SU952582A1 - Pivot assembly of manipulator - Google Patents

Pivot assembly of manipulator Download PDF

Info

Publication number
SU952582A1
SU952582A1 SU813236506A SU3236506A SU952582A1 SU 952582 A1 SU952582 A1 SU 952582A1 SU 813236506 A SU813236506 A SU 813236506A SU 3236506 A SU3236506 A SU 3236506A SU 952582 A1 SU952582 A1 SU 952582A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
piezoelectric
voltage
balls
ball
electrodes
Prior art date
Application number
SU813236506A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рамутис Юозо Бансявичюс
Казимерас Миколо Рагульскис
Ричардас-Викторас Казио Улозас
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority to SU813236506A priority Critical patent/SU952582A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU952582A1 publication Critical patent/SU952582A1/en

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Description

Изобретение относится к робототехнике и может быть применено в приводах манипуляторов.The invention relates to robotics and can be used in manipulator drives.

Известны шарнирные узлы манипуляторов, содержащие входное, промежуточное и выходное звенья, связанные между собой шаровыми шарнирами. Каждый шаровый шарнир в этом узле выполнен в виде силового цилиндра, поршнем которого является подпятник. Между подпятником и шаром образована дополнительная рабочая полость с сечением, меньшим площади сечения полости основания, и соединена с последней и с полостями последующих шарниров [1].Known articulated nodes of manipulators containing input, intermediate and output links, interconnected by ball joints. Each ball joint in this assembly is made in the form of a power cylinder, the piston of which is a thrust bearing. An additional working cavity is formed between the thrust bearing and the ball with a cross section smaller than the sectional area of the base cavity, and is connected to the latter and to the cavities of subsequent hinges [1].

Недостаток известного устройства состоит в малом быстродействии фиксации положения зйеньев и больших габаритах. При этом наличие рабочей жидкости в конструкции маниулятора не всегда желательно,, особенно в микроманипуляторах или При работе в условиях космоса.A disadvantage of the known device is the low speed of fixing the position of the zeny and large dimensions. Moreover, the presence of a working fluid in the design of the manipulator is not always desirable, especially in micromanipulators or when working in space.

. Целью изобретения является повышение быстродействия и сокращение г.абаритов устройства.. The aim of the invention is to increase the speed and reduce the size of the device.

Поставленная цель достигается Тем, что шаровые шарниры выполнены пьезоэлектрическими и через дополни тельно введенное коммутирующее устройство подключены к источникам постоянного и высокочастотного напряжения. ,This goal is achieved by the fact that the ball joints are piezoelectric and, through an additionally introduced switching device, are connected to sources of constant and high frequency voltage. ,

На чертеже схематически изображен микроманипулятор.The drawing schematically depicts a micromanipulator.

Мйкроманипулятор состоит из основания 1, промежуточного 2 и конечного 3 звеньев, связанных между собой шаровыми шарнирами, выполненными в виде шаров 4 и 5, плотно сопряженных с подпятником 6 основания 1 и подпятником 7 конечного эвена 3. Шары 4 и 5 выполнены в виде пустотелых сферических пьезоэлементов, элементы которых через коммутирующее устройство 8 подключены к блоку 9 управления , содержащему отдельные источники 10 и 11 высокочастотного и постоянного напряжения соответственно.The micromanipulator consists of base 1, intermediate 2 and final 3 links interconnected by ball joints made in the form of balls 4 and 5, tightly paired with the thrust bearing 6 of the base 1 and the thrust bearing 7 of the final Even 3. Balls 4 and 5 are made in the form of hollow spherical piezoelectric elements, the elements of which are connected through a switching device 8 to a control unit 9 containing individual sources 10 and 11 of high-frequency and constant voltage, respectively.

Конечное звено 3 соединено с рабочим органом 12.The final link 3 is connected to the working body 12.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче от источника 10 высокочастотного напряжения блока 9 управления через коммутирующее устройство 8 высокочастотного напряжения на электроды пьезоэлектрических шаров 4 и 5 последние начинают вибрировать с высокой частотой и между ними и под пятниками 6 и 7 создается вибрационная сжатая газовая пленка, а при работе в условиях отсутствия газовой среды (в космосе) - вибрационная пленка, наличие которой практически исключает трение между шарами 4, 5 и подпятниками 6 и 7, т.е. трение в паре шар-подпятник практически отсутствует и звеньям микроманипулятора можно сообщить любое рабочее положение. Рабочий орган 12 устанавливают в заданное положение и отключают высокочастотное напряжение от электродов пьезоэлектрических шагов 4 и 5 .When a high-frequency voltage of the control unit 9 is supplied from a high-frequency voltage source 10 through a high-frequency voltage switching device 8 to the electrodes of the piezoelectric balls 4 and 5, the latter begin to vibrate at a high frequency and a vibrated compressed gas film is created between them and under the Fridays 6 and 7, and when operating in the absence of gas medium (in space) - a vibration film, the presence of which virtually eliminates friction between balls 4, 5 and thrust bearings 6 and 7, i.e. friction in a pair of ball-thrust bearings is practically absent and any operating position can be reported to the links of the micromanipulator. The working body 12 is set to a predetermined position and high-frequency voltage is disconnected from the electrodes of the piezoelectric steps 4 and 5.

