RU2804700C1 - Складывающийся многорукий робот-манипулятор - Google Patents

Складывающийся многорукий робот-манипулятор Download PDF

Info

Publication number
RU2804700C1
RU2804700C1 RU2023104762A RU2023104762A RU2804700C1 RU 2804700 C1 RU2804700 C1 RU 2804700C1 RU 2023104762 A RU2023104762 A RU 2023104762A RU 2023104762 A RU2023104762 A RU 2023104762A RU 2804700 C1 RU2804700 C1 RU 2804700C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
robot manipulator
folding multi
drive
armed robot
Prior art date
Application number
RU2023104762A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Иванович Пожбелко
Original Assignee
Владимир Иванович Пожбелко
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Иванович Пожбелко filed Critical Владимир Иванович Пожбелко
Application granted granted Critical
Publication of RU2804700C1 publication Critical patent/RU2804700C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к машиностроению, в частности к приводным рычажным механизмам роботов-манипуляторов для автоматических линий и многооперационных технологических процессов с разными рабочими органами. Складывающийся многорукий робот-манипулятор содержит опорное основание и установленное на нем преобразующее устройством, которое выполнено в виде собираемых между собой в замкнутую многоконтурную кинематическую цепь по горизонтали вдоль оси X и по вертикали вдоль оси Y подвижных шарнирных четырехзвенников, соединенных между собой через двойные цилиндрические шарниры с параллельными осями вращения. Обеспечивается упрощение конструкции устройства и его компактность, расширение эксплуатационных характеристик и упрощение управления. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к приводным рычажным механизмам роботов-манипуляторов для автоматических линий и многооперационных технологических процессов с разными групповыми рабочими органами.
Известен пространственный робот-манипулятор в виде платформы Стюарта, содержащий шарнирно-рычажных механизм перемещения подвижной платформы с одним рабочим органом, которая кинематически связана с основанием через 6 сложных сферических шарниров и требует привода сразу от 6 двигателей (книга Вульфсон И.И. и др. «Механика машин» - Москва: Высшая школа, 1996, с. 28, рис. 1.20) - аналог.
Недостатками известного робота-манипулятора являются сложность конструкции, большие пространственные габариты и вес, возможность привода только одного рабочего органа одновременно от 6 двигателей.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является робот-манипулятор, содержащий опорное основание и приводное преобразующее устройство в виде замкнутый кинематической цепи, содержащей 12 сложных сферических шарниров для привода от 6 двигателей выходного звена с одним рабочим органом (учебное пособие Смелягин А.И. «Структура механизмов, машин и конструкций» - Москва: изд-во ИНФА-М, 2019, с. 152, схема на рис. 2.74).
Недостатками указанного механизма привода робота-манипулятора является сложность конструкции, большие пространственные габариты и вес, сложная система управления одновременно 6 приводными двигателями и низкая эксплуатационная эффективность привода от них только одного рабочего органа.
В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в упрощении конструкции; снижении габаритов и обеспечении ее компактности по оси «x» и по оси «у»; повышении эксплуатационной эффективности и упрощении системы управления за счет привода от одного двигателя одновременно нескольких разных рабочих органов с обеспечением их движения по разным прямолинейным и криволинейным траекториям.
Получение технического результата достигается за счет того, что установленное на опорном основании преобразующее устройство выполнено в виде собираемых между собой в замкнутую многоконтурную кинематическую цепь по горизонтали вдоль оси «ж» и по вертикали вдоль оси «у» подвижных шарнирных четырехзвенников, соединенных между собой двойные цилиндрические шарниры с параллельными осями вращения.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 изображен общий вид складывающегося многорукого робота-манипулятора, содержащего опорное основание в виде стойки 1 и установленное на нем приводное преобразующее устройство для преобразования движения входного звена в движении разных рабочих органов 2, 3, 4, 5 и 6, например, в виде схватов. Преобразующее устройство выполнено в виде собираемых между собой в замкнутую многоконтурную кинематическую цепь по горизонтали вдоль оси «x» и по вертикали вдоль оси «y» подвижных шарнирных четырехзвенников O1O2AE, O1O3BF, O3O4CG и O4O5DH (сборка по горизонтали); O1AO6B, O6PM1Q, O1EM2F, O4CN1D и O4GN2H (сборка по вертикали), соединенных между собой через двойные цилиндрические шарниры с параллельными осями вращения А, В, С, D, Е, F, G, Н, O1, O2. Смежные стороны вышеуказанных шарнирных четырехзвенников расположены симметрично относительно оси Х (для четырехзвенников, собираемых по горизонтали вдоль оси Х) и/или расположены симметрично относительно оси Y (для четырехзвенников, собираемых по вертикали вдоль оси Y).
