Шарнир манипулятора Советский патент 1990 года по МПК B25J17/00 

,

Изобретение относится к машиностро ению и может быть использовано в конструкциях манипуляторов.

Целью изобретения является повышение долговечности путем снижения внутренних напряжений в гибком колесе.

На фиг. 1 изображен шарнир, разрез на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3; на фиг. 5 - форма деформированного вол- нообразователем гибкого колеса.

Шарнир манипулятора содержит ведомое 1 и ведущее 2 звенья, кинематически связанные волновой зубчатой передачей 3. Волновая передача 3 содержит гибкое зубчатое колесо 4 и жесткое зубчатое колесо 5, установленное на опорах 6 качения, смонтированных в ведомом звене 1. Червячный зубчатый венец 7 самотормозящейся червячной передачи 8 закреплен соосно с жестким зуб чатым колесом 5 волк-той передачи 3 и образует зубчатое зацепление с червяком 9, который, в свою очередь, с шарнирно связан с дополнительным двигателем 10. Гибкое колесо 4 деформируется волнообразователем 11 через гибкий подшипник 12. Волнообразовател 11 жестко установлен на подвижном статоре 13 основного двигателя 14. На неподвижном роторе 15 электродвигателя 14 установлен подвижно в осевом направлении толкатель 16 уравновешивающего кулачкового механизма 17, а кулачок 18 механизма 17 жестко связан с ведомым звеном 1. На ведущем звене 2 выполнен кольцевой паз 19, герметично закрытый упругим кольцом 20. Полость паза 19 заполнена гидропластом 21. Внутри паза 19 расположены регулируемые упоры 22. При этом упругое кольцо 20 с натягом охватывает свободный конец 23 гибкого зубчатого колеса 4. Для повышения

15

20

25

.,,. 5

40

45

50

55

прочности упругое кольцо 20 снабжено металлическим кордом 24. Паз 19 с упругим кольцом 20 и гидропластом 21 образуют гидромуфту 25. При сборке шарнира свободный конец 23 гибкого зубчатого колеса 4 охватывается упругим кольцом 20 и затем равномерным перемещением регулируемых упоров 22 изменяется внутренний объем паза 19, что увеличивает давление гидропласта 21 на упругое кольцо 20. Под действием давления в пазу 19 упругое кольцо 20 фиксирует гибкое колесо 4 относительно ведущего звена 2, а наличие металлического корда 24 увеличивает жесткость и прочность кольца 20.

Шарнир манипулятора работает следующим образом.

Под действием волнообразователя 11 гибкое колесо 4 деформируется и образует зацепление с жестким колесом 5, при этом свободный конец 23 гибкого колеса 4 также деформируется за счет перераспределения гидропласта 21 б пазу 19. Вращение статора 13 вызывает вращение волнообразователя 1 1 И Появление бегущей волны на гибком колесе 4. Вследствие этого вращается жесткое колесо 5, жестко связанное с ве- г домым звеном 1 посредством самотормозящейся безлюфтовой червячной передачи 8. Свободный конец 23 гибкого колеса 4, зафиксированный упругим кольцом 20, с одной стороны, не дает возможности гибкому колесу 4 совершать окружное перемещение, а с другой стороны, обладает радиальной упругостью. Последнее определяет наличие бегущей волны на свободном конце 23, что, в свою очередь, позволяет самоустанавливаться гибкому колесу 4, а следовательно, снижает в нем внутренние напряжения. Кроме того, наличие уравновешивающего кулачкового механизма 17 позволяет снять с гибкого колеса 4 основную часть передаваемой нагрузки за счет соответствующего

5133

профиля кулачка 18. Для изменения скорости движения ведомого звена 1 при вращении статора 13 основного электродвигателя 14 включается дополнительный электродвигатель 10. При вращении ротора дополнительного двигателя 10 происходит вращение люфтовыбирающего червяка 9, который, в свою оче

мом, имеющим кулачок с толкателем, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения долговечности путем снижения внутренних напряжений в гибком колесе волновой зубчатой передачи, жесткое колесо этой передачи снабжено червячным зубчатым венцом, а ведомое звено снабжено червяком,

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях манипуляторов. Целью изобретения является повышение долговечности путем снижения внутренних напряжений в гибком колесе. При включении основного электродвигателя 14 волнообразователь 11 поворачивается, деформирует гибкое колесо 4 и образует его зацепление с жестким колесом 5. При этом свободный конец 23 гибкого колеса 4 также деформируется за счет перераспределения гидропласта 21 в пазу 19. Вращение статора 13 вызывает вращение волнообразователя 11 и появление бегущей волны на гибком колесе 4. Вследствие этого вращается жесткое колесо 5, кинематически связанное с ведомым звеном 1 самотормозящейся безлюфтовой червячной передачи 8. Бегущая волна образуется и на свободном конце 23 гибкого колеса 4, но установка этого конца в гидромуфте 25 позволяет ему самоустанавливаться, что снижает его внутренние напряжения. Уравновешивающий кулачковый механизм 17 позволяет снять с гибкого колеса 4 основную часть передаваемой нагрузки за счет специального профиля кулачка 18. Для изменения скорости движения ведомого звена 1 при вращающемся статоре 13 основного электродвигателя включается дополнительный электродвигатель 10. Он вращает червяк 9, червячный зубчатый венец 7 и жесткое колесо 5. Сложение движений от двух электродвигателей 14 и 10, их реверсирование и регулирование по скорости обеспечивает работу шарнира в широком диапазоне скоростей. 5 ил.

редь, через червячный венец 7 вращает 10 образующим с этим венцом самотормос определенным передаточным отношением жесткое колесо 5 волновой передачи 3. Сложение двух движений, одно из которых может изменяться как по величине, так и по направлению, поз- воляет требуемым образом изменять скорость и направление движения ведомого звена 1 шарнира.

Формула изобретения

Шарнир манипулятора, содержащий основной электродвигатель с неподвижным ротором, ведущее и ведомое звенья кинематически связанные между собой волновой зубчатой передачей, имеющей жесткое и гибкое зубчатые колеса, из которых гибкое своим свободным торцом закреплено на ведущем звене, снабженном уравновешивающим механиз10

5

зящую червячную передачу, при этом червяк связан с ротором дополнительно введенного электродвигателя, толкатель уравновешивающего механизма установлен на неподвижном роторе основного электродвигателя, кулачок закреплен на ведомом звене, а ведущее звено снабжено гидромуфтой, предназначенной для крепления к нему гибкоо го колеса волновой передачи, одна полумуфта которой выполнена в виде кольцевого заполненного гидропластом паза, расточенного в корпусе ведущего звена, а другая - в виде установлен5 ных диаметрально противоположно один другому в этом пазу регулируемых упоров и упругого кольца, охватывающего свободный конец гибкого колеса волновой зубчатой передачи.

/ -А

фиг. 2

Фиг.ъ

24 23 20

Фиг.

Фиг. 5