Пьезоэлектрические шары 4 и 5 фиксируются в подпятниках 6 и 7 соответственно из-за резко увеличивающейси силы трения. В следующий момент на пьезоэлектрические шары 4 и 5 подается постоянное (положительное) напряжение.Piezoelectric balls 4 and 5 are fixed in the thrust bearings 6 and 7, respectively, due to a sharply increasing friction force. At the next moment, a constant (positive) voltage is applied to the piezoelectric balls 4 and 5.

Пьезоэлектрические шары 4 и 5 меняют свои габариты, их диаметры увеличиваются и они зажимают подпятники 6 и 7 и надежно в них фиксируются, фиксируя звенья в заданном положении. При снятии постоянного напряжения и подаче высокочастотного напряжения на электроды пьезоэлектрических шаров 4 и 5 звенья 2 и 3 микроманипулятора можно выставить в любое рабочее положение.Piezoelectric balls 4 and 5 change their dimensions, their diameters increase and they clamp the thrust bearings 6 and 7 and are securely fixed in them, fixing the links in a given position. When removing constant voltage and applying high-frequency voltage to the electrodes of piezoelectric balls 4 and 5, links 2 and 3 of the micromanipulator can be set to any working position.

В случае, если требуется изменить положение отдельного звена, например 3, не изменяя положения предыдущего, например 2, то к электродам пьезоэлектрического шара 4 приведено постоянное напряжение, а к электродам пьезоэлектрического шара 5 подается высокочастотное напряжение, а после изменения положения звена 3 высокочастотное напряжение от электродов пьезоэлектрического шара 5 снимается и подается постоянное напряжение Применение предложенного шарнирного узла позволяет повысить быстродействие фиксации подвижных звеньев и сократить габариты устройства.If you want to change the position of an individual link, for example 3, without changing the position of the previous one, for example 2, then a constant voltage is applied to the electrodes of the piezoelectric ball 4, and a high-frequency voltage is applied to the electrodes of the piezoelectric ball 5, and after changing the position of the link 3 the high-frequency voltage from the electrodes of the piezoelectric ball 5 is removed and constant voltage is applied Arita device.

Claims (1)

