SU1524801A3 - Головка передачи дл манипул торов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к робототехнике и может быть использовано в головках передачи дл  манипул торов. Цель изобретени  - упрощение программного управлени  движением последнего звена за счет компенсации движений средних звеньев головки. На стреле 1 установлено первое звено 2 с возможностью поворота вокруг продольной оси 3. На первом звене 2 установлено среднее звено 4 с возможностью поворота вокруг косой оси 5. Конечное звено 6 установлено на среднем звене 4 с возможностью поворота вокруг косой оси 7. Носитель инструмента 8 может быть попеременно установлен неподвижно или с возможностью поворота на конечном звене 6 головки. Приводные валы кинематически св заны с соответствующим звеном и носителем инструмента. Кинематические цепи проход т вдоль наклонных осей и включают размещенные в полост х звеньев редукторы и полые валы, на концах которых размещены конические зубчатые колеса. Передаточное отношение редуктора между конечным звеном головки и средним звеном головки отличаетс  от передаточного отношени  редуктора между средним звеном головки и первым звеном головки одним оборотом. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

фие.1

3152 801

i,. -ре гение относитс  к робототехнике и может быть использовано в го10

15

20

30

онках передачи дл  манипул торов.

II-;; I. изобретени  - упрощение про- ра - м юго управлени  движением послед его звена за счет компенсации дви- средних звеньев головки,

d фиг. 1 схематично изображена олопка передачи дл  манипул торов }. и вьщсинутом положении ее частей, с юку; на фиг. 2 - головка с сим- со;м1- :скин изображением кинематичес- 1 :. ; П, вертикальный разреЗ} на . 3 8 - упрощенное изображение fM tecKHx цепей в области сред- nei o it пероого звеньев головки переачи , L . in-ji выполнени .

Голотка передами имеет основной Hecyi. элс - ен г анипул тора, например стрелу 1, из котором установле- , но перзос звено 2 с возможностью по- Х иоротг: вокруг продольной (основной) оси 3. i a первом звене 2 головки ус (ановлсио сроднее звено i с возмож- 25 ностью Поворота вокруг коссж оси 5. Кс - омиое зпсно 6 установлено на среднем З зене с возможной г ыо поворота зокру- косой оси 7. Носитель 8 ин- стпу,,ента быть попеременно ус- тамсолен неподвижно с сю;)можноет lio псоорота ;::о;1еч -юм звене 6 голоп-;:; I .pcnaMiu 3 случае уста нов- : . и( ел; о инстр. /. с позмо1Х ;);.Т : fiOi . :рО.-: его ось вращени  npennc -iT .iTCjT уста на пл .изают сосс- но к лродсши-ой ос:;- 3.

ivO-fe оси :; и 7 :-:-;тано1злсны так, чгс ОН1-1 с продольно ; осью 3 оЗразу;; уГОП а , а именно Г ЛК,

1-;о угл и: открыес.отс  з ripoTHiDono- ,1Х направлени х. Пели зв&пь  4 и 6 | опоз; и r epGp,;ii-in по; 1г;рачмваютс  пслсруг KocLix осей 5 и 7, то полу маетс  максимальный зазор 1:оситслл Я имстру. - .снтз, ь:аправленис действи  можно осущес грзл  г ь ,п.ан;е и противоположном напраплении. стре.пы 1. При этом острые углы могут быть различной величины, наприм.ер , и о. В стреле 1, а также на входной стороне nepGoro звена 2 головки пере дачи предусмотрены концечтрично уста- 1О1-злснн1:.1е приходные вали 9 н 10. Иа- ру :ьь:й npi водной вал 9 приводитс  в дойсгпие через пару цилиндрических зубчатых колес 11 и 12 эксцентричным прип уОдным вапом 13. Такой приводной иал 9 приводит в действие через вы50

55

35

ДО

4

5

0

0

5

сокопонижающую передачу (редуктор) 14 первое ззено 2, установленное на стреле 1 с возможностью поворота.

Расположенный внутри приводной вал 9 приводит в действие через пару конических зубчатых колес 15 косой вал 1б, пару конических зубчатых колес 17, косой вал 18 и через пару конических зубчатых колес 19, привод - ной вал 20, с которым соединен носитель 8 инструмента.

Установленный внутри приволиой вал 10 приводит в действие через пару конических зубчатых колес 21 косой полый вал 22, а пара конических зубчатых колес 23 - косой полый вал 2k.

