RU2758374C1 - Spatial relative manipulator - Google Patents

Spatial relative manipulator Download PDF

Info

Publication number
RU2758374C1
RU2758374C1 RU2021104629A RU2021104629A RU2758374C1 RU 2758374 C1 RU2758374 C1 RU 2758374C1 RU 2021104629 A RU2021104629 A RU 2021104629A RU 2021104629 A RU2021104629 A RU 2021104629A RU 2758374 C1 RU2758374 C1 RU 2758374C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
movable
paired
support base
freedom
degrees
Prior art date
Application number
RU2021104629A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Пожбелко
Original Assignee
Владимир Иванович Пожбелко
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 Владимир Иванович Пожбелко filed Critical Владимир Иванович Пожбелко
Priority to RU2021104629A priority Critical patent/RU2758374C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758374C1 publication Critical patent/RU2758374C1/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

FIELD: spatial manipulators.
SUBSTANCE: invention relates to spatial manipulators of a parallel structure and can be used in robotics, automatic lines in mechanical engineering, test benches, assembly lines, processing centers and technological installations for displacement between two moving objects and different working bodies in the working space. The spatial manipulator of relative manipulation contains a support base and a movable actuator is installed on it, made in the form of two paired movable platforms interconnected through a multi-movable rotary joint and connected to the support base by means of movable rod supports connected to the paired movable platforms through spherical hinges with three degrees of freedom.
EFFECT: simplification of the design and control system of the separate kinematics of paired platforms in an extended working space, with the implementation of rotation around parallel axes, translational and plane-parallel movement of objects while maintaining their specified orientation (horizontal, vertical, angular).
10 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к пространственным манипуляторам параллельной структуры и может быть использовано в робототехнике, автоматическим линиям в машиностроении, испытательных стендах, сборочных конвейерах, обрабатывающих центрах и технологических установках для смещения между собой в рабочем пространстве двух подвижных объектов и разных рабочих органов.The invention relates to spatial manipulators of a parallel structure and can be used in robotics, automatic lines in mechanical engineering, test benches, assembly lines, processing centers and technological installations for displacement between two moving objects and different working bodies in the working space.

Известен пространственный манипулятор, содержащий опорное основание и приводное исполнительное устройство, выполненное в виде подвижной платформы, взаимосвязанной с опорным основанием посредством шести раздвижных опорных ног, двенадцати сложных сферических шарниров с приводом от шести линейных двигателей в виде гидроцилиндров (книга Вульфсон И.И. и др. «Механика машин», Москва: Высшая школа, 1996, с. 28, рис. 1.20, схема «Платформа Стюарта») - аналог.Known spatial manipulator containing a support base and a drive actuator, made in the form of a movable platform interconnected with the support base by means of six sliding support legs, twelve complex spherical hinges driven by six linear motors in the form of hydraulic cylinders (book Wolfson I.I. et al. . "Mechanics of machines", Moscow: Higher school, 1996, p. 28, fig. 1.20, scheme "Stewart's platform") - analogue.

Недостатками известного пространственного манипулятора являются сложная конструкция и система управления одновременно всеми шестью приводными двигателями из-за их связанной кинематики, а также ограниченная зона рабочего пространства из-за возможности относительного манипулирования только одном рабочим органом, ограниченно перемещаемым вместе с подвижной платформой в узких пределах опорного основания.The disadvantages of the known spatial manipulator are the complex design and control system of all six drive motors simultaneously due to their associated kinematics, as well as the limited area of the working space due to the possibility of relative manipulation of only one working member, which is limitedly movable together with the movable platform within the narrow limits of the support base. ...

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту является пространственный манипулятор относительного манипулирования, содержащий опорного основание и установленной на нем приводное исполнительное устройство, выполненное в виде круглой подвижной платформы, взаимосвязанной с опорным основанием посредством шести подвижных ног с изменяемыми замкнутыми контурами, образованными 24-мя многошарнирными звеньями, 12-ю сферическими шарнирами на окружностях подвижной платформы и опорного основания, а также 24-мя цилиндрическими шарнирами, управляемыми 6-ю приводными вращательными двигателями (книга Смелягин А.И. Структура машин, механизмов и конструкций. Учебное пособие. - Москва: ИНФА-М, 2019, с. 154, рис. 2.74, схема сложного пространственного манипулятора платформенного типа) - прототип.The closest in essence and the achieved effect is a spatial manipulator of relative manipulation, containing a support base and a drive actuator installed on it, made in the form of a circular movable platform interconnected with the support base by means of six movable legs with variable closed circuits formed by 24 multi-hinged links, 12 spherical hinges on the circumferences of the movable platform and the support base, as well as 24 cylindrical hinges controlled by 6 rotary drive motors (book Smelyagin AI Structure of machines, mechanisms and structures. Textbook. - Moscow: INFA-M, 2019, p. 154, Fig. 2.74, diagram of a complex spatial manipulator of platform type) - prototype.

