SU1757869A1 - Industrial robot arm module - Google Patents
Industrial robot arm module Download PDFInfo
- Publication number
- SU1757869A1 SU1757869A1 SU914899524A SU4899524A SU1757869A1 SU 1757869 A1 SU1757869 A1 SU 1757869A1 SU 914899524 A SU914899524 A SU 914899524A SU 4899524 A SU4899524 A SU 4899524A SU 1757869 A1 SU1757869 A1 SU 1757869A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- forearm
- hand
- balancing
- coupling
- tapes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Использование- машиностроение, в частности робототехника Уравновешивание ру.и при работе осуществл етс двум шарнирными м/фтами, соедин ющими части гибких лент, образующих две приводные и две уравновешивающие незамкнутые гибкие св зи, причем на Каждой полумуфте диаметрально противоположно закреплены концы одной пары приводных и уравновешивающих лент, противоположные концы одной пары лент каждой полумуфты закреплены на шарнире качани кисти, а другой пэры лент - на шкивах приводов качани предплечь и кисти 4 ил.The use of mechanical engineering, in particular robotics, equilibrates the ru and in operation is carried out by two hinged m / fts connecting the parts of flexible tapes forming two driving and two balancing unclosed flexible connections, and on each coupling half diametrically opposite ends of one pair of driving and balancing tapes, opposite ends of one pair of tapes of each half-coupling are fixed on the hinge of the brush rotor, and the other peers of the tapes - on the pulley of the swing drives of the forearm and brush 4 Il.
Description
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к промышленным роботам, примен емым дл автоматизации технологических процессов, в частности дл обработки обпо , опиловки заусенцев, полировки и т.д.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to industrial robots used for the automation of technological processes, in particular for working on grinding, debiling, polishing, etc.
Известны технические решени , в которых с целью обеспечени высоких динамических характеристик и точностных параметров манипул тор содержит основание с размещенными на нем приводами и многозвенную механическую руку, звень которой последовательно св заны с приводами зубчатыми передачами и блоками дифференциалов ,реализующими кинематическую разв зку движений испол- иите.льных звеньев и нат жную кинематическую цепь дл выборки зазоров.Technical solutions are known in which, in order to ensure high dynamic characteristics and accuracy parameters, the manipulator contains a base with drives placed on it and a multi-link mechanical arm, the links of which are sequentially connected with gear drives and differential blocks implementing the kinematic separation of movements using .. of the links and the tension kinematic chain for sampling gaps.
Недостатком этих решений вл етс их высока конструктивна сложность, поэтому такие манипул торы промышленного применени практически не получили. ПриThe disadvantage of these solutions is their high structural complexity, therefore, such industrial manipulators are practically not received. With
этом выборка зазоров обеспечиваетс только Б начальный период эксплуатации, поскольку износ зубчатых передач основной и нат жной кинематических цепей приводит к по влению зазоров в исполнительных механизмах манипул тора.this selection of gaps is provided only for B, the initial period of operation, since the wear of the gears of the main and tension kinematic chains leads to the appearance of gaps in the actuator actuators of the manipulator.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решен ию в л етгс промышленный робот с шарнирно сочлененной рукой , прин тый за прототипThe closest to the proposed technical solution is an industrial robot with an articulated arm, adopted as a prototype
Робот содержит установленный на основании подвижный корпус, с которым шпр- нирно сочленено nepVoe плечо руки, -ta конце которого на шарнире установлено предплечье руки. На переднем конце предплечь расположена кисть руки, а на другом -приводы. Выходные валы приводов и входные валы кисти соединены гибкими св з ми , например цеп ми, снабженными компенсаторами удлинени цепейThe robot contains a movable body mounted on the base, with which the nepVoe shoulder of the arm is spherically articulated, the end of which has a forearm on the hinge. At the front end of the forearm is located the hand, and on the other - drives. The output shafts of the drives and the input shafts of the brush are connected by flexible couplings, for example, chains, equipped with chain extension joints.
