SU1757877A1 - Рука робота - Google Patents

Abstract

Использованием машиностроении. Рука робота, имеюща  кисть, несущую инструментальный шпиндель и приводы вращени  кисти, качани  и вращени  инструментального шпиндел , снабжена шарнирной муфтой и т гой, имеющей возможность осевого перемещени , причем один конец т ги кинематически св зан с приводом, а на ее другом конце закреплена шарнирна  полу- муфга, кинематически св занна  с валом привода качани  инструментального шпиндел  4 ил.

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени , а именно к промышленным роботам, примен емым дл  автоматизации технологических процессов в частности дл  обработки обло , опиловки заусенцев, пол- мровке и т.д.

Известны технические решени , в которых с целью обеспечени  эысоких динамических характеристик и точностных параметров манипул тор содержит основание с размещенными на нем приводами и многозвенную руку, звень  которой последовательно св заны с приводами зубчатыми передачами и блоками дифференциалов, реализующими кинематическую разв зку дви- жений исполнительных механизмов и нат жную кинематическую цепь дл  выборки зазоров (см. СССР а с 115453 МКИ В 25 J 17/00, а.с. 988544 МКИ В 25 J 1/02, ах. 699747 МКИ В 25 J 1 /00). Недостатком данных решений  вл етс  их высока  конструктивна  сложность, поэтому такие манипул торы промышленного применени  практически не нашли, причем износ зубчатых передач в этих конструкци х приводит к по влению зазоров. Известные также роботы, в которых исключение взаимного вли ни  кинематических цепей и высока  точность достигаетс  обеспечением коротких кинематических цепей путем размещени  приводов на подвижных звень х, а получение высоких динамических характеристик за счет применени  различных уравновешивающих механизмов (см, СССР а с. 934859 МКИ В 25 J 11/00, а.с. 971643 МКИ В 25 J 3/00, а.с, 1220785 МКИ В 25 J 9/04)

Однако такие роботы имеют также сложную конструкцию, причем уравновеши вающие механизмы увеличивают габариты и массу подвижных звеньев робота, и, следовательно , снижают его динамические хэ ж- теристики.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению  вл етс  промышленный робот с шарнирно сочлененной рукой , прин тый за прототип, в котором динамические характеристики обеспечива- юс  методами статического уравновешивани , а высокие точностные параметры достигаютс  короткими Кинематическими

СЛ

XI

цеп ми (РСТ, за вка Японии 87-00360, МКМ B25J 17/02).

Рука робота содержит корпус а переднем конце которого размещена кисть, несуща  привод с инструментальным шпинделем, а на другом - приводы вращени  кисти и качани  инструментального шпиндел .

Недостатком данного решени   вл етс  наличие взаимного вли ни  кинематических цепей привода вращени  кисти относительно продольной оси руки и привода качани  инструментального шпиндел  относительно перпендикул рной оси. Это ухудшает эксплуатационные характеристики робота, поскольку усложн етс  программно-математическое обеспечение, что вызывает увеличение объема пам ти, снижение быстродействи  вычислительных операций, увеличение смоимости управл ющего устройства.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  исключение взаимного вли ни  кинематических цепей вращени  кисти и качани  инструментального шпиндел  руки робота.

Эта цель достигаетс  тем, что рука робота снабжена шарнирной муфтой, полумуфты которой выполнены вращающимис  относительно друг друга, и т гой, имеющей возможность осевого перемещени , прмчем один конец т ги кинематически св зан с приводом, а на другом закреплена шарнирна  муфта, подвижна  полумуфта которой кинематически св зана с валом качани  инструментального шпиндел .

Снабжение руки робота т гой и установленной на ней шарнирной муфтой, кинематически св занными соответственно с приводом и валом качани  инструментального шпиндел  обеспечивает преобразование вращательного движени  привода в поступательное движение т ги, которое вновь преобразуетс  во вращательное движение вала качани  инструментального шпиндел , Этим достигаетс  неподвижность т ги при вращении кисти, и, следовз- тельно, неподвижность вала качани  инструментального шпиндел . Аналогично исключаетс  вли ние привода вала качани  инструментального шпиндел  на привод ротации кисти.

Исключение взаимного вли ни  кинематических цепей приводов ротации кисти и качани  инструментального шпиндел  позвол ет значительно упростить программно-математическое обеспечение, что позвол ет повысить быстродействие, сократить объем пам ти и, следовательно,

уменьшить затраты на устройство управлени  робота.

На фиг,1 изображен разрез руки робота; на фиг.2 - соединение шарнирной муфты

с валом качани  инструментального шпиндел ; на фиг.З - соединение т ги с приводом; на фиг,4 - соединение приводов с валом ротации кисти и инструментальным шпинделем.

