SU1421250A3 - Редукторна головка дл манипул торов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению . Цель изобретени  - расшир ние функциональных возможностей редукторной головки дл  манипул тора за счет обеспечени  вращени  последнего звена без необходимости вращени  при этом первого звена вокруг своей оси. Дл  этого редз торна  головка имеет три концентрично расположенные друг относительно друга приводные вала . Посредством этих валов можно осуществить четыре различных вращательных движени : вращение первого звена 1 головки вокруг оси приводных валов, вращение среднего звена 2 относительно первого звена 1 вокруг первой наклонной оси 7, вращение последнего звена 3 головки относительно среднего звена вокруг второй наклонной оси 8 и вращение инструментодержател  4 в пределах последнего звена 3 головки . 6 з.п. ф-лы, 14 ил. О)

Description

Ъ

to

Ю 01

СП

fput. J

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к редукторным головкам дл  манипул торов.

Целью изобретени   вл етс  расши- рение функциональных возможностей ре дукторной головки дл  манипул тора за счет обеспечени  вращени  последнего звена без вращени  первого звена вокруг своей оси.

На фиг.1 изображена схема предла- :гаемой редукторной головки в выт нутом положении, вид сбоку; на фиг.2 - то же, с косо расположенной выходной частью, вид сбоку; на фиг.З - то же, при повороте последнего звена на угол 2о( на фиг.4 - то же, при повороте среднего звена на угол d , на фиг.5 - то же, В выт нутом положении с разнь - ми углами наклона осей на фиг.,6 - то же, с точкой пересечени  наклонных осей в плоскости чертежаj на фиг,7 - то же, с расположением осей вне плоскости чертежа; на фиг,8 - то же, с пересечением осей на оси привода; на фиг.9 - то же, в выт нутом положении при наклонном положении выходной оси; на фиг.10 - то же, с точкой пересечени  наклонных осей в плоскости чертежа , вид сбоку; на фиг.11 - то же, вид сверху; на фиг,12 - привод фланцевого диска с коаксиапьным расположением выходной оси с осью привода; на фиг,13 - то же, с параллельным расположением выходной оси с осью приводаj на фиг.14 то же, с наклонным расположением выходной оси к оси привода,

Редукторна  головка дл  манипул торов образована звень ми: первым звеном 1, средним звеном 2 и последним звеном 3«

При управлении с помощью вычислительной машины имеетс  неоднознач- кость в том случаеJ если инструменто- держатель 51ли фланцевьй диск 4 уста™ новлены на последнем звене 3 редукторной головки с возможностью вращени  вокруг выкодной оси 5j расположенной соосно с осью 6 привода (ф№,IX В этом случае поворот инструменто- держател  вокруг выходной оси 5 мог бы быть реализован также путем вращени  первого звена 1 редукторной головки BOKpyi оси. 6 привода. В та кой ситуаци  указанна  неоднозначность может быть уст ранана только в том случае, если первое звено 1 головки установить без возможности вращени  вокруг оси 6.

г Q

Q 5 Q

, 5

5

0

Позици ми 7 и 8 обозначены наклонные оси поворота, вокруг которых происходит -относительное движение вращени  среднего звена 2 головки по отношению к первому и последнему звень ми 1 и 3.

На фиг,2 показана одна из возможностей устранени  такой неоднозначности за счет того, что выходна  ось 5 установлена наклонно под острым углом к оси 6 привода. Предпочтительно , чтобы выходна  ось 5 пересекала точку 9 пересечени  двух наклонных осей 7 и 8, чтобы облегчить расчет перемещений, Позици кш 10 и 11 обозначены конич еские зубчатые колеса дл  привода фланцевого диска 4, Если необходимо вращательное движение инструментодержател  вокруг оси 5, то  сно, что дл  этого не нужно включать привод первого звена 1 редукторной головки, следовательно неоднозначность устран етс .

