SU1283077A1

SU1283077A1 - Рука манипул тора

Info

Publication number: SU1283077A1
Application number: SU843758462A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Макаров; Борис Иванович Крюков; Ильдар Мухаметович Кутлубаев; Олег Павлович Никитин
Original assignee: Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова
Priority date: 1984-05-08
Filing date: 1984-05-08
Publication date: 1987-01-15

Abstract

Изобретение относитс ,к области робототехники и предназначено дл использовани в манипул торах с большой степенью подвижности. Цель - расширение технологических возможностей за счет увеличени зоны обслуживани . Рука манипул тора содержит звень 2-4 с поперечными пластинами ,6, св занные между собой универсальными шарнирами 5, с устройствами фиксации по каждой степени подвижности с индивидуальным приводом и трособлочные передачи 8-15, обеспечивающие относительное движение звеньев от.привода , установленного на основании. Концы тросов каждой трособлочной передачи закреплены соответственно на оси блока последующей трособлочной передачи и на радиальном выступе 7 поперечной Пластины 6 соответствующего зве- на. Радиальные выступы 7 на соседних звень х повернутыдруг относительно друга. Нат жение трособлочных передач обеспечивает создание моментов вокруг оси каждого универсального шарнира 5 и перераспределение внешней на- грузки между звень ми и трособлочны- ми передачами. 3 ил. i (/

Description

75- б 4л

б //17 П

к 3 9/ /7 о - , 2} I /22

ND

00 о

Изобретение относитс к робототехике и предназначено дл использоваи в манипул торах с большой степеью подвижности.

Целью изобретени вл етс расшиение технологических возможностей а счет расширени зоны обслуживаи .

На фиг. 1 изображена кинематичеса схема руки манипул тораJ на иг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на иг. 3 - вид Б на фиг.2. ; -.

Рука манипул тора состоит из основани 1, на котором установлены звень 2,3 и 4. С основанием 1 и между собой звеньч соединены универсальными шарнирами 5. Каждый шарнир 5 снабжен устройством фиксации звеньев по каждой степени подвижности (не показано). На каждом звене 2,3 и 4 установлена поперечна пластина 6, на которой вьшолнены радиальные выступы 7. Привод (не показан ) установлен на основании 1. Кинематическа св зь звеньев между собой и с приводом обеспечиваетс трособлочньии передачами 8-15.

Трос. 16 трособлочной передачи 8 одним концом соединен с приводом, а другим - с осью блока 17 трособлочной передачи 9. Трос 18 трособлочной передачи 9 соединен одним концом с радиальным выступом 7 поперечной пластины звена 2, а другим - с осью блока 19 трособлочной передачи 10,

Трос 20 трособлочной передачи 10 одним кондом соединен с радиальным выступом 7 поперечной пластины звена 3, а другим - с осью блока 21 трособлочной передачи 11.

Трос 22 трособлочной передачи 11 одним концом соединен с радиальным выступом 7 поперечной пластины звена 4, а другим - с осью блока последующей трособлочной передачи.

Радиальные выступы 7 двух последовательных звеньев повернуты друг относительно друга на угол, величина которого определ етс соотношением момента от внешней нагрузки ,и движущего момента, в шарнире 5 по каждой степени подвижности в шарнире .

Например, радиальный выступ 7 зве- на 3 повернут относительно радиального выступа 7 звена 2 на 90, а ра- диальньй выступ 7 звена 4 повернут

относительно радиального выступа 7 звена 3 на угол, близкий к 90, что обеспечивает сбалансированность момента от внешней нагрузки и движущего момента в шарнире 5 по каждой степени подвижности.

Совокупность трособлочных передач 8-11 обеспечивает пр мое движение звеньев 2,3 и в универсальных шарнирах 5.

Все последующие тросы и блоки трособлочных передач 12-15 установлены аналогично трособлочным передачам 8-11. На радиальных выступах 7, вы5 полненных на поперечных пластинах 6 звеньев 2,3 и 4, закреплены концы тросов двух последующих трособлочных передач 9-10, 10-11, повернутых друг относительно друга.

0 Тросы всех трособлочных передач имеют возможность контакта с поперечными пластинами 6 звеньев 2,3 и 4, так как в исходном состо нии они удалены от скругленного кра попе речной пластины 6 этих звеньев.

ука манипул тора работает следующим образом.

0 В исходном состо нии все устройства фиксации относительного положени звеньев по каждой степени-подвижности включены. Тросы трособлочных передач наход тс в нат нутом

5 состо нии, обеспечива выбор зазоров в шарнирах и узлах креплени , тросов, а также сбалансированность . момента от внешней нагрузки в каждом универсальном шарнире.

0

При необходимости совершить движение звеньев, например, 3 и 4 относительно звена 2 по часовой стрелке вокруг горизонтальной оси уни5 версального шарнира 5 перемещают трос 16 в направлении стрелки В (фиг.1). Одновременно отключают устройство фиксации вращени звена 3 относительно звена 2 вокруг горизон50 талькой оси универсального шарнира 5. При этом рука манипул тора приобретает возможность совершать движение только с одной степенью подвижности - вращение вокруг гори55 зонтальной шарнира 5, соедин ющего звень 2 и 3. Звень 3 и 4 так же, как и основание 1 и звено 2, в это врем представл ют собой одно целое.