Привод преобразующего устройства выполнен в виде установленного на стойке 1 приводного ползуна 7, шарнирно соединенного через двойной цилиндрический шарнир O2 с двумя смежными звеньями O2A и O2E, симметрично расположенными относительно стойки 1.
Рабочий орган 2 перемещается точно по прямой оси Yс одной стороны к оси O1.
Рабочий орган 3 перемещается точно по прямой оси Y,но с другой стороны к оси O1.
Рабочий орган 4 перемещается по кривой траектории с радиусом кривизны R1.
Рабочий орган 5 перемещается по кривой траектории с радиусом кривизны R2.
Рабочий орган 6 перемещается точно по прямой оси Х и удаляется от оси O1.
На фиг. 2 представлен вариант выполнения складывающегося многорукого робота-манипулятора, в котором привод преобразующего устройства выполнен в виде установленного на стойке 1 ползуна 8 с шарнирно закрепленными на нем через шарниры O7 и O8 и установленными симметрично стойке 1 двумя зацепляющимися между собой приводными зубчатыми колесами 9 и 10 с одинаковым числом зубьев, которые сблокированы с двумя симметрично расположенными относительно стойки 1 звеньями AO7 и EO8 шарнирного четырехзвенника O8EO1AO7.
Рабочий орган 11 выполнен в виде ползуна, подвижно установленного на кулисе 12, расположенной на горизонтальной диагонали шарнирного четырехзвенника O4DO5H, и дополнен рабочим гидроцилиндром, поршень 13 которого сблокирован с кулисой 12. Стойка 1 установлена на поворотную платформу 14, выполненную с возможностью шагового углового поворота от отдельного вращательного двигателя.
Работа представленного складывающегося многорукого робота-манипулятора заключается в следующем.
Перемещение приводного ползуна 7 (или поворот приводных зубчатых колес 9 и 10) в одну сторону приводит к показанному на фиг. 1 растяжению всех шарнирных четырехзвенников вдоль оси Х и их сжатию вдоль оси Y (т.е. к уменьшению габаритов преобразующего устройства вдоль оси Y). Соответственно перемещение приводного ползуна 7 (или поворот приводных зубчатых колес 9 и 10) наоборот в другую сторону приводит, к показанному на фиг. 2, сжатию всех шарнирных четырехзвенников вдоль оси Х и их растяжению вдоль оси Y (т.е. к уменьшению габаритов преобразующего устройства и его складыванию по оси Х).
Работоспособность и представленные на фиг. 1 и фиг. 2 траектории движения всех рабочих органов 2, 3, 4, 5, 6 и 11 подтверждены экспериментально на действующем макете предлагаемого складывающегося многорукого робота-манипулятора.
В результате показанных на фиг. 1 и фиг. 2 геометрических преобразований сжатия и растяжения всех шарнирных четырехзвенников с приводом всего от одного двигателя происходит следующее различное перемещение всех 5 рабочих органов (установленное экспериментально на действующем макете):
1) рабочий орган 2 перемещается точно по прямой оси Y в одну сторону от оси O1 (проходящей через шарнир O1 стойки 1); т.е. приближается к оси O1;
2) рабочий орган 3 перемещается точно по прямой оси Y и движется навстречу рабочему органу 2 (но с другой стороны от оси O1);
3) рабочие органы 4 и 5 перемещаются по разным кривым с различными между собой радиусами кривизы R1 и R2;
4) рабочий орган 6 (фиг. 1) перемещается точно по прямой оси Х, проходящей через шарнир O1 стойки 1 (т.е. удаляется от оси O2);
5) рабочий орган 11 (фиг. 2) перемещается точно по прямой оси Х и приближается к оси O1.
Установка опорного основания в виде стойки 1 на поворотную платформу 14 расширяет рабочую зону перемещений всех рабочих органов данного робота-манипулятора.
Достигаемый в предлагаемом складывающемся многоруком роботе-манипуляторе положительный технический эффект заключается в следующем:
1. Упрощение конструкции преобразующего устройства в сочетании с возможностью его складывания и раскладывания без разборки замкнутой кинематической цепи (достигается за счет ее выполнения с установленными на горизонтали и вертикали шарнирными четырехзвенниками с цилиндрическими шарнирами, имеющими параллельные оси вращения).
2. Повышение эксплуатационной эффективности и упрощение системы управления за счет привода от одного двигателя одновременно нескольких рабочих органов с обеспечением их движения по разным прямолинейным и криволинейным траекториям.
3. Компактность робота-манипулятора в нерабочем положении, избирательно достигаемая по оси Х (фиг. 2) или по оси Y (фиг. 1).

