ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА Российский патент 2001 года по МПК B25J17/00 

Изобретение относится к устройствам для перемещения исполнительных органов роботов и манипуляторов.

Известны шарниры манипуляторов, содержащие предыдущие и последующие звенья, соединенные втулками со скошенными торцами и карданным валом, соединяющим втулки [1], [2].

Наиболее близкое техническое решение, выбранное в качестве прототипа [3] - шарнир манипулятора, снабженный зубчатой передачей, у которого каждая втулка оснащена полым стаканом, имеющим на торце сферический элемент, установленным во втулке при помощи дополнительно введенной опоры качения соосно с карданным валом и кинематически связанным с последующим звеном. Причем привод втулки последующего звена установлен на предыдущем звене по его оси и соединен с втулкой последующего звена посредством зубчатой передачи, при этом сферические элементы обоих стаканов образуют шаровой шарнир.

При совместной или раздельной работе приводов обе втулки вращаются относительно соответствующих звеньев, причем одна из втулок приводится во вращение приводом через промежуточную передачу, а вторая - от другого привода посредством карданного вала через соответствующую зубчатую передачу, вращаясь при этом в объемно-сферической зоне относительно первого звена.

Недостатком известного устройства являются значительная энергоемкость и ограниченная область применения из-за использования двух встроенных приводов и размещения зубчатой передачи непосредственно в последующем звене манипулятора.

Задачей изобретения является снижение энергоемкости манипулятора и расширение его области применения за счет размещения обеих промежуточных зубчатых передач в предыдущем неподвижном звене манипулятора и использование одного встроенного привода.

В известное устройство шарнира манипулятора, содержащее предыдущее и последующее звенья с втулками со скошенным торцом, две зубчатые передачи, привод, кинематически связанный с карданным валом, который посредством одной из зубчатых передач связан со втулкой со скошенным торцом предыдущего звена. В предыдущее звено дополнительно включена зубная передача, связанная шарнирно посредством карданного вала с жестко соединенными последующим звеном и соответствующей втулкой со скошенным торцом, а из последующего звена исключена зубчатая передача.

Сопоставительный анализ показывает, что в прототипе отсутствуют признаки, сходные с существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве, - дополнительная зубчатая передача в предыдущем звене и жесткая связь последующего звена со втулкой со скошенным торцом.

Изобретение является промышленно применимым, так как может использоваться для перемещения рук роботов и манипуляторов.

Достижение технического результата обеспечивается за счет дополнительной зубчатой передачи в предыдущем звене и исключения зубчатой передачи последующего звена.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана кинематическая схема шарнира манипулятора.

Шарнир манипулятора, содержащий предыдущее и последующее звенья с втулками со скошенным торцом, зубчатую передачу, привод, кинематически связанный с карданным валом, который посредством дополнительной зубчатой передачи связан со втулкой со скошенным торцом предыдущего звена, отличающийся тем, что втулка со скошенным торцом жестко соединена с последующим звеном и шарнирно соединена с карданным шарниром, который посредством зубчатой передачи связан с приводом, а зубчатая передача включена в предыдущее звено.

Шарнир манипулятора содержит втулку со скошенным торцом 1, жестко соединенную с последующим звеном 2 и шарнирно - с карданным валом 3, с втулкой со скошенным торцом 4 предыдущего звена 5, посредством зубчатых передач 6, 7 и привода 8.

Шарнир манипулятора работает следующим образом.

Привод 8 через зубчатую передачу 7 передает вращающий момент карданному валу 3, приводящему в движение последующее звено 2, жестко соединенное с втулкой 1. Втулка 4 предыдущего звена 5, жестко соединенная с ним, приводится во вращение от карданного вала 3 посредством дополнительной зубчатой передачи 6, предназначенной для создания разности угловых скоростей последующего звена 2 и втулки 4 предыдущего звена 5. При этом последующее звено 2 и втулка 4 вращаются друг относительно друга и корпуса предыдущего звена 5. Для возможности соосной установки обоих звеньев их втулки 1 и 4 имеют одинаковые углы скоса.

Таким образом, обеспечивается снижение энергоемкости и расширение области применения за счет включения в предыдущее звено зубчатой передачи, связанной шарнирно посредством карданного вала с втулкой со скошенным торцом последующего звена, жестко соединенного с этой втулкой.

Источники информации
1. Авторское свидетельство N 1144881, кл. B 25 J 17/00, УДК 62.229.72 (088.8), 1983.

2. Авторское свидетельство N 1407803, кл. B 25 J 17/00, УДК 62.229.72 (088.8), 1987.

3. Авторское свидетельство N 1138317, кл. B 25 J 17/00, УДК 62.229.72 (088.8),1984 (прототип).

Изобретение относится к устройствам для перемещения исполнительных органов роботов и манипуляторов. Втулка со скошенным торцом (1) жестко соединена с последующим звеном (2) и шарнирно - с карданным валом (3). Карданный вал (3) связан с приводом (8) посредством зубчатой передачи (6, 7). 3убчатая передача (6, 7) включена в предыдущее звено (5). Такая конструкция шарнира обеспечивает снижение энергоемкости при работе и имеет широкую область применения. 1 ил.

Шарнир манипулятора, содержащий предыдущее и последующее звенья с втулками со скошенным торцом, зубчатую передачу, привод, кинематически связанный с карданным валом, который посредством дополнительной зубчатой передачи связан со втулкой со скошенным торцом предыдущего звена, отличающийся тем, что втулка со скошенным торцом жестко соединена с последующим звеном и шарнирно соединена с карданным валом, который посредством зубчатой передачи связан с приводом, а зубчатая передача включена в предыдущее звено.