Баллистический манипулятор Российский патент 2019 года по МПК B25J21/00 B25J11/00 

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, а именно к манипуляторам, работающим в герметизированном объеме, и может быть использовано в боевой космической технике, а именно в механическом оружии, предназначенном для метания снарядов без применения боевых зарядов.

Известны манипуляторы для обеспечения быстродействия и достижения значительно большего вылета рабочего органа при небольшом перемещении выходного звена привода перемещения, основанные на использовании механизма многократного шарнирного параллелограмма, обладающего масштабной кратностью, высокой маневренностью, усиливающим свойством преобразования динамической нагрузки и широким диапазоном возможностей зоны обслуживания и герметизации ввода (см. авт. св. №963847 по М.кл. B25I 9/00). Однако, такие манипуляторы не герметичны и не используются как метательное средство баллистических систем, предназначенных для тех или иных предметов в герметизированном пространстве.

Известна также конструкция шпатового манипулятора (см а.с. СССР №1083464, взятые за прототип), предназначенного для работы в герметизированном объеме, содержащая проходку, шаровую опору, смонтированную в ней трубу, в которой размещена с возможностью поступательного перемещения штанга, имеющая на одном конце замковый орган для крепления сменных инструментов, а на другом - волновую муфту с резьбовой опорой, причем упругое звено муфты герметично связано с трубой, а ее ведущий и ведомый генераторы установлены соосно и связаны резьбовыми соединениями с рукояткой управления и со штангой, а также по меньшей мере два герметичных чехла для повышения надежности герметизации и расширения зоны обслуживания, шаровая опора выполнена из трех сферических элементов, концентрично расположенных друг относительно друга, причем внутренний элемент через один герметичный чехол связан с проходкой, оба этих элемента образуют замкнутую со стороны рукоятки управления полость, а средний элемент жестко связан с трубой и расположен в этой полости, причем на внутреннем сферическом элементе выполнена конусная поверхность, а герметичные чехлы в виде сильфонов, и для повышения надежности фиксации положения исполнительного органа, он снабжен фиксатором, выполненным в виде резьбовой втулки с внутренней кольцевой сферической поверхностью и предназначенной для взаимодействия с наружным сферическим элементом шаровой опоры.

Однако, в ряде технологических процессов, атомного и космического производства, выполняемы в герметизированном объеме или пространстве, приходится встречаться с необходимостью метания тех или иных предметов на достаточно большие расстояния. Поэтому недостатком известного шпатового манипулятора является то, что использование его в качестве метательного средства для бросания предметов на большие расстояния невозможно, так как конструкция такого манипулятора не обеспечивает требуемого быстродействия и достижения дальности необходимой траектории бросания тех или иных предметов из-за небольшое метательной силы и ограниченного вылета его рабочего органа при небольшом перемещении выходного звена. Поэтому известный манипулятор имеет ограниченный диапазон возможностей зоны обслуживания и использования его как метательного средства герметичных баллистических систем.

Целью предполагаемого изобретения является увеличение зоны обслуживания и расширение диапазона возможностей использования шпатового манипулятора в качестве метательного средства герметичных баллистических систем.

Для достижения этой цели известный шпатовый манипулятор, содержащий проходку, герметичную шаровую опору с фиксатором, выполненную из трех сферических элементов, концентрично расположенных друг относительно друга, и смонтированную в ней трубу шпаги, в которой размещена с возможностью поступательного перемещения штанги задающего механизма и рукоятка управления, снабжен механизмом многократного параллелограмма, выполненного в трубе шпаги манипулятора, ведомое звено которого состоит из нескольких параллелограммов и связано с метательным устройством, а его ведущее звено состоит из одного параллелограмма и жестко связано со штангой задающего механизма и рукояткой управления.

Здесь механизм многократного параллелограмма обладает свойством усиления динамической нагрузки во столько раз, во сколько раз число параллелограммов, умноженное на скорость перемещения его ведомого звена, состоящего и нескольких параллелограммов, больше числа умноженного на скорость перемещения его ведущего звена, состоящего из одного параллелограмма.