Последнее звено 3 редукторной го- ловки (фиг.З и 4) поворачиваетс  относительно оси 6 привода на угол 2dl , при этом используютс  различные приводы вращени . В первом случае последнее звено 3 редукторной головки поворачиваетс  на относительно неподвижнога среднего звена 2. Во втором случае среднее звено 2 с последним звеном 3, остающимс  в одном и том же положении по отношению jc среднему звену 2, поворачиваетс  на 180° относительно первого звена 1 редукторной головки. Имен ца 1с  в результате этого неоднозначность может быть устранена посредством одного из вариантов редукторной головки (фиг.5- 11).

. Углы o(i и оС(фиг,5) расположени  обеих осей 7 и 8 неравны, поэтому их точка 9 пересечени  будет располагатьс  с боковым смещением из положени  симметрии на фиг.1, Таким обра- 3OMj одинаковый поворот звеньев 2 и 3 головки приводит к отличающимс 

друг от друга угловьш: положени м. I

На фиг,6 показано что наклонна 

ось 7 выходит наклонно из плоскости чертежа таким образом, что точка 9 пересечени  обеих наклонных осей 7 и 8 остаетс  в плоскости чертежа. Эллипс 12 символизирует наклонную плоскость вращени , вдоль которой оба звена 1 и 2 редукторной головки сопр гаютс  друг с другом.

На фиг.7 показан вариант конструкции , согласно которому обе наклонные оси 7 и 8 наклонно отход т от плоскости чертежа. Точка 9 пересе чени  наклонных осей 7 и 8 может лежать в стороне от оси 6 или в плоскости чертежа .

Значительное облегчение расчета автоматического управлени  перемещением обеспечиваетс  в том случае, если точка пересечени  9 наклонных осей 7 и 8 лежит на оси 6 и если выходные оси 5, 5 и 5 пересекают эту точку 9. Чтобы было более пон тно (фиг,8-11) выходна  ось 5 имеет также обозначение 5, если она распо- ложена соосно с осью 6 привода и пере секает точку 9 (фиг.8-10), она получает обозначение 5 , если образует с осью 6 привода угол, также пересека  при этом точку 9 (фиг.9 и 10).

Наклонные валы 7 и 8 в первом и последнем звень х 1 и 3 располагаютс  с таким боковым смещением, при котором они пересекаютс  на оси 6 привода.

На фиг.9 дополнительно показано наклонное положение выходной о.си 5 относительно оси 6 привода, что (как уже было сказано) устран ет неоднозначность управлени  этими ос ми. Ось 5 может перекрыватьс .осью Вив этом, случае обозначаетс  позицией 5 , что с одной стороны равносильно сокращению передающих элементов, и, следовательно, конструктивных затрат , а с другой стороны - уменьшению диапазона перемещений, которого однако вполне достаточно в большинстве случаев. В результате соосности осей 8 и 5 не возникает неоднозначности при управлении с помощью вычислительной машины, так как при одновременной кинематической св зи осей 7 и 8 последн   в качестве отдельной оси не имеет никаких функций.

Предполагаетс , что оси 6,7,8,5, 5 и 5 (фиг.8 и 9) в выт нутом псшожении редукторной головки ле сат в плоскости чертежа. В варианте, показанном на фиг.8, неоднозначность еще не устранена. Но как известно из фиг.6 и 7 эта неоднозначность может быть устранена с помощью осей 7 и 8, наклонно выход щих из плоскости чертежа На фкг.10 и 11 показана ре дук- торна  головка, вид сбоку и вид сверху , но при этом отдельные звень  1,2 и 3 головки имеют выступающие в сто0

5

ррны части корпуса дл  расположени  наклонных осей 7 и 8, выход щих из плоскости чертежа назад и вперед, а точка 9 пересечени  наклонных осей 7 и 8 лежит в плоскости чертежа и  вл етс  общей конечной точкой дл  осей 6 и 5 и 5 . Кроме того, выходна  ось 5 расположена наклонно, вследствие чего она не лежит на одной оси с осью 6 привода в плоскости чертежа и, следовательно, не возникает неоднозначность при управлении с помощью вычислительной машины.

