Рука тензорного манипулятора Советский патент 1984 года по МПК B25J1/02 

i1 Изобретение относится к робототехнике и предназначено для использования в роботах с большой степень подвижности. Известен манипулятор с тензорной рукой, содержащий ряд звеньев, соединенных меяду собой посредством универсальных шарниров, обеспечивающих их поворот относительно друг друга. На звеньях установлены пластины в которых выполнены ориентированные отверстия, сквозь которые свободно проходят тяги. При этом тяга, приводящая в движение первую со стороны схвата пластину, закреплена на руке перед первым шарниром со стороны схвата, следующая тяга закреплена неподвижно на последующей за первым шарниром пластине со стороны схвата и свободно пропущена через отверстия в пластинах, расположенных между приводом и пластиной, к которой прикреплена тяга. Аналогично прикреплены к каждой пластине по четыре индивидуальные тяги, свободно проходящие в предыдущих пластинах и обеспечивающие поворот в универсальном шарнире, перед которым находится данная плас тина. При натяжении одной из поворачивается пластина, к которой прикреплена данная тяга. Остальные пластины при этом остаются неподвиж ньми 11. Недостатком данной конструкции является ее сложность. Для обеспечения большого числа степеней подвижности требуется количество тяг, в два раза превьшающее количество степени подвижности тензорной руки. Причем, с увеличением количества степеней подвижност манипулятора увеличиваются габариты пластин, иначе невозможно будет пропустить большое количество тяг через пластину. Увеличение габаритов каждой плас тины ведет к уменьшению возможного угла поворота в каждом шарнире. Поэтому для обеспечения заданного угл поворота всей руки требуется увеличить число шарниров, что ведет к дальнейшему усложнению руки. Кроме того, при работе тяги, не участвую1цие п лакньш момент в передаче днижеиич пластинам, но проходя щие через поворачивающуюся пластину, жолжны получать изменение в длине пропорционально углу поворота пластины, приводимой в движение, что усложняет конструкцию привода и системы управления. Наличие самост оятельных движений каждой тяги, кроме того, требует индивидуального привода к каждой поворачиваемой пластине, поэтому при большом числе гюворачиваемых пластин габариты и конструкции привода усложняются. Целью изобретения является упрощение конструкции руки тензорного манипулятора. Поставленная цель достигается тем, что рука тензорного манипулятора, содержащая ряд соединенных между собой универсальными шарнирами звеньев с поперечными пластинами, в которых симметрично относительно оси звеньев выпо1;(нены два отверстия для прохода тяг, закрепленных на руке перед первым шарниром со стороны захвата, снабжена механизмами фиксации звеньев относительно осей шарниров, при этом каждый механизм фиксации снабжен приводом и состоит из двух частей, одна из которых установлена на шарнире, а другая - на звене, а отверстия в пластинах соседних звеньев повернуты .относительно друг друга на 90. На фиг. 1 изображена рука тензорного манипулятора; общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1. Рука тензорного манипулятора содержит звенья 1, соединенные между собой посредством универсальных шарниров 2. Каждое звено имеет поперечную пластину 3, в которой выполнены два отверстия .4, расположенные симметрично относительно оси звеньев, при этом отверстия 4 в пластинах 3 соседних звеньев 1 повернуты относительно друг друга на 90°. Тяги 5 и 6, свободно проходящие через отверстия 4 во вс.ех пластинах руки, неподвижно закреплены на ней перед первым шарниром со стороны схвата (не показан). Кроме того, рука снабжена механизмами фиксации звеньев 1 относительно осей шарниров 2 по каждому

из возможных движений с возможностью их независимого включения и выключения. Механизм фиксации состоит из двух частей, одна из которых выполнена в виде фиксатора 7, установленного на оси шарнира 2 и подпружиненного к ней пружиной 8. Конец фиксатора 7, установленный в оси шарнира, представляет собой сердечник электромагнита, который вместе с электрической обмоткой 9 образует электромагнитный привод фиксатора 7. Другая часть механизма фиксации выполнена в виде кулачка 10, установленно в звене 1.

Рука тензорного манипулятора работает следующим образом.

При необходимости совершить поворот в шарнире 2 в зависимости от требуемого направления поворота приводят в движение тягу 5 или 6, создается крутящий момент одновременно вокруг двух осей универсального шарнира 2.

Для совершения относительного перемещения выключают соответствующие

механизмы фиксации, при этом под действием натянутой тяги звено 1 поворачивается.

Включение механизма фиксации выполняют следующим образом.

Подают напряжение на электрическую обмотку 9, под действием возникшего магнитного поля сердечник фиксатора 7 втягивается в обмотку, сжимая пружину 8. При этом кулачок 10 освобождается от фиксатора 7.

Когда угол поворота звена 1 относительно соседнего звена достигне заданной величины, обесточивают обмотку 9 и фиксатор под действием пружины 8 прижимается к кулачку 10, фиксируя его в заданном положении, при этом взаимодействующие поверхности кулачка и фиксатора для повышения надежности фиксации могут быт зубчатыми.

Использование изобретения позволет уп1юстить конструкцию руки тензорного манипулятора путем сокращения количества тяг до двух независимо от числа звеньев руки.

РУКА ТЕНЗОРНОГО МАНИПУЛЯТОРА, содержащая ряд соединенных между собой универсальными шарнирами звеньев с поперечными пластинами, в которых симметрично относительно оси звеньев выполнены два отверстия для прохода -тяг, закрепленных на руке перед первым шарниром со стороны схвата ,, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, она снабжена механизмами фиксации звеньев относительно осей шарниров, при этом каждый механизм фиксации снабжен приводом и состоит из двух частей-, одна- из которых установлена на шарнире, а другая - на звене, а отверстия в пластинах соседних звеньев повернуты относительно друг друга на 90°.

фиг. 2

S-B

Фиг.: