ПРИВОД ЗАХВАТНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 1998 года по МПК F16H48/08 B25J9/00 

Изобретение относится к механическим передачам и может быть использовано в устройствах, в которых требуется сообщить одному из звеньев механизма два независимых движения относительно взаимно перпендикулярных осей, в частности в механизме двух независимых движений захвата робота.

Известно устройство для осуществления двух вращательных движений захвата манипулятора, содержащее основной конический дифференциальный механизм, сателлит которого жестко связан с захватом, два входных вала, первый из которых кинематических связан с водилом основного дифференциального механизма, а второй - с его центральной шестерней, и дополнительный дифференциальный механизм, центральные шестерни которого жестко связаны соответственно с первым и вторым входными валами, а водило кинематически связано с центральной шестерней основного дифференциального механизма [1].

Известное устройство обладает сложной конструкцией и недостаточной надежностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является привод захватного устройства, содержащий основной конический дифференциальный механизм, сателлит которого установлен шарнирно на водиле и жестко связан с захватным устройством, дополнительный конический дифференциальный механизм, водило основного конического дифференциального механизма жестко связано с первым входным валом дополнительного конического дифференциального механизма, водило дополнительного конического дифференциального механизма жестко связано с центральным зубчатым колесом основного конического дифференциального механизма, а первый и второй входные валы дополнительного конического дифференциального механизма кинематически связаны с дополнительно введенными тормозными устройствами [2].

Однако данный привод обладает недостаточной величиной передаваемого крутящего момента.

Задача изобретения - повышение величины передаваемого крутящего момента.

Для этого привод захватного устройства, содержащий основной конический дифференциальный механизм, сателлит которого установлен шарнирно на водиле и жестко связан с захватным устройством, дополнительный конический дифференциальный механизм, кинематически связанный с основным коническим дифференциальным механизмом, водило основного конического дифференциального механизма жестко связано с первым входным валом дополнительного конического дифференциального механизма, водило основного конического дифференциального механизма жестко связано с первым входным валом дополнительного конического дифференциального механизма, водило дополнительного конического дифференциального механизма жестко связано с центральным зубчатым колесом основного конического дифференциального механизма, а первый и второй входные валы дополнительного конического дифференциального механизма кинематически связаны с дополнительно введенными тормозными устройствами, водило основного конического дифференциального механизма выполнено двухплечевым, второе плечо которого установлено оппозитно основному плечу и связано с ним посредством четырехзвенной конической планетарной передачи, привод снабжен дополнительным сателлитом, жестко закрепленным на дополнительном плече водила основного конического дифференциального механизма и дополнительным центральным зубчатым колесом, установленным с возможностью вращения на первом входном валу и находящемся в зацеплении с основным и дополнительным сателлитами.

Такое выполнение привода захватного устройства позволяет примерно вдвое повысить величину передаваемого крутящего момента.

На чертеже изображена кинематическая схема предложенного привода.

Захватное устройство 1 манипулятора выполнено в виде фланца с отверстиями для крепления рабочего инструмента (например, сварочных клещей, сварочного пистолета и т.п.) и жестко связано с сателлитом 2 основного конического дифференциального механизма (КДМ), включающего также водило 3 и центральное зубчатое колесо 4, установленное с возможностью вращения на валу 5. С центральным зубчатым колесом 4 жестко связано водило 6 дополнительного конического дифференциала, центральные колеса 7 и 8 которого жестко посажены на входные валы 5 и 9 соответственно.

Водило 3 основного КДМ выполнено двухплечевым и жестко закреплено на валу 5. Второе плечо водила 3 установлено оппозитно основному плечу и связано с ним посредством дополнительной четырехзвенной конической планетарной передачи 10 - 13, сателлиты которой жестко установлены следующим образом: сателлит 10 - на валу основного сателлита 2, а сателлит 12 - на дополнительном валу 14, соосном валу сателлита 2.

Центральные колеса 11 и 13 четырехзвенной планетарной конической передачи с возможностью вращения установлены на валу 5. Привод снабжен дополнительно сателлитом 15, жестко установленным на валу 14, и дополнительным центральным колесом 16 с возможностью вращения, установленным на валу 5 и находящимся в зацеплении с сателлитом 2 и 15.