Недостатками указанного пространственного манипулятора относительного манипулирования являются:The disadvantages of this spatial relative manipulator are:

1. Сложная конструкция из десятков собираемых между собой многошарнирных звеньев, сферических и цилиндрических шарниров.1. A complex design of dozens of assembled multi-hinged links, spherical and cylindrical hinges.

2. Сложная система управления связанной кинематикой одновременно шестью приводными двигателями для перемещения всего одной платформы с рабочим органом.2. Sophisticated control system of coupled kinematics with six drive motors at the same time to move just one platform with the working body.

3. Ограниченная (из-за возникающих областей полной неуправляемости/так называемой «сингулярности» и возможности относительного манипулирования только одном рабочим органом) зона рабочего пространства.3. Limited (due to the emerging areas of complete uncontrollability / so-called "singularity" and the possibility of relative manipulation by only one working body) area of the working space.

В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в упрощении конструкции за счет применения простых цилиндрических шарниров с уменьшенным числом соединяемых звеньев, а также в упрощении системы управления раздельной кинематикой манипулятора и расширении зоны его рабочего пространства за счет взаимного перемещения между собой двух рабочих органов на двух подвижных платформах, установленных на общем опорном основании.The invention is based on a technical problem, which consists in simplifying the design through the use of simple cylindrical hinges with a reduced number of connected links, as well as in simplifying the control system for the separate kinematics of the manipulator and expanding the area of its working space due to the mutual movement of two working bodies on two movable platforms installed on a common support base.

Получение технического результата достигается за счет того, что пространственный манипулятор относительного манипулирования содержит опорное основание и установленное на нем подвижное исполнительное устройство, выполненное в виде двух спаренных между собой подвижных платформ, взаимосвязанных через многоподвижное вращательное соединение и соединенных с опорным основанием посредством подвижных стержневых опор, присоединяемых к спаренным подвижным платформам через сферические шарниры с тремя степенями свободы.The technical result is achieved due to the fact that the spatial manipulator of relative manipulation contains a support base and a movable actuator installed on it, made in the form of two paired movable platforms interconnected through a multi-movable rotary joint and connected to the support base by means of movable rod supports connected to paired movable platforms through spherical joints with three degrees of freedom.

Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5. фиг. 6, фиг. 7 и фиг. 8.The essence of the invention is illustrated by drawings in Fig. 1, fig. 2, fig. 3, fig. 4, figs. Fig. 5. 6, figs. 7 and FIG. eight.

На фиг. 1 изображен общий вид пространственного манипулятора относительного манипулирования, содержащего опорное основание 1 и установленное на нем подвижное исполнительное устройство, выполненное в виде двух спаренных между собой подвижных платформ 2 и 3, взаимосвязанных с опорным основанием 1 посредством четырех подвижных стержневых опор SRR и взаимосвязанных между собой посредством сферического шарнира U с двумя степенями свободы. Обе платформы 2 и взаимосвязаны со стержневыми опорами SRR через сферические шарниры S с тремя степенями свободы. Подвижные стержневые опоры SRR выполнены в виде двухшарнирных соединительных рычагов 4 и 5, которые подвижно соединены между собой, а также с опорным основанием 1 через цилиндрические шарниры R,R с параллельными между собой осями вращения 6 соединяемых звеньев и снабжены приводными вращательными кинематическими парами О1, О2, О3, О4 для образования пространственного манипулятора с четырьмя степенями свободы.FIG. 1 shows a general view of a spatial manipulator of relative manipulation, containing a support base 1 and a movable actuator mounted on it, made in the form of two paired movable platforms 2 and 3, interconnected with the support base 1 by means of four movable rod supports SRR and interconnected by means of spherical joint U with two degrees of freedom. Both platforms are 2 and are interconnected with the SRR rod supports through spherical joints S with three degrees of freedom. Movable rod supports SRR are made in the form of double-hinged connecting levers 4 and 5, which are movably connected to each other, as well as to the support base 1 through cylindrical hinges R, R with parallel axes of rotation 6 of the connected links and equipped with drive rotary kinematic pairs O 1 , О 2 , О 3 , О 4 for the formation of a spatial manipulator with four degrees of freedom.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения пространственного манипулятора относительного манипулирования с четырьмя степенями свободы, в котором многоподвижное вращательное соединение U спаренных подвижных платформ 2 и 3 выполнено в виде двух двухшарнирных соединительных рычагов 7 и 8, выполненных со взаимно перпендикулярным расположением на каждом из них осей цилиндрических шарниров R. Каждая из четырех подвижных стержневых опор SRR снабжена приводной поступательной кинематической парой Р в виде подвижного гидроцилиндра 9 с расположенным в нем поршнем со штоком 10.FIG. 2 shows an embodiment of a spatial manipulator of relative manipulation with four degrees of freedom, in which the multi-movable rotary connection U of paired movable platforms 2 and 3 is made in the form of two double-hinged connecting levers 7 and 8, made with a mutually perpendicular arrangement on each of them of the axes of the cylindrical hinges R. Each of the four movable rod supports SRR is equipped with a drive translational kinematic pair P in the form of a movable hydraulic cylinder 9 with a piston with a rod 10 located in it.

