Исполнительный орган манипулятора Советский патент 1985 года по МПК B25J3/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к манипуляторам для обслуживания различных технологических процессов.

По основному авт.св. № 975381 известен исполнительный орган манипулятора, содержащий шарнирно связанные звенья, двигатель, механизмы изменения длин и угла поворота звеньев с элементами фиксации, а также передаточное устройство, выполненное в виде планетарного механизма и свяг занное с двигателем и механизмами изменения длин и угла поворота звеньев ,.

Недостатками известной конструкции являются низкая маневренность и малая зоил .обслуживания из-за отсутствия возможности вращения относительно вертикальной оси шарнирно связанных звеньев, а также из-за узкого диапазона длин звеньев.

Цель изобретения - расширение тех.нологических возможностей исполнительного органа манипулятора путем повышения маневренности и увеличения зоны обслуживания.

Указанная цель достигается тем, что исполнительный орган манипулятора снабжен дополнительными звеньями, образуюр|ими поступательную пару, одно из звеньев которой выполнено в виде ползуна с жестко закрепленной на нем шестерней с внутренним зацеплением и установлено с возможностью его вращения и фиксации на звене с передаточным устройством, а также валом, имеющим коническую шестерню и цилиндрическую шестерню с элементом. ее фиксации относительно вала и винтовым механизмом изменения длины дополнительных звеньев, гайка которого размещена с возможностью ее вращения на ползуне и связана с валом с возможностью ее фиксации относительн последнего, а винт закреплен на другом звене, при этом коническая шестерня основного механизма изменения длины основных звеньев установлена на винте этого механизма с возможностью ее вращения и фиксации относительно этого винта, цилиндрическая шестерня вала кинематически связана с шестерней ползуна, а коническая шестерня вала - с планетарным механизмом передаточного устройства.

На чертеже схематически изо«)раж51Г предлагаемый исполнительный орган манипулятора, общий вид, р;азрез.

Исполнительный орган манипулятора содержит две пары телескопических звеньев, образованные соединением деталей 1 и 2, 3 и Д, где последняя закреплена к основанию 5. Деталь 3 выполнена в виде ползуна нижней телескопич ской пары звеньев Д и жестко связана с платформой 6, которая посредством подшипника 7 качения составляет- опору для подвижной платформы (звена) 8. На последней закреплен двигатель-редуктор 9, связанный с валом 10, на котором жестко .закреплены конические колеса 11 и 12. Кроме того, на подшипниках скольжения вала 10 размещены шестерни 13 16. Устройство содержит также конические колеса 17 и 18, которые совместно с шестернями 11 и 16, 12 и 13

образуют пару планетарных механизмов Шестерни 14 и 15 находятся в постоянном зацеплении с колесами 19 и 20. Колесо 19 установлено на подшипнике скольжения вала винта 21, который совместно с гайкой 22 образует винтовую передачу (винт - гайка), где последняя жестко связана с деталью 1 одного из.зйеньев верхней телескопической пары. Колесо 20 жестко установлено на валу 23 пром 5жуточной передачи, связанном через подшипник скольжения.с гайкой 24, которая совместно с винтом 25 образует винтовую передачу (винт-гайка). Гайка 24 жестко соединена через подшипник качения с деталью 3 одного из .чвеньев нижней телескопической пары, а сам винт 25 посредством шпицевого соединения жестко связан с основанием 5. Кроме того, на валу 23 промежуточной передачи на подшипнике скольжения расположено цилиндрическое коI . . . . лесо 26. В подвижной платформе 8,

которая вьтолняет функцию водила, встроены на подшипниках качения цилиндрические шестерни 27 (сателлиты) , а во внутреннюю полость знена 3 жестко насажено колесо 28 (солнечное) с внутренним зацеплением. Колесо 26 и 28 и шестерни 27 образуют планетарный (эпициклический) м«ханизм. Шестерни 13 и 16 снабжены фрикционными электромагнитными муфтами 29 и 30, и аналогичные муфты31-33 связывают с валом Ю и винтом

3

21 шестерни 1A, 15 и колесо 19 соответственно. Электромагнитная муфта 3 жестко закреплена с колесом 26 и связывает его с валом 23 промежуточной передачи. В гайку 24 встроена электромагнитная муфта 35 для ее связи с валом 23 промежуточной передачи. Элементы 36 и 37 фиксации соединяют между собой элементы детали 2 и платформы 8 шарнирно связанных звень ев исполнительного органа манипулятора и элементы платформ 8 и 6 соответственно.

Исполнительный орган манипулятора работает,следующим образом.