Недостатком такой конструкции следует считать то, что обеспечиваетс только чаwThe disadvantage of this design is to consider what is provided only by
Х|X |
стичное улучшение динамических характеристик за счет уравновешивани предплечь руки робота путем рггмещеии приводов и исполнительных механизмов кисти, кинематически св занных гибкими св з ми, на противоположных концах предплечь . При этом данна конструкци руки не обеспечивает ротацию кисти, причем механизм ротации целесообразно бы размещать перед механизмом качани кисти, поскольку такое сочетание исполнительных механизмов руки обеспечивает широкие технологические возможности робота, на- примерТэбработку конических, сферических или наклонных поверхностей при операци х по опиловке заусенцев. Попытка снабдить данную руку механизмом ротации кисти неосуществима, поскольку дл этого необходимо прерывать имеющиес гибкие св зи либо разместить привод качани непосредственно на корпусе кисти, что резко ухудшит динамические характеристики руки . Любые другие решени привод т либо к зависимым кинематическим цап м, значительно усложн ющим управление роботом, либо к усложнени м конструкции, о которых сказано выше.Improve dynamic performance by balancing the forearm of the robot arm by pushing the actuators and actuators of the hand, which are kinematically connected by flexible couplings, at opposite ends of the forearm. At the same time, this hand design does not ensure rotation of the hand, and the rotation mechanism would be advisable to be placed in front of the hand swing mechanism, since such a combination of hand actuators provides wide technological capabilities of the robot, such as tapering, tapered, spherical or inclined surfaces during burrs. Attempting to provide this hand with a brush rotation mechanism is not feasible, since this requires interrupting the existing flexible connections or placing the swing drive directly on the body of the hand, which will dramatically worsen the dynamic characteristics of the hand. Any other solutions lead either to dependent kinematic points, which considerably complicate the control of the robot, or to the complexity of the construction described above.
Целью изобретени вл етс улучшение динамических характеристик с одновременным расширением технологических возможностей робота.The aim of the invention is to improve the dynamic characteristics while simultaneously expanding the technological capabilities of the robot.
Это достигаетс тем, что предплечье руки снабжено двум шарнирными муфтами, полумуфгы которых имеют возможность вращени одна относительно другой, а гибкие св зи выполены в виде состо щих из двух частей четырех гибких звеньев, образующих две приводные и две уравновешивающие незамкнутые ленты, соединенные с шарнирными муфтами, причем на первой полумуфте каждой муфты диаметрально противоположно закреплены концы одной приводной и одной уравновешивающей частей лент, противоположные концы которых закреплены на валу качани , а ко второй полумуфте аналогично присоединены другие части лент, противоположные концы которых закреплены попарно на приводном и уравновешивающем -шкивах.This is achieved by the fact that the forearm of the arm is provided with two hinged sleeves, the half-muffs of which have the possibility of rotation one relative to the other, and the flexible connections are made in the form of two parts of four flexible links forming two driving and two balancing unclosed ribbons connected to the hinge joints , moreover, on the first half coupling of each coupling, the ends of one drive and one balancing parts of the tapes are diametrically opposed, the opposite ends of which are fixed on the swing shaft, and to the second the half coupling is similarly attached to other parts of the tapes, the opposite ends of which are fixed in pairs on the drive and balancing -pieces.