Показанна  на фиГоВ-11 точка 9 пересечени  осей 6,7,8,5,5 и 5 может быть центром шарового или карданного шарнира 13, с помощью которого ось 6 привода подвижно соедин етс  с выходной осью 5 ,5 и 5 . Шаровой или карданный шарнир 13 может быть выполнен в различных модификаци х .

На фиг.12-14 показаны варианты вы- 5 полнени  привода фланцевого диска 4, Выходна  ось 5 (фиг,12) расположена коаксиально, а на фиг,13 - параллельно с осью 6 привода. Точка 9 пересечени  осей 7 и 8  вл етс  общим кoнeчны пунктом осей 6 и 5 , 5 и

0

0

Наклонное положение ведомого

5

0

вала 14, расположенного на оси 5 и 5  вл етс  предпочтительным в манипул торах с контурным управле кием, дл .того чтобы устранить неоднозначности . Внутренний приводной вал

15через кони шские зубчатые колеса

16и 17 соединен с полым валом 18, который через редуктор 19 св зан со средним звеном 2 головки. Среднее звено 2 посредством конических зубчатых колес 16 и 17 вращаетс  вокруг оси 7 поворота. Звено 2 посредством подшипнт ов 20 установлено на первом звене 1 и расположено в плоскости,

перпендикул рной оси 7 поворота.

Внешний прцводной вал 21 через редуктор 22 непосредственно воздействует на первое звено 1 головки, которое расположено соосно с кронштейном

23 и установлено на нем с возможностью вращени . Все редукторы 19, 24, 22 и 25 расположены с выходной стороны , в результате чего обеспечиваетс  беззазорна , компактна  и малогаба5 ритна  конструкци  редукторной голов- ри. Редукторы 19, 24, 22 и 25 харак- теризуютс  редукцией с большим понижением . Вдоль второй наклонной оси 8

10

15

20

25

51А212

поворота расположен полый вал 26, который через конические шестерни 27 и .28 соединен с предшествующим ему полым валом 18. Полый вап 18 через редуктор 19 с большим понижением, ко- торый установлен на первом звене 1, приводит среднее звено 2 во вращение вокруг наклонной оси 7. Другой полый вал 26 редуктором 24 с болыним понижением опираетс  на среднее звено 2 и приводит последнее звено 3 во вращение вокруг второй наклонной оси 8, Оба редуктора 19 и 24 имеют одинаковую степень понижени  и предпочтительно расположены относительно один другого, вследствие чего прилегающие друг к другу звень  2 и 3 головки при вращении полых валов 18 и 26 со вершают одновременное, но противоположное по направлению вращательное движение,

Таким образом, с помощью полых валов 18 и 26 можно провести приводную кинематическую цепь, котора  начинаетс  от центрального приводного вала 27 и через расположенные внутри промежуточные валы 28 и 29 и конические пары колес 30,31 и 10,11 воздействуют на ведомьй вал 14, установленный на последнем звене 3 головки посредством редуктора 25 с большим понижением. Благодар  этом; приводитс  во вращение фланцевый который с помощью подшипника 32 уста- нсвлен на последнем звене 3 головки и снабжен инструментодержателем.

Последнее звено 3 головки посред- ством подшипник.а 33 установлено с возможностью вращени  на среднем звене 2, которое посредством подшипника ЗА также установлено на первом звене 1. Промежуточный вап 29 с выходной стороны через подпгапник 35 установен на последнем звене 3 головки а с приводной стороны посредством подипника 36 - на полом 26, кото™ ьй, )з свою очередь, посредством подипника 37 установлен на среднем зва- не 2 головки.

