SU564150A1 - Задающий орган манипул тора - Google Patents

Description

(54) ЗАДАЮЩИЙ ОРГАН МАНИПУЛЯТОРА

1

Изобретение относитс  к манипул торостроению и может найти применение в различных отрасл х техники.

Известен задающий орган манипул тора, звень  которого соединены подвижно , а

статические моменты в щарнирах от веса конструкции компенсируютс  с помощью противовесов 13.

Однако в нем имеетс  два существенных Недостатка; во-первь1х, отсутствует возможность его перемещени  в горизонтальной плоскости, во-вторых, значительно увеличиваетс  его вес и инерционность из-за применени  противовесов, компенсирующих статические моменты в шарнирах.

Целью предложенного изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков известного задающего органа манипул тора и облегчение работы оператора.

Дл  этого подвижна  опора и плечо

задающего органа манипул тора расположе- нь1 таким образом, что их оси вращени  горизонтальны и перпендикул рны друг друг уравнопещиваюи.ий механизм плеча выполнен в виде пружины, один коней которой закреп

лен на неподвижной ;опоре, а второй св - . зан с плечом гибкой свйзью, наприме р тросом , проведенным по неподвижному и пои- . вижному блокам, установленньтм на неподвижной опоре, причем подвижный блок подпружинен и установлен с возможностью поворота относительно вертикальной оси, уравновешивающий механизм предплечь  выполнен в виде противовесов, расположенных симметрично относительно оси вращени  .подвижной опоры, а кисть с руко тью схвата вьшолнена статически уравновещенной.

На чертеже показана пространственна  кинематическа  схема задающего, органа манипул тора в.исходном положении, когда оси всех шарниров расположены в горизо№тальной плоскости.

Задающий орган содержит неподвижную опору 1, на которой установлена опора 2, подвижна  с возможнос ью вращени  относительно оси I-I. Подвижна  опора 2 имеет софсные проушины, в которых устано&лено плечо 3, имеющее возможность вращени  относительно оси 11-11 , пересекающей ось I-I под пр мым углом. Плечо 3, в.

свою очередь, имеет соосные проушины, в которых установлен с возможностью вращени  относительно осиШ-Ш корпус 4 локтевого шарнира. В корпусе 4 локтевого.шарнира установлено предплеЩ)е 5 с возможностью j вращени  относительно осиW-IV, пересекающей осьШ-Ш под пр мым углом. В подшипнике 6 предплечь  5 установлена кисть 7 с руко тью схвата 8. OcbV-V вращени  кисти пересекает ocblV-lV вращени  пред- Q плечь  под пр мым утлом. Направление перемещени  руко ти схвата 8 показано стрелками VI . На неподвижной опоре 1 закреплена пружина 9 так, что ее свободный конец св зан гибкой св зью,в данном слу- 5 чае тросом ,10с плечом 3. Гибка  св зь 10.проходит через неподвижный 11 и подвижный 12 направл ющие блоки, установленные на неподвижной опоре 1. Подвижный блок 12 установлен на неподвиж- 20 ной опоре 1 с помощью кронштейна 13, который может вращатьс  относительно оси711-VII пересекающей ось 1-1 вращени  подвижной опоры 2 под пр мым углом. Подвижный блок 12 имеет также возможность 25 перемещатьс  относительно кронштейна 13, деформиру  при этом пружину 14.

На цапфах 15 корпуса 4 локтевого шарнира закреплены блоки 16, св занные, наприкэр тросами 17с блоками 18, ocii зо вращени  которых совпадают с осью И-II вращени  плеча 3, На блоках 18 закреплены рычаги 19 с противовесами 20, причем центры масс противовесов расположены на рычагах. Передаточное отношение между 35 блоками 16 и 18 равно единице, а рычаги 19 параллельны предплечью 5.

