SU1362396A3 - Головка манипул тора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к робототехнике и может быть использовано в головках манипул торов. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы. Головка манипул тора содержит три установленные друг за другом на ос х 4-6 части 1-3 с трем  приводными коаксиальными валами 13, 18 и 26. Вал 27 соединен через пары конических зубчатых колес 19, 20 и 22, 23 и наклонный промежуточный вал 21, соосный оси поворота средней части 2 головки, с несущей инструмент задней частью 3. Приводной коаксиальный вал 13 соединен через пару конических зубчатых колес 14 и 15, последнее из которых концентрически охватывает с зазором промежуточный вал 21, со средней частью 2 головки. В выдвинутом положении частей головки ось поворота задней части 3 расположена под острьм углом к оси приводных коаксиальных валов, а точка пересечени  осей 6 и 5 поворота частей 2 и 3 не расположена на оси 4 приводных валов . При вращении приводных коаксиальных валов 13, 18 и 26 происходит поворот кинематически св занных с ними частей 4-3 головки манипул тора. 4 3.п. ф-лы, 7 ил. ППW /5 51 1 х/. ,.. К , /: .у y,JJ ff r1/5 11 71 9 22 26 П 13 И фиг. 6 255 ы

Description

25

Изобретение относитс  к робототехнике и может быть использовано в головках манипул торов.

Цель изобретени  - повышение на- с дежности работы.

На фиг.1 схематически изображена головка при выдвинутом положении ее ча.стей, вид сбоку; на фиг.2 - то же, с расположением задней части под нак- ю лоном; на фиг.З - то же, повернуто на 180 ; на фиг.4 - то же (по фиг.1), после поворота средней части; на фиг.З - то же, после поворота средней и задней частей; на фиг.6 - го- 15 ловка с приводом, продольный разрез; на фиг.7 - то же, с приводом, имеющим два коаксиальных приводных вала.

Головка имеет три последовательно 20 оединенные первую переднюю 1, вторую реднюю 2 и третью заднюю 3 части. ередн   часть 1 выполнена с возможостью вращени  вокруг оси 4, соотетствующей продольной оси руки маипул тора . На этой части 1 располоена с возможностью вращени  вокруг оси 5 поворота средн   часть 2. На средней части 2 расположена с возможностью вращени  вокруг оси 6 поворо-

та задн   часть 3. Обе оси 4 и 5 пересекаютс  в точке 7 пересечени . Ось 6 поворота пересекает ось 4 в. точке 8 пересечени . Точка 9 пересечени  осей 5 и 6 поворота находитс  35 на рассто нии от оси 4. Оси 5 и 6

поворота расположены друг к другу под тупым углом, вследствие чего плоскости разделени  частей 1, .2 и 2, 3 головки расположены друг к дру- 40 гу под острым углом. Углы предпочтительно выбирают так, чтобы получалась симметричность. Согласно приведенному примеру выполнени  наклонна  плоскость между отдельными част ми 45 головки находитс  под углом oi к продольной оси 4 частей 1-3.

Кроме того, дл  получени  симметричности оси 5 и 6 установлены к продольной оси 4 под углом 1/2c)i , 50 вследствие чего наклонные оси 5 и 6 поворота установлены друг к другу под тупым углом 2о..

На задней части 3 головкИ находитс  фланцева  плита 10 с поверхностью 55 11 дл  прифланцевани  инструмента, например инструмента дл  сварки. На поверхности 11 изображен маркировочный палец 12, показывающий положение

5

5

0

5

0 5

0

5

инструмента в зависимости от положени  остальных частей.

На фиг.2 изображена головка с повернутой относительно других частей задней частью 3, котора  может поворачиватьс  на 180° вокруг оси 6 поворота . Так как плоскости поворота между отдельными част ми 1-3 головки расположены симметрично друг другу и образуют друг относительно друга угол ui , поворачивание задней части 3 вокруг оси 6 поворота на 180° приводит к установке части 3 головки под углом ci .

Если головку в показанном на фиг.2 положении поворачивают вокруг оси 4 на 180 , как это изображено на фиг.З, задн   часть 3 головки относительно изображенного на фиг.2 положени  занимает положение в зеркальном изображении . Из положени  осей. 5 и .6 видно, что при любом положении ось 6 поворота не расположена коаксиально к оси 4, так как в каждом случае точка 9 пересечени  осей 5 и 6 перемещаетс  по круговой траектории вокруг оси 4, Вследствие этого исключаетс  двусмысленность положени  оси. Таким образом,  вл етс  ненужным программное управление или техника автоматического управлени .

Кроме того, имеютс  другие возможности поворачивани  головки. На фиг.4 изображено, что при вращении из исходного положени  по фиг.1 средней части 2 головки вокруг оси 5 поворота, получаетс  угловое положение инструмента, соответствующее его угловому положению по фиг.З, без поворачивани  передней части 1. В этом положении (фиг.4) заднюю часть 3 головки можно вращать вокруг оси 6 поворота, так что угол поворота задней части 3 головки относительно передней части 1 составл ет 2 oi . Если в этом положении часть 1 вращают вокруг оси 4, происходит перемещение маркирующего пальца 12 с наибольшей амплитудой.

