Манипулятор Советский патент 1980 года по МПК B25J1/02 

(54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к манипуляторам для механизации технологических процессов, содержащих подъем но-транспортные и другие операции. Известен манипулятор, предназначенный для механизации технологичес ких процессов, содержагдий подъемнотранспортные и другие операции, в котором содержится ::несколько шарни но сочлененных звеньев, которые при помощи привода могут поворачиваться относительно друг друга и тем самым изменять расстояние между захватом и опорой l . Недостатком указанного манипулят ра является то, что он обладает дос таточной грузоподъемностью и надежностью. Наиболее близким техническим решением к изобретению является манипулятор, содержащий многозвен ный исполнительный орган/ звенья которого шарнирно сочленены и кинематически связаны между собой и с основанием, при этом первое звено с приводом, а последне с захватом, каждое последунндее звено смонтировано на предыдущем с .возможностью относительного поворота в шарнире сочленения, снабженном парой шестерен 2}. Недостаток указанного манипулятора заключается в .том, что он не обеспечивает перемещения захвата по трем координатам, что уменьшает зону его обслуживаемого пространства и снижает тