SU1567370A1 - Уравновешенный манипул тор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и предназначено дл  использовани  в конструкци х, содержащих вращающиес  звень . Цель изобретени  - повышение безопасности в работе за счет уменьшени  потенциальной энергии пружин. Манипул тор содержит основание, шарнирно соединенные звень  1 и 2, механизмы уравновешивани  звеньев, имеющие основные пружины 7, 8, 11, 12, кинематически св занные с соответствующими звень ми. При перемещении звеньев 1 и 2 в пространстве происходит их поворот на валах 3 и 4. Одновременно поворачиваютс  кулачки 14 и 16, жестко закрепленные на валах звеньев 1 и 2. Поворот кулачков приводит к перемещению блока 17, так как на кулачках жестко закреплены концы гибкого элемента 13, который имеет возможность взаимодействи  с блоком 17. Перемещение блока приводит к деформации дополнительной пружины 18, один конец которой закреплен на основании, а другой шарнирно соединен с блоком 17. В результате деформации пружины возникает усилие, уравновешивающее звень  1 и 2. 3 ил.

Description

1

(21)4477016/25-08

(22)230888

(46) 300590 Бюл № 20

(71)Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудовани 

(72)Б Е Корда те нко

(53)621 22972(0888)

(56)Авторское свидетельство СССР № 874332, кл В 25 Л 13/00, 1979

(54)УРАВНОВЕШЕННЫЙ МАНИПУЛЯТОР

(57)Изобретение относитс  к машиностроению и предназначено дл  использовани  в конструкци х, содержащих вращающиес  звень  Цель изобретени  - повышение безопасности в работе за счет уменьшени  потенциальной энергии пружин Манипул тор

содержит основание, шарнирно соединенные звень  1 и 2, механизмы уравновешивани  звеньев, имеющие основные пружины 7, 8, II и 12, кинематически св занные с соответствующими звень ми При перемещении звеньев 1 и 2 в пространстве происходит их поворот на валах 3 и 4 Одновременно поворачиваютс  кулачки 14 и 16, жестко закрепленные на валах звеньев 1 и 2. Поворот кулачков приводит к перемещению блока 17, так как на кулачках жестко закреплены концы гибкого элемента 13, который имеет возможность взаимодействи  с блоком 17. Перемещение блока приводит к деформации дополнительной пружины 18, один конец которой закреплен на оснований, а другой шарнирно соединен с блоком 17 В результате деформации пружины возникает усилие, уравновешивающее звень  1 и 2. 3 ил.

(/

ел

о J

00

1

Фиг.

И зобретение относитс  к машинострое нию, приборостроению и предназначено дл  использовани  в конструкци х, содержащих вращающиес  звень , и может быть исполь зовано в робототехнике

Цель и зобретени  - повышение безопас ности работы за счет уменьшени  потен циальной энергии пружин

На фиг 1 изображена кинематическа  схема манипул тора, на фиг 2 cvevia in менени  опрокидывающих моментов входно го звена в зависимости от положени  в про странстве, на фиг 3 изменение уравнове шенности звена в зависимости от почожени  выходного звена, св занного с первым

Манипул тор содержит выхочное и

ное звень  I и 2 (предплечье и плечо) при

чем звено 2 шарнирно установлено на осип

вании, валы 3 и 4, жестко соединенные соог

ветствснно со звень ми 1 и 2

Механи шы уравновешени  звена 1 имеют кулачки 5 и 6, жестко соединенные с ва лом 3 звена 1, а также пружины 7 и 8. кинема тически св занные с этим звеном по ре 1 ством кулачковых механизмов Механизмы уравновешивани  звена 2 имеют кучачки О и 10, жестко соединенные с валом 4 и пруж-г ны 11 и 12, также кинематически св занны со звеном 2

Гибкий элемент 13 закрещен очним с во им концом на кулачки 14, проходи oi клон ющий шкив 15 и крепитс  вторым кон цом на кулачки 16 Клпачки 1 I и 16 жестко закреплены соответственно на звень х 1 и 2 Гибкий элемент 13 имеет возможность в за имодейстни  с блоком 17, шарнипно икди ненным с одним конном пружины 18 Второй конец этой пружины жестко закреплен на основании

Манипул тор работает ie ivK/i .им обра зом

При работе манипул тору состо щею ni двух звеньев (предплечье и , ура вне вешивание кисти здесь н- рассматриваетс  так как масса ее, как правило, небольша , чтобы не усложн ть механизм), вращающих с  вокруг горизонтальных осей, имемоте  не уравновешенные массы этих звеньев 1 и 2 Звено 1 может вращатьс  на угол, больший 180° (фиг 2)

