SU738863A1 - Механическа рука - Google Patents

Description

Изобретение относится к машинострое-* нию и может быть использовано в роботах-манипуляторах.

• Известна механическая рука, содержащая мнОгозвенник со сферическими шарнирами, приводы линейных перем еще ний зве- ⁵ ньев, например, силовые цилиндры, и схват Ы.

Недостатком известного устройства является установка силовых цилиндров под сферическими шарнирами, что существенно уменьшает функциональные возможности механической руки ц сокращает её зону обслуживания.

Цель изобретения - улучшение функци— ¹⁵ овальных возможностей и увеличение зоны обслуживания.

Эта цель достигается благодаря тому, что на каждом четном звене многозвенни- _а ка расположены по два силовых цилиндра' с возможностью их перемещения в продольном и поперечной направлениях относитель но этого звена, причем штоки силовых ци2 линдров шарнирно_; соединены со Смежными, нечетными звеньями многозвенника.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой механической руки; на фиг. 2 — схема четного звена. . .

Механическая рука состоит из многозвенника со сферическими шарнирами, звено 1 многозвенника совмещено с основанием, промежуточные звенья 2-6 и конечное звено 7 со охватом 8 соединены сферическими шарнирами , а приводы _о9, 1О и 11 линейных перемещений выполнены в виде силовых цилиндров 12 и 13, установленных На каждом четном звене многозвенника с возможностно их перемещения в продольном и поперечном направлениях относительно этого звена, силовые цилиндры 12 и 13 имеют разнонаправленно выдвигающиеся штоки 14-17.

Силовые цилиндры 12 и 13 установлены в средних частях четных звеньев с возможностью перемещения корпусов 18 и 19 силовых цилиндров по траектории, расположенной. в плоскости, перпендикулярной прбдоль3 738863 4 ной оси звена 4, например, в поперечных направляющих 20 й 21, установленных на ! звене с возможностью поворота вокруг его продольной оси в. шарнирах 22 и 23. Оси силовых цилиндров 12 И 13 расположены параллельно оси звена 4, рычаги 24 и 25 закрепленные на звене 5, равны между собой и равны рычагам 26 и 27, закрепленным на звене 3. Шарнир сочленениязвена 4 со звеном 3 выполнен в виде кар- ю дана с крестовиной 28, шарнирно установленной на оси 29 звена 3 и на оси 30 звена 4. Шарнир сочленения звена 4 со звеном 5 выполнен в виде крестовины 31, шарнирно установленной, на оси 32 звена ₁₅ 5 и на оси 33 звена 4, параллельной оси 30. Сферический шарнир 34 через рычаг 24 соединяет звено 5 с силовым цилиндром 12 через шток 14. Шарнир 35 через рычаг 25 соединяет звено 5 с силовым 20 цилиндром 13 через шток 16. Шарнир 36 через рычаг 27 соединяет звено 3 с силовым цилиндром 13 через шток 17, а шарнир 37 через рычаг 26 соединяет зве— .» но 3 с силовым цилиндром 12 через шток 25

15. Многозвенник механической руки снабжен нечетным количеством звеньев, не считая схват 8.

Механическая рука работает следующим ₃₀ образом.

В исходном положении, например, когда все звенья совмещены (рука вытянута горизонтально) все приводы 9, 10 и 11 находятся в фиксированном положении. При ₃₅ различном изменении длин приводов механической руки путем разного выдвижения штоков 14-17 многозвенник принимает различные пространственные конфигурации, обеспечивая широкие функциональные ₄θ возможности руке. При изменении длин приводов 9 и 10 на равную величину, но в противоположных направлениях, конечное звено 7 со охватом 8 и промежуточные звенья 5 и 6 перемещаются параллельно ₄₅ в плоскости чертежа.

Аналогичным образом производится параллельное.перемещение и в других плоскостях. При заломленной руке до отказа вниз обеспечивается наибольшая досягае- _5β мость охвата 8 в позиции 'внизу-сзади, при этом все штоки приводов 9, 10 и 11 находятся в выдвинутом положении. При равномерном выдвижении штоков в приводе 9 захват описывает кривую наибольше- ₅₅ го приближения к основанию руки, варьируя соотношением перемещений силовых цилиндров 12 и 13 получают зону наибольшего приближения схвата к основанию.