Снабжение предплечь руки двум шарнирными муфтами, соедин ющими незамкнутые , состо щие из двух частей две приводные и две уравновешивающие металлические ленты, позвол ет передавать крут щий момент от двигател на зал качани кисти через механизм ротации при обеспечении независимости кинематических цепей. Этим достигаетс возможность переноса двигател с корпуса кисти на предплечье, что повышает динамическиеSupplying the forearm with two hinged couplings connecting two closed two-piece two driving and two balancing metal tapes allows torque to be transmitted from the engine to the brush swing hall through the rotation mechanism while ensuring the independence of the kinematic chains. This achieves the ability to transfer the engine from the body of the hand to the forearm, which increases the dynamic
характеристики робота. При этом обеспечиваетс расширение технологических возможностей робота за счет снабжени руки дополнительной степенью подвижности ротацией кисти, котора позвол ет эффективно использовать робот при обработке наклонных, винтовых, конических, сферических и других поверхностей,,достигаетс высока точность исполнительныхcharacteristics of the robot. At the same time, the technological capabilities of the robot are expanded by supplying the hand with an additional degree of mobility by rotating the brush, which allows the robot to be used effectively when machining inclined, screw, conical, spherical and other surfaces.
механизмов руки, поскольку обеспечиваетс беззазорна передача вращени от двигателей на механизмы ротации и качани .hand mechanisms, since it provides a gapless transfer of rotation from the engines to the rotation and swing mechanisms.
На фиг.1 изображено предплечье модул руки робота, разрез; на фиг,2 - узел креплени лент с полумуфтой шарнирной муфты;Figure 1 shows the forearm of the robot arm, section; Fig. 2 shows a fastening assembly for tapes with a half coupling of a hinged coupling;
на фиг.З - узел направл ющих роликов; наFig. 3 shows a guide roller assembly; on
фиг.4 - соединение электродвигателей с4 is a connection of electric motors with
приводными валами ротации и шпиндел .rotary drive shafts and spindle.
Модуль руки робота содержит (фиг,1)The robot arm module contains (FIG. 1)
корпус 1 предплечь , установленный на подшипниках 2, корпус 3 кисти, в котором размещен поворачивающийс на подшипниках А полый вал 5 качани . На валу 5 выполнены шкивы 6, 7, 8, 9. Шкивы 6, 7body 1 forearm mounted on bearings 2, hand body 3 in which a hollow swing shaft 5 is placed on bearings A. The shaft 5 is made pulleys 6, 7, 8, 9. Pulleys 6, 7
св заны гибкими св з ми, например, металлическими лентами, с приводными шкивами 10,11, выполненными на ступнице .установленной на выходном валу редуктора TJ С электродвигателем 14, Шкивы 8, 9 св заныare connected by flexible connections, for example, metal tapes, with driving pulleys 10,11, made on the hub mounted on the output shaft of the gearbox TJ 14, Pulleys 8, 9 are connected
со шкивами 15, 16 уравновешивающего шкива 17, установленного нз валу предплечь 18, жестко св занном с корпусом 1. Каждое из четырех гибких звеньев выполнено незамкнутым и состоит из двух частей,with pulleys 15, 16 of the balancing pulley 17 mounted down the shaft of the forearm 18 rigidly connected to the housing 1. Each of the four flexible links is open and consists of two parts,
Гибкие звень , образованные лентами 19,Flexible links formed by ribbons 19,
20 и 21, 22, вл ютс приводными, а звень ,20 and 21, 22, are driven, and the links
состо щие из лент 23, 24 и 25, 26, образуютconsisting of tapes 23, 24 and 25, 26 form
уравновешивающую кинематическую цепь.balancing kinematic chain.
Внутренние концы лент 19, 25 и 20, 26The inner ends of the bands 19, 25 and 20, 26
соединены соответственно с полумуфтами 27, 28 шарнирной муфты, вращающимис одна относительно другой нз подшипнике 29. Причем концы лент закреплены на полумуфтах диаметрально противоположноrespectively connected to the coupling halves 27, 28 of the hinge coupling, rotating one relative to the other in the bearing 29. Moreover, the ends of the belts are fixed on the coupling halves diametrically opposite
(фиг,2), что позвол ет уравновешивать шарнирную муфту в любом положении при вращении корпуса 3 кисти относительно продольной оси руки. Аналогичным образом соединены ленты 21, 23 и 22, 24 с полумуфтамй 30, 31, обеспечиваетс поворот вала 5 в противоположном направлении. Позицией 32 обозначен подшипник.(Fig. 2), which makes it possible to balance the hinge in any position during rotation of the housing 3 of the hand relative to the longitudinal axis of the arm. The belts 21, 23 and 22, 24 are connected in the same way with the half coupling 30, 31, and the shaft 5 is rotated in the opposite direction. Position 32 marked bearing.
