Механическая рука Советский патент 1980 года по МПК B25J1/00 

(54) МЕХАНИЧЕСКАЯ РУКА Изобретение относится к машинсстрое нию и может быть использовано в роботах-манипуляторах. Известна механическая рука, содержащая многозвенник со сферическими шарнирами, приводы линейных перемели ний звеньов, например, силовые цилингфы, и охват Недостатком известного устройства является установка силовых цилинфов под сферическими шарнирами, что существенно уменьшает функциональные возможности механической руки сокращает ее зону обслуживания. Цель изо етения - улучшение функциональных возможностей и увеличение зоны обслуживания. Эта цель достигается благодефя тому, что на каждом четном звене многозвеннана расположены по два силовых цилингфа с возможностью их перемещения в продоп ном и поперечном направлениях относи ел но этого звена, причем штоки силовых ц&линдров шарнирнО; соединены со смежными, нечетными звеньями многозвенника. На фиг. 1 .изображена схема предлагаемой механической рукиг на фиг. 2 - схема четного звена. Механическая рука состоит из многозвенника со сферическими шарнирами, звено 1 многозвенвнка срвмещейо с основанием, промежуточные звенья 2-6 и звено 7 со схватом 8 соединены сферическими шарнирами , а приводы 9, 1О и 11 линейных перемещений выполнены в виде силоылх цилиндров 12 и 13, установленных йа каждом четном звене многозвенника с возможностыо их перемещения в продопыкы и поперечном направлениях относнтельно этого звена, силовые цилинщил 12 и 13 имеют разнона1фавленио выдвигающиеся 14-17. Силовые цилиндры 12 и 13 установлены в средних частях четных звеньев с возмож- йостыб перемещения корпусов 18 и 19 силовых цилиндров по траектсфии, расположввной. в плоскости, пёрп дшсупярной прбдольной оси звена 4, например, в поперечных направляющих 20 и 21, установленных на звене с возможностью поворота вокруг его продольной оси в. шарнирах 22 и 23. Оси силовых цилиндров 12 и 13 расположены параллельно оси звена 4, рычаги 24 и 25 закрепленные на звене 5, равны между со бой и равны рычагам 26 и 27, закрепленным на звене 3. Шарнир сочленениязве- .на 4 со звеном 3 выполнен в виде кардана с крестовиной 28, шарнирно устано.вленной на оси 29 звена 3 и на оси 30 звена 4. Шарнир сочленения звена 4 со звеном 5 выполнен в виде крестовины 31, ша рнирно установленной, на оси 32 звена 5 и на оси 33 звана 4, параллельной оси ЗО. Сферический шарнир 34 через рычаг 24 соединяет звено 5 с силовым цилиндpcftvi 12 через шток 14. Шарнир 35 через рычаг 25 соединяет звено 5 с силовым цилинщэом 13 через шток 16. Шарнир 36 через рычаг 27 соединяет звено 3 с силовым цилиндром 13 через шток 17, а шарнир 37 через рычаг 26 соединяет звено 3 с силовым цилинщэом 12 через шток 15. Многозвенник механической руки снабжен нечетным количеством звеньев, не считая схват 8,. Механическая рука работает следующим образом. В исходном положении, например, когда все звенья совмещены (рука вытянута го- ризонтально) вое приводы 9., 10 и 11 находятся в фиксированном положении. При различном изменении длин приводов механической руки путем разного выдвижения штоков 14-17 многбзвённйк гфинимагет различные пространственные конфигург ции, обеспечивая широкие функциональные возможности руке. При изменении длин приводов 9 и 1 и на равную величину, но в гфотивоположных направлениях, конечное звено 7 со схватом 8 и 1фс 1ежуточные звенья 5 и 6 переметцаются параллельно в плоскости чертежа. Аналогичным офазом тфоизводится параллельное перемещение и в щ)угих плоокостях. При заломленной руке до отказа вниз обеспечивается наибольшая досягаемость схвата 8 в позиция внизу-сзади, при этом все штоки приводов 9, 1О и 11 находятся в выдвинутом положении. Пр равномерном выдвижении штоков в приводе 9 захбат описывает кривую наибольшего приближения к основаншо руки, варьируя соотношением перемещений силовых цилиндров 12 и 13 получают зону наибольшего приближения схвата к основанию Наибольшая досягаемость схвата 8 впереди находится при совмещенном положении звеньев 3-7 с изменением длины только, привода 9. Положение сочлененных звеньев, напрй мер, 3, 4, и 5 определяется взаимным оложением выдвижных штоков 14-17. ри совмещенных звеньях 3, 4 и 5 рычаги 24-27 находятся во взаимно параллельных плоскостях, перпендикулярных звену 4, штоки 14-17 находятся в средних положениях. При отклонении звеньев 3 и 5, например, вверх в продольной плоскооти, проходящей через оси ЗО и 33, производится одновременное выдвижение штоков 14-17, вращение звена 3 происходит вокруг оси 29, а звена 5 - вокруг оси 32, силовые цилин фы 12 и 13 перемещаются к центру звена 4 по направляющим 20 и 21. Так как корпуса приводов не мен:яют положений, параллельных звену 4, углы оталонений звеньев 3 и 5 ра&ны между собой. Аналогичным образом про изводится отклонение звеньев вниз при вдвижении всех штоков. При отклонении звеньев 3 и 5 вправо в продольной плоокости, проходящей через оси 29 и 32, производится одно еменное равномерное вьишижение штоков 14 и 15 и вдвижение штоков 16 и 17. Вращение звеньев происходит вокруг осей 30 и 33. При отклонении звеньев в плоскости, расположенной под углом 45к предыдущим плоскостям, один из силовых цилиндров 12 или 13 34Н крывается, фиксируя положение штоков; а второй обеспечивает перемещение. Вра щение звеньев происходит вокруг осей 29, 30 и 31, 32. При этом звено 3 дополнительно повернется вокруг продолыюй оси на угол, равный углу допрлнителшоГо поворота звена 5 в том же направлении, Следовательно, относительного разворота нечетных звеньев не прогоойдет. Таким образом, конечное (нечетное) звено 7 со схваТом 8 всегда находится в постоянном осевом положении относительно основания. Отклонение звеньев 3 и 5 в заданньк плоскостях обеспечивается соответствующим соотношекнем скоростей перемещений штоков 14-17. Формула изобретения Механическая рука, содержащая многозвенник со сферическими шарнирами, (воды линейных перемещений звеньев, например, силовые цилиндры, и схват, о т