Передаточный механизм руки манипулятора Советский патент 1985 года по МПК B25J18/00 

1

изобретение относится кмашиностроению, в частности к промышленным работам и манипуляторам.

Известен передаточный механизм руки манипулятора, содержащий основной корпус, установленный с возможностью вращения вокруг продольной оси руки, дополнительный корпус установленный в основном корпусе с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной к продольной оси руки, исполнительное устройство, расположенное в дополнительном корпусе вдоль продольной оси руки, приводы вращения основного корпуса и исполнительного устройства и привод поворота дополнительного корпуса, а также ведомые, промежуточные и ведущие валы, причем ведущие валы основного и дополнительного корпусов и исполнительного устройства расположены коаксиально продольной оси руки и связаны с понижающими передачами,а приводы дополнительного корпуса и исполнительного устройства включают конические передачи fij .

Недостатком указанного передаточного механизма руки являются значительные габариты руки, которые приводят к большим моментам на, оси вращения руки манипулятора, а также значительные зазоры в зубчатых передачах, что приводит-к низко точности позиционирования.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в передаточном механизме руки манипулятора, содержащем основной корпус, установленный с возможностью вращения вокруг продольной оси руки, дополнительньй корпус, установленньм в основном корпусе с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной к продольной оси руки, исполнительное устройство, расположенное в дополнительном корпусе вдоль продольной оси руки, приводы вращения основного корпуса и исполнительного устройства и привод поворота дополнительного корпуса, а также ведомые, промежуточные и ведущие залы, прячем ведущие залы основного и дополнителного корпусов и исполнительного устройства расположены коаксиально продольной оси руки и связаны с

53817 . 2

понижающими передачами, а приводы, . дополнительного корпуса и исполни тельного устройства включают конические передачи, промежуточные валы 5 дополнительного корпуса и исполнительного устройства выполнены составньми и установлены в основном корпусе, а понижающие передачи расположены непосредственно перед основным и дополнительным корпусами и исполнительным устройством.

На фиг.1 изображена кинематическая схема-манипулятора; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

15 Рука 1 манипулятора установлена шарнирно на коромьдсле 2 с возможностью поворота относительно горизонтальной оси 3. Коромысло 2 установлено на поворотном основании 0 с возможностью поворота относительно оси 5. Основание 4 также г-меет возможность поворота относительно оси 6 фундамента 7.

Рука 1 выполнена из составного 5 корпуса, состоящего из приводного 8, среднего 9 и приставного 10 отсеков, жестко связанных между собой, трех двигателей 11, 12 и 13, связанных через карданные валы 0 14, 15 и 16 с приводными валами 17, 18 и 19 механизма ориентации исполнительного устройства 20 и собственно исполнительного устройства 21.

Двигатели 11-13 установлены в приводном отсеке 8 корпуса руки 1, вьтолненного, например, из чугуна с шаровидным графитом, а приводные валы 17-f9 установлены в пристав0 отсеке 10 корпуса руки, который вместе со средним отсеком выполняется из облегченного материала,, что обеспечивает противовес расположенным со стороны приставного отсека 10 механизму ориентации 20 и исполнительному устройству 21. При этом средний карданный вал 15 смещен относительно горизонтальной оси 3 поворота руки t.

0 В связи с тем, что между двигателями t1, 12 и 13 и приводными валами 17, 18 и 19 не предусмотрены понижающие передачи, карданные валы 14, 15 и 16 являются легкими

и небольпшми по размерам, так как передают малые моменты вращения.

Механизм 20 ориентации исполнительного устройства состоит из ос3

новного 22 и дополнительного 23 корпусов и понижающих передач, при этом основной корпус 22 установлен с возможностью поворота от ;осительно продольной оси руки 1 манипулятора, а дополнительньм корпус 23 установлен с возможностью поворота относительно оси 24, перпендикулярной к продольной оси руки 1 (н фиг.1 эти повороты основного и дополнительного корпусов обозначены соответственно I и II). Исполнительное устройство 21 установлено с возможностью поворота вокруг своей продольной оси (на фиг.1 этот поворот обозначен III).

На фиг.2 представлена кинематическая схема механизма ориентации исполнительного устройства. Механизм ориентации развернут относительно приставного корпуса 10 на 90 по сравнению с фиг.1.

Поворот основного корпуса 22 механизма 20 ориентации исполнительного устройства осуществляется от двигателя 13 через карданный вал 16 приводной вал 19, расположенный в подшипниках приставного корпуса 10 руки 1. От приводного вала 19 через зубчатые колеса 25 и 26, вал 27 и понижающую передачу 28 вращение передается на ведомый вал 29 основного корпуса 22. Понижающая передача 28, установленная на ведомом валу 29, имеет высокую редукцию достигающую, например, величин от 70:1 до 120:1. вал 29 установлен в двойном подшипнике 30 корпуса 10.С ведомым валом 29 жестко связан основной корпус 22, состоящий из опорных щитков 31 и 32, закрывающих стенок 33 и 34 и поперечной перемычки 35. Таким образом осуществляется поворот основного корпуса 22 вокруг продольной оси руки 1 манипулятора.

