RU2758392C1 - Пространственный g-робот - Google Patents

Пространственный g-робот Download PDF

Info

Publication number
RU2758392C1
RU2758392C1 RU2021106989A RU2021106989A RU2758392C1 RU 2758392 C1 RU2758392 C1 RU 2758392C1 RU 2021106989 A RU2021106989 A RU 2021106989A RU 2021106989 A RU2021106989 A RU 2021106989A RU 2758392 C1 RU2758392 C1 RU 2758392C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
robot
link
spatial
manipulators
movable
Prior art date
Application number
RU2021106989A
Other languages
English (en)
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 RU2021106989A priority Critical patent/RU2758392C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2758392C1 publication Critical patent/RU2758392C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к машиностроению, в частности к робототехнике, и может быть использовано для выполнения групповых технологических операций несколькими разными рабочими органами. Робот содержит подвижное исполнительное устройство привода выходного звена с рабочим органом, выполненное в виде двух раздельно приводимых и взаимодействующих между собой манипуляторов, установленных на общем опорном основании посредством двух поворотных платформ. Один манипулятор выполнен в виде установленного на одной из платформ четырехзвенного плоского шарнирного механизма с перпендикулярно установленными на его подвижных звеньях параллелограммными шарнирными механизмами. Другой манипулятор выполнен в виде сблокированного с другой поворотной платформой восьмизвенного плоского шарнирного механизма. Звенья механизма образуют два пятисторонних замкнутых контура с одной общей стороной и соединены между собой посредством цилиндрических шарниров с параллельными осями вращения. В результате обеспечивается упрощение конструкции робота и увеличение его рабочего пространства. 5 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению, и в частности к робототехнике, и может быть использовано для выполнения групповых технологических операций несколькими разными рабочими органами в автоматических линиях, сборочных конвейерах, многопозиционных обрабатывающих центрах и в медицине.
Известен пространственный робот, содержащий подвижное исполнительное устройство привода выходного звена с рабочим органом, кинематически связанное с опорным основанием посредством шести раздвижных опорных ног и двенадцати сложных сферических шарниров с приводом от шести гидроцилиндров (книга Вульфсон И.И. и др. «Механика машин», Москва: Высшая школа, 1996, с. 28, рис. 1.20, схема «Платформа Стюарта») - аналог.
Недостатками известного пространственного робота являются сложная конструкция и низкая функциональность применения робота, выполняемого с выходным звеном одного рабочего органа.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту является пространственный робот, содержащий подвижное исполнительное устройство привода выходного звена с рабочим органом, выполненное в виде пространственного рычажного механизма перемещения подвижной платформы с одним рабочим органом и передачей движения через сферические и цилиндрические шарниры от трех кинематических связанных между собой приводных двигателей - для образования пространственного робота с тремя степенями свободы (схема пространственного робота-манипулятора в статье Мирзаев Р.А., Смирнов Н.А. «Исследование кинематики манипулятора параллельной структуры (дельта-механизм)» / Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета, 2021, Вып. 4. с. 46-50, рис. 1) - прототип.
Недостатками указанного пространственного робота являются сложность конструкции со сферическими шарнирами, в которой низкая функциональность привода только одного рабочего органа ограничивает его применение в групповых технологических операциях с различными рабочими органами и сужает рабочее пространство данного робота из-за малого числа степеней его свободы W=3 (рис. 4 в той же статье, 2021, Вып. 4).
В основу изобретения положена техническая задача, заключается в упрощении конструкции, увеличении функциональности робота и его рабочего пространства с приводом посредством простых цилиндрических шарниров устройства нескольких рабочих органов с увеличенным числом степеней свободы при выполнении различных технологических операций.
Получение технического результата достигается за счет того, что пространственный G-робот содержит подвижное исполнительное устройство, выполненное в виде двух раздельно приводимых и взаимодействующих между собой манипуляторов, установленных на общем опорном основании посредством двух поворотных платформ с перпендикулярными между собой осями вращения и выполненных с цилиндрическими шарнирами на основе одноподвижных вращательных кинематических пар.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5.
На фиг. 1 изображен общий вид пространственного G-робота, содержащего подвижное исполнительное устройство, выполненное в виде двух раздельно приводимых и взаимодействующих между собой манипуляторов, установленных на общем опорном основании 1 посредством двух поворотных платформ 2 и 3 с перпендикулярными между собой осями О1 и О2 вращения этих поворотных платформ.