Трос тррсоблочной передачи 12 i свободно, без нат жени движетс относительно основани 1,

Движущийс под нат жением относительно основани 1 трос 16 передает движение блоку 17, который перемещает трос 18. Последний одним концом св зан с радиальным выступом 7 поперечной пластины 6 второго звена и осью блока 19, Поэтому один конец троса, св занный с радиальным выступом 7, остаетс неподйижным, а другой конец троса 18 перемещаетс вместе с блоком 19. При этом движу- пщйс под нат жением трос 18 создает мЬмент в универсальном шарнире 5, соедин ющем основание 1 и звено 2, уравновешивающий момент от внешних нагрузок. Величина разности движущего момента и момента от внешней нагрузки воспринимаетс устройствами фиксации по каждой степени подвижности шарнира 5.

Движение с блока 19 передаетс . тросу 20. Последний одним концом соединен с радиальным выступом 7 поперечной пластины 6 третьего звена , а другим - с осью блока 21. Поэтому .движущее усилие передаетс одновременно звену 3 и блоку 21. Радиальньй выступ 7 звена 3 повернут относительно аналогичного радиального выступа 2 в плоскости, перпенди- кул рной к оси этого звена,что обеспе- чивает скрещивающеес расположение ветвей троса 18 относительно звена 2 и идентичное расположение ветвей троса 20 относительно звена 3. Благодар такому взаимному,,расположению тросов и звеньев нат жение в тросах обеспечивает создание, момента вокруг каждой оси универсального шарнира 5. Момент, создаваемый.нат жением троса 18 относительно осей универсального шарнира 5, соедин ющего основание 1. и звено 2, обеспечивает уравновешивание внешних нагрузок. Момент, создаваемый нат жением троса 20, обеспечивает уравновешивание момента от внешней нагрузки в шарнире, соедин ющем звень 2 и 3, относительно вертикальной оси и создание движущего момента о гносительно горизонтальной оси, под действием которого звено 3 вращаетс относительно звена 2 против часовой стрелки.

С 21 нат жение передаетс тросу 22. Один конец троса св зан

с осью блока последующей передачи и обеспечивает дальнейшую передачу нат жени . Второй конец троса 22 св зан с радиальным выступом 7 попереч- с ной пластины звена А, повернутой относительно аналогичного радиального выступа поперечной пластины звена 3, что обеспечивает получение скрещивающегос положени ветвей троса 22 0 и звена 4. Это, в свою очередь, обеспечивает создание уравновешивающего момента относительно каждой оси универсального шарнира, соедин ю- щего звень 3 и 4.

J5 При этом величина нат жени в каждом последующем тросе по мере удалени от основани 1 уменьшаетс , так как только векторна сумма нат жений двух ветвей троса 18 равна величине- 0 нат жени в тросе 16. Поэтому величина движущего момента, создаваемого тросом 18 в шарнире 5, соедин ющем основание 1 и звено 2, больше момента , создаваемого тросом 20 в шарнире, 5 соедин ющем звень 2 и 3, вместе с тем в.шарнире, соедин ющем, звень 2 и 3, меньше и момент от внешней нагрузки , создаваемой, например, весом груза, инерционными нагрузками. 0 Благодар такой конструкции усилие со стороны троса 16 распредел етс по длине манипул тора, создава одновременно моменты относительно каждой из осей универсального шар- 5 нира. Причем величина усилий, приложенных со стороны тросов к радиальным выступам,уменьшаетс по мере удалени от основани . В св зи с этим несущие элементы руки манипул тора ис- 0 пытывают изгибающий момент незначительной величины, благодар этому можно использовать устройство фиксации малой мощности. Возможность использовани универсальных шарниров, 5 движение в которых обеспечиваетс лишь двум приводами, позвол ет увеличить зону обслуживани руки манипул тора .

0 Обратное движение звеньев руки манипул тора обеспечиваетс перемещением троса трособлочной передачи 12.

Claims

55 Формула изобретени

Рука манипул тора, содержаща при- вод и звень , кинематически св занные между собой трособлочными передачами.

при.. 3Tj0M каждое звено снабжено поперечной пластиной, а между собой звань соединены шарнирно и каждый шарнир снабжен устройством фиксации относительного положени смежных зве- ньев, причем трос первой трособлочной передачи одним концом соединен с приводом , а другим - с осью блока трособлочной передачи последующего звена, трос последней трособлочной передачи одним концом соединен с предьщущим звеном, несущим рабочий орган, при этом трос каждой промежуточной трособлочной передачи одним концом соединен с предьщущим звеном, а другим с осью блока трособлочной передачи последующего звена и расположен над поперечной пластиной предыдущего звена с возможностью контакта с ней, отличающа с тем, что, с целью расширени технологических возможностей за счет расщирени зоны обслуживани , на.поперечной пластине каждого звена выполнены радиальные выступы, а концы тросов трособлочной передачи каждого последующего звена соединены соответственно со смежным предьщзшщм звеном посредством этих радиальных выступов поперечной пластины.

W

л

18

Фи2.. ЬиВб

г

22

teJ