На фиг. 3 представлен вариант выполнения пространственного манипулятора относительного манипулирования с четырьмя степенями свободы, в котором многоподвижное вращательное соединение спаренных подвижных платформ U выполнено в виде крестовины 11 с расположенными на ее концах в одной плоскости цилиндрическими шарнирами R со взаимно перпендикулярными осями вращения соединяемых звеньев для подвижного соединения крестовины 11 с двумя круговыми звеньями 12 и 13, а каждая из четырех подвижных стержневых опор SHR снабжена приводной самотормозящейся винтовой кинематической парой Н.FIG. 3 shows an embodiment of a spatial manipulator of relative manipulation with four degrees of freedom, in which a multi-movable rotational connection of paired mobile platforms U is made in the form of a crosspiece 11 with cylindrical hinges R located at its ends in one plane with mutually perpendicular axes of rotation of the connected links for a movable connection of the crosspiece 11 with two circular links 12 and 13, and each of the four movable SHR rod supports is equipped with a self-braking drive helical kinematic pair H.

На фиг. 4 представлен вариант выполнения пространственного манипулятора относительного манипулирования с пятью степенями свободы, в котором спаренные подвижные платформы 2 и 3 взаимосвязаны между собой через сферический шарнир U с двумя степенями свободы и выполнены в виде сочетания треугольного (платформа 2) и четырехугольного (платформа 3) звеньев. Треугольная спаренная платформа 2 взаимосвязана с опорным основанием 1 через две подвижные стержневые опоры SPU, которые соединены с подвижным основанием 1 через сферические шарниры U с двумя степенями свободы и снабжены двумя приводными поступательными парами Р. Четырехугольная спаренная платформа 3 взаимосвязана с опорным основанием 1 через три подвижные стержневые опоры SRR с тремя приводными вращательными кинематическими парами R с параллельными между собой осями вращения цилиндрических шарниров.FIG. 4 shows an embodiment of a spatial manipulator of relative manipulation with five degrees of freedom, in which paired movable platforms 2 and 3 are interconnected through a spherical hinge U with two degrees of freedom and are made in the form of a combination of triangular (platform 2) and quadrangular (platform 3) links. The triangular paired platform 2 is interconnected with the support base 1 through two movable rod supports SPU, which are connected to the movable base 1 through spherical joints U with two degrees of freedom and are equipped with two translational drive pairs P. The quadrangular paired platform 3 is interconnected with the support base 1 through three movable rod supports SRR with three driven rotary kinematic pairs R with parallel axes of rotation of cylindrical joints.

На фиг. 5 представлен вариант выполнения пространственного манипулятора относительного манипулирования с шестью степенями свободы, в котором спаренные подвижные платформы 2 и 3 выполнены в виде сочетания двух четырехугольных звеньев, взаимосвязанных через сферический шарнир S с тремя степенями свободы. Спаренная подвижная платформа 2 взаимосвязана с опорным основанием 1 через три подвижные стержневые опоры SHU, которые соединены с основанием 1 через сферические шарниры U с двумя степенями свободы и снабжены тремя приводными винтовыми кинематическими парами Н. Другая спаренная подвижная платформа 3 взаимосвязана с опорным основанием 1 через три подвижные стержневые опоры SRR с тремя приводными вращательными кинематическими парами R с параллельными между собой осями вращения цилиндрических шарниров.FIG. 5 shows an embodiment of a spatial manipulator of relative manipulation with six degrees of freedom, in which paired movable platforms 2 and 3 are made in the form of a combination of two quadrangular links interconnected through a spherical hinge S with three degrees of freedom. The paired movable platform 2 is interconnected with the support base 1 through three movable rod supports SHU, which are connected to the base 1 through spherical joints U with two degrees of freedom and are equipped with three drive helical kinematic pairs H. Another paired mobile platform 3 is interconnected with the support base 1 after three movable rod supports SRR with three driven rotary kinematic pairs R with parallel axes of rotation of cylindrical joints.

