SU1197833A1

SU1197833A1 - Manipulator

Info

Publication number: SU1197833A1
Application number: SU843723991A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Александрович Жарков; Юрий Васильевич Воеводин; Лев Николаевич Галкин
Original assignee: Предприятие П/Я М-5671
Priority date: 1984-04-10
Filing date: 1984-04-10
Publication date: 1985-12-15

Abstract

МАНИПУЛЯТОР, содержащий шарнирно соединенные ромбические звень , каждое из которых состоит из четырех шарнирно соединенных полых элементов, в полости которых расположены механизмы их перемещени , каждый включающий два идентичных привода вращени , а их выходные валы установлены соосно ос м щарниров соединени смежных полых элементов и захватное устройство, отличающийс тем, что, с целью расщирени функциональных возможностей за счет обеспечени возможности ориентирующих перемещений захватного устройства и зажима детали от приводов ромбических звеньев, он снабжен двум коническими передачами и трем электромагнитными муфтами, а ось шарнира двух смежных полых элементов выполнена в виде полого корпуса, в полости которого установлены конические передачи, при этом ведущие зубчатые колеса каждой конической передачи жестко св заны соответственно с выходными валами смежных полых элементов ромбических звеньев, а ведомые зубчатые колеса этих передач установлены на дополнительных соосных валах, св занных с захватным устройством, причем перва электромагнитна муфта установлена с возможностью соединени корпуса оси шарнира с одним из смежных полых элементов ромбического звена, а втора и треть Q электромагнитные муфты установлены с воз- S можностью соединени каждого из дополнит тельных соосных валов с корпусом оси это го шарнира. СО 00 СО соMANIPULATOR containing pivotally connected rhombic links, each of which consists of four pivotally connected hollow elements, in the cavity of which mechanisms for their movement are located, each including two identical rotational drives, and their output shafts are mounted coaxially with the hinges of the joint of the adjacent hollow elements and the gripper , characterized in that, in order to extend the functionality by enabling the orienting movements of the gripping device and clamping the part from rhombic links, it is equipped with two bevel gears and three electromagnetic clutches, and the hinge axis of two adjacent hollow elements is made in the form of a hollow body, in the cavity of which bevel gears are installed, while the drive gears of each bevel gear are rigidly connected respectively to the output shafts of adjacent of the hollow elements of rhombic links, and the driven gears of these gears are mounted on additional coaxial shafts connected to the gripping device, the first electromagnet The coupling is installed with the possibility of connecting the body of the hinge axis with one of the adjacent hollow elements of a rhombic link, and the second and third Q electromagnetic sleeves are installed with the possibility of connecting each of the additional axial coaxial shafts with the body of the axis of this hinge. WITH 00 WITH co

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к промышленным роботам, предназначенным дл автоматизации т желых и монотонных работ, а также дл работ в опасных и труднодоступных зонах.The invention relates to mechanical engineering, in particular to industrial robots intended for the automation of heavy and monotonous work, as well as for work in hazardous and hard-to-reach areas.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени передачи крут ш,его момента от двигателей механизмов перемеш,ени ромбического звена захватному органу, сообща ему.возможность поворота и зажима объе г...,. ;The purpose of the invention is to expand the functionality by ensuring the transfer of coolness, its torque from the engines of the mechanisms of the mix, the rhombic link to the gripping body, together with it. The possibility of rotation and clamping of the volume ...,. ;

Передача крут ш.ёго момента от звена JJ захвату повышае|г .грузоподъемность ма ,)1апул тора за счет; |1СТ1ользовани облегченнога захвата без собственных двигателей. Кроме, того, повышает с безопасность работ при аварийном отключении питани за счет перехода вертикального звена в режим блокировки . При этом последнее звено сохран ет свое положение и осуществл ет удержание детали в захвате за счет передачи крут щего момента на захват, возникающего под действием собственного веса звена и захвата с деталью.The transfer of a steeply high moment from the JJ link to the capture increases the load capacity ma) 1pul tor at the expense of; | 1ST1use of lightweight capture without its own engines. In addition, it also increases the safety of work in case of emergency power off due to the transition of the vertical link to the blocking mode. At the same time, the last link retains its position and retains the part in the gripper due to the transmission of torque to the gripper arising under the action of its own weight of the link and the gripper with the part.

На фиг. изображен предлагаемый манипул тор, общий вид; на фиг. 2 - структурна схема кисти; на фиг. 3 - кинематическа схема механизма передачи движени , соответствующа режиму сжати вертикального звена; на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг. 3; на фиг. 5 - кинематическа схема механизма передачи движени , соответствующа режиму раст жени вертикального звена; на фиг. 6 - вид по стрелке Б на фиг. 5; на фиг. 7 - кинематическа схема механизма передачи движени , соответствующа режиму ориентировани захватного устройства; на фиг. 8 - вид по стрелке В на фиг. 7; на фиг. 9 - захватное устройство.FIG. shows the proposed manipulator, general view; in fig. 2 - brush structure; in fig. 3 is a kinematic diagram of a motion transmission mechanism corresponding to the mode of compression of the vertical link; in fig. 4 is a view along arrow A in FIG. 3; in fig. 5 is a kinematic diagram of a motion transmission mechanism corresponding to a mode of stretching a vertical link; in fig. 6 is a view along arrow B in FIG. five; in fig. 7 is a kinematic diagram of a motion transmission mechanism corresponding to the mode of orientation of the gripping device; in fig. 8 is a view along arrow B in FIG. 7; in fig. 9 - gripping device.

