Шарнир манипулятора Советский патент 1985 года по МПК B23D17/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании промышленных роботов и манипуляторов. Известен шарнир манипулятора, содержаш,ий ось шарнира, волновой редуктор с генератором волн, смонтированным на опорах оси, и привод 1. Недостатком известного устройства является сложность конструкции и большой вес. Цель изобретения - упрош.ение конструкции и снижение веса. Эта цель достигается тем, что в шарнире манипулятора, содержашем ось шарнира, волновой редуктор с генератором волн, смонтированным на опорах оси, привод выполнен в вид профилированных лопаток, установленных на торцовых поверхностях генератора волн и расположенных в двух полостях, каждая из которых образована торцовыми поверхностями генератора волн и опоры, причем в опорах выполнены отверстия, образующие сопла и расположенные напротив рабочих поверхностей лопаток, а в валу выполнены подводные каналы к этим соплам, при этом лопатки, расположенные на противоположных торцовых поверхностях генератора, выполнены разнонаправленными. На фиг. 1 изображен шарнир, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Шарнир манипулятора содержит звенья 1 и 2. Со звеном 1 жестко связан вал 3, на котором установлены опоры 4 и 5. Опора 4 связана с валом 3 шлицами 6, а опора 5 - щпонкой 7. От осевого перемещения опоры 4 и 5 предохраняются гайкой 8. На наружных цилиндрических поверхностях опор 4 и 5 базируется своими расточками кулачок генератора 9 волн, имеющий наружную эллиптическую поверхность, образующую подшипник скольжения с гибким колесом 10, жестко связанным с валом 3. С гибким колесом 10 находится в зацеплении жесткое колесо 11, связанное СО звеном 2, которое через подшипники 12 и 13 опирается на вал 3. Генератор 9 волн имеет внутреннюю перегородку 14, на которой с двух сторон выполнены лопаточные профили 15 и 16. Перегородка 14, а также лопаточные профили 15 и 16 образуют с опорами 4 и 5 минимальные зазоры, необходимые для СБободного вращения генератора 9 волн. Лопаточные профили 15 и 16 имеют противоположное направление и связаны посредством наклонных отверстий 17 и 18, выполненных соответственно в опорах 4 и 5, с каналами 19 и 20, предусмотренных в валу 3 и связанных с маслосистемой высокого давления. Генератор 9 имеет дроссели 21 для подачи смазки в камеры 22 подшипника скольжения, а опоры 4 и 5 имеют каналы 23 и 24 для слива отработанного масла. С этой же целью выполнены каналы 25 в гибком колесе 10 и каналы 26 в жестком колесе 11. Отработанное масло сливается в полость 27 и оттуда откачивается обычным путем (не показано). На продолжении генератора 9 волн выполнены шлицы 28, с которыми соединяются фрикционные диски 29 гид,ротормоза. На валу 3 на шлицах 6 установлены фрикционные диски 30 с возможностью периодического взаимодействия с дисками 29 под действием поршня 31, расположенного внутри гидроцилиндра 32, неподвижно закрепленного на валу 3. Поршень 31 нагружен пружиной 33. Полость между поршнем 31 и гидроцилиндром 32 связана через канал 34, выполненный в валу 3, с маслосистемой высокого давления. Шарнир манипулятора работает следующим образом. Для поворота звена 2 относительно оси вала 3 в канал 19 подается масло с некоторым избыточным давлением. По наклонным отверстиям 17 масло поступает на лопаточные профили 15. В них энергия давления масла преобразуется в механическую работу, вследствие чего генератор 9 волн получит вращение. Вращаясь, генератор 9 волн деформирует гибкое колесо 10. За счет деформации гибкого колеса 10 и его зацепления с жестки.м колесом 11, последнее получает вращение и сообщает его звену 2. Отработанное в лопаточных профилях 15 масло частично нагнетается под действием центробежных сил по дросселям 21 в камеры 22, а остальное масло сливается по каналам 23. Для поворота звена 2 в противоположном направлении масло поступает по каналу 20 вала 3 и отверстия 18 опоры 5 на ло- паточные профили 16, вследствие противоположного наклона которых генератор 9 получает противоположное вращение. Для фиксации звена 2 в требуемом положении под нагрузкой масло не подается в каналы 19 и 20, а подается в канал 34, откуда оно поступает в рабочую полость между поршнем 31 и цилиндром 32, вследствие чего поршень 31 получает осевое перемещение, воздействуя на фрикционные диски 29 и 30. Возникающий при этом момент трения в дисках 29 и 30 уравновешивает момент, стремящийся повернуть генератор 9 волн под действием приложенной Нагрузки к звену 2. При расторможении звена 2 снимается давление масла в полости между поршнем 31 и цилиндром 32, при этом поршень 31 под действием пружины 33 возвращается в исходное положение, а фрикционные диски 29 и 30 получают возможность свободного вращения друг относительно друга.

Применение предлагаемого шарнира позволяет снизить вес и улучшить динамические характеристики манипулятора.

ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА, содержащий ось, волновой редуктор с генератором волн, смонтированным на опорах оси, и привод, отличающийся тем, что с JJ30 / X /л 29 г целью упрощения конструкции и снижения веса, привод выполнен в виде профилированных лопаток, установленных на торцовых поверхностях генератора волн и расположенных в двух полостях, каждая из которых образована торцовыми поверхностями генератора волн и опоры, причем в опорах выполнены отверстия, образующие сопла и расположенные напротив рабочих . поверхностей лопаток, а в валу выполнены подводные каналы к этим соплам, при этом лопатки, расположенные на противоположных торцовых поверхностях генератора, выполнены разнонаправленными. (Л 24 оо с to //УУ/. Н Б 26