На фиг. 6 представлен вариант выполнения пространственного манипулятора относительного манипулирования с шестью степенями свободы, в котором спаренные подвижные платформы 2 и 3 выполнены в виде сочетания двух четырехугольных звеньев, взаимосвязанных через сферический шарнир S с тремя степенями свободы. Спаренная подвижная платформа 2 взаимосвязана с опорным основанием 1 через три подвижные стержневые опоры SPU, которые соединены с опорным основанием 1 через сферические шарниры U с двумя степенями свободы и снабжены тремя приводными поступательными кинематическими парами Р. Другая спаренная подвижная платформа 3 взаимосвязана с опорным основанием 1 через три подвижные стержневые опоры SPR, которые соединены с опорным основанием 1 через вращательные кинематические пары R с параллельными между собой осями вращения цилиндрических шарниров.FIG. 6 shows an embodiment of a spatial manipulator of relative manipulation with six degrees of freedom, in which paired movable platforms 2 and 3 are made in the form of a combination of two quadrangular links interconnected through a spherical hinge S with three degrees of freedom. The paired mobile platform 2 is interconnected with the support base 1 through three movable rod supports SPU, which are connected to the support base 1 through spherical joints U with two degrees of freedom and are equipped with three driven translational kinematic pairs P. Another paired mobile platform 3 is interconnected with the support base 1 through three movable rod supports SPR, which are connected to the support base 1 through rotary kinematic pairs R with parallel axes of rotation of the cylindrical joints.

На фиг. 7 представлен вариант выполнения пространственного манипулятора относительного манипулирования с тремя степенями свободы, в котором спаренные подвижные платформы 2 и 3 выполнены в виде сочетания двух треугольных звеньев, соединенных между собой через сферический шарнир S с тремя степенями свободы. Спаренная подвижная платформа 2 взаимосвязана с опорным основанием 1 через три подвижные стержневые опоры RR, образующие пространственный трехопорный параллелограмм и выполненные в виде трех двухшарнирных соединительных рычагов 4, 5, 6 одинаковой длины l, равной расстоянию между параллельными осями отверстий цилиндрических шарниров на концах каждого из этих рычагов, а рычаг 6 снабжен приводной вращательной кинематической парой R. Другая спаренная подвижная платформа 3 взаимосвязана с опорным основанием 1 через две подвижные стержневые опоры SRR с двумя приводными вращательными кинематическими парами R, выполненными с параллельными между собой осями вращения цилиндрических шарниров.FIG. 7 shows an embodiment of a spatial manipulator of relative manipulation with three degrees of freedom, in which paired movable platforms 2 and 3 are made in the form of a combination of two triangular links connected to each other through a spherical joint S with three degrees of freedom. The paired mobile platform 2 is interconnected with the support base 1 through three movable rod supports RR, forming a spatial three-support parallelogram and made in the form of three double-articulated connecting levers 4, 5, 6 of the same length l, equal to the distance between the parallel axes of the holes of the cylindrical hinges at the ends of each of these levers, and the lever 6 is equipped with a driven rotary kinematic pair R. Another paired movable platform 3 is interconnected with the support base 1 through two movable rod supports SRR with two driven rotary kinematic pairs R, made with parallel axes of rotation of the cylindrical joints.

На фиг. 8 представлен вариант выполнения пространственного манипулятора относительного манипулирования с тремя степенями свободы, в котором спаренные подвижные платформы 2 и 3 выполнены в виде сочетания двух треугольных звеньев, соединенных между собой через сферический шарнир S с тремя степенями свободы.FIG. 8 shows an embodiment of a spatial manipulator of relative manipulation with three degrees of freedom, in which paired movable platforms 2 and 3 are made in the form of a combination of two triangular links connected to each other through a spherical hinge S with three degrees of freedom.

Спаренная подвижная платформа 2 взаимосвязана с опорным основанием 1 через три подвижные стержневые опоры RR, образующие пространственный трехопорный антипараллелограмм и выполненные в виде трех двухшарнирных соединительных рычагов одинаковой длины l, из которых два рычага 4 и 5 установлены параллельно и соосно между собой, а третий рычаг 6 установлен со скрещиванием с двумя упомянутыми рычагами 4 и 5 и снабжен приводной вращательной кинематической парой R. Другая спаренная подвижная платформа 3 взаимосвязана с опорным основанием 1 через две подвижные стержневые опоры SRR с двумя приводными вращательными кинематическими парами R, выполненными с параллельными между собой осями вращения цилиндрических шарниров.The paired movable platform 2 is interconnected with the support base 1 through three movable rod supports RR, forming a spatial three-support antiparallelogram and made in the form of three double-hinged connecting levers of the same length l, of which two levers 4 and 5 are installed parallel and coaxial with each other, and the third lever 6 installed with crossing with the two mentioned levers 4 and 5 and is equipped with a drive rotary kinematic pair R. hinges.