Оба полых вала 22 и установлены в среднем звене головки с возможностью поворота и соединены с высокопонижающими передачами 25 и 26. Понижающа  передача 25 опираетс  на первое звено 2 головки и приводит в действие, например в соотношении редукции X, среднее звено головки. Понижающа  передача 26 опираетс  на среднее звено 4 головки и с редукцией Х-1 приводит в действие конечное звено 6 головки. Кроме того, при пр имере выполнени   вл етс  важным то. что направление 27 вращени  конечного звена 6 головки противоположно относительно направлению 28 вращени  косого полого вала, при вод - и; го о действие это конечное звено 6 гол&вки. Така  разность соотношени  пои ,|)ненил обеих понижающих передач 25 и 2б, а также правильный выбор напра.плени  вращени  отдельных валов и частей головок приводит к тому,что SDCfibH ч и 6 головки выполн ют те же самие большие вращательные движени , хот  они привод тс  в действие совместными приводными валами и выполн ют oTHoci; гсл друг друга движение,

В гтримере выполнени  согласно фиг.З следует приводить в движение носитель 8 (фиг.1 и 2). Вследствие этого устанооленные внутри косые валы 1б и 1В соединены друг с другом 0 парой 17 конических зубчатых колес.

При понижающей передаче 25 стальное кольцо 29 опираетс  на первое звено 2 головки, стальное кольцо 30 приводитс  о действие с редукционным 5 соотношением 100:1, исход  из числа зубьев 200 при стальном кольце 29 и числе зубьзо 202 при стальном кольце 30.

5

О .

5

5152

Косые полые валы 22 и 2 соединены друг с другом парой 23 конических зубчатых колес так, что они вращаютс  в одинаковом направлении. Изображенна  на этом участке полого вала 22 или 2 стрела может показывать в направлении часовой стрелки.

Друга  понижающа  передача 26, аналогична  понижающей передаче 25, ус- тановлена так, что стальное кольцо 30 установлено на среднем звене 4 головки , причем стальное кольцо 29 приводитс  в действие. Исход  из приведенного числа зубьев имеетс  при этом редукци  100:1, однако с той разницей что ведома  передн   часть 6 головки вращаетс  в противоположном направлении относительно полого вала 2.

Таким образом, полые валы 22 и .k, а также среднее звено головки вращаютс  в одинаковом направлении, а конечное звено 6 головки вращаетс  в другом направлении. Компенсаци  разлиных редукционных соотношений получа- етс  за счет того, что при относительном движении звеньев и 6 головки конические зубчатые колеса 23 обкатываютс  корригирующе. Зто по сн етс  тем, что в случае, если полый вал 22 установлен неподвижно, а среднее звено k головки вращаетс  вокруг косой оси 5, то осуществл етс  поворот косого полого вала 2Ц вследствие обкатывани  пары 23 по неподвижному коническому зубчатому колесу. Дополни- тельный поворот полого вала приводит к тому, что звень  t и 6 головки действительно осуществл ют вращательным движением одинаковой величины, хот  в обратном направлении.

В примере выполнени  согласно фиг.1 намерено создать одинаковое направление вращени  звеньев 4 и 6 головки.Понижающа  передача 25 (фиг.З опираетс  через стальное кольцо 29 на первом звене 2 головки, что приводит к редукции 101:1 с тем, что полый вал 22 и среднее звено 4 головки вращаютс  в одинаковом направлении. Между средним звеном 4 головки и конечным звеном 6 головки установлена понижающа  передача 26 (фиг.З), где стальное кольцо 30 опираетс  на среднее звено 4 головки. Вследствие этого получаетс  редукци  100:1 в противо- положном направлении от полого вала 24 и конечного звена 6 головки. Однако чтобы получать одинаковое направ

Q

0 5 о

0

0

16

ление вращени  обоих звеньев и 6 головки (фиг. 4), предусмотрено размещение промежуточного зубчатого колеса 31, держащего на рассто нии друг от друга колеса пары 23 конических зубчатых колес и установленного в опоре 32 среднего звена 4 головки. В данном случае осуществл етс  компенсаци  движени  вращени  среднего звена головки так, что звень  4 и 6 головки осуществл ют вращательное движение с одинаковой величиной и в одном направлении.

В примерах выполнени  согласно фиг. 5-8 носитель 8 инструмента на конечном звене 6 головки не должен быть выполнен с возможностью поворота. Из этого следует, что углова  передача 23 может также быть иначе размещена (фиг. 3 и 4) .

Как показывают стрелы на валах 22 и 24 (фиг.5) эти валы вследствие размещени  пары 23 конических зубчатых колес вращаютс  в противоположном напра влении .

В примере выполнени  согласно фиг.5 предусмотрено одинаковое направление вращени  звеньев 4 и 6. Это достигаетс  за счет того, что при понижающей передаче 25 стальное кольцо 29 неподвижно установлено на первом звене 2 головки, вследствие чего приводитс  в действие среднее звено 4 головки в одинаковом направлении вращени  по сравнению с направлением вращени  вала 22 с редукцией 100:1. Вал 24 вращаетс  относительно вала 22 в противоположном направлении. Однако поскольку при понижающей передаче 26 стальное кольцо 30 установлено неподвижно на среднем звене 4, получаетс  изменение направлени  вращени  в редукционном соотношении 100:1 с тем, что звень  4 и 6 головки вращаютс  в одинаковом направлении и компенсируетс  собственное движение среднего звена 4 головки.

