SU1149860A3

SU1149860A3 - Промышленный робот

Info

Publication number: SU1149860A3
Application number: SU813337454A
Authority: SU
Inventors: Инаба Хадзими; Накасима Сеиитиро; Инагаки Сигеми; Ито Сусуму
Original assignee: Фудзицу Фанук Лимитед (Фирма)
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1981-09-25
Publication date: 1985-04-07
Also published as: DE3169404D1; KR830007231A; KR850000058B1; EP0048905B1; JPS6039518B2; JPS5761491A; EP0048905A1; US4431366A

Abstract

ПРОМЬШШЕННЫЙ РОБОТ, содержащий корпус и размещенные в нем два редуцирующих привода вращательного и качательного движений, расположенных параллельно один другому и св занных с исполнительным механизмом , отличающийс тем, ЧТО, с целью сокращени габаритов, оба редуцирующих привода выполнены в виде волновой передачи, выходные .шестерни которых взаимодействуют С исполнительным механизмом через дополнительно введенное сателлитное зубчатое колесо, ось которого закреплена в корпусе. (Л гт b4t

Description

:

со

00 О5

caj

иг. 1 Изобретение относитс к промышленному роботу, который снабжен редуцирз щим средством с большим передаточным отношением при редукции и может вызывать одновременно ил поочередно вращательное движение и качакицее движение охвата робота. Известен промьш1ленный робот, содержащий корпус и размещенные в нем два редуцирзпощих привода вращательного и колебательного движений, расположенных параллельно один другому и св занных с исполнительным механизмом JlJ . Недостатками известного устройства вл ютс сложность выполнени , большие габариты и т жела конструкци . Целью изобретени вл етс сокращение габаритов. . Цель достигаетс тем, что в промьшшенном роботе, содержащем корпус и размещенные в нем два редуцирующих привода вращательного и карательного движений, расположенных параллельно один другому и св занных с исполнительным механизмом, оба редуцирующих привода выполнены в виде волново передачи, выходные шестерни которых взаимодействуют с исполнительным механизмом через дополнительно введенное сателлитное зубчатое колесо, ось которого закреплена в корпусе. На фиг. 1 изображена конструкци .промышленного робота с механизмом со ленени , установленным между схватом и руками робота снабженна первой и второй волновыми передачамиJ на фиг. 2 - конструкци механизма сочленени , рук робота и корпус робота, продольный разрез} на фиг. 3 - конструкци механизма сочленени , продольный разрез; на фиг.4 - вид А на фиг. 3J на фиг. 5 узел I на фиг. 4; на фиг. 6 - эацеп ление с первой и второй волновыми передачами (редуктором) и корпусом .конического зубчатого колеса. Промышленный робот (фиг. 1) имее основание 1, прикрепленное к поверх . ности пола, с установленнь1м на нем поворотным столом 2. Последний може вращатьс посредством устройства привода (не показан) размещенного на основании 1. К верхней поверхнос ти поворотного стола 2 прикреплены две вертикальные направл ющие стойки 3 и 4, а вер тикальный шариковый ходовой винт 5 поддерживаетс с возможностью вращени на верхней поверхности поворотного стола 2. Нижний конец шарикового ходового винта 5 подсоединен с возможностью вращени к двигателю вертикальной подачи (не показан), установленному на основании 1. Корпус 6 робота входит в зацепление с возможностью скольжени с направл ющими стойками 3 и 4через соответствующее подшипниковое средство, а также в резьбовое зацепление с шариковым ходовым винтом 5. Поэтому корпус 6 робота перемещаетс вертикально в ответ на вращение шарикового ходового винта 5под управлением -направл ющих стоек 3 и 4.К корпусу 6 робота подвижно прикреплены две руки 7 и 8 с возможностью удлинени и сокращени в горизонтальном направлении. Механизм 9 сочленени прикреплен к передним концам рук 7 и 8 робота.