Наибольшая досягаемость схвата 8 впереди находится при совмещенном положении звеньев 3—7 с изменением длины только, привода 9.

Положение сочлененных звеньев, например, 3, 4, и 5 определяется взаимным положением выдвижных штоков 14-17. При совмещенных звеньях 3, 4 и 5 рычаги 24-27 находятся во взаимно параллельных плоскостях, перпендикулярных звену 4, штоки 14-17 находятся в средних положениях. При отклонении звеньев 3 и 5, например, вверх в продольной плоскости, проходящей через оси 30 и 33, производится одновременное выдвижение штоков 14—17, вращение звена 3 происходит вокруг оси 29, а звена 5 - вокруг оси 32, силовые цилиндры 12 и 13 перемещаются к центру звена 4 по направляющим 20 и 21. Так как корпуса приводов не меняют положений, параллельных звену 4, углы отклонений звеньев 3 и 5 равны между собой. Аналогичным образом про· изводится отклонение звеньев вниз при вдвижении всех штоков. При отклонении звеньев 3 и 5 вправо в продольной плоокости, проходящей через оси 29 и 32, производится одновременное равномерное выдвижение штоков 14 и 15 и вдвижение штоков 16 и 17. Вращение звеньев происходит вокруг осей 30 и 33. При отклонении звеньев в плоскости, расположенной под углом 45° к предыдущим плоскостям, один из силовых цилиндров 12 или 13 закрывается, фиксируя положение штоков; а второй обеспёчивает перемещение. Вращение звеньев происходит вокруг осей 29, 30 и 31, 32. При этом звено 3 дополнительно повернется вокруг продольной оси на угол, равный углу дополнительного поворота звена 5 в том же направлении, Следовательно, относительного разворота· нечетных звеньев не произойдет. Таким образом, конечное (нечетное) звено 7 со схватом 8 всегда находится в постоянном осевом положении относительно основания. Отклонение звеньев 3 и 5 в заданных плоскостях обеспечивается соответствующим соотношением-· скоростей перемещений штоков 14-17.

Claims (1)