Работа представленного пространственного манипулятора относительного манипулирования заключается в следующем.The work of the presented spatial relative manipulator is as follows.

Заданное движение приводных кинематических пар (в направлении движения ведущих звеньев, которое указано стрелками на фиг. 1 - фиг. 8) посредством подвижных стержневых опор преобразуется в требуемое перемещение в рабочем пространстве манипулятора каждой из спаренных подвижных платформ 2 и 3 в прямоугольной декартовой системе координат X, Y, Z (вокруг или вдоль этих координат), что приводит к образованию рабочих зон каждой из спаренных платформ 2 и 3. В данном манипуляторе эти рабочие зоны суммируются и образуют расширенное рабочее пространство относительного манипулирования между собой установленных на спаренных платформах 2 и 3 разных объектов (например, в виде детали и обрабатывающего инструмента или в виде двух собираемых между собой на конвейере разных деталей и узлов).The specified movement of the driving kinematic pairs (in the direction of movement of the driving links, which is indicated by the arrows in Fig. 1 - Fig. 8) by means of movable rod supports is converted into the required movement in the working space of the manipulator of each of the paired movable platforms 2 and 3 in a rectangular Cartesian coordinate system X , Y, Z (around or along these coordinates), which leads to the formation of working zones of each of the paired platforms 2 and 3. In this manipulator, these working zones are summed up and form an extended working space of relative manipulation between themselves installed on paired platforms 2 and 3 different objects (for example, in the form of a part and a processing tool or in the form of two different parts and assemblies assembled together on a conveyor).

Достигаемый в предлагаемом пространственном манипуляторе относительного манипулирования положительный эффект заключается в следующем:The positive effect achieved in the proposed spatial manipulator of relative manipulation is as follows:

1. Упрощение конструкции пространственного манипулятора относительного манипулирования за счет применения простых цилиндрических шарниров и их сборки с параллельными между собой осями вращения соединяемых звеньев.1. Simplification of the design of the spatial manipulator of relative manipulation through the use of simple cylindrical hinges and their assembly with parallel axes of rotation of the connected links.

2. Упрощение системы управления указанным манипулированием в рабочем пространстве спаренными подвижными платформами с установленными на них разными рабочими органами за счет раздельной управляемой кинематики этих платформ.2. Simplification of the control system for the specified manipulation in the working space by paired mobile platforms with different working bodies installed on them due to the separate controlled kinematics of these platforms.

3. Расширение рабочего пространства относительного манипулирования между собой двух разных объектов на выходе манипулятора за счет суммирования отдельных рабочих пространств каждой из спаренных платформ, которые включают разные требуемые виды движений рабочих органов:3. Expansion of the working space of relative manipulation between two different objects at the output of the manipulator due to the summation of the individual working spaces of each of the paired platforms, which include different required types of movements of the working bodies:

а) раздельное вращение вокруг параллельных осей;a) separate rotation around parallel axes;

б) прямолинейное поступательное перемещение вдоль осей X, Y, Z;b) rectilinear translational movement along the X, Y, Z axes;

в) плоскопараллельное криволинейное поступательное перемещение объектов с сохранением их заданной (горизонтальной, вертикальной или угловой) ориентации во всем рабочем пространстве манипулятора.c) plane-parallel curvilinear translational movement of objects while maintaining their specified (horizontal, vertical or angular) orientation in the entire working space of the manipulator.

Claims (10)