Схват 10 робота прикреплен к переднему концу механизма 9 сочленени , который осуществл ет его вращательное и качающее движени . Приводные двигатели (фиг. 2) размещены в задней части корпуса 6 робота и механизм 9 сочленени посредством двигателей приводитс в движение через приводные валы,установленные внутри корпуса 5 робота. Руки 7 и 8 робота поддерживаютс соответственно подшипниками 11 - 14 так, чтобы они могли удлин тьс и сокращатьс в горизонтальном направлении (фиг. 2). Подигапники 11-14 установлены соответственно в задней и передней част х во внутренней полости передних цилиндрических частей 15 и 16 корпуса 6 робота. К переднему концу рук 7 и В прикреплен механизм 9 сочленени , который перемещаетс вместе с последними. К заднему концу рук 7 и 8 жестко прикреплена пластина 17, перемещающа с вместе с обоими руками 7 и 8 и механизмом 9 сочленени . В заднем конце корпуса 6 робота установлены (фиг. 2) первый, второй и третий приводные электродвигатели 18 - 20. Первый 18 и второй 19 приводные электродвигатели используютс дл приведени в движение соответственно первого и второго редукторов (не показаны), размещенных в механизме 9 сочленени , при помоши шариковых 3 шлицевых валов 21 н 22, подсоединенных соответственно к двигател м 18 и 19j и трубчатых валов 73 и 24 наход щихс в зацеплении с возможностью скольжени в направлении оси со iL jf;eBbrMi-i р лами 21 и 22. П и U втп: редукторы содаржаг поогй8ТС7 .гнао рол --овую передачу (pi-ДУКРР), котора имее1 сг еци ль ный редух.диокньй мexaмиз f с очень болыд. передаточные отношением. Шар.5кой.е „1ШН1т« в& е залы 2i г, 22 по дерХчНЕаю(.; с BOSможг-остью вращени обсжи подшипииками 25 и 26, пГИкреплсншза ш к крона Тйй- 27, жестко закрегшенисму на вк / тренних стенках корпуса б, и подшипниками, понкрепленными к пластине 17, Заднка части шлицавых валов 2) и 22 подсоединекь соответственно к дььгател м 18 и 19 через муфты 28 и 2 а передние части наход тс в зацеп лении с возможностью скольжени в направлении осей валов с трубчатыми валами 23 и 24. Шариковый хо вой БИНТ 30 поддерживаетс с возможностью вращени подшипником 31, прикреш1енк: м к кронштейну 27, и подшипником 32s прикрепленным в положении, противоположном подшипнику 31, к передней стенке корпуса 6 робота. Ходовой винт 30 также подсоединен на его заднем конце к третьему 20 пр иводному двигателю через муфту 33 и находитс в резьбовом зацеплении в его средней час ти с шариковой гайкой 34, установленной в пластине 17. В результате механизм 9 сочленени горизонтально перемещаетс внутрь и наружу под действием вращени шарикового ходового винта 30 посредством шариковой гайки 34, пластины 17 и рук 7 и 8 робота. Перва волнова передача (редук тор) (фиг. 3) содержит ведущее колесо 35 (волнообразователь), под соединенное к трубчатому валу 23 и выполненное в виде эллипса, внут реннее колесо 36 (гибкий шлиц), выполненное из эластичного материа ла и имеющее форму цилиндра, и вне нее колесо 37 (кольцевой шлиц), которым можно достичь большого передаточного отношени при редукции Втора волнова передача также содержит ведущее 38, внутреннее 39 и внешнее 40 колеса, имеющие такой 604 же механизм, как и в первой волновой передаче, На фтгг. 5 ::3ображены внешние зубь 41 внутреннего колеса 36 н внутренние зубь 42 внешнего колеса 37. Ведущее колесо 35 (фиг. 4) выполнен- в эллипса и скольз ще вводитс в соприкосновение с внутренней периферийной поверхностью 43 в::утрдннего колеса 36 вдоль его внешней периферийной поверхности 44. Так как внутреннее колесо 36 выполнело из эластичного материала и имеет форму тонкого цилиндра, то его часть, соприкасающа с с ведущим колесом 35, сохран етс деформированной в виде эллипса, если смотреть в направлении их осей, вдоль внеш-. ней периферийной поверхности ведущего колеса 35. Если ведущее колесо 35 вращаетс в направлении стрелки С и его внешн периферийна поверхность 44 скользит по внутренней периферийной поверхности 43 внутреннего колеса 36, то часть внутреннего колеса 36, соприкасающа с с ведущим колесом 35, непрерывно деформируетс вдоль внешней периферийной поверхности 44 ведущего колеса 35, т.