В пределах величины осевого перемещени шарнирных муфт, определ емого углом поворота вала 5, ленты сориентированы направл ющими роликами 33, 34 и 35, 36, вращающимис на кронштейнах 37, 38, в плоскости, проход щей через ось ротации кисти (фиг.З). На торце корпуса 1 предплечь установлен редуктор 39 с электродвигателем 40, привод щий во вращение вал 41, жестко закрепленный на корпусе 3 кисти (фиг,4). На езлу 41 на подшипнике 42 и в корпусе 1 на подшипнике 43 установлен полый вал 44, на одном конце которого ус- тановлено .убчатое колесо 45, зацепл ющеес с зубчатым колесом 46, закрепленным на валу электродвигател 47. Другой конец вала соединен с конической шестерней 48, вход щей в зацепление с вал-шестерней 49, несущей зубчатое колесо 50. Внутри полого вала 5 размещены вал-шестерн 51 с зубчатым колесом 52 и шпиндель 53 с коническим колесом 54. Вал предпчечь 18, установленный на подшипниках 55 в основании 56 ру- ки, соединен редуктором 57 с электродвигателем 58Within the magnitude of the axial movement of the hinge couplings, determined by the angle of rotation of the shaft 5, the belts are oriented with guide rollers 33, 34 and 35, 36, rotating on brackets 37, 38, in a plane passing through the axis of rotation of the brush (Fig. 3). At the end of the body 1 of the forearm, a gearbox 39 with an electric motor 40 is mounted, which causes the shaft 41 to rotate and is rigidly mounted on the body 3 of the hand (FIG. 4). On the wheel 41 on the bearing 42 and in the housing 1 on the bearing 43 there is a hollow shaft 44, at one end of which a gear wheel 45 is mounted, which meshes with the gear wheel 46 mounted on the shaft of the electric motor 47. The other end of the shaft is connected to the bevel gear 48, meshing with the gear shaft 49, carrying the gear wheel 50. Inside the hollow shaft 5 there is a gear shaft 51 with a gear wheel 52 and a spindle 53 with a bevel wheel 54. Shaft prepack 18 mounted on bearings 55 in the base 56 - ki, connected by a gearbox 57 with an electric motor 58
Модуль руки промышленного робота работает следующим образом.Module hands industrial robot works as follows.
Вращением электродвигател 58 с ре- дуктором 57 обеспечиваетс поворот вала предплечь 18 с корпусом 1 относительно основани 56 (фиг.1) Ротаци кисти предплечь осуществл етс передачей вращени or электродвигател 40 через редуктор 19, вал 41 на корпус 3, который, поворачива сь на подшипниках 2, измен ет положение, схвагэ WIH инструментального шпиндел (не показаны), устанавливаемых ча выходной конец вала 5 качани и получающих приводное движение от шпиндел 53.Rotation of the electric motor 58 with the reducer 57 ensures rotation of the shaft of the forearm 18 with the housing 1 relative to the base 56 (Fig. 1). The rotation of the forearm brush is carried out by transmitting the rotation of the or the electric motor 40 through the gearbox 19, the shaft 41 to the housing 3, which is rotated on the bearings 2, changes the position, of a WIH tool spindle (not shown), set by the output end of the swing shaft 5 and receiving a driving movement from the spindle 53.