1. Пространственный манипулятор относительного манипулирования, содержащий опорное основание и установленное на нем подвижное исполнительное устройство, отличающийся тем, что подвижное исполнительное устройство выполнено в виде двух спаренных между собой подвижных платформ, взаимосвязанных через многоподвижное вращательное соединение и соединенных с опорным основанием посредством подвижных стержневых опор, присоединяемых к спаренным подвижным платформам через сферические шарниры с тремя степенями свободы.1. A spatial manipulator of relative manipulation, containing a support base and a movable actuator installed on it, characterized in that the movable actuator is made in the form of two paired movable platforms interconnected through a multi-movable rotary joint and connected to the support base by means of movable rod supports, connected to paired movable platforms through spherical hinges with three degrees of freedom. 2. Пространственный манипулятор относительного манипулирования по п. 1, отличающийся тем, что спаренные подвижные платформы выполнены в виде сочетания двух треугольных звеньев и взаимосвязаны с опорным основанием посредством четырех подвижных стержневых опор, многоподвижное вращательное соединение спаренных подвижных платформ выполнено в виде сферического шарнира с двумя степенями свободы, подвижные стержневые опоры выполнены в виде двухшарнирных соединительных рычагов, которые подвижно соединены между собой, а также с опорным основанием через цилиндрические шарниры с параллельными между собой осями вращения соединяемых звеньев и снабжены приводными вращательными кинематическими парами для образования пространственного манипулятора с четырьмя степенями свободы.2. A spatial manipulator of relative manipulation according to claim 1, characterized in that the paired movable platforms are made in the form of a combination of two triangular links and are interconnected with the support base by means of four movable rod supports, the multi-movable rotational connection of the paired movable platforms is made in the form of a spherical hinge with two degrees freedom, movable rod supports are made in the form of double-hinged connecting levers, which are movably connected to each other, as well as to the support base through cylindrical hinges with parallel axes of rotation of the connected links and equipped with drive rotary kinematic pairs to form a spatial manipulator with four degrees of freedom. 3. Пространственный манипулятор относительного манипулирования по п. 1, отличающийся тем, что многоподвижное вращательное соединение спаренных подвижных платформ выполнено в виде двух двухшарнирных соединительных рычагов, выполненных со взаимно перпендикулярным расположением на каждом из них осей цилиндрических шарниров, а каждая из подвижных стержневых опор снабжена приводной поступательной кинематической парой в виде подвижного гидроцилиндра с расположенным в нем поршнем со штоком.3. A spatial manipulator of relative manipulation according to claim 1, characterized in that the multi-movable rotary connection of paired movable platforms is made in the form of two double-hinged connecting levers made with a mutually perpendicular arrangement on each of them of the axes of cylindrical hinges, and each of the movable rod supports is equipped with a drive a translational kinematic pair in the form of a movable hydraulic cylinder with a piston with a rod located in it. 4. Пространственный манипулятор относительного манипулирования по п. 1, отличающийся тем, что многоподвижное вращательное соединение спаренных подвижных платформ выполнено в виде крестовины с расположенными на ее концах в одной плоскости цилиндрическими шарнирами со взаимно перпендикулярными осями вращения соединяемых звеньев для подвижного соединения крестовины с двумя круговыми звеньями, сблокированными со спаренными подвижными платформами, а каждая из подвижных стержневых опор снабжена приводной самотормозящейся винтовой кинематической парой.4. A spatial manipulator of relative manipulation according to claim 1, characterized in that the multi-movable rotational connection of paired movable platforms is made in the form of a cross with cylindrical hinges located at its ends in one plane with mutually perpendicular axes of rotation of the connected links for a movable connection of the cross with two circular links , interlocked with paired movable platforms, and each of the movable rod supports is equipped with a driving self-braking helical kinematic pair. 5. Пространственный манипулятор относительного манипулирования по п. 1, отличающийся тем, что спаренные подвижные платформы выполнены в виде сочетания треугольного и четырехугольного звеньев, многоподвижное вращательное соединение которых выполнено в виде сферического шарнира с двумя степенями свободы, треугольная спаренная платформа взаимосвязана с опорным основанием через две подвижные стержневые опоры, которые соединены с последним через сферические шарниры с двумя степенями свободы и снабжены двумя приводными поступательными парами, а четырехугольная спаренная платформа взаимосвязана с опорным основанием через три подвижные стержневые опоры с тремя приводными вращательными кинематическими парами с параллельными между собой осями вращения цилиндрических шарниров для образования пространственного манипулятора с пятью степенями свободы.5. A spatial manipulator of relative manipulation according to claim 1, characterized in that the paired movable platforms are made in the form of a combination of triangular and quadrangular links, the multi-movable rotary connection of which is made in the form of a spherical hinge with two degrees of freedom, the triangular paired platform is interconnected with the support base through two movable rod supports, which are connected to the latter through spherical hinges with two degrees of freedom and equipped with two drive translational pairs, and a quadrangular paired platform is interconnected with the support base through three movable rod supports with three driven rotary kinematic pairs with parallel axes of rotation of cylindrical hinges for formation of a spatial manipulator with five degrees of freedom. 