SU946917A1

SU946917A1 - Mechanical arm

Info

Publication number: SU946917A1
Application number: SU802985703A
Authority: SU
Inventors: Альфред Иванович Корендясев; Георгий Константинович Пурцеладзе; Борис Львович Саламандра; Леонид Иосифович Тывес
Original assignee: Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова
Priority date: 1980-09-18
Filing date: 1980-09-18
Publication date: 1982-07-30

Description

Изобретение относитс к машинострое нию и может быть использовано в манипул торах и робототехнических устройствах . Известна механическа рука, содер жаща основание, шарнирно соединенные звень , смонтированные на этих звень х кинематические передачи, приводные модули с индивидуальными двигател ми и дифференциалами, образующими компенсируюший механизм, и систему разгрузоч ных механизмов ij. В известной конструкции механической руки уравновешиваютс не все стати ческие моменты, а только цепочка после довательно соединенных звеньев, оси которых имеют всегда горизонтальное поло жение, что существенно снижает грузоподъемность руки. Цель изобретени - устранение указанного недостатка, т. е. повышение гру подъемности. Указанна цель достигаетс тем, что механическа рука снабжена двум сумматорами . выполненными в виде дифференциалов , а система разгрузочных механизмов выполнена в виде п ти пружинно-уравновешивающих механизмов, причем входы трех пружинно-уравновешивающих механизмов св заны с выходами приводных модулей трех первых звеньев, первые входы дифференциалов сумматоров св заны с вхоаакга дифференциалов компенсирующего механизма, второй вход дифференциала одного из сумматоров кинематически св зан с выходом приводного модул первого звена, а третий выход этого дифференциала кинематически св зан со вторым входом дифференциала.второго су гматора и со входом четвертого пружинно-уравновешивающего мехпнизма, а третий выход дифференциала второго су 1маторп - со входом .п того пружииноуравновешиЕюющего механизма. Па фиг. 1 1 3обрпжена кинематическа схема механической руки; на фиг. 2 - сочение А-А па фиг. 1; на фит . 3 - сочоичр B-D на . 1. 3946 Механическа рука содерж1гг последова тельно шарнирно соединенные с основа нием 1 звень 2-4. lliapirapbi, соедин ю щие звень 2 и 3, 3 и .тме1от гшраппепьные осн, перпендикуп р ые оси вращет«1 звена 2. Угол наклони этих осей к горизонту зависит от конфтпгурации руки Приводные модули 5-7 звеньев установ лены iia основании и посредством кине матичесггих зубчатый и Tpocom ix передач св заны со звень ми 2-4соответственно. При этом приводной модуль 5 зубчатой передачей 8 и 9 кинематическл с з зан со звеном 2. Приводной модуль 6, садер шщий двигатель-редуктор 10 и дт1фференциал 11 компенсирующего механизма зубчатьк передач 12 и 13, тросово:; передачи, содержащей ведущие ропики 14 трос 15 i направл ющий ролик 16 и домый (двойной) ролик 17, укрепленны на звене 3, кинематически св зан со зв& ном 3. Приводной модуль 7, содержащий двигатель-редуктор 18 и дифференциал 19 компенсирующего механизма зубчатых передач 20 и 21, тросовой передачей, со держащей ведущий рол1-1;к 22., трос 23, направл ющие одитгарные ролики 24 и 25 и двойной ролик 26, установленгдае с воз можностью вращени относительно звенье 2 VI 3 м ведомого ролика 27, укрепленное го на звене 4, кинематически св зан со звеном 4. При этом концы троса 23 жес ко закреплены на двойном ролике 26. Эти же передачи образуют кивемагичеокие цепи, св зывающие подвижные звень 2 - 4 с пружинно-уравновещивающими ме ханизмами 28-30. Кроме того, на оснсванш установлены етце пружинно-уравновешивающие геханизмы 31 и 32 и два механических сук-тматора-дифференниала 3 и .34. Входы трех пружинно-уравшвешивеющих механизмов 28-30 св заны с выходами 35-37 приводнЬх модулей трех первых звеньев. Первые входы 38 ti 39 двух дополни- 1 тельно установленных дифференмиалов 33 и 34 сумматоров св заны с входами 40 и 41 дифференциалов компенси.рующе-го механизма, второй вход 42 одного из дополнительно установленных дифференциалов 33 сук-тматора кинематичес-ки св зан с вы сСДом 43 приводного . модул перво го звена, а третий выход 44 дифференциала кинематически св зан со вторым входом 45 второго дополнительно уста- но&ленного дифсрсраыпиала 34 и с входом четвертого пружинно- уравнозешивающего механизма 31. Третий выход 46 второго допо,1Н1ггольио уст,-г овленного циффере : 4 цнала 34 - с входом п того уравновешивающего механизма 32 „ В приведенной конструкции кажшл1й из пружинно-уравновешивающих механизмов выполнен в виде синусного механизма с упругим элементом. Так пружично-уравновешивающий механизм 31 содержи кривошип 47. кулису 48 и упругий элемент 49, Механическа рука работает следую,mHhi образом. При вращении двигателей-редукторов 5 . 10 и 18 движение через зубчатые передачи 8 и 9, через .ди4х{)ерендиал 11 и зубчатые передачи 12 и 13,через дифференциал 19 и зубчатые передачи 2О и 21 соответственно, передаютс звену 2 и тросам 15 и 23, которые осуществл ют перемещение звеньев 3 и 4. npvoKHHHо уравновешивающие механизмы 28-32, кинематически св занны-е с привод ыми модул ми, уравновешивают три звена 2-А от действий сил веса этих, звеньев. Использование предлагаемого конструктивного решени позвол ет миним1;зиро- вать нагрузки на элементы привода и элементы кинематических передач и увеличить грузоподъемность механической руки . ормула изобретени Механическа рука, содержаща основание , шарнирно соединенные звень , смонтированные на этих звень х кинематические передачи, приводные модули с индивидуальньми двигател ми и дифференциалами , образующщ-гй компенсирующий механизм ,; систему разгрузочных механизмов , отличающа с тем, что, с целью поьыщени грузоподъемности, она снабжена двукт сукл-гаторами, выполненными в виде дифференшилов, а система разгрузочных механизмов выполнена в п ти пружинно-уравновещиваюи(их механизмов , причем входы трех пружинно-уравновещивающих механизмов св за{1Ы с вь ходами приводных модулей трех первых звеньев, первые вхоо-ы дифференциалов сумматоров св заны с входами .дифференциалов компенсирующего механизма, второй вход дифференциала одног-о кз сумматоров кинематически св зан с выходом приводного модул первого звена, а третий выход этого дифференциала кинекс.