: Изобретение относитс  к робототех нике и может быть применено в приводах манипул торов. Известны шарнирные узлы манипул торов , содержащие входное, промежуточное и выходное звень , св занные между собой шаровыми шарнирами, Каждый шаровый шарнир в этом узле вы полнен в виде силового цилиндра, поршнем которого  вл етс  подп тник Между подп тником и шаром образована дополнительна  рабоча  полость с сечением , меньшим площади сечени  полости основани , и соединена с последней и с полост ми последукацих шарниров 13. Недостаток известного устройства состоит в малом быстродействии фикса ции положени  зйеньев и больших габаритах . При этом наличие рабочей жидкости в конструкции маниул тора не всегда желательно,, особенно в мик романипул торах или при работе в услови х космоса. . Целью изобретени   вл етс  повыше ние быстродействи  и сокращение габаритов устройства. Поставленна  цель достигаетс  Тем, что шаровые шарниры выполнены пьезоэлектрическими и через дополнительно введенное коммутирующее устройство подключены к источникам посто нного и высокочастотного напр жени . , На чертеже схематически изображен микроманипул тор, Мйкроманипул тор состоит из основани  1, промежуточного 2 и KOH JHOго 3 звеньев, св занных между собой шаровыми шарнирами, выполненными в виде шаров 4.и 5, плотно сопр женных с подп тником б основани  1 и подп тником 7 конечного звена 3. Шары 4 и 5 выполнены в виде пустотелых сферических пьезоэлементов, элементы которых через коммутирующее устройство 8 подключены к блоку 9 управлени  , содержащему отдельные источники 10 и 11 высокочастотного и посто нного напр жени  соответственно. Конечное звено 3 соединено с рабочим органом 12. Устройство работает следук дим образом . При подаче от источника 10 высокочастотного напр жени  блока 9 управлени  через коммутирующее устройство 8 высокочастотного напр жени  на электроды пьезоэлектрических шаров 4 и 5 последние начинают вибрировать с высокой частотой и между ними и по п тниками 6 и 7 создаетс  вибрационна  сжата  газова  пленка, а при работе в услови х с)тсутстви  газовой среди (в космосе) - вибрационна  пленка, наличие которой практически исключает трение между шарами 4, 5 и подп тниками 6 и 7, т.е. трение в паре шар-подп тник практически отсутствует и звень м микроманипул тора можно сообщить любое рабочее положение. Рабочий орган 12 устанавливают в заданное положение и отключают высокочастотное напр жение от электродов пьезоэлектрических шапов 4 и 5. Пьезоэлектрические шары 4 и 5 фиксируютс  в подп тниках 6 и 7 соответственно из-за резко увеличивающейси силы трени . В след тощий момент на пьезоэлектрические шары 4 и 5 подаетс  посто нное (положитель ное) напр жение. Пьезоэлектрические шары 4 и 5 ме н ют свои габариты, их диаметры уве личиваютс  и они зажимают подп тники 6 и 7 и надежно в них фиксируютс , фиксиру  звень  в заданном поло жении. При сн тии посто нного напр  жени  и подаче высокочастотного напр жени  на электроды пьезоэлектрических шаров 4 и 5 звень  2 и 3 мик романипул тора можно выставить в лю бое рабочее положение. В случае, если требуетс  изменить положение отдельного звена, например 3, не измен   положени  предьщущего, например 2, то к электродам пьезоэлектрического шара 4 приведено посто нное напр жение, а к электродам пьезоэлектрического шара 5 подаетс  высокочастотное напр жение, а после изменени  положени  звена 3 высокочастотное напр жение от электродов пьезоэлектрического шара 5 снимаетс  и подаетс  посто нное напр жение Применение предложенного шарнирного узла позвол ет повысить быстродействие фиксации подвижных звеньев и сократить габариты устройства. Формула изобретени  Шарнирный узел манипул тора, содержащий входное, промежуточное и выходное звень , св занные между собой шаровыми шарнирами с подп тниками , отличающийс  тем, что, с целью сокращени  габаритов и повышени  быстродействи , шаровые шарниры выполнены пьезоэлектрическими и через дополнительно введенное коммутирующее устройство подключены к источникам посто нного и высокочастотного напр жени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №573340, кл. В 25 J 11/00, 1976.: The invention relates to robotics and can be applied to manipulator drives. Known joints of manipulators are known, which contain an input, intermediate and output link, which are interconnected by ball joints. Each ball joint in this node is made in the form of a power cylinder, the piston of which is a thrust plate. An additional working cavity with a piston is formed in the knot. a cross section smaller than the cross-sectional area of the base cavity, and connected to the latter and to the cavities of post-hinge joints 13. A disadvantage of the known device is the low speed of fixing the position of the zyen and large dimensions . At the same time, the presence of a working fluid in the design of a manilator is not always desirable, especially in micro-manipulators or when working in space conditions. . The aim of the invention is to increase the speed and size reduction of the device. The goal is achieved by the fact that the ball joints are made of piezoelectric and through an additionally introduced switching device are connected to sources of constant and high-frequency voltage. The drawing shows schematically a micromanipulator; a Mikromanipulator consists of a base 1, an intermediate 2 and KOH JHO 3 links connected by a spherical hinge made in the form of balls 4. and 5, tightly coupled to a base b base 1 and a sub 5 of the final link 3. Balls 4 and 5 are made in the form of hollow spherical piezoelectric elements, the elements of which are connected via a switching device 8 to a control unit 9 containing separate sources 10 and 11 of high-frequency and direct voltage, respectively. The final link 3 is connected to the working body 12. The device operates in the following way. When high-frequency voltage of control unit 9 is supplied from source 10 through high-voltage voltage switching device 8 to electrodes of piezoelectric balls 4 and 5, the latter begin to vibrate at high frequency, and a vibrating compressed gas film is created between them and patrons 6 and 7, and during operation under conditions of gas presence among (in space), a vibration film, the presence of which practically excludes friction between balls 4, 5 and subframes 6 and 7, i.e. the friction in the pair of ball-bearing is almost absent and any working position can be reported to the links of the micromanipulator. The operating member 12 is set to a predetermined position and the high-frequency voltage is disconnected from the electrodes of the piezoelectric heads 4 and 5. The piezoelectric balls 4 and 5 are fixed in the pods 6 and 7, respectively, due to the sharply increasing friction force. At the next moment, a constant (positive) voltage is applied to the piezoelectric balls 4 and 5. Piezoelectric balls 4 and 5 change their dimensions, their diameters increase and they clamp the supports 6 and 7 and are securely fixed in them, fixing the links in a predetermined position. When the DC voltage is removed and the high-frequency voltage is applied to the electrodes of the piezoelectric balls 4 and 5, the link 2 and 3 of the micro-manipulator can be set to any working position. If it is necessary to change the position of a separate link, for example 3, without changing the position of the previous one, for example 2, then a constant voltage is applied to the electrodes of the piezoelectric ball 4, and a high frequency voltage is applied to the electrodes of the piezoelectric ball 5 the high-frequency voltage from the electrodes of the piezoelectric ball 5 is removed and a constant voltage is applied. The application of the proposed hinge assembly allows you to increase the speed of fixation of moving parts and reduce dimensions of the device. Claims An articulated knot of a manipulator containing an input, intermediate and output link interconnected by spherical hinges with subframes, characterized in that, in order to reduce overall dimensions and increase speed, spherical hinges are made piezoelectric and through an additionally introduced switching device connected to sources of constant and high frequency voltage. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate №573340, cl. B 25 J 11/00, 1976. ЮYU
SU813236506A 1981-01-19 1981-01-19 Pivot assembly of manipulator SU952582A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813236506A SU952582A1 (en) 1981-01-19 1981-01-19 Pivot assembly of manipulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813236506A SU952582A1 (en) 1981-01-19 1981-01-19 Pivot assembly of manipulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU952582A1 true SU952582A1 (en) 1982-08-23