Рука робота содержит корпус 1, на переднем конце которого на подшипниках 2 установлен корпус кисти 3(см. фиг.1). В корпусе кисти 3 на подшипниках 4 размещен вал 5 привода качани  с инструментальным

шпинделем б, на внутреннем конце которого выполнено зубчатое коническое колесо 7, зацепл ющеес  с зубчатым колесом 8 вала 9, установленного внутри вала качани  на подшипниках 10. На противоположном конце вала 9 закреплено зубч тое колесо 11, зацепл ющеес  с зубчатым колесом 12, установленным на валу 14, на другом конце которого выполнена коническа  шестерн  13, вход ща  в зацепление с шестерней 15,

жестко соединенной с валом 16. Полый вал 16 одним концом опираетс  на подшипник 17, установленный на жестко св занный с внутренним приливом корпуса 1 вал 18, а другим - на подпшипник 19, размещенный

на торце корпуса 1. Во внутренней полости корпуса 1 размещены два линейных подшипника качени  20, предназначенных дл  перемещени  вдоль оси руки полой т га 21, на переднем конце которой закреплена полумуфта 22 шарнирной муфты, друга  полумуфта 23 которой установлена на подшипниках 24 и содержит выступ, в который запрессован палец 25,  вл ющийс  осью шарнира рычага 26, на другом конце

рычага имеетс  второй аналогичный шарнир , осью которого  вл етс  палец 27, запрессованный в крышку - рычаг 28, закрепленный на валу качани  5 (см. фиг.2),

На противоположном конце полой т ги 21 жестко закреплен хомут 29 с запрессованным в нем пальцем 30,  вл ющимс  осью шарнира шатуна 31 (см. фмг.З). Другим концом шатун 31 шарнирно св зан с кривошипом 32, жестко закрепленным на валу редуктора 33 с электродвигателем 34. Корпус 1 жестко соединен с валом 35, установленным на подшипниках 36 в основании руки 37, на котором размещен редуктор 38

с электродвигателем 39. Нз полом валу 16 жестко закреплено зубчатое колесо 40, зацепл ющеес  с шестерней 41, насаженной на аал привода 42 инструментального шпиндел , Вал 18 приводитс  во вращэние

редуктором 43 от электродвигател  44 (см. фиг.4).

Рука робота работает следующим обра- зом. Вращением электродвигател  39 и редуктора ЗЯ обеспечиваетс  поворот вала 35 с корпус м 1 относительно основани  37 руки (см.-фиг. 1). Ротаци  корпуса кисти 3 осуществл етс  передачей вращени  от электродвигател  44 через редуктор 43 на вал 18. Движение качани  инсгрументаль- ного шпиндел  реализуетс  поворотом на подшипниках 4 вала качани  5, получающего вращение от электродвигател  34 через редуктор 33 с кривошипом 32, который, поворачива сь , перемещает шатун 31 с т гой 21. Последн  , соверша  осевое перемещение , приводит в движение через полумуфту 23 шарнирной муфты рычаг 26, который вращает крышку-рычаг 28 с валом 5 качани . При этом за счет возможности поворота по- лумуфты 23 относительно полумуфты 22 достигаетс  передача крут щего момента на чал 5 и при вращении корпуса кисти 3 относительно руки с исключением вли ни  кинематической цепи ротации кисти на цепь качани  инструментального шпиндел .

Вращение шпиндел  6 осуществл етс  от электродвигател  42 зубчатые колеса 41, 40, полый вал 16, конические колеса 15, 13, цилиндрические колеса 12, 11 и коническую пару 8, 7.

Предлагаемое техническое решение имеет существенные отличи  от прототипа, заключающиес  в том, что рука робота снабжена шарнирной муфтой и т гой, имеющей возможность осевого перемещени , причем один конец т ги кинематически св зан с проводом качани , а на другом закреплена шарнирна  муфта, подвижна  часть которой кинематически св зана с валом качани  инструментального шпиндел .

Описанна  совокупность существенных отличий обеспечивает исключение взаимного вли ни  кинематических цепей ротации

кисти и качани  инструментального шпиндел , что позвол ет значительно упростить программно-математическое обеспечение робота. Это обеспечивает повышение быстродействи , уменьшение объема задействованной пам ти и, следовательно, снижение аппаратных затрат при создании устройства управлени  роботом.

Изобретение разработано в Томском филиале f-ШИТМ в процессе выполнени  И1/ЧЖР по темам 0-604-89, 0-608-90 в соответствии с отраслевой комплексной программой технологического обновлени  и автоматизации производства на 1990 - 1995 г,г, Данна  конструкци  руки робота применена в многоцелевом адаптивном роботе. В 1991 г, будет изготовлен экспериментальный образец, а с 1993 г, запланировано изготовл ть и анедр  ть на предпри ти х отрасли до 50-ти роботизированных комплексов ежегодно дл  автоматизации зачист- ных операций на литых детал х. Ожидаемый годозой экономический эффект - 30 тыс.руб.

Изобретение может быть широко ис- пользовзно в других типах роботов во всех област х машиностроени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Рука робота, содержаща  корпус, на одном конце которого размещена кисть, несуща  инструментальный шпиндель, а на противоположном установлены приводы вращени  кисти и качани  инструментального шпиндел , отличающа с  тем, что, с целью улучшени  динамических характеристик за счет исключени  взаимного вли ни  приводов, она снабжена шарнирной муфтой и т гой, имеющей возможность осевого перемещени , причем один конец т ги кинематически св зан с приводом, а на другом ее конце закреплена шарнирна  полумуфта, кинематически св занна  с валом привода качани  инструментального шпиндел ,

   «S.UQ & «S3

   3t/ff8

   #

   ff-Б

   Фиг.З

   №:/

   Б

   Фив. 4