Один из упомянутых манипуляторов установлен на поворотной платформе 2 и выполнен в виде четырехзвенного плоского шарнирного механизма 4 с перпендикулярно установленными на его подвижных звеньях 5, 6 и 7 параллелограммными шарнирными механизмами 8, 9 и 10, шатуны которых сблокированы с рабочими органами 11, 12, 13, 14, 15 и 16. Другой из упомянутых манипуляторов установлен на поворотной платформе 3 и выполнен в виде восьмизвенного плоского шарнирного механизма, звенья которого 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 и 24 образуют два пятисторонних замкнутых контура ABCDE и EDFPQ с одной общей стороной ED и соединены между собой посредством цилиндрических шарниров А, В, C, D, E, F, P и Q с параллельными осями вращения, где на шатунах 19 и 20 установлены рабочие органы 25 и 26. Представленный (на фиг. 1) G-робот имеет W=9 степеней свободы, где приводные вращательные кинематические пары обозначены круговыми стрелками.
На фиг. 2 представлен вариант выполнения пространственного G-робота, в котором один из манипуляторов выполнен в виде четырехзвенного антипараллелограммного механизма 4, кинематически связанного с поворотной платформой 2 посредством четырехзвенного параллелограммного механизма 5 и содержит разные рабочие органы 6, 7, 8 и 9, а другой из манипуляторов установлен на другой поворотной платформе 3 и выполнен в виде пятизвенного плоского шарнирного механизма 10, шатуны которого сблокированы с взаимодействующими между собой рабочими органами 11 и 12, например, для захвата и пространственного ориентирования обрабатываемого изделия 13.
Представленный на фиг. 2 пространственный G-робот имеет W=6 степеней свободы и содержит установленные на шатунах механизмов 4, 5 и 6 рабочие органы 7, 8, 10, 11.
На фиг. 3 представлен вариант выполнения пространственного G-робота, в котором один из манипуляторов выполнен в виде установленного на одной из поворотных платформ 2 пятизвенного сферического шарнирного механизма 4 с пересечением в одной точке М внутри пятизвенника ABCDE осей всех цилиндрических шарниров. Другой из манипуляторов выполнен в виде последовательно установленных между собой на другой поворотной платформе 3 трех параллелограммных механизмов, два из которых 5 и 6 выполнены с параллельными между собой осями цилиндрических шарниров, а третий параллелограммный механизм 7 выполнен с перпендикулярным относительно первых двух механизмов 5 и 6 расположением осей цилиндрических шарниров. Представленная на фиг. 3 схема G-робота имеет W=7 степеней свободы и содержит установленные на шатунах механизмов 4, 6 и 7 рабочие органы 8, 9, 10 и 11, взаимодействующие между собой при выполнении групповых операций.
На фиг. 4 представлен вариант выполнения пространственного G-робота, в котором один из манипуляторов выполнен в виде установленного на одной из поворотных платформ 2 сборки двух четырехзвенных плоских механизмов в виде кривошипно-коромыслового 4 и параллелограммного 5 устройств, сблокированных между собой со взаимно-перпендикулярным расположением осей их цилиндрических шарниров. Другой из манипуляторов выполнен в виде сблокированного с другой поворотной платформой 3 шестизвенного плоского рычажного механизма 6 с установленным на его поворотной прямолинейной направляющей 7 ползуном 8 рабочего органа 9. Представленная на фиг. 4 схема G-робота имеет W=5 степеней свободы и содержит 3 рабочих органа 9, 10 и 11 для различных операций.
На фиг. 5 представлен вариант выполнения пространственного G-робота, в котором один из манипуляторов выполнен в виде установленного на одной из поворотных платформ 2 шестизвенного плоского шарнирного механизма 4 с двумя трехшарнирными звеньями 5 и 6, из которых трехшарнирное звено 5 закреплено на поворотной платформе 2, а другое трехшарнирное звено 6 сблокировано с четырехзвенным плоским шарнирным параллелограммом 7, оси вращения цилиндрических шарниров которого установлены параллельно оси вращения O1 данной поворотной платформы 2. Другой из манипуляторов в данном варианте G-робота выполнен в виде пятизвенного плоского шарнирного механизма 8, кинематически связанного с другой поворотной платформой 3 посредством четырехзвенного пространственного механизма 9 с двумя парами противоположно расположенных шарниров, из которых одна пара шарниров A и В выполнена с параллельными между собой осями вращения, а другая ара шарниров С и D выполнена соосными между собой. Представленная на фиг. 5 схема G-робота имеет W=8 степеней свободы и содержит пять рабочих органов 10, 11, 12, 13 и 14, взаимодействующих между собой при выполнении групповых технологических операций.
Работа представленного пространственного G-робота заключается в следующем.
Заданное в обоих манипуляторах устройства G-робота движение ведущих звеньев (число которых равно величине W и указано на фиг. 1-5 круговыми стрелками) преобразуется в требуемое пространственное движение установленных в обоих манипуляторах разных рабочих органов, взаимодействующих между собой при выполнении групповых технологических операцией.
Достигаемый в предлагаемом пространственном G-роботе положительный эффект заключается в упрощении конструкции, в также в расширении функциональности и рабочего пространства за счет увеличения до W=9 числа его управляемых степеней свободы и суммирования рабочих зон всех приводимых рабочих органов при выполнении ими в расширенном рабочем пространстве групповых технологических операций.

