Шарнир соединения звеньев манипулятора Советский патент 1985 года по МПК B25J17/00 

оо сд

О5

4

оо

Изобретение относится к машиностроению, а именно к шарнирам соединения звеньев манипуляторов.

Известен волновой редуктор с генератором волн, выполненным в- виде кулачка, имеюшего профиль, эквидистантный равноскоростной кривой гибкого колёса редуктора 1.

Известен шарнир соединения звеньев манипулятора, содержаш,ий ось, волновой редуктор, смонтированный на этой оси и связанный с приводом зубчатой передачей 2.

Недостатком данного шарнира является невысокая точность позиционирования из-за наличия люфтов в конической зубчатой передаче, а также из-за больших габаритов и веса за счет размеш,ения внутри звена двигателя и наличия конической передачи, что снижает динамические характеристики шарнира.

Известен также шарнир соединения звеньев манипулятора, содержаший ось и установленный на этой оси волновой редуктор, связанный с электродвигателем зубчатой передачей 3.

Недостатками шарнира являются большой момент инерции, ухудшаюш,ий регулировочные свойства электродвигателя и динамические свойства шарнира, а также сложность конструкции.

Цеаь изобретения - уменьшение металлоемкости, улучшение динамических характеристик и повышение точности позиционирования..

Указанная цель достигается тем, что в шарнире соединения звеньев манипулятора содержащем ось, установленный на этой оси волновой редуктор и электродвигатель, ротор электродвигателя выполнен в виде кулачка, имеющего наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса волнового редуктора.

На фиг. 1 изображен шарнир соединения звеньев манипулятора, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Шарнир соединяет звенья 1 и 2 манипулятора. На оси 3 шарнира закреплен статор 4 обращенного электродвигателя, например синхронного гистерезисного, и ротор 5 обращенного электродвигателя, представляющий собой кулачок, имеющий наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса 6 волнового редуктора, и являющийся одновременно генератором волн деформаций. На кулачке

ротора 5 запрессованы четыре щариковых подшипника 7 с гибкими деформируемыми обоймами. Гибкое колесо 6 выполнено в виде тонкостенной трубы с внешним зубчатым

венцом, имеющим число зубьев Zj, и в состоянии упругой деформации надето на обоймы гибких подшипников 7. Форма кулачка ротора 5 обращенного электродвигателя обеспечивает в зоне наибольшей деформации гибкого колеса б волнового редуктора зацепление зубьев зубчатого венца Zi на полной их рабочей высоте и в зоне наименьшей деформации - полный отвод зубьев зубчатого венца из зацепления с зубьями местных зубчатых колес 8-10. При этом жесткое

5 зубчатое колесо 9 установлено неподвижно в звене 1 и имеет число зубьев Zg, причем Zg-Zi 2. Жесткие зубчатые колеса 8 и 10 с числом зубьев Zj, Z, равным числу зубьев гибкого колеса б Z, т. е. Z3 , установлены неподвижно в звене 2.

0 Шарнир манипулятора работает следующим образом.

Вращение кулачка (ротора 5 электродвигателя) вызывает движение по окружности волны деформации гибкого колеса б.

5 При равных числах зацеплений зубчатых колес и неподвижном жестком колесе 9, встроенном в звено 1, за один оборот кулачка ротора 5 гибкое колесо б поворачивается относительно жесткого 9 на угол, соответствующий Zj-Zt угловых щагов гибкого

0 колеса б в направлении, обратном вращению кулачка. Звено 2, связанное с гибким колесом б волновыми зубчатыми передачами Zj, .Zj и Z;, Z, также поворачивается на такой же yro..j относительно звена 1.

При остановленном кулачке (роторе 5)

5 волновая передача является тормозом, фиксирующим положение звена 2 относительно звена 1, и муфтой предельного момента при превыщении массой манипулируемого объекта предельного значения.

0 По сравнению с известными шарнирами предлагаемый шарнир манипулятора имеет меньший вес и габариты за счет отсутствия конической зубчатой передачи и совмещения функций ротора и генератора волн деформации в одном элементе, при этом повысится коэффициент полезного действия. Отсутствие конической зубчатой передачи позволит также уменьшить момент инерции. При размещении обращенного электродвигателя на оси шарнира не используются корпус и подшипниковые щиты электродвигателя, что также уменьшает вес шарнира.

5

5

ШАРНИР СОЕДИНЕНИЯ ЗВЕНЬЕВ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий ось, установленный на этой оси волновой редуктор и электродвигатель, отличающийся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости, улучшения динамических характеристик и повышения точности позиционирования, ротор электродвигателя выполнен в виде кулачка, имеющего наружную поверхность, эквидистантную равноскоростной кривой гибкого колеса волнового редуктора.