических шестерен, установленных в корпусах четвертого 5 и пятого звеньев 6, вращение от вала привода 16, которое осуществляется за счет получения управляющих сигналов из системы управления, передается непосредственно на корпус пятого звена 6 и конечное звено 7. Вращение корпуса пятого звена 6 осуществляется через редуктор 17 (корпус редуктора 17 закреплен на корпусе четвертого звена 5, выходной вал закреплен на корпусе пятого звена 6).Inside the housing of the fourth link 5, the drive shaft 14 of the fifth link 6 and the drive shaft 15 of the end link 7 are located coaxially. Through the system of bevel and cylindrical gears installed in the housings of the fourth 5 and fifth links 6, rotation from the drive shaft 16 is carried out by obtaining control signals from the control system is transmitted directly to the housing of the fifth link 6 and the end link 7. The rotation of the housing of the fifth link 6 is carried out through the reducer 17 (the housing of the reducer 17 is fixed to the housing of the fourth link 5, the output shaft is fixed to the housing of the fifth link 6).

Данная кинематическая схема позволяет обеспечивать безграничное, в течении длительного времени, вращение в заданном направлении заготовки или оборудования, установленного на конечном звене 7.This kinematic scheme allows for unlimited, for a long time, rotation in a given direction of the workpiece or equipment installed on the end link 7.

Claims

An industrial manipulator containing a base, manipulator links connected by hinges, each of which is equipped with a separate drive shaft and sensor means for tracking the rotation of the hinge, measuring instruments, a memory device and a manipulator movement control system by issuing control signals to the drive of the hinges, characterized in that the drive shaft the hinge of the end link, configured to mount a workpiece or tool on it, is configured to rotate said workpiece or tool in a predetermined direction without restriction and is located in the link housing coaxially with the drive shaft of the link hinge adjacent to the end link, while the link housing, adjacent to the end link, and the end link is made with the possibility of transmitting rotation from the drive shaft through a system of bevel and cylindrical gears.