Движение качани схвата или инструментального шпиндел осуществл етс поворотом на подшипниках 4 вала 5 качани , получающего вращение от электродвигате- л 14 через редуктор 13 и ступицу 12, котора , поворачива сь, сматывает или наматывает закрепленные на шкивах 10 и 11 части приводных лент 20 и 22. Последние , перемеща в противоположных на- правлени х шарнирные гуфты, привод т в движение ленты 19 и 71, обеспечива поворот вала 5. Плоскопараллельное перемещение шарнирных муфт вдоль оси ротации кисти обеспечиваетс одновременным пе- ремещением за счет шкивов 8, 9, 15, 16 уравновешивающих лент 23,25 и 24,26. При этом за счет возможности вращени полумуфт 27 и 30 относительно полумуфт 28 и 31 достигаетс передача крут щего момента на вал 5 при повороте лент 19, 21 и 23, 25 вместе с корпусом 3 с обеспечением независимости перемещений приводов качани и ротации.The swing of the tongs or tool spindle is rotated on bearings 4 of the swing shaft 5, which receives rotation from the electric motor 14 through the gearbox 13 and the hub 12, which, when rotated, winds or reels the parts of the driving belts 20 and 22 fixed to the pulleys 10 and 11 The latter, moving in opposite directions to the hinge sleeves, drive the belts 19 and 71, allowing the shaft 5 to rotate. A plane-parallel movement of the hinge couplings along the axis of rotation of the brush is ensured by simultaneously moving by pulleys 8, 9, 15, 16 balancing tapes 23.25 and 24.26. At the same time, due to the possibility of rotation of the coupling halves 27 and 30 relative to the coupling half 28 and 31, torque is transmitted to the shaft 5 when the belts 19, 21 and 23, 25 rotate together with the housing 3, ensuring the independence of the movements of the swing and rotation drives.
Вращение шпиндел 53 осуществл ет- с от электродвигател 47 через зубчатые колеса 45, 46, попый в л 44, коническую шестерню 48, вал-шестерню 49 зубчатые колеса 50, 52, вэл-шесгерию 51 и коническое колесо 54,The rotation of the spindle 53 is carried out from the electric motor 47 through the gears 45, 46, crawled into l 44, the bevel gear 48, the gear shaft 49 the gears 50, 52, the shaft-gear 51 and the bevel gear 54,
Предлагаемое техническое решониг имеет существенные отличи от прототипа закпю ющиес в том, что предплечье руки снабжено двум шарнирными муфтами, по лумуфты которых имеют возможность ара щени одна относительно другой, соедин ющими незамкнутые, состо щие из двух частей две приводные и две урапносе шивающие ленты, причем на пррчой пплу- муфте каждой муфты диаметрально протигоположно закреплены концн одной приводно и одной уравновеширающей ча- СГРЙ п.ечт, противоположные концы которых закреплены на валу качани , а на рторои полумуфте аналогично присоединены другие части лент, противоположные концы которых попарно закреплены на приводном и уравновешивающем шкивах, при этом ленты сориентированы направл ющими роликами Описанна совокупность существенных отличий позвол ет иметь следующие преимущества предлагаемого решени : улучшить динамические характеристики робота за счет обеспечени возможности переноса двигател с корпуса кисти на предплечье при сохранении независимости кинематических цепей ротации и качани ;The proposed technical solution has significant differences from the prototype, which are fixed in that the forearm of the arm is equipped with two hinged couplings, in the case of the coupling backs, they can be arrested one relative to the other, connecting two open and two sections and two sections, and On the other side of each coupling, diametrically, the ends of one drive and one balancer are diametrically opposed, one end of which is fixed on the swing shaft, and on the second half of the coupling halves Similarly, other parts of the belts are attached, the opposite ends of which are fixed in pairs on the driving and balancing pulleys, while the belts are oriented with guide rollers. The described set of essential differences allows to have the following advantages of the proposed solution: to improve the dynamic characteristics of the robot by allowing the engine to be transferred from the brush body to the forearm while maintaining the independence of the kinematic chains of rotation and swing;
расширить технологические возможности робота за счет сообщени руке дополнительной степени подвижности, т.е. ротации кисти; обеспечить высокую точность исполнительных механизмов руки путем беззазорной передачи вращени металлическими лентами;expand the technological capabilities of the robot by telling the hand an additional degree of mobility, i.e. brush rotation; to ensure high accuracy of the hand actuators by backlighting the transmission of rotation with metal bands;
обеспечить доступность кисти робота в ограниченные зоны, поскольку возможность выноса двигателе на предплечье руки позвол ет уменьшить габариты.to ensure the accessibility of the robot's hand to restricted areas, since the possibility of carrying out the engine on the forearm of the hand allows for a reduction in size.