Кроме того, значительно снижает- с  опасность аварии при вращении частей 1-3 относительно .друг друга из-за малой веро тности заклинивани . Изделие в вьщвинутом положении головки можно поворачивать вокруг оси 4 приводных валов (фиг.1). Дл  этой цели фланцевую плиту 10 следует устанавливать перпендикул рно к оси 4

на задней части 3. Если такое коаксиальное расположение пальца 12 к оси приводных валов нежелательно, плиту 10 можно устанавливать под другим углом.

На фиг.6 изображена конструкци  привода головки при выдвинутом положении (по фиг.1) ее частей. Внутренний приводной коаксиальный вал 13 соединен через конические зубчатые колеса 14 и 15 с полым валом 16, содиненным через понижающую передачу

17со средней частью 2 головки. Срен   часть 2 приводитс  во вращение вокруг поворотной оси 5 коническими зубчатыми колесами 14 и 15, причем она установлена в подшипниках на передней части 1 с возможностью вращени  в плоскости, расположенной пе пендикул рно оси 5 поворота.

Устройство работает следующим образом .

Средний приводной коаксиальный в

18через конические зубчатые колеса

19и 20 поворачивает промежуточньш вал 21, соосный с осью 5 поворота. На конце промежуточного вала 21 расположены конические зубчатые колеса 22 и 23 дл  вращени  приводного вал 24,- установленного в задней части 3

головки, котора  выполнена с возможностью вращени  относительно части 2 вокруг оси 6 поворота. Между приводным валом 24 и задней частью 3 предусмотрена понижающа  передача 25.

Наружный приводной коаксиальный вал 26 при вращении поворота через понижающую передачу 27 переднюю часть 1, расположенную коаксиально руке 28 и с возможностью вращени  на ней.

Все понижающие передачи 17, 25 и 27 расположены с ведомой стороны, вследствие чего получаетс  почти беззазорна , компактна , имеюща  малые габариты конструкци  головки.

Головку можно изготовл ть в различных вариантах. На-фиг.7 изображена головка с двум  приводными коаксиальными валами. Средн   2 и задн   3 части головки привод тс  в действие приводным валом 13. При этом коническое зубчатое колесо 14 при своем вращении поворачивает полы вал 16, который через конические зубчатые колеса 22 и 23 вращает приводной вал 24. Передаточное число конических колес 22 и 23 должно сос0

5

n валу

5

тавл ть 1:1, а число понижающих передач 17 и 25 должно быть одинаковым.

При соответствующем заданном направлении вращени  зубчатого колеса 14, вала 16, колес 22 и 23, вала 24 и элементов передачи 25 задн   часть 3 вращаетс  в направлении, противоположном вращению средней части 2 головки. Таким образом достигаетс  определенное положение частей (фиг.5) при работе с двум  приводными валами . Такое выполнение  вл етс  достаточным и целесообразным, например, при сварке в среде защитного газа.

Если заднюю часть 3 головки необходимо вращать в направлении вращени  средней части 2, зубчатому колесу 14, валу 16, колесам 22 и 23,

24 и элементам передачи 25 следует задавать необходимое направление вращени  посредством промежуточного колеса. При этом рабоча  зона остаетс  такой же как и в первом случае.

Изменение направлени  вращени  частей в первом и втором случа х может быть целесообразно дл  опытных программистов независимо от внешних условий. Дл  реализации обеих возможностей между част ми 2 и 3 головки необходимо устанавливать переключаемую передачу, позвол ющую переключать при помощи муфты вращение частей 2 и 3 в одинаковом или противоположном направлени х (как на станках).

Кроме того, части 2 и 3 головки можно также соединить посредством муфты со стопорным тормозом.

0

5

Claims (5)

1. Головка манипул тора, содержаща  корпус и три части, последователь-- но соединенные шарнирами с ос ми, пересекающимис  под углом друг к другу, перва  из которых установлена в корпусе с возможностью поворота, а треть  выполнена с фланцем дл  креплени  инструмента, а также приводные коаксиальные валы с коническими зубчатьми колесами, установленные соосно оси поворота первой части, один из которых св зан передачей с коническими колесами с второй частью, и кроме того , наклонный промежуточный вал, на котором с зазором установлено ведомое колесо упом нутой передачи, расположенный соосно оси поворота второй части и св занный передачами с коничес5136

кими колесами с одной стороны с одним из приводных коаксиальных валов, а с другой - с третьей частью, отличающа с  тем, что, с целью повьшени  надежности работы, точка пересечени  осей поворота второй и третьей частей не лежит на оси приводных коаксиальных валов, а ось поворота третьей части в выдвинутом положении частей расположена наклонно к оси этих приводных коаксиальных валов,

2. Головка по П.1, отличающа с  тем, что втора  часть го- ловки соединена со своим приводным коаксиальным валом посредством охватывающего с зазором промежуточный вал полого вала, св занного с второй частью через понижающую передачу.

3. Головка п6п.1,отличаю- щ а   с   тем, что поверхность фланца третьей части расположена под острым углом к оси ее поворота.

4.Головка по П.1, отличающа с  тем, что втора  и треть  части кинематически св заны с помощью общего вала, размещенного соосно к оси поворота второй части, с одним из приводных коаксиальных валов.

5.Головка по п.4, о тлич аю- щ а   с   тем, что кинематическа  св зь второй и третьей частей посредством общего вала с одним из приводных валов выполнена с возможностью разнонаправленного вращени  этих частей.

Фиг. 2

Фиг.З

12

ФигМ

Фиг.7

Редактор П.Гереши

Составитель Е.Ермолаев .

Техред М.ДВДЫК Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6305/58Т.ираж 952Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Прое ктна , 4