Приводной шарнир манипулятора Советский патент 1987 года по МПК B25J17/00 

Изобретение относится к маи 1инострое- иию и может быть использовано в средствах автоматизации технологических процессов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей шарнира и улучшение его эксплуатационных характеристик.

На фиг. 1 изображен приводной шарнир манипулятора, осевой разрез; на фиг. 2 - разрез А-А па фиг. 1; на фиг. 3 - разрез 5-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Приводной шарпир манипулятора содержит входное 1 и выходное 2 звенья, связанные между собой шаровым шарниром. Шаровая опора выполнена в виде опорного диска 3, жестко связанного с лопаткой 4 первого моментного цилиндра, полость 5 которого выполнена в корпусе входного звена 1. Шаровая головка б жестко связана с выходным звеном 2 и размешена в п,1аровой опоре. В лопатке 4 выполнена полость 7 второго моментного цилиндра, в которой размешена лопатка 8 второго моментного цилиндра, жестко связанная с п аровой голов- ко 6. При этом первый и второй момептные цилиндры установлены с взаимно перпендикулярными осями вращения выходных элемептов.

Кроме того, приводной шарпир манипулятора снабжен двумя поворотными дисками. Первый поворотный диск 9 имеет две лопатки 10 и 11, закреплеппые с его противоположных торцовых сторон, подпятник

12шаровой опоры и установлен соосно опорному диску 3 в полости 5 первого момептного цилиндра. Второй поворотнЕ11Й диск 13 имеет две лопатки 14 и 15, закрепленные с его противоположных торцовых сторон. В шаровой головке 6 выполнена полость 16 первого дополнительного .моментпого цилиндра, в средней части которой соосно выходному звену 2 установлен второй поворотный диск

13и его лопатки 14 и 15 разделяют эту полость па две части, имеюшие дополнительные лопатки 17 и 18, одна из которых - лопатка 17 - жестко связана с выходным звеном 2; а другая лопатка 18 - с шаровой головкой 6.

Во входном звене 1 выполнена полость 19 второго допо. пштельного моментного цилиндра, имеющая лопатку 20, жестко связанную с входным звеном 1. Лонатка 10 первого поворотного диска 9 размещена в полости 5 первого моментного цилин.1,ра, а ло- натка II -- в нолости 19 второго дополнительного момептного цилиндра.

и1аровая головка G .грживается в выходном звене I крьпнкой 20. Полость 19 второго дополнительного моментного цилиндра связана с каналами 21 и 22 подачи рабочей среды (фиг. 4). Полость 5 первого моментного цилиндра связана с каналами 23 и 24 подачи рабочей среды через кольцевую проточку 25, проточку 26 соответствепно и

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

каналы 27 и 28. Полость 7 второго моментного цилиндра связана с каналами 29 и 30 подачи рабочей среды через кольцевые проточки 31 и 32 и каналы 33 и 34. Верхняя половина полости 16 первого дополнительного моментного цилиндра связана с каналами 35 и 36 подачи рабочей среды через каналы 37 и 38. Нижняя половина полости 16 связана с каналами 39 и 40 подачи рабочей среды через кольцевые проточки 41 и 42, выполненные в крышке 20, каналы 43 и 44, проточки 45 и 46, выполненные на внутренней поверхности боковых сторон лопатки 4, и каналы 47 и 48.

Приводной шарнир манипулятора работает следующим образом.