1. (54) МЕХАНИЧЕСКАЯ РУКА Изобретение относитс  к машинсстрое нию и может быть использовано в роботах-манипул торах . Известна механическа  рука, содержаща  многозвенник со сферическими шарнирами , приводы линейных перемели ний звеньов , например, силовые цилингфы, и охват Недостатком известного устройства  вл етс  установка силовых цилинфов под сферическими шарнирами, что существенно уменьшает функциональные возможности механической руки сокращает ее зону обслуживани . Цель изо етени  - улучшение функциональных возможностей и увеличение зоны обслуживани . Эта цель достигаетс  благодеф  тому, что на каждом четном звене многозвеннана расположены по два силовых цилингфа с возможностью их перемещени  в продоп ном и поперечном направлени х относи ел но этого звена, причем штоки силовых ц&линдров шарнирнО; соединены со смежными, нечетными звень ми многозвенника. На фиг. 1 .изображена схема предлагаемой механической рукиг на фиг. 2 - схема четного звена. Механическа  рука состоит из многозвенника со сферическими шарнирами, звено 1 многозвенвнка срвмещейо с основанием , промежуточные звень  2-6 и звено 7 со схватом 8 соединены сферическими шарнирами , а приводы 9, 1О и 11 линейных перемещений выполнены в виде силоылх цилиндров 12 и 13, установленных йа каждом четном звене многозвенника с возможностыо их перемещени  в продопыкы и поперечном направлени х относнтельно этого звена, силовые цилинщил 12 и 13 имеют разнона1фавленио выдвигающиес  14-17. Силовые цилиндры 12 и 13 установлены в средних част х четных звеньев с возмож- йостыб перемещени  корпусов 18 и 19 силовых цилиндров по траектсфии, расположввной . в плоскости, пёрп дшсуп рной прбдольной оси звена 4, например, в поперечных направл ющих 20 и 21, установленных на звене с возможностью поворота вокруг его продольной оси в. шарнирах 22 и 23. Оси силовых цилиндров 12 и 13 расположены параллельно оси звена 4, рычаги 24 и 25 закрепленные на звене 5, равны между со бой и равны рычагам 26 и 27, закрепленным на звене 3. Шарнир сочленени зве- .на 4 со звеном 3 выполнен в виде кардана с крестовиной 28, шарнирно устано.вленной на оси 29 звена 3 и на оси 30 звена 4. Шарнир сочленени  звена 4 со звеном 5 выполнен в виде крестовины 31, ша рнирно установленной, на оси 32 звена 5 и на оси 33 звана 4, параллельной оси ЗО. Сферический шарнир 34 через рычаг 24 соедин ет звено 5 с силовым цилиндpcftvi 12 через шток 14. Шарнир 35 через рычаг 25 соедин ет звено 5 с силовым цилинщэом 13 через шток 16. Шарнир 36 через рычаг 27 соедин ет звено 3 с силовым цилиндром 13 через шток 17, а шарнир 37 через рычаг 26 соедин ет звено 3 с силовым цилинщэом 12 через шток 15. Многозвенник механической руки снабжен нечетным количеством звеньев, не счита  схват 8,. Механическа  рука работает следующим образом. В исходном положении, например, когда все звень  совмещены (рука выт нута го- ризонтально) вое приводы 9., 10 и 11 наход тс  в фиксированном положении. При различном изменении длин приводов механической руки путем разного выдвижени  штоков 14-17 многбзвённйк гфинимагет различные пространственные конфигург ции, обеспечива  широкие функциональные возможности руке. При изменении длин приводов 9 и 1 и на равную величину, но в гфотивоположных направлени х, конечное звено 7 со схватом 8 и 1фс 1ежуточные звень  5 и 6 переметцаютс  параллельно в плоскости чертежа. Аналогичным офазом тфоизводитс  параллельное перемещение и в щ)угих плоокост х . При заломленной руке до отказа вниз обеспечиваетс  наибольша  дос гаемость схвата 8 в позици  внизу-сзади, при этом все штоки приводов 9, 1О и 11 наход тс  в выдвинутом положении. Пр равномерном выдвижении штоков в приводе 9 захбат описывает кривую наибольшего приближени  к основаншо руки, варьиру  соотношением перемещений силовых цилиндров 12 и 13 получают зону наибольшего приближени  схвата к основанию Наибольша  дос гаемость схвата 8 впереди находитс  при совмещенном положении звеньев 3-7 с изменением длины только, привода 9. Положение сочлененных звеньев, напрй мер , 3, 4, и 5 определ етс  взаимным оложением выдвижных штоков 14-17. ри совмещенных звень х 3, 4 и 5 рычаги 24-27 наход тс  во взаимно параллельных плоскост х, перпендикул рных звену 4, штоки 14-17 наход тс  в средних положени х. При отклонении звеньев 3 и 5, например, вверх в продольной плоскооти , проход щей через оси ЗО и 33, производитс  одновременное выдвижение штоков 14-17, вращение звена 3 происходит вокруг оси 29, а звена 5 - вокруг оси 32, силовые цилин фы 12 и 13 перемещаютс  к центру звена 4 по направл ющим 20 и 21. Так как корпуса приводов не мен: ют положений, параллельных звену 4, углы оталонений звеньев 3 и 5 ра&ны между собой. Аналогичным образом про изводитс  отклонение звеньев вниз при вдвижении всех штоков. При отклонении звеньев 3 и 5 вправо в продольной плоокости , проход щей через оси 29 и 32, производитс  одно еменное равномерное вьишижение штоков 14 и 15 и вдвижение штоков 16 и 17. Вращение звеньев происходит вокруг осей 30 и 33. При отклонении звеньев в плоскости, расположенной под углом 45к предыдущим плоскост м, один из силовых цилиндров 12 или 13 34Н крываетс , фиксиру  положение штоков; а второй обеспечивает перемещение. Вра щение звеньев происходит вокруг осей 29, 30 и 31, 32. При этом звено 3 дополнительно повернетс  вокруг продолыюй оси на угол, равный углу допрлнителшоГо поворота звена 5 в том же направлении, Следовательно, относительного разворота нечетных звеньев не прогоойдет. Таким образом, конечное (нечетное) звено 7 со схваТом 8 всегда находитс  в посто нном осевом положении относительно основани . Отклонение звеньев 3 и 5 в заданньк плоскост х обеспечиваетс  соответствующим соотношекнем скоростей перемещений штоков 14-17. Формула изобретени  Механическа  рука, содержаща  многозвенник со сферическими шарнирами, (воды линейных перемещений звеньев, например , силовые цилиндры, и схват, о т