6. Пространственный манипулятор относительного манипулирования по п. 1, отличающийся тем, что спаренные подвижные платформы выполнены в виде сочетания двух четырехугольных звеньев, многоподвижное вращательное соединение которых выполнено в виде сферического шарнира с тремя степенями свободы, одна из спаренных подвижных платформ взаимосвязана с опорным основанием через три подвижные стержневые опоры, которые соединены с последним через сферические шарниры с двумя степенями свободы и снабжены тремя приводными винтовыми кинематическими парами, а другая спаренная подвижная платформа взаимосвязана с опорным основанием через три подвижные стержневые опоры с тремя приводными вращательными кинематическими парами с параллельными между собой осями вращения цилиндрических шарниров для образования пространственного манипулятора с шестью степенями свободы.6. The spatial manipulator of relative manipulation according to claim 1, characterized in that the paired movable platforms are made in the form of a combination of two quadrangular links, the multi-movable rotary connection of which is made in the form of a spherical hinge with three degrees of freedom, one of the paired movable platforms is interconnected with the support base through three movable rod supports, which are connected to the latter through spherical hinges with two degrees of freedom and are equipped with three drive helical kinematic pairs, and the other paired mobile platform is interconnected with the support base through three movable rod supports with three driven rotary kinematic pairs with parallel axes of rotation cylindrical hinges to form a spatial manipulator with six degrees of freedom. 7. Пространственный манипулятор относительного манипулирования по п. 1, отличающийся тем, что спаренные подвижные платформы выполнены в виде сочетания двух четырехугольных звеньев, соединенных между собой через сферический шарнир с тремя степенями свободы, одна из спаренных подвижных платформ взаимосвязана с опорным основанием через три подвижные стержневые опоры, которые соединены с последним через сферические шарниры с двумя степенями свободы, а другая спаренная подвижная платформа соединена с опорным основанием через цилиндрические шарниры с параллельными между собой осями вращения для образования пространственного манипулятора с шестью степенями свободы, содержащего шесть приводных кинематических пар.7. A spatial manipulator of relative manipulation according to claim 1, characterized in that the paired movable platforms are made in the form of a combination of two quadrangular links connected to each other through a spherical hinge with three degrees of freedom, one of the paired movable platforms is interconnected with the support base through three movable rod supports, which are connected to the latter through spherical hinges with two degrees of freedom, and the other paired movable platform is connected to the support base through cylindrical hinges with parallel axes of rotation to form a spatial manipulator with six degrees of freedom, containing six drive kinematic pairs. 8. Пространственный манипулятор относительного манипулирования по п. 1, отличающийся тем, что спаренные подвижные платформы выполнены в виде сочетания двух треугольных звеньев, соединенных между собой через сферический шарнир с тремя степенями свободы, одна из спаренных подвижных платформ кинематически связана с опорным основанием через три двухшарнирных соединительных рычага, выполненных с одинаковым расстоянием между параллельными осями расположенных на концах каждого из упомянутых рычагов цилиндрических шарниров, а другая спаренная подвижная платформа взаимосвязана с опорным основанием через две подвижные стержневые опоры, каждая из которых составлен из двух двухшарнирных соединительных рычагов для образования пространственного манипулятора с тремя степенями свободы, содержащего три приводные кинематические пары.8. A spatial manipulator of relative manipulation according to claim 1, characterized in that the paired movable platforms are made in the form of a combination of two triangular links connected to each other through a spherical hinge with three degrees of freedom, one of the paired movable platforms is kinematically connected to the support base through three double-hinged connecting levers made with the same distance between parallel axes located at the ends of each of the said levers of cylindrical hinges, and the other paired movable platform is interconnected with the support base through two movable rod supports, each of which is composed of two double-articulated connecting levers to form a spatial manipulator with three degrees of freedom, containing three driving kinematic pairs. 9. Пространственный манипулятор относительного манипулирования по п. 1, отличающийся тем, что взаимосвязь одной из спаренных подвижных платформ с опорным основанием выполнена в виде пространственного трехопорного шарнирного параллелограмма, содержащего три подвижные стержневые опоры, выполненные в виде трех двухшарнирных соединительных рычагов одинаковой длины, равной расстоянию между параллельными осями отверстий цилиндрических шарниров на концах каждого из упомянутых рычагов, один из которых снабжен приводной вращательной кинематической парой.9. The spatial manipulator of relative manipulation according to claim 1, characterized in that the interconnection of one of the paired movable platforms with the support base is made in the form of a spatial three-bearing articulated parallelogram containing three movable rod supports made in the form of three double-articulated connecting levers of the same length equal to the distance between the parallel axes of the holes of the cylindrical hinges at the ends of each of the said levers, one of which is equipped with a driving rotary kinematic pair. 10. Пространственный манипулятор относительного манипулирования по п. 1, отличающийся тем, что взаимосвязь одной из спаренных подвижных платформ с опорным основанием выполнена в виде пространственного трехопорного шарнирного антипараллелограмма, содержащего три подвижные стержневые опоры, выполненные в виде трех двухшарнирных соединительных рычагов одинаковой длины, из которых два рычага установлены параллельно и соосно между собой, а третий рычаг установлен со скрещиванием с двумя упомянутыми рычагами и снабжен приводной вращательной кинематической парой.10. The spatial manipulator of relative manipulation according to claim 1, characterized in that the interconnection of one of the paired movable platforms with the support base is made in the form of a spatial three-bearing articulated antiparallelogram containing three movable rod supports made in the form of three double-articulated connecting levers of the same length, of which two levers are installed parallel and coaxially with each other, and the third lever is installed crosswise with the two mentioned levers and is equipped with a drive rotary kinematic pair.
RU2021104629A 2021-02-24 2021-02-24 Spatial relative manipulator RU2758374C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104629A RU2758374C1 (en) 2021-02-24 2021-02-24 Spatial relative manipulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104629A RU2758374C1 (en) 2021-02-24 2021-02-24 Spatial relative manipulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758374C1 true RU2758374C1 (en) 2021-10-28