Отсюда следует, что время, скорость и путь перемещения ведомого звена механизма многократного параллелограмма во столько раз больше пути, скорости и времени перемещения его ведущего звена, во сколько раз число параллелограммов ведомого звена, состоящего из нескольких параллелограммов, больше числа его ведущего звена, состоящего из одного параллелограмма.

Использование кратности усиливающего свойства механизма многократного шарнирного параллелограмма, смонтированного в трубе шпаги манипулятора, позволит применять его в качестве метательного средства герметичных баллистических систем. Что значительно расширит диапазон возможностей использования и применения предлагаемой конструкции манипулятора и увеличит зону его обслуживания. Это пополнит коллекцию модификаций боевой космической техники механического оружия, предназначенного для метания снарядов без применения боевых зарядов и позволит осуществлять метание тех или иных предметов в герметизированных объемах.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают данному техническому решению критерий «существенные отличия».

На чертеже рис. 1 изображен общий вид метательного баллистического манипулятора в разрезе, а на фотографии фиг. 2 показан его опытный образец. Манипулятор содержит проходку 1, шаровую герметичную опору с фиксатором 2, смонтированную из внутреннего 3, наружного 4 и среднего 5 сферических элементов, расположенных концентрично относительно друг друга. В опоре смонтирована труба 6 шпаги манипулятора, в которой размещена с возможностью поступательного перемещения штанга 7, имеющая на одном конце задающий механизм 8 с рукояткой управления 9, а на другом конце установлен механизм многократного шарнирного параллелограмма 0, выполненный в трубе 6 шпаги манипулятора, причем закреплен внутри нее центральным шарниром 11, разделяющим многократный параллелограмм на ведомое звено 13, состоящее из нескольких параллелограммов, и связанное со штангой 7, задающим механизмом 8 и рукояткой 9. На конце ведомого звена, многократного параллелограмма 10 смонтировано метательное устройство 14, расположенное внутри трубы 6 шпаги манипулятора. Внутренний сферический элемент 3 шаровой опоры элемента 15, который может быть выполнен в виде мембраны или сильфона, отделяющего рабочее пространство манипулятора от нерабочего.

Манипулятор работает следующим образом. Ствол, представляющий собой трубу 6 шпаги баллистического манипулятора, получает качательное движение от рукоятки управления 9, качающийся вместе с трубой 6 в шаровой опоре, герметизирующий элемент 15 которой отделяет рабочее пространство манипулятора от нерабочего и герметизирует передачу качательного движения исполнительному органу манипулятора от органа его управления.

При бросании предметов метательное устройство 14 получает толкающий момент от ведомого 13 и ведущего 12 звена механизма многократного параллелограмма 10, раздвигающегося в трубе 6 относительно центрального шарнира, 11 посредством перемещения штанги 7, задающего механизма 8 и рукоятки управления 9 манипулятора. При этом количество параллелограммов ведомого звена 13 по отношению к количеству параллелограммов ведущего звена 12 многократного параллелограмма 10 определяет величину параметров траектории метания.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

По сравнению с прототипом баллистический манипулятор позволяет применять его в качестве метательного средства герметичных баллистических систем, расширяет диапазон возможностей использования и применения, увеличивает зону обслуживания.

Баллистический манипулятор относится к манипуляторам, работающим в герметизированном объеме, и может быть использован в боевой космической технике, а именно в механическом оружии, предназначенном для метания снарядов без применения боевых зарядов. Труба шпаги снабжена механизмом многократного шарнирного параллелограмма, ведомое звено которого состоит из нескольких параллелограммов и связано с метательным устройством, а ведущее звено состоит из одного параллелограмма и связано со штангой, задающим механизмом и рукояткой управления. В результате обеспечивается расширение диапазона возможностей и увеличение зоны обслуживания. 2 ил.

Баллистический манипулятор, содержащий проходку, герметичную шаровую опору, выполненную из трех сферических элементов, и смонтированную в ней трубу шпаги, в которой размещена с возможностью поступательного перемещения штанга, задающий механизм и рукоятку управления, отличающийся тем, что труба шпаги снабжена механизмом многократного шарнирного параллелограмма, ведомое звено которого состоит из нескольких параллелограммов, на конце которого выполнено метательное или ударное устройство, а его ведущее звено состоит из одного параллелограмма и связано со штангой, задающим механизмом и рукояткой управления.