а- тически св зан с входом дис}йоренThe invention relates to mechanical engineering and can be used in manipulators and robotic devices. The mechanical arm is known, containing a base, pivotally connected links, kinematic gears mounted on these links, drive modules with individual motors and differentials, forming a compensating mechanism, and a system of unloading mechanisms ij. In a known mechanical arm construction, not all static moments are balanced, but only a chain of successively connected links, the axes of which always have a horizontal position, which significantly reduces the load capacity of the arm. The purpose of the invention is to eliminate this drawback, i.e., increase the group lift. This goal is achieved by the fact that the mechanical arm is equipped with two adders. made in the form of differentials, and the system of unloading mechanisms is made in the form of five spring-balancing mechanisms, with the inputs of the three spring-balancing mechanisms associated with the outputs of the drive modules of the first three links, the first inputs of the differentials of the adders of the compensating mechanism, the second input the differential of one of the adders is kinematically connected with the output of the drive module of the first link, and the third output of this differential is kinematically connected with the second input of the di ferentsiala.vtorogo sous gmatora and to the input of the fourth spring-equilibration mehpnizma and third differential output of the second sous 1matorp - to the input of it dry pruzhiinouravnoveshiEyuyuschego mechanism. Pa figs. 1 1 3 The kinematic diagram of a mechanical arm is adopted; in fig. 2 - tick AA on pa of FIG. one; on fit. 3 - Socio B-D on. 1. 3946 Mechanical arm containing consistently hingedly connected to the base 1 link 2-4. lliapirapbi, connecting links 2 and 3, 3 and. from a horizontal axis, the perpendicular axes rotate "1 link 2. The angle of inclination of these axes to the horizon depends on the contoupulation of the arm. The drive modules of 5-7 links are installed on the iia base and by means of kin The matched gear and Tpocom ix gears are linked to links 2-4 respectively. When this drive module 5 gear 8 and 9 kinematic with zan with link 2. Drive module 6, sader shshiy engine-reducer 10 and dt1 differential 11 compensating mechanism gear teeth 12 and 13, cable :; the gears containing the leading ropi 14 cable 15 and the guide roller 16 and the home (double) roller 17 are fixed on link 3, kinematically associated with the amp &n; 3. Drive module 7 containing a gearmotor 18 and a differential 19 of the compensating mechanism of gears 20 and 21, a cable drive containing a leading roller 1-1; by 22., cable 23 guiding the auditor rollers 24 and 25 and a double roller 26, installed with the possibility of rotation relative to link 2 VI 3 m of the driven roller 27, mounted on link 4, is kinematically connected with link 4. At the same time, the ends of the cable 23 are rigidly fixed on a double roller 26. These same transmissions form short-circuit chains, connecting mobile links 2 - 4 with spring-balancing yuschimi of the mechanism 28-30. In addition, the spring-balancing mechanisms 31 and 32 and two mechanical suk-tmator-differential 3 and .34 are installed on the base. The inputs of the three spring-equilibrating mechanisms 28-30 are connected to the outputs 35-37 of the drive modules of the first three links. The first inputs 38 ti 39 of the two additionally installed differentials 33 and 34 adders are connected to the inputs 40 and 41 differentials of the compensating mechanism, the second input 42 of one of the additionally installed differentials 33 suk-tmator is kinematically connected sDom 43 drive. the module of the first link, and the third output 44 of the differential is kinematically connected with the second input 45 of the second additionally installed ' differential 34 and with the input of the fourth spring-equilibrating mechanism 31. The third output 46 of the second additional, 1H1g mouth, —figrated tiffer: 4 valued 34 - with the entrance of the second balancing mechanism 32 “In the above construction, each of the spring-balancing mechanisms is designed as a sinus mechanism with an elastic element. Thus, the spring-balancing mechanism 31 contains crank 47. rocker 48 and elastic element 49, the mechanical arm works in a mHhi manner. When rotating gear motors 5. 10 and 18 movement through gears 8 and 9, through .d4x {) Equality 11 and gears 12 and 13, through differential 19 and gears 2O and 21, respectively, are transmitted to link 2 and cables 15 and 23, which move the links 3 and 4. The npvoKHHHO balancing mechanisms 28-32, kinematically connected with the driven modules, balance the three 2-A links from the actions of the weight forces of these, links. The use of the proposed design solution allows minim1; load loads on the drive elements and kinematic transmission elements and increase the loading capacity of the mechanical arm. formula of the invention Mechanical arm, containing the base, pivotally connected links, mounted on these links kinematic gears, drive modules with individual motors and differentials, forming a compensating mechanism,; a system of unloading mechanisms, characterized in that, in order to increase the loading capacity, it is equipped with two pumps, made in the form of differentials, and the system of unloading mechanisms is made in five spring-balancing (their mechanisms, and the inputs of three spring-balancing mechanisms for {1Y with the steps of the drive modules of the three first links, the first inputs of the differentials of the adders are connected to the inputs of the differentials of the compensating mechanism, the second input of the differential is one-kc adders kinematically connected is connected with the output of the drive module of the first link, and the third output of this differential kinex is statically connected with the input

59469175946917

циала второго сумматора и с входом чет-Источнтогн информации,the second adder and with the input of the even-source information,

вертого пружинно-уравновешивающего ме прин тые во внимание при экспертизе ханизма, а третий выход нфферентшла1. Авторское свидетельство СССР поof the spring-balanced balance taken into account in the examination of the khanizm, and the third output nferentshla1. USSR Author's Certificate for

второго сумматора с входом п тогоза вке № 256751 8/25-О8,the second adder with the input of p pza vkv number 256751 8/25-O8,

пружинно-уравновешиваюшего механизма. 5 кл. В 25 Г 1/00, 1978.spring balance mechanism. 5 cl. In 25 G 1/00, 1978.

Claims

Claim

A mechanical arm containing a base, pivotally mounted links mounted on these links kinematic gears, drive modules with individual motors and differentials forming a compensating mechanism, :: a system of unloading mechanisms, characterized in that, in order to increase the carrying capacity, it is equipped with two adders, made in the form of differentials, and the system of unloading mechanisms is made in the form of five spring-balancing mechanisms, and the inputs of three spring-balancing furs isms are connected to the outputs of the drive modules of the first three links, the first inputs of the adders differentials are connected to the inputs of the compensating mechanism differentials, the second input of the differential of one of the adders is kinematically connected to the output of the drive module of the first link, and the third output of this differential is kinematically connected to the second input of the differential of the second the adder and with the input of the fourth spring-balancing mechanism, and the third differential output of the second adder with the input of the fifth spring-balancing mechanism Khanism.

94 6 917