Вал 10 от двигателя-редуктора передает Крутящий момент на конические колеса 11 и 12. Последние передают вращение через конические колеса 17 и 18 на шестерни 13 и 16. Дальней шая передача крутящего момента механизмам исполнительного органа манипулятора зависит от режимов включения электромагнитных муфт. В зависимости от комбинаций подключения муфт привод исполнительного органа манипулятора позволяет осуществить четыре основных режима.

Первый режим. Муфты- 29, 30 и элемент -37 включены, муфты 31-35 и элемент 36 выключены. В этом случае шестерни 13 и 16 застопорены, так как они жестко связываются с подвиж.ной платформой 8. Вращающие моменты шестерен 14.и 15 на вал винта 21 и вал 23 промежуточной передачи не передаются. Привод работает в режиме с постоянными длинами звеньев, а также зафиксировано положение подвижной платформы 8 относительно неподвижной 6. В этом случае происходит поворот (качание) верхней пары звеньев в шарнире,т.е. 2 и 1 относительно 8. Изменение направления врап1ения верхней пары звеньев в шарнире осуществляется реверсированием двигателя 9. При включении муфт 29 и 30 угол поворота (качания) верхней пары звеньев в шарнире фиксируется включением элемента 36.

Второй режим. Муфты 33, 31 (либо 32) и элементы 36 и 37 включены, муфты 29, 30, 34, 35 и 32 (либо 31) выключены. Вращающий момент передается с шестерни 14 (либо 15) через колесо 19 на вал винтовой передачи (винт 21). При этом длина звеньев, состоящих и деталей 1 и 2, изменя4

ется, а взаимное расположение шарнирно связанных звеньев 2 и 8 испол- нительного органа манипулятора остается постоянным, т.е, поворот (качание) верхней пары звеньев в шарнире не происходит. Длина нижней пары звеньев, состоящих из деталей 3 и 4, остается постоянной. -Зафиксировано также положение подвижной платформы 8 относительно неподвижной 6.

Третий режим. Муфты 31 (либо 32), 35 и элементы 36 и 37 фиксации включены, муфты 29, 30, 34, 32 (либо 31) и 33 выключены. Врат ающий момент передается с шестерни 14 (либо 15) через коническое колесо 20 на вал 23 промежуточной передачи и далее - на гайку 24 винтовой передачи. При этом длина звеньев, состоящих и-з деталей 3 и 4, изменяется, а длина звеньев, состоящих из деталей 1 и 2, и взаимное расположение шарнирно связанных звеньев 2 и 8 исполнительного органа манипулятора остаются постоянными, т.е. поворот (ка«1ание) верхней пары звеньев в шарнире не происходит. Аналогично зафиксировано положение подвижной платформы 8 относительно неподвижной 6.

Режим четвертый. Для достижения этого режима, муфты 31 (либо 32), 34 и элемент фиксации угла поворота (качания) звеньев 36 включены, муфты 29, .30, 35, 33, 32 (либо 31) и элемент 37 выключены. В данном случае исполнительный орган манипулятора рабртает с постоянными длинами звеньев обеих пар и взаимное расположение шарнирно связанных звеньев 2 и 8 исполнительного органа манипулятора зафиксировано. При этом происходит вращение подвижной платформы 8 относительно неподвижной 6, т.е. вращение шарнирно связанных звеньев 2 и 8 исполнительного органа манипулятора относительно вертикальной оси. При реверсировании двигателя 9 направление вращения изменяется, в этом случае также меняется переключение муфты 32 (либо 31).

Исполнительный органманипулятора ожет работать в пятнадцати режимах, стальная часть которых реализуется утем комбинирования четьфех основых режимов. Выбор комбинаций данных ежимов зависит от особенностей прозводственной операции или от техноогии выполняемых, процессов.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН МАНИПУЛЯТОРА по авт.св. W 975381, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет повышения маневренности и увеличения зоны обслуживания, он снабжен дополнительными звеньями, образующими поступательную пару, одно из звеньев которой выполнено в виде ползуна с жестко закрепленной на нем шестерней с внутренним зацеплением и установлено с возможностью его вращения и фиксации на звене с передаточным устройством, а также валом, имеющим коническую шестерню и цилиндрическую шестерню с элементом ее фиксации относительно вала и винтовым механизмом, изменения длины дополнительных звеньев, гайка которого размещена с возможностью ее вращения на ползуне и связана с валом с возможностью ее фиксации относительно последнего, а винт закреплен на другом звене, при этом коническая шестерня основного механизма изменения длины основных звеньев установлена на винте этого механизма с воз(Л можностью ее вращения и фиксации относительно этого винта, цилиндрическая шестерня вала кинематически связана с шестерней ползуна, а коническая шестерня вала - с планетарным механизмом передаточного устройства.