Изобретение-разработано в Томском филиале НИИТМ в процессе выполнени НИОКР по теме 0 608-90 в соответствии с отраслевой комплексной программой технологического обновлени и автоматизации произродства на 1990 - 1995 г. Модула руки применен в многоцелевом адаптивном роботе. В 1991 г. будет изготовлен экспериментальный образец, а в 1992 - 1993 г запланировано изготовить и внедрить на предпри ти х отрасли 50 адаптивных промышленных роботов дл автоматизации чистных операций на литых детал х.The invention was developed at the Tomsk branch of NIITM in the process of performing R & D on the topic 0 608-90 in accordance with the sectoral integrated program for technological renewal and automation of production for 1990-1995. The arm module was used in a multi-purpose adaptive robot. An experimental model will be manufactured in 1991, and in 1992-1993 it is planned to manufacture and implement 50 adaptive industrial robots at enterprises in the industry to automate clean operations on cast parts.
Изобретение может быть широко использовано в других типах роботов во всех област х машиностроени .The invention can be widely used in other types of robots in all areas of mechanical engineering.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914899524A SU1757869A1 (en) | 1991-01-03 | 1991-01-03 | Industrial robot arm module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914899524A SU1757869A1 (en) | 1991-01-03 | 1991-01-03 | Industrial robot arm module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1757869A1 true SU1757869A1 (en) | 1992-08-30 |
Family
ID=21553862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914899524A SU1757869A1 (en) | 1991-01-03 | 1991-01-03 | Industrial robot arm module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1757869A1 (en) |
-
1991
- 1991-01-03 SU SU914899524A patent/SU1757869A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 4637773, кл В 25 J 9/00, опублик. 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4807486A (en) | Three-axes wrist mechanism | |
US4854808A (en) | Multi-articulated industrial robot with several degrees of freedom of movement | |
EP1577062A1 (en) | Industrial robot with speed reducer in rotary joints | |
CN107405771B (en) | Transmission, electric drive device and industrial robot | |
JPS5856791A (en) | Handle,which has three rotatory axial core for industrial robot and direction thereof is freely decided | |
KR102174924B1 (en) | Parallel robot having transmission mechanism of rotational motion | |
EP0078522A2 (en) | Industrial robot | |
EP3784446B1 (en) | A parallel kinematic robot | |
SU1757869A1 (en) | Industrial robot arm module | |
JPH02190288A (en) | Wrist mechanism for robot for industrial use | |
US4637774A (en) | Industrial robot | |
SU1757877A1 (en) | Robot hand | |
GB1464952A (en) | Industrial robots | |
CN108789396B (en) | Double-manipulator stability improving device | |
CN117381848B (en) | Differential low inertia arm | |
KR100239587B1 (en) | Structure of wrist for industrial robot | |
CN111283721B (en) | Hinge type robot joint | |
SU1593952A1 (en) | Orientation drive for manipulator gripper | |
SU1007961A1 (en) | Manipulator arm | |
JPS6110910Y2 (en) | ||
SU1192969A1 (en) | Manipulator | |
KR0129932Y1 (en) | Apparatus to reduce backlash of vertical multiple joint robot | |
JPH0453674B2 (en) | ||
SU1199610A1 (en) | Manipulator | |
SU1414620A1 (en) | Manipulator actuating device |