Осиы ,11-11 ,iiMii,iv-iv, V-V ,vii-vn

оснащены позиционными чувствитель- ными элементами (например потенцио- 40 метра н), позвол ющими измер ть тлы между соответствующими подвижными звень-  ми. Чувствительные элементы на схеме не показаны.

Задающий орган работает следующим об- 45 разом.

Оператор, прикладь;ва  рукой усилие к кисти 7, с помои ью руко ти схвата 8, перекгещает звень  задающего органа. Углы между звень ми измер ютс  чупстпи- 50 тельными элек;ентами и в виае соэтвотствуюишх сигналов поступают в схелгу JTTравлени  пспоапнительным органохг.

Повороть кисти 7 относительно ocnV-V и совместно с предплечьем 5 относ15тель-/55 но ocnrV-lV не мен ют статические ю ;ентЫ их относительно этих осей, поскольку центр масс системы кисть 7 - руко ть хвата 8 находитс  на пересечении осей -VnIV-IV в точке Л. Ьомпоиовогно такое

решение не представл ет трудностей и в специальном объ снении не нуждаетс .

Поворот системы звеньев кисть 7 - преплечье 5 - корпус 4 локтевого шарнира относительно осиШ-Ш приведет к изменению статического момента относительно этой оси по синусоидальному закону, где аргументом  вл етс  угол между направлением осиУ11-Ш1и предплечьем 5, Вместе с корпусом локтевого щарнира повернутс  жестко св занные с ним блоки 16. На этот же угол и в ту же сторону повернутс  блоки 18 относительно оси11-П,а вместе с ними - рычаги 19, несущие противовесы 2О. Статические моменты противо-. весов 20 относительно осиЦ-Нбудут мен тс  по тому же синусоидальному закону, но будут противоположны по направлению моменту указанной системы звеньев. Длина р з1чагов 19 и суммарна  масса противовесов 2О должны подбиратьс  так, чтобы в проекции на плоскость, параллельную направлени м осей 1-1 иVlI-Vllcтaтичecкий момент противовесов относительно осиП-И. был равен по величине, но противоположен по направлению статическому моменту сио- темь звеньев кисть 7 - предплечье 5 - корпус 4 локтевого шарнира относительно оси1П-111. Распределение масс между противовесами должно быть таким, чтобы в проеции на плоскость, перпендикул рную оси 1-1 сумма статических моментов противовесов и указанной системы звеньев относительно этой оси была равна О.

При повороте плеча 3 относительно оси П-И статический момент его относительно этой оси мен етс  также по синусоидальному закону, где аргументом  вл етс  угол к;ежду плечо г 3 и направлением оси VII-VII. При этом мен етс  рассто ние между точкой Б креплени  гибкой св зи Ю к плечу 3 и пoдвIiжны : направл ющим блоком 12. ОдноЕременно мен ютс  рассто ние а (поскольку блок 12 подпружинен ) и величина деформации, пружшш 9. Эти изменени  вли ют на величину момента , созааваемого пружиной 9 относительно ОСИП-II, кохгпенсирующего статический момент плеча 3 относительно этой оси.

Наличие направл к:-шего блока 12 вносит ошибку в работу уравновешивающего механизма , EJeniiHHna этой ошибки зависит от соотношени  величин а . Ь н шшметра блока 12 и возрастает при этклоиений плеча 3 от исходного 11оложеи11  вниз. При достаточно больших величинах а и и мапо . диa eтpe блока 12 ошибка уравновешивани  :.ены1;е NOMeHTOD тре-ни  в шарнирах и сю можно пренебречь. В этом случа пр жина 1-1 но нужна, поскольку блок 12

можно оставить неподвижным в направл&нии деформации пружины. Если величина вносимой блоком Д 2 ошибки превышает MOi мент трени  в шаднире, то используетс  пружина 14, параметры которой подбираютс  так, чтобы указанна  ошибка не превышала момент трени  в шарнире.

Claims (1)

1. Патент Великобритании №1.092.950, кл. В 4 Q,1967.