Family

ID=78466458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021104629A RU2758374C1 (en) 2021-02-24 2021-02-24 Spatial relative manipulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758374C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804502C1 (en) * 2023-02-20 2023-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Spatial mechanism of relative manipulation with two- and four-move modules of parallel structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4628765A (en) * 1985-02-27 1986-12-16 Rensselaer Polytechnic Institute Spherical robotic wrist joint
US6729202B2 (en) * 2001-05-31 2004-05-04 UNIVERSITé LAVAL Cartesian parallel manipulators
RU160607U1 (en) * 2015-10-21 2016-03-27 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR
RU2729690C1 (en) * 2019-11-19 2020-08-11 Владимир Иванович Пожбелко Hinged clamping device
RU2730345C1 (en) * 2020-01-23 2020-08-21 Владимир Иванович Пожбелко Spherical v-manipulator
RU202579U1 (en) * 2020-11-17 2021-02-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4628765A (en) * 1985-02-27 1986-12-16 Rensselaer Polytechnic Institute Spherical robotic wrist joint
US6729202B2 (en) * 2001-05-31 2004-05-04 UNIVERSITé LAVAL Cartesian parallel manipulators
RU160607U1 (en) * 2015-10-21 2016-03-27 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR
RU2729690C1 (en) * 2019-11-19 2020-08-11 Владимир Иванович Пожбелко Hinged clamping device
RU2730345C1 (en) * 2020-01-23 2020-08-21 Владимир Иванович Пожбелко Spherical v-manipulator
RU202579U1 (en) * 2020-11-17 2021-02-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
А.И.СМЕЛЯГИН, Структура машин, механизмов и конструкций, Учебное пособие, ИНФРА-М, Москва, 2019, стр.154, рис.2.74. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804502C1 (en) * 2023-02-20 2023-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Spatial mechanism of relative manipulation with two- and four-move modules of parallel structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2722165C1 (en) Spatial platform vip-manipulator
CN109048987B (en) Parallel flexible wrist mechanism
NZ565070A (en) High-speed parallel robot with four degrees of freedom
CN110815184B (en) Four-freedom-degree high-speed parallel robot mechanism
RU163897U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM
RU2758374C1 (en) Spatial relative manipulator
RU2730345C1 (en) Spherical v-manipulator
CN111515925B (en) Multi-motion-mode parallel robot mechanism with motion bifurcation closed chain
RU2765030C1 (en) Folding joint manipulator
RU2758391C1 (en) Relative manipulation platform
RU2651781C1 (en) Industrial purpose tripod manipulator
RU179567U1 (en) SPATIAL MECHANISM WITH A CIRCULAR GUIDE
RU154785U1 (en) SPATIAL MECHANISM
RU186575U1 (en) SPATIAL MECHANISM
RU2720270C1 (en) Folding mechanism with six degrees of freedom
Babu et al. Simulation and singularity analysis of 3-PRS parallel manipulator
RU2776578C1 (en) Symmetrical platform manipulator with three degrees of freedom
RU2758607C1 (en) Platform manipulator
RU2753064C1 (en) Pivot mechanism
CN210081729U (en) Three-translation grabbing robot mechanism with synchronous belt transmission structure
RU2781602C1 (en) Spatially flat platform spherical manipulator
RU2751782C1 (en) Hinged platform manipulator
RU2774278C1 (en) Spherical platform folding arm
RU2758392C1 (en) Spatial g-robot
RU2773552C1 (en) Parallel structure mechanism with six degrees of freedom