Family

ID=20938889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813236506A SU952582A1 (en) 1981-01-19 1981-01-19 Pivot assembly of manipulator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU952582A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106514699A (en) * 2016-12-08 2017-03-22 南京航空航天大学 Three-degree-of-freedom manipulator joint and working mode thereof
CN108214481B (en) * 2018-03-06 2020-10-16 北京石油化工学院 Seven-degree-of-freedom active and passive mechanical arm capable of realizing simultaneous locking of multiple joints

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106514699A (en) * 2016-12-08 2017-03-22 南京航空航天大学 Three-degree-of-freedom manipulator joint and working mode thereof
CN108214481B (en) * 2018-03-06 2020-10-16 北京石油化工学院 Seven-degree-of-freedom active and passive mechanical arm capable of realizing simultaneous locking of multiple joints

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ATE169150T1 (en) PIEZOELECTRIC DRIVE
Volpe et al. An experimental evaluation and comparison of explicit force control strategies for robotic manipulators
Caldwell et al. Investigation of bipedal robot locomotion using pneumatic muscle actuators
US7193351B2 (en) Driving device and driving method
CA2253551A1 (en) Methods and devices for increasing ultrasonic effects
DE3276655D1 (en) Device for imparting continuous passive motion to human joints
ES2063136T3 (en) TOOTHBRUSH WITH MOVABLE STIMULATOR TIP.
SU952582A1 (en) Pivot assembly of manipulator
EP0939244A3 (en) Vibaration insulating apparatus and method
ATE538503T1 (en) PIEZOELECTRIC ELECTROMECHANICAL DRIVE UNIT
US6147436A (en) Piezoactive motor based on independent stator modules
CN109514594A (en) A kind of piezo mechanical hand and its control method based on spherical joint
NO163555C (en) PROCEDURE AND APPARATUS FOR PREPARING EYE STANDS BY APPLYING ACTIVE SOLUTIONS OR SUSPENSIONS ON THE EYES.
CN116252327A (en) Dielectric elastomer driven humanoid hip joint
CN211131562U (en) Active-passive hybrid artificial limb knee joint
CN114012713B (en) Continuum robot driving assembly
López et al. Testing non reciprocal motion of a swimming flexible small robot with single actuation
Radkhah et al. On the influence of elastic actuation and monoarticular structures in biologically inspired bipedal robots
CN108081247A (en) A kind of space six-freedom parallel micromotion platform
Du et al. A low-profile vibration crawling robot driven by a planar dielectric elastomer actuator
ATE364804T1 (en) TORSIONAL VIBRATION DAMPER FOR A DRIVE SHAFT AND THE LIKE
CN105846635A (en) Magnetic pole force driving microstretch apparatus and method of using same
JP2790949B2 (en) Pressure control device
SU980860A1 (en) Vibration exciter
DE59002968D1 (en) Force pulse generator.