Claims (6)

1. Складывающийся многорукий робот-манипулятор, содержащий опорное основание в виде стойки и установленное на нем приводное преобразующее устройство для преобразования движения входного звена в движение разных рабочих органов, например, в виде схватов, отличающийся тем, что преобразующее устройство выполнено в виде собираемых между собой в замкнутую многоконтурную кинематическую цепь по горизонтали вдоль оси X и по вертикали вдоль оси Y подвижных шарнирных четырехзвенников, соединенных между собой через двойные цилиндрические шарниры с параллельными осями вращения.
2. Складывающийся многорукий робот-манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что смежные стороны шарнирных четырехзвенников расположены симметрично относительно оси X и/или оси Y.
3. Складывающийся многорукий робот-манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что привод преобразующего устройства выполнен в виде установленного на стойке приводного ползуна, шарнирно соединенного через двойной цилиндрический шарнир с двумя смежными звеньями шарнирного четырехзвенника, симметрично расположенными относительно стойки.
4. Складывающийся многорукий робот-манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что привод преобразующего устройства выполнен в виде установленного на стойке ползуна с шарнирно закрепленными на нем симметрично стойке двумя зацепляющимися между собой приводными зубчатыми колесами с одинаковым числом зубьев, которые сблокированы с двумя симметрично расположенными относительно стойки звеньями шарнирного четырехзвенника.
5. Складывающийся многорукий робот-манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что один из рабочих органов выполнен в виде ползуна, установленного на кулисе, расположенной по горизонтальной диагонали шарнирного четырехзвенника, и дополнен рабочим гидроцилиндром, поршень которого сблокирован с упомянутой кулисой.
6. Складывающийся многорукий робот-манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что стойка установлена на поворотную платформу, выполненную с возможностью шагового углового поворота от отдельного вращательного двигателя.
RU2023104762A 2023-02-27 Складывающийся многорукий робот-манипулятор RU2804700C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804700C1 true RU2804700C1 (ru) 2023-10-03

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2251479C2 (ru) * 2003-05-06 2005-05-10 Марийский государственный технический университет Манипулятор машины для обработки деревьев
CN201077079Y (zh) * 2007-04-27 2008-06-25 中山市钜通机电技术有限公司 折叠式机械手
EP2153946A1 (en) * 2008-08-07 2010-02-17 Francisco Andres Pepiol Espallargas Multiple articulation arm
RU2765030C1 (ru) * 2021-05-31 2022-01-24 Владимир Иванович Пожбелко Складывающийся шарнирный манипулятор
RU2780824C1 (ru) * 2021-10-27 2022-10-04 Владимир Иванович Пожбелко Складывающийся грузоподъемный манипулятор параллельной структуры

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2251479C2 (ru) * 2003-05-06 2005-05-10 Марийский государственный технический университет Манипулятор машины для обработки деревьев
CN201077079Y (zh) * 2007-04-27 2008-06-25 中山市钜通机电技术有限公司 折叠式机械手
EP2153946A1 (en) * 2008-08-07 2010-02-17 Francisco Andres Pepiol Espallargas Multiple articulation arm
RU2765030C1 (ru) * 2021-05-31 2022-01-24 Владимир Иванович Пожбелко Складывающийся шарнирный манипулятор
RU2780824C1 (ru) * 2021-10-27 2022-10-04 Владимир Иванович Пожбелко Складывающийся грузоподъемный манипулятор параллельной структуры

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080262653A1 (en) Parallel Robot Comprising Assembly for Moving a Mobile Element Composed of Two Subassemblies
CN109605333B (zh) 一种弹簧绳索混合驱动支链及三转动自由度并联机器人
CN113459069B (zh) 一种可重构自由度形式的三自由度并联机构
KR20180102614A (ko) 경량 설계의 다중 커플링 트랜스미션 유닛을 구비한 로봇
RU2804700C1 (ru) Складывающийся многорукий робот-манипулятор
RU2729690C1 (ru) Шарнирное зажимное устройство
CN1537704A (zh) 一种二维转动一维移动并联机器人机构
RU2753064C1 (ru) Шарнирный механизм
RU2821637C1 (ru) Складывающийся симметричный механизм манипулятора
RU2777123C1 (ru) Шарнирный многовершинный механизм
RU2776578C1 (ru) Симметричный платформенный манипулятор с тремя степенями свободы
RU2758391C1 (ru) Платформенный механизм относительного манипулирования
RU2781602C1 (ru) Пространственно-плоский платформенный сферический манипулятор
RU2202465C2 (ru) Устройство для механической обработки изделий сложной пространственной формы
CN103231371A (zh) 并联机器人及其平行四边形杆组
CN208557489U (zh) 一种并联式机构
RU2758377C1 (ru) Пространственный манипулятор
RU2759552C1 (ru) Пространственный платформенный складывающийся манипулятор
RU2751777C1 (ru) Многоконтурный шарнирный механизм
RU2751780C1 (ru) Платформенный манипулятор с тремя степенями свободы
RU2774279C1 (ru) Плоско-пространственный трехплатформенный манипулятор
RU227023U1 (ru) Пространственный механизм с тремя степенями свободы с круговой направляющей
RU2751779C1 (ru) Копирующий манипулятор
RU2758392C1 (ru) Пространственный g-робот
RU2753217C1 (ru) Параллельный манипулятор с тремя степенями свободы