е. при условии если ось большого диаметра эллипса вращаетс в направлении стрелки С , и в этом случае точки зацеплени между внешней поверхностью (внешними эубь ми 41) внутреннего колеса 36 и внутренней поверхностью (внутренними зубь ми 42) внешнего колеса .37 перемещаютс в направлении стрелки С по внутренней стороне внешнего колеса 37. Последнее снабжено внешними зубь ми 45 на его внешней периферийной поверхности . Внутренние зубь 42 на внутренней периферийной поверхности внешнего колеса 37 вход т в зацепление с внешними зубь ми 41 на обеих концевых част х оси большего диаметра эллиптической формы. Точки зацеплени между внешними 41 и. внутренними 42 зубь ми непрерывно перемещаютс вдоль последних (зубь 42) в результате вращени ведущего колеса 35. В такой волновой передаче (редукторе) внутреннее колесо 36 обычно снабжаетс внешними зубь ми 41 в количестве, меньшем вдвое, чем внутренние зубь 42 внешнего колеса 37. Например, внутреннее колесо 36 имеет 198 внешних зубьев 41, тогда как внешнее колесо 37 имеет 200 внутренних зубьев 42. Поэтому шаг Р| внешних зубьев 41 несколько больше шага внутренних зубьев на величину йР (фиг. 5). Если внутреннее колесо 36 стопоритс так что не может вращатьс , а внешнее колесо 37 находитс в положении. в котором оно может свободно вращат с , вращение ведущего колеса 35 в направлении стрелки (или по часовой стрелке) вызывает перемещение точки зацеплени между внешними 41 и внутренними 42 зубь ми из положени q в положение b , так что внешнее колесо 37 вращаетс в направлении часовой стрелки на величину Д по отношению к внутреннему колесу 3 Когда внешнее колесо 37 стопоритс так, что не может вращатьс , а внут реннее колесо 36 находитс в положении , при котором оно может свобод но вращатьс , вра,щение ведущего колеса 35 в направлении стрелки (по часовой стрелке) вызывает перемещение точки зацеплени между внеш ними 41 и внутренними 42 зубь ми из положени q в положение Ь, , так что внутреннее колесо 36 поворачиваетс против часовой стрелки на величи ну и Р по отношению к внешнему колесу 37. Таким образом, если ведуще колесо 35 вращаетс против часовой стрелки, внешнее 35 и внутреннее 36 колеса вращаютс соответственно в противоположных напр.авленй х отно сительно направлени вращени в упом нутых случа х. Когда внутреннее 36 и внешнее 37 ко еса имеют соответственно 198 внешних и 200 внутренних зубьев, волнова передача обладает большим передаточным отношением при редукции. Если внутреннее колесо 36 стопоритс так, что не может вращатьс , хот внешнее колесо 37 может свободно вращат с , последнее вращаетс в направлении вращени ведущего колеса 35 с 2/200 числом оборотов на один его оборот. Если внешнее колесо 37 стопоритс , так что не может вращатьс , хот внутреннее колесо 36 может свободно вращатьс , последнее враща етс в противоположном направлении вращению ведущего колеса 35 с 2/198 оборотов на один его оборот. Така волнова передача (редуктор) может быть выполнена компактной в результате простого механизма, обеспечивает большое передаточное отношение при редукции в малом объеме и получает отдачу с пониженным числом оборотов и с высоким крут щим моментом . Внутреннее колесо 36 (фиг.З) прикрепл етс к корпусу 46. сочленени посредством фиксирующего элемента 47. Внешнее, колесо 37 поддерживаетс с возможностью вращени подшипниками 48 и 49, прикрепленными к внутренней стороне корпуса . 46 сочленени , и входит в зацепление с шестерней 50 посредством его внешних зубьев 51. Шестерн 50 поддерживаетс с возможностью вращени валом 52, жестко закрепленным в корпусе 46 сочленени посредством подшипников 53. Внешнее колесо 40 второй волновой передачи (редуктора) поддерживаетс с возможностью вращени подшипниками 54 и 55,прикрепленными к корпусу 46 сочленени , и также входит в зацепление с шестерней 50 посредством его внешних зубьев 56. К переднему концу внешнего колеса 40 жестко прикреплен кожух конического зубчатого колеса 57 посредством фиксирующего элемента 58. Трубчатый вал 24 в его передней части закрепл етс шпонкой дл передачи вращающей движущей силы второго приводного двигател (фиг. 2) на ведущее колесо 38 второй волновой передачи. Внутреннее колесо 39 в его передней части жестко прикреплено к заднему концу вала 59 посредством фиксируюшлх элементов 60. Вал 59 поддерживаетс с возможностью вращени подшипниками 61 и 62, прикрепленными к внутренней стороне удлин ющейс передней части внешнего колеса 40, В передней части вала 59 вьтолнено за одно целое с валом 59 коническое зубчатое колесо 63, вход щее в зацепление с другим коническим зубчатым колесом 64, которое выполнено заодно целое с кронштейном 65 дл закреплени на нем схвата робота . Коническое зубчатое колесо 64 с кронштейном 65 поддерживаютс с возможностью вращени кожухом конического зубчатого колеса 57 через соответствующее подшипниковое средство . Вращательное движение схвата осуществл етс следуюш;им образом. 7 Ведущее колесо 35 (фиг.З) приводитс в движение с большой скоростью вращени посредством трубчатого вала 23, который вращает внешнее колесо 37 со значительно пониженной скоростью вращени посредством внешних 41 и внутренних 42 зубьев, так как внутреннее колесо 36 застоп рено и не может вращатьс . Внешнее колесо 37 вызывает вращение внешнего колеса 40 через шестерню 50. Поэтому кожух конического зубчатого колеса 57, прикрепленный к внешнему колесу 40, вращаетс в направлении стрелки Е. , так что охват робота (не показан) вращаетс чере кронштейн 65. В этом случае внутрен нее колесо- 39 перемещаетс вместе с внешним колесом 40, так как внешние зубь 66 колеса 39 вход т в зацепление с внутренними зубь ми 6 колеса 39. Это вращательное движени «ехвата робота в основном осуществл етс первым 18 приводным двигателем (фиг. 2). Качающее движение схвата осуществл етс следующим образом. Когда колесо 40 находитс в состо нии поко , ведущее колесо 38, вращаемое с большой скоростью вращени трубчатым валом 24, приводит во вращение внутреннее колесо 39 со значительно пониженной скоростью вращени через внутренние 67 колеса 40 и внешние зубь 66 ко леса 39 в противоположном направлении вращени относительно направ лени вращени ведущего колеса 38. Внутреннее колесо 39 передает вра0 щаюигую движущую силу на коническое зубчатое колесо 64 через вал 59 и коническое зубчатое колесо 63. В результате вращающего движени конического зубчатого колеса 64 кронштейн 65, который представл ет собой выполненную заодно целое часть шестерни, поворачиваетс в направлении стрелки F . Теперь, когда внешнее колесо 40 находитс во вращении , т. е. схват робота на- . ходитс во вращательном двюкении, внешнее колесо 40 может рассматриватьс как наход щеес в подобном застопоренном состо нии в сравнении с ведущим колесом 38, вращаемым с большой скоростью вращени , потому что колесо 40 вращаетс со значительно пониженной скоростью вращени . Поэтому в этот момент ведущее колесо 38 также приводит в движение внутреннее колесо 39 со значительно пониженной скоростью вращени в противоположном направлении вращени относительно направлени вращени ведущего колеса 38, так что схват робота также поворачиваетс по направлению стрелки F посредством внутреннего колеса 39 и других аналогично описанному. В этом случае поворачивающее движение схвата робота может быть получено одновременно с его вращательным движением. Таким образом, механизм сочленени предлагаемого промьшшенного робота может быть выполнен компактным , в небольшом объеме и без гидравлической системы.

./ l / J7 . : nr

.

if5

«

J7

«/

Claims

ПРОМЬШШЕННЫЙ РОБОТ, содержащий корпус и размещенные в нем два редуцирующих привода вращательного и качательного движений, расположенных параллельно один другому и связанных с исполнительным механизмом, отличающийся тем, что, с целью сокращения габаритов, оба редуцирующих привода выполнены в виде волновой передачи, выходные шестерни которых взаимодействуют с исполнительным механизмом через дополнительно введенное сателлитное зубчатое колесо, ось которого закреплена в корпусе.

6 В

Λ·* ЕЯ «Нь / :

₂ . jxtrrt

-di

J

SU ,,,. 1149860

Риг. 1¹

1 1149860 2