На фиг.12 точка 9 пересечени  на лонных осей (фиг.12) предусмотрена стороне от оси 6 привода но точка пересечени  может также лежать и а оси 6, как это,показано на tor.13. этом случае смещение промежуточного 55 вена 38 осуществл етс  с помощью ланцевых элементов 39 и 40,

Следствие этого  вл етс  боковое мещение ведомого вила 14 параллепь30

35

40

45

50

10

15

20

25

12

5

30

35

0

45

0

506

но оси 6 привода. Если это необходимо предотвратить, например, дл  случа  позиционного управлени , то в заднем звене головки можно предусмотреть об-. ратное смещение 41 при установке ве- домого вала 14, которое компенсирует боковое смещение и, следовательно, обеспечивает то, что ведомый вал 14 в выт нутом положении редукторной головки будет располагатьс  соосно с осью 6 привода. На фиг.14 показан привод фланцевого диска дл  манипул торов с контурньп управлением, обеспечивающий устранение неоднозначности , при котором предпочтительно наклонное положение выходной оси 5 . Выходна  ось З (фиг.14) получаетс  благодар  обратному смещению 41 ведомого вала 1 | Б соответствии вариантом ,показанным на фиг.13,

Наклон выходной оси 5 относительно оси 6 привода может быть не только направлен вниз (как показано на фиг.14), но и вверх, что обозначено штрйхпунктиром.

Claims (7)

1. Редукторна  головка дл  манипул торов , состо ща  из трех звеньев, последовательно расположенных на наклонных одна относительно другой ос х привода, вьЕпо.лненного из трех концентричных приводных валов, кинематически св занных с соответствующим звеном , причем их кинематические цепи проход т вдоль наклонных осей и име ют редукторы с большим понижением, а оси каждого звена при раздвинутом положении редукторной головки образуют с продольной осью головки острые углы , открывающиес  в противоположные направ-лени , отличающа с  тем, что, с целью расщирен 1Я функциональных возможностей за счет обеспечени  вращени  последнегнэ звена без вращени  первого звена вокруг своей оси, она снабжена приводным узлом, расположенным в последнем звене и вьтолненным в виде ведущего вгша, установленного в последнем звене редуктора , и фланцевого диска, установленного в этом звене с возможностью поворота посредством редуктора, а кинематическа  цепь, соедин нща  среднее и последнее звень , состоит из полых валов, имеющих на своих концах конические вубчатые колеса, образующие зацепление, и в полости этих валов размещена кинематическа  цепь привода фланцевого диска, при этом два из трех звеньев редукторной головки, предпочтительно среднее и последнее, св заны с одним из трех приводных валов .

2, Головка ПОП.1, отличающа с  тем, что кинематическа  св зь среднего и последнего звеньев осуществл етс  через установленные в среднем звене редукторы, св занные соответственно с полыми валами зтого звена.

3. Головка по пп.1 и 2, о т л и- чающа с  тем, что, с целью устранени  неоднозначности при компьютерном управлении, ось ведущего вала приводного узла расположена наклонно по отношению к оси привода, а острые углы, образованные наклоном обеих осей среднего звена редукторной головки, не равны по величине.

10

212508

4.Головка по пп.1-3, отличающа с  тем, что при наклонном положении ведущего вала приводного узла его ось проходит через точку пересечени  обеих наклонных осей среднего звена.

5.Головка по пп.1-4, отличающа с  тем, что, по меньщей мере одна из двух, наклонных осей среднего звена расположена в плоскости,

наклонной к плоскости чертежа,

6.Головка по пп.1-5, о т л и - чающа с  тем, что при распо15 ложении обеих наклонных осей вне плоскости чертежа их точка пересечени  лежит в плоскости чертежа.

7.Головка по пп.1-6, отличающа с  тем, что точка пересечени  наклонных осей среднего звена с осью привода и с ос ми выходного вапа приводного узла  вл етс  центром шарового или карданного шарнира, соедин ющего оси.

20

Фиг. 2

2oL

Фиг. 3

Фи«.7

7 5 8 f2

J 5

5

5

L/

Фиб. 11

21

j35

tij ,019

29 ,ю

Фиг. 12

26 ,10

32

а

в 7л

Фиг. ГЗ