Claims (1)

  1. Пространственный робот, преимущественно для групповых технологических операций, содержащий подвижное исполнительное устройство привода выходного звена с рабочим органом, отличающийся тем, что подвижное исполнительное устройство выполнено в виде двух раздельно приводимых и взаимодействующих между собой манипуляторов, установленных на общем опорном основании посредством двух поворотных платформ с перпендикулярными между собой осями вращения и выполненных с цилиндрическими шарнирами на основе одноподвижных вращательных кинематических пар, при этом один из манипуляторов выполнен в виде установленного на одной из поворотных платформ четырехзвенного плоского шарнирного механизма с перпендикулярно установленными на его подвижных звеньях параллелограммными шарнирными механизмами, а другой манипулятор выполнен в виде сблокированного с другой поворотной платформой восьмизвенного плоского шарнирного механизма, звенья которого образуют два пятисторонних замкнутых контура с одной общей стороной и соединены между собой посредством цилиндрических шарниров с параллельными осями вращения с образованием пространственного робота с девятью степенями свободы.
RU2021106989A 2021-03-16 2021-03-16 Пространственный g-робот RU2758392C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106989A RU2758392C1 (ru) 2021-03-16 2021-03-16 Пространственный g-робот

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106989A RU2758392C1 (ru) 2021-03-16 2021-03-16 Пространственный g-робот

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758392C1 true RU2758392C1 (ru) 2021-10-28

Family

ID=78466474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021106989A RU2758392C1 (ru) 2021-03-16 2021-03-16 Пространственный g-робот

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758392C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2063329C1 (ru) * 1993-06-01 1996-07-10 Институт машиноведения им.А.А.Благонравова РАН Робототехническая технологическая установка
RU2202465C2 (ru) * 2001-05-28 2003-04-20 Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН Устройство для механической обработки изделий сложной пространственной формы
RU2377116C1 (ru) * 2008-04-28 2009-12-27 Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Устройство для механической обработки изделий сложной пространственной формы
US20110000082A1 (en) * 2008-09-24 2011-01-06 Mitsubishiki Heavy Industries, Ltd. Work line module and work facility
RU2475347C1 (ru) * 2011-08-23 2013-02-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Ран Устройство для механической обработки изделий сложной пространственной формы

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2063329C1 (ru) * 1993-06-01 1996-07-10 Институт машиноведения им.А.А.Благонравова РАН Робототехническая технологическая установка
RU2202465C2 (ru) * 2001-05-28 2003-04-20 Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН Устройство для механической обработки изделий сложной пространственной формы
RU2377116C1 (ru) * 2008-04-28 2009-12-27 Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Устройство для механической обработки изделий сложной пространственной формы
US20110000082A1 (en) * 2008-09-24 2011-01-06 Mitsubishiki Heavy Industries, Ltd. Work line module and work facility
RU2475347C1 (ru) * 2011-08-23 2013-02-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Ран Устройство для механической обработки изделий сложной пространственной формы

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107081760B (zh) 一种基于平动并联机构的六自由度机械臂
RU2400351C2 (ru) Высокоскоростной робот параллельной кинематики с четырьмя степенями подвижности
CN106737600B (zh) 一种含有滚珠丝杠动平台的七自由度搬运机器人
CN108274486B (zh) 一种模块化的机器人末端执行器及其重构方法与抓取方法
RU202579U1 (ru) Пространственный механизм с шестью степенями свободы
CN108818577B (zh) 摆杆滑槽直线平行夹持自适应机器人手指装置
RU2730345C1 (ru) Сферический v-манипулятор
CN110815184B (zh) 一种四自由度高速并联机器人机构
CN109079761B (zh) 一种含闭环支链的两转一移的并联机器人
RU2758392C1 (ru) Пространственный g-робот
NL2020044B1 (en) A planar multi-joint robot arm system
RU2737249C1 (ru) Платформенный механизм
CN109848969B (zh) 一种用于虚轴机床和机器人的解耦三转动自由度并联机构
RU2667236C1 (ru) Пространственный механизм с круговым рычажным основанием
CN113829332B (zh) 一种具有三移动和一转动的四自度并联机器人机构
RU2760516C1 (ru) Ковочный манипулятор
RU2753217C1 (ru) Параллельный манипулятор с тремя степенями свободы
RU2674357C1 (ru) Пространственный механизм для микропозиционирования
RU2781602C1 (ru) Пространственно-плоский платформенный сферический манипулятор
CN106695766B (zh) 一种基于抓取并联机构的六自由度并联装置
RU2758607C1 (ru) Платформенный манипулятор
RU207790U1 (ru) Пространственный механизм с шестью степенями свободы
RU2751781C1 (ru) Платформенный стыковочный манипулятор
SU1445945A1 (ru) Модуль манипул тора
RU2753064C1 (ru) Шарнирный механизм