Качапие выходного звена 2 вокруг оси, перпендикулярной звеньям 1 и 2, осуществляется при подаче рабочей среды в полость 7 второго моментного цилиндра. Так, наклон звена 2 вправо (фиг. 1) осуществляется при подаче среды через канал 29, кольцевую проточку 1 и капал 34, при этом объем нижней части полости 7 увеличивается, что приводит к перемещению лопатки 8 в верхнюю часть полости 7, а следовательно, и наклон звена 2 вправо. Наклон звена 2 влево осу- п,ествляется при подводе рабочей среды в канал 30, которая через кольцевую проточку 32 и канал 33 поступает в верхнюю часть полости 7 и перемещает лопатку 8 вниз. Вращение звена 2 вокруг своей оси осуществляется при нодаче рабочей среды в верхнюю или нижнюю половину полости 16. В верхнюю половину полости 16 первого дополнительного моментного цилиндра подача рабочей среды обеспечивается через каналы 35 и 37 или 36 и 38 в зависимости от необходимого направления вращения. При этом при подаче среды через каналы 35 и 37 лопатка 17 вместе со звеном 2 поворачивается против часовой стрелки (фиг. 2), а через каналы 36 и 38 - по часовой стрелке. Этим обеспечивается поворот звена 2 па неполнь й оборот. Для обеспечения полного оборота звена 2 вокруг своей оси необходимо обеспечивать его доворот подачей рабочей среды в пижнюю половину полости 16 через канал 40, кольцевую проточку 42, которая соедипяется через канал 44, проточку 45 и канал 48 (фиг. 2) с одной из частей нижней половины полости 16. Это обеспечивает поворот лопатки 15 вместе с поворот- пым диском 13 и лопаткой 17 со звеном 2 но часовой стрелке (фиг. 2). Для необходимости доворота звена 2 против часовой стрелки необходимо подавать рабочую среду в канал 39, которая через кольцевую проточку 41, канал 43, проточку 46 и канал 47 попадает в другую часть нижней половины полости 16. Поворот звена 2 вокруг оси звена 1 по часовой стрелке (фиг. 2) осуществляется подачей рабочей среды в одну из частей полости 5 первого .моментного цилиндра через канал 23, проточку 26, соединенную с каналом 27. Это приводит к увеличению полости 5, расположенной слева от лопатки 4 (фиг. 2), и лопатка 4 вместе с лопаткой 8, шаровой головой 3 и звеном 2 поворачивается по часовой стрелке. Для поворота против часовой стрелки необходимо подать рабочую среду в канал 24, которая через кольцевую проточку 25 и канал 28 поступает в правую часть полости 5. Дово- рот звена 2 вокруг оси звена 1 для обеспечения полного оборота осуществляется подачей рабочей среды в правую или левую часть полости 19 второго дополнительного моментного цилиндра. При подаче среды в канал 21 правая часть полости 19 (фиг. 4) увеличивает свой объем и лопатка 10 вместе с поворотным диском 9 начинает поворачиваться по часовой стрелке. При повороте поворотного диска 9 его лопатка 10 воздействует через рабочую среду, находящуюся в полости 5, поворачивает звено 2 вместе с лопаткой 4. Доворот звена 2 против часовой стрелки вокруг оси звена 1 осуществляется при подаче рабочей среды в канал 22. Таким образом, приводной шарнир манипулятора обеспечивает три движения: качение звена 2 вокруг оси, перпендикулярной оси звена 1, вращение вокруг своей оси и вращение вокруг оси звена 1. При этом указанные вращения звена 2 осуществляются на угол, превыщающий 360°.

Формула изобретения

1. Приводной шарнир манипулятора, содержащий входное и выходное звенья, связанные между собой щаровым шарниром, причем щаровая опора выполнена на входном звене, в котором размещена шаровая головка выходного звена и два моментных цилиндра с взаимно перпендикулярными осями вращения выходных элементов, причем

/

0

полости первого мо ментного цилиндра выполнена в корпусе входного звена, а в его лопатке выполнена полость второго моментного цилиндра, в которой размещена лопатка последнего моментного цилиндра, жестко связанная с шаровой головкой, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и улучщения эксплуатационных характеристик, он снабжен опорным диском, жестко связанным с лопаткой первого моментного цилиндра, двумя поворотными дисками, один из которых имеет подпятник щаровой опоры и установлен соос- но опорному диску в полости первого моментного цилиндра, а другой поворотный диск имеет две лопатки, закрепленные с его противоположных торцовых сторон, при этом в щароБой головке выполнена полость первого дополнительного мо.ментного цилиндра, в средней части которой соосно вы- 0 ходному звену установлен второй поворотный диск, а лопатки последнего разделяют эту полость на две части, имеющие соответственно дополнительно введенные лопатки, одна из которых жестко связана с выходным звеном, а другая - с шаровой головкой.

5

5

0

5

2.Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что опорный и первый поворотный диски установлены соосно входному звену с противоположных сторон шаровой головки.

3.Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что первый поворотный диск снабжен лопатками, закрепленными соответственно с его противоположных торцовых сторон, причем во входном звене выполнена полость второго дополнительного моментного цилиндра, имеющая лопатку, жестко связанную с входным звеном, при этом одна из лопаток этого поворотного диска размещена в полости первого моментного цилиндра, а другая лопатка - в полости второго дополнительного цилиндра.

-/I

4в

;4

57

11

28

6-5

2

19

.:

19

21

ZO

фиг.(оставитсль И. Бакулина

Редактор Е. КопчаТехред И. ВересКорректор Л. Пилипенко

Заказ 3523/17Тираж 951Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий

113035, А1осква, Ж - 35. Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в средствах автоматизации технологических процессов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей шарнира и улучшение его эксплуатационных характеристик. Для этого в приводном шарнире манипулятора, связываюшего входное звено 1 и выходное звено 2, первый и второй моментные цилиндры установлены с взаимно перпендикулярными осями взаимного врашения. В шаровой головке 6 выполнена полость 16 первого дополнительного моментного цилиндра, и в ее средней части соосно выходному звену 2 установлен поворотный диск 13 с лопатками 14 и 15, раз- деляюшими эту полость на две части. При этом в каждой из этих частей полости 16 имеются дополнительные лопатки 17 и 18, жестко связанные соответственно с выходным звеном 2 и с шаровой головкой 6. Во- входном звене 1 выполнена полость 19 второго дополнительного моментного цилиндра, имеюшая лопатку, жестко связанную с входным звеном 1. Такое выполнение обеспечивает три движения: качание звена 2 вокруг оси, перпендикулярной оси звена 1, враше- ние вокруг своей оси и врашение вокруг оси звена 1. 2 з. п. ф-лы, 4 ил. S (Л 35 20 { ЗУ . М 26 Д 13 оо го со со 05 4 фиг.}