При нахождении звена 1 в секторе 1 (фиг 2) имеют место попечительные опрокидывающие моменты При нахождении звена 1 в секторе 2 возникают моменты с противоположным знаком

Уравновешивание звена 1 при нахожде нии его в секторе 1 при неподвижном звене 2 происходит следующим образом

На кулачок 6 через промежуточный ролик действует пружина 8, создава  момент, равный по величине (но с противоположным знаком) опрокидывающему моменту звена I

Уравновешивание звена I при неподвижном звене 2 и при нахождении его в секто

5

0

5

pax 2 (фи 2) происходит от воздействи  пружины 7 на кулачок 5 через промежуточный ротик Кулачки 5 и 6 воспринимают усили  пружин 7 и 8 поочередно благодар  5 и профилю Так, кулачок 6 воспринимает усилие пружины 8 на частке профил  в 180° На другой половине профил  KV шчок 6 выходит из контакта с пружиной (ипи пружина при JTOM не сжата), не союзна  противо момента, в этот момент звено 1 располо/хе 0 не) вертикально В то врем  как к шчок 6 выходит и; контакта с пружиной 8. кула чок 5 входит в коптам с пружиной 7 и по мере (пк точени  звена 1 в секторы 2 VBC.IH чиваетс  противомомент л вопей ши  пру жины 7 на кулачок 5

Ана нмично происхо uu уравновешивание ПО1НИЖНОЮ шена 2 вмсчте с неподвижным звеном 1 Пружины II и 12, пос.чер ччо возтл йс i ву  на ку ычкн Ч и 10 соиыют при тивомоменг Т.ВИЖНИС муе   пни, 2 BMI те с непо шижным звеном 1

На практике звень  1 и 2 читаютс  от. повремени 1 При -тж i-аж ы  и i зве но 1 звено 2 вмсч тс со зш ном I бу ичи урав повешенными по « бе перемещусь о moBpi мс нно в прек раш тве и мен ю г у рав- новсшш .ми ть звеньев I и 2 вмсч тс со зве ном

Звено I будучи УСТИНОВ шенно в пою женин и (о уравновешено в поюжснни 6 при перенпсс е.п зьечом 2 при транс пк

()0 (фиг 3)

Д.1Я компенсации возникающего ди баланса звена 1 при переносе его внросгран с тв звеном 2 и компенсации тисбапанса ни 2 при вращении звена 1 имеет   чо по 1ниге.1ьча  система уравновешивани , 11нто ща  и 5 кулачка 11  вл ющеки  oi новременне) и шкивом на когорил закреп лен гибкий э1емсн 1 3, шкшза про ка п зываюшею на валу 4 I ибкий -к мен г 1 ч, О1ибч  шкив 15, далее шибает б юн 17 и к у лачок 10, сид щий жестко на в лу 4 Блок 17 поапоужинен и можем перемета i   посту iU Teibno ркг типа  пружину 18

При вращении уравновешенной) ,вена 1 1чбкий элемент 13 нам зтьпзаетс   на кула чок 14, раст мшае1 пружину 18, котора  соз даем усилие в друюи ве ни гиокою ie мента, намотанной и закрепленной на кулач ке lfc Так как кулачок 16 имеет переменный радиус, то дополнительный момент дл  уравновешивани  звена 2, св занный с и зме нением положени  ,вена 1, рагч Н произведению поче чины усили  пружины ы пе ремен ное плечо

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Уравновешенный манипул тор, содержа щий основание, входное звено, шарнирно установленное на основании, выходное звено шарнирно соединенное с входным звеном , рабочий орган, шарни| ч св з м

   С ВЫХОДНЫЕ ХВ НОИ i I ( . НИ Hf

   0 на

   уравновешивани  звеньев, имеющие основные пружины, кинематически св занные с соответствующими звень ми, отличающийс  тем, что, с целью повышени  безопасности работы за счет уменьшени  потенциальной энергии пружин механизмов уравновешивани , он снабжен двум  кулачками, жестко закрепленными на звень х, блоком и гибким

   Фиг. 2

   элементом, взаимодействующим с этим бло« ком, а также дополнительной пружиной, причем концы гибкого элемента жестко закреплены на соответствующих кулачках, а один конец дополнительной пружины шар- нирно соединен с указанным блоком, при этом второй конец дополнительной пружины закреплен на основании.

   J.

   Фие.З