Манипул тор включает блок 1 управлени , опорные и несущие ромбические звень 2, соединенные между собой и с захватными устройствами 3, причем каждое ромбическое звено 2 состоит из четырех модулей 4 и соедин ющих их попарно щарниров 5. Каждый из модулей 4 состоит из полого элемента, в полости которого расположен механизм его перемещени , включающий два идентичных привода вращени , а их выходные валы установлены соосно ос м щарниров , соедин ющих смежные полые элементы. Механизм 6 передачи движени размещен внутри оси шарнира, выполненного в виде корпуса 7. На цапфе корпуса 7 установлена соосно входному валу 8 шарнира 5 одного модул 4 перва электромагнитна муфта 9. Механизм передачи движений выполнен в виде двух пар конических передач, зубчатое колесо 10 одной из которых сварено с первым входным валом 8, а второе зубчатое колесо 11 этой пары установлено на первом выходном валу 12 и св зано с внутренним кольцом 13 захватного устройства 3, зубчатое колесо 14 второй парыThe manipulator includes a control unit 1, supporting and supporting rhombic links 2 interconnected with gripping devices 3, each rhombic link 2 consisting of four modules 4 and connecting joints 5 in pairs, each of modules 4 consists of a hollow element, in the cavity of which there is a mechanism for its movement, including two identical drives of rotation, and their output shafts are installed coaxially with the axis of the hinges connecting adjacent hollow elements. The motion transmission mechanism 6 is located inside the axis of the hinge, made in the form of the housing 7. On the pin of the housing 7 is mounted coaxially with the input shaft 8 of the hinge 5 of one module 4, the first electromagnetic clutch 9. The movement transmission mechanism is made in the form of two pairs of bevel gears, a gear wheel 10 which are welded to the first input shaft 8, and the second gear wheel 11 of this pair is mounted on the first output shaft 12 and connected with the inner ring 13 of the gripping device 3, the gear wheel 14 of the second pair

св зано со вторым входным валом 15 шар нира 5 другого модул 4, а второе зубчатое колесо 16 пары установлено на втором выходном валу 17, расположенным соосно первому выходному валу 12, и св зано с внешним кольцом 18 захватного устройства 3, причем внутри корпуса 7 соосно первому выходному валу 12 установлена втора электромагнитна муфта 19, а на другой стороне (внутри корпуса 7) соосноconnected to the second input shaft 15 of the ball 5 of another module 4, and the second gear wheel 16 of the pair is mounted on the second output shaft 17 located coaxially with the first output shaft 12, and connected with the outer ring 18 of the gripping device 3, and coaxially inside the housing 7 the first output shaft 12 is installed second electromagnetic clutch 19, and on the other side (inside the housing 7) coaxially

второму выходному валу 17 установлена треть электромагнитна муфта 20. Кольцо 13 захватного устройства 3 установлено между раздвоенными концами зажимных губок 21, которые имеют Y-образную форму и закреплены к внешнему кольцу 18 с помощьюThe third output shaft 17 is equipped with a third electromagnetic clutch 20. A ring 13 of the gripping device 3 is installed between the forked ends of the clamping jaws 21, which are Y-shaped and fixed to the outer ring 18 by means of

осей 22. Противоположные концы зажимных губок 21 закреплены с помощью осей 23. Манипул тор работает следующим образом .axes 22. The opposite ends of the clamping jaws 21 are fixed with the help of axes 23. The manipulator works as follows.

При работе манипул тора ромбическиеWhen working manipulator torus rhombic

Q звень 2 преобразуют угловые движени модулей 4 в продольное или боковое перемещение звеньев и круговое вращение свободных шарниров 5. Горизонтальное ромбическое звено 2, соединенное с помощью шарниров 5 с опорными звень ми 2 - тележками, при вращении шарниров 5 поворачиваетс относительно тележек (фиг. 1).Q link 2 converts the angular movements of the modules 4 into longitudinal or lateral movement of the links and circular rotation of the free hinges 5. The horizontal rhombic link 2, connected by means of the hinges 5 with the support links 2 - carriages, rotates the hinges 5 relative to the carts (Fig. 1 ).