Дополнительный корпус 23 установлен на основном корпусе 22 с возможностью поворота относительно оси 24. Этот поворот осуществляется от двигателя 11 через кардаиньй вал 14, приводной вал 17, расположенный в приставном корпусе 10, зубчатые колеса 36 и 37, полый вал 38, установленный коаксиально ведомому валу 29 основного корпуса 22, и конические колеса 39 и 40 установленные соответственно на

3817 4

конус полого вала 38 и вала 41, расположенного в подшипниках 42 на одной из сторон опорного щитка 31 основного корпуса 22. Далее

5 движение передается с помощью зубчато-ременной передачи 43, связываю-щей шкивы 44 и 45, установленные соответственно на концах валов 41 и 46, выступающих за опорньп nyiTOK

0 31, на приводной вал 46, которьй

через понижающую передачу 47, редукция которой может составлять от 70:1 до 120:1, связан с ведомым валом, выполненным заодно с дополнительным корпусом 23, состоящим из опорных щитков 48 и 49. Приводной вал 46 установлен на подшипниках 50, смонтированных в опорном иучтке 48 дополнительного корпуса 23.

20 Дополнительньп корпус 23 установлен с возможностью поворота вокруг оси 24 на подшипниках 51 и 52, смонтированных в основном корпусе 22. Дополнительный корпус 23 выступает

5 из основного корпуса 22 через выполненную с торцовой стороны прорезь в основной корпусе 22, причем эта прорезь выполнена таким образом, чтобы обеспечить поворот дополнитель

3Q ного корпуса на необходимьй угол.

Исполнительное устройство 21 установлено в дополнительном корпусе 23 с возможностью вращения относительно своей продольной оси.

5 Вращение исполнительного устройства 21 осуществляется от двигателя 12 через карданный вал 15, приводной вал 18, расположенный в полом валу 38, и конические колеса 53 и 54, установленные соответственно на концах приводного вала 18 и промежуточного вала 55, расположенного в двойном подшипнике основного корпуса 22. Далее вращение передается через

45 зубчато-ременную передачу 56, связывающую шкивы 57 и 58, установленные соответственно на концах валов 55 и 59, выступающих за опорньй щиток 32 основного корпуса 22, на промежуточный вал 59, который через конические колеса 60 и 61, приводной вал 62 и понижающую передачу 63 связан с исполнительньм устройством 21. При этом конические колеса 60 и

55 61 установлены на консольных концах соответственно валов 59 и 62, каждый из которых установлен в двойных подшипниках 64 и 65, соответственно.

смонтированных на основном корпусе 22 и дополнительном корпусе 23, а понижающая передача 63 установлена на приводном валу 62 и связана с исполнительным устройством 21, которое установлено в подшипниках, смонтированных в опорном щитке 49 дополнительного корпуса 23.

Ступицы конических колес 54 и 60 промежуточных валов 55 и 59 несут подшипники 66 и 67, в которых установлены соответственно концы валов 41 и 46. Выполнение валов 41 и 55, а также 46 и 59 составными обеспечивает сокращение габаритов механизма ориентации исполнительного устройства.

Таким образом, исполнительное устройство 21 может вращаться как вокруг продольной оси руки, так и поворачиваться вокруг оси 24 вместе с дополнительным корпусом 23, поскольку опирается на опорный щиток 49 и при этом вращаться вокруг

приводного вала 62.

I

По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает наименьшее удаление исполнительного устройства от оси вращения руки, что позволяет снизить момент вращения двигателей, а также обеспечить подачу исполнительного устройства в труднодоступные места.

ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ РУКИ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий основной корпус, установленный с возможностью, вращения вокруг продольной оси руки, дополнительный корпус, установленньй в основном корпусе с возможностью поворота вокруг оси,перпендикулярной к продольной оси руки, исполнительное устройство, расположенное в дополнительном корпусе вдоль продольной оси руки, приводы вращения основного корпуса и исполнительного устройства ипривод поворота дополнительного корпуса, а также ведомые, промежуточные и ведущие валы, причем ведущие валы основного и дополнительного корпусов и исполнительного устройства рас положены коаксиально продольной оси руки и связаны с понижающими передачами, а приводы дополнительного корпуса и исполнительного устройства включают конические передачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позициоi нирования, промежуточные валы дополнительного корпуса и исполниСО тельного устройства выполнены составными и установлены в основном корпусе, а понижающие передачи расположены непосредственно перед основньм и дополнительньм корпусами и исполнительным устройстве. :л :АЭ ЭО

19 18 to22 24- 23 2f