В примере выполнени  (фиг.6) звень  4 и 6 вращаютс  в противоположном направлении, причем однако при обеих понижающих передачах 25 и 2б стальное кольцо 29 следует устанавливать неподвижно. Дл  того, чтобы в данном случае получать одинаковое по величине вращение звеньев 4 и 6 головки, редукци  в одной из обеих волновых передач незначительно измен етс . Стальное кольцо 30 пони

жачзщей передачи 25 содержит согласно приведенному примеру выполнени  20 | зубь , в то врем  как стальное кольцо 29 содержит только 202 зуба. Бследстпие этого получаетс  следующа  редукци :

i ZCS/CZCS-ZDS) 204/4204-202)

102.

Понижающа  перелача 25 по сравнению с понижающей передачей 26 имеет пониженную на один оборот редукцию. При этой понижающей передаче 26 стальное кольцо 29 неподвижно уста- но г:ено на средней части головки, что приводит к редукции 101:1 при одинаковом направлении вращени  вала с передней частью звеном 6 головки .

В примере выполнени  (фиг.7) следует достичь того же эффекта аналогично фиг. 6 за счет того, что зве- нь  ( и 6 должны вращатьс  в противоположном направлении. В отличие от фиг, 6 используют понижающую передачу согласно фиг. 3 с тем, что средне звено головки оращаетс  в одном направлении с валом 22 при редукции 101:1. Между колесами пары 23 конических зубчатых колес в данном слу- мае та1сже установлено промежуточное зубчатое колесо 31. Понижающа  передача 26 установлена так, что стальное колесо 30 неподвижно установлено с среднем звене i головки. Вслсдстгзие этого получаетс  редукци  100:1 с противоположным направ- лениеь . вращени  вала 2-1 и конечного звеиа б головки. Компенсаци  осуществл етс  промежуточным зубчатым колесом 31 .

Согласно фиг. 8 звень  ( и 6 головки вра1наютс  в одинаковом направлении . При этом понижающа  передача 25 снабжена повышенным количеством зубьев. Стальное кольцо 30 содержит 20 зуба, а остальное кольцо 29 - 202 зуба. При понижающей передаче 26 стальное кольцо 29 также неподвижно установлено на среднем звене А голов ки. Компенсаци  также осуществл етс  промежуточным зубчатым колесом 31 причем и в данном случае видно, что вал 2 и конечное звено 6 головки вращаютс  в одном направлении.

0

5

0

5

0 5

0

5

0

45

Принцип действи  во всех примерах выполнени  согласно фиг. 2-8 сохран етс , если стальное кольцо 29 и стальное кольцо 30 каждой понижающей передачи 25 и 26 замен ют друг другом, вследствие чего понижающа  передача 25 получает редукцию Х-1, а понижающа  передача 26 получает редукцию Х„ В этом случае звень  t и 6 головЛ вращаютс  противоположно изображенным на фиг. 2-8 направлени м вращени .

Вместо волновых дифференциальных передач можно также использовать понижающие передачи одинакового или подобного принципа действи , например, планетарные передачи.

Claims (2)

1.Головка передачи дл  манипул торов , состо ща  из трех звеньей, последовательно расположенных друг за другом на наклонных относительно одна другой ос х, а оси каждого звена при раздвинутом положении головки передачи образуют с продольной осью этой головки острые углы, открывающиес  в противоположные направлени , и привода, выполненного из концентричных приводных валов, кине атически св занных с соответствующим звеном

и носителем инструмента, размещенным на конечном звене, причем их кинематические цепи проход т вдоль наклонных осей и включают размещенные в полост х звеньев редукторы и полые валы, на концах которых размещены конические зубчатые колеса, образующие зацеплени , отли ча юща - с   тем, что, с целью упрощени  программного управлени  движением последнего звена за счет компенсации движений средних звеньев головки, передаточное отношение редуктора между конечным звеном головки и средним звеном головки отличаетс  от передаточного отношени  редуктора между средним Iзвеном головки и первым звеном головки одним оборотом, причем коническа  передача предназначена дл  компенсации разности передаточных отношений этих редукторов.

2.Головка по п. 1, отли чающа  с   тем, что в качестве редуктора она содержит волновую дифференциальную передачу.

ЧЯГТ Г7

te r zffl

.4

Фие.З

522

/5,j/. 5

.б

гг

Фиг. 7