Через механизм 6 передачи движени (фиг. 2) при подаче соответствующего напр жени от блока 1 управлени на нормально закрытую муфту 9 и нормальноThrough the mechanism 6 transfer motion (Fig. 2) when applying the appropriate voltage from the control unit 1 to the normally closed clutch 9 and normal

0 открытые муфты 19 и 20 происходит передача крут щего момента от двигателей модулей 4 звена на захватное устройство 3. При отсутствии напр жени на муфтах 9, 19 и 20 создаетс щтатный режим сжати вертикального ромбического звена 20 open clutches 19 and 20, torque is transmitted from the motors of the 4-link modules to the gripping device 3. In the absence of voltage, clutches 9, 19 and 20 create a normal compression mode of the vertical rhombic link 2

5 за счет установки муфты 9 в замкнутое состо ние, а муфт 19 и 20 в разомкнутое состо ние (фиг. 3). Крут щий момент от пары нижних модулей 4 вертикального ромбического звена 2 создаетс на валах 8 и 15,5 by setting the coupling 9 to the closed state, and the coupling 19 and 20 to the open state (Fig. 3). A torque from a pair of lower modules 4 of a vertical rhombic link 2 is created on shafts 8 and 15,

Q жестко св занных между собой через зубчатые колеса 10 и 11 и 14 и 16, за счет полного раскрыти или сжати губок захватного устройства 3 до упора. При этом вращение валов 8 и 15 от соответствующих модулей встречное.Q are rigidly connected to each other through the gears 10 and 11 and 14 and 16, due to the full opening or squeezing of the jaws of the gripping device 3 to the stop. In this case, the rotation of the shafts 8 and 15 from the corresponding modules of the counter.

5five

При вращении валов 8 и 15 в одном направлении осуществл етс режим поворота детали за счет одновременного вращени внутреннего 13 и внешнего 18 колец захватного устройства 3. В обесточенном состо НИИ вертикального ромбического звена 2 реализуетс режим блокировки детали в захватном устройстве 3 путем встречного вращени валов 8 и 15, создаваемого за счет потенциальной энергии вертикального ромбического звена 2 при его раст жении под действием собственного веса.When the shafts 8 and 15 rotate in the same direction, the part rotates due to the simultaneous rotation of the inner 13 and outer 18 rings of the gripping device 3. In the de-energized state the scientific research institute of the vertical rhombic link 2 implements the mode of blocking the part in the gripping device 3 by counter-rotating the shafts 8 and 15, created by the potential energy of a vertical rhombic link 2 when it is stretched under its own weight.

При подаче напр жени на муфты 19 и 20 от блока 1 (фиг. 4) создаетс штатный режим раст жени вертикального ромбического звена 2 за счет установки муфт 19, 20 и 9 в замкнутое состо ние. При этом валы 8 и 15 наход тс в жестком зацеплении через механизм 6 передачи движени . При подаче напр жени на муфты 9 и 20 и вращени валов 8 и 15 в одном направлении (фиг. 5) создаетс режим ориентировани захватного устройства заWhen voltage is applied to clutches 19 and 20 from block 1 (Fig. 4), a regular mode of stretching of a vertical rhombic link 2 is created by setting clutches 19, 20 and 9 to a closed state. In this case, the shafts 8 and 15 are in rigid engagement through the mechanism 6 of the transfer of motion. When voltage is applied to the couplings 9 and 20 and the rotation of the shafts 8 and 15 in one direction (Fig. 5), an orientation mode of the gripping device is created.

счет установки муфты 20 в замкнутое состо ние , а муфт 19 и 9 в разомкнутое состо ние. При этом одновременно с поворотом захватного устройства (в зависимости от направлени вращени валов 8 и 15) осуществл етс поворот внутреннего кольца 13 захватного устройства 3 в ту или другую сторону.by setting the coupling 20 to the closed state, and the coupling 19 and 9 to the open state. In this case, simultaneously with the rotation of the gripping device (depending on the direction of rotation of the shafts 8 and 15), the inner ring 13 of the gripping device 3 is rotated to one side or the other.

/3/ 3

(иг. Z(play Z

Вид АType A

ФигFig

Claims

MANIPULATOR containing articulated rhombic links, each of which consists of four articulated hollow elements, in the cavity of which there are mechanisms for their movement, each including two identical rotation drives, and their output shafts are installed coaxially to the axes of the hinges connecting adjacent hollow elements and a gripping device, characterized in that, in order to expand the functionality by providing the possibility of orienting movements of the gripper and clamping the part from the drives of the ombic links, it is equipped with two bevel gears and three electromagnetic couplings, and the hinge axis of two adjacent hollow elements is made in the form of a hollow body, in the cavity of which bevel gears are installed, while the driving gears of each bevel gear are rigidly connected respectively to the output shafts of adjacent hollow elements rhombic links, and the driven gears of these gears are mounted on additional coaxial shafts associated with the gripper, the first electromagnetic clutch Credited with the possibility of housing the hinge pin connecting to one of the adjacent tubular members rhombic link, and _in the second and third electromagnetic clutch installed with the possibility · 5B possibility of connecting each of the additional-negative * coaxial with the housing shaft axis is <th hinge.

Fig 1>