Привод захватного устройства работает следующим образом.

При вращении захватного устройства 1 манипулятора вокруг своей оси вал 5 с шестерней 7 заторможены другим дополнительно введенным тормозным устройством (не показано). Передача от вала 9 к захвату 1 осуществляется по следующей кинематической цепи: вал 9, колесо 8, водило 6 дополнительного дифференциала, центральное колесо 4, сателлиты 2 и 15, центральное колесо 16. При этом водило 3 неподвижно, так как оно заторможено другим дополнительно введенным устройством. Крутящий момент на сателлите 2 создается парой сил (центральные колеса 4 и 16), что позволяет по сравнению с прототипом увеличить крутящий момент примерно в два раза. При повороте захватного устройства 1 манипулятора относительно оси вала 5 вал 9 с колесом 8 заторможены дополнительно введенным тормозным устройством. Передача от вала 5 к захватному устройству 1 осуществляется по двум кинематическим цепям.

Кинематическая цепь собственного поворота захватного устройства манипулятора следующая: вал 5, водило 3. Захват поворачивается вместе с водилом 3. При этом дополнительное плечо, состоящее из вала 14 и конической передачи 10 - 13, и основное плечо действуют вместе как единое целое.

Так как водило 3 имеет два плеча, расположенные по разные стороны от вала 5, здесь также возникает пара сил, создающая по сравнению с прототипом в два раза больший крутящий момент. Кинематическая цепь синхронного поворота центрального колеса 4, устраняющая обкатывание сателлита 2 по центральному колесу 4, следующая: вал 5, колесо 7, водило 6 дополнительного дифференциала, центральное колесо 4.

Привод допускает одновременное вращение захватного устройства манипулятора вокруг своей оси и поворот его относительно оси вала 5, при этом обеспечиваются суммирование и передача вращения валов 5 и 9 на центральные колеса 4 и 16.

Изобретение направлено на повышение величины передаваемого крутящего момента в механизмах с двумя независимыми движениями относительно взаимно перпендикулярных осей. Водило основного конического дифференциального механизма жестко связано с первым входным валом дополнительного конического дифференциального механизма и выполнено двуплечим, плечи которого установлены оппозитно друг другу и связаны между собой четырехзвенной конической планетарной передачей. Водило дополнительного конического дифференциального механизма жестко связано с центральным зубчатым колесом основного конического дифференциального механизма. Первый и второй входные валы дополнительного конического дифференциального механизма кинематически связаны с тормозными устройствами. Дополнительный сателлит жестко закреплен на дополнительном плече водила основного конического дифференциального механизма. Дополнительное центральное зубчатое колесо установлено с возможностью вращения на первом входном валу и введено в зацепление с основным и дополнительным сателлитами, из которых основной сателлит установлен шарнирно на водиле и жестко связан с захватным устройством. 1 ил.

Привод захватного устройства, содержащий основной конический дифференциальный механизм, сателлит которого установлен шарнирно на водиле и жестко связан с захватным устройством, дополнительный конический дифференциальный механизм, кинематически связанный с основным коническим дифференциальным механизмом, водило основного конического дифференциального механизма жестко связано с первым входным валом дополнительного конического дифференциального механизма, водило дополнительного конического дифференциального механизма жестко связано с центральным зубчатым колесом основного конического дифференциального механизма, а первый и второй входные валы дополнительного конического дифференциального механизма кинематически связаны с дополнительно введенными тормозными устройствами, отличающийся тем, что в нем водило основного конического дифференциального механизма выполнено двуплечим, второе плечо которого установлено оппозитно основному плечу и связано с ним посредством четырехзвенной конической планетарной передачи, привод снабжен дополнительным сателлитом, жестко закрепленным на дополнительном плече водила основного конического дифференциального механизма и дополнительным центральным зубчатым колесом, установленным с возможностью вращения на первом входном валу и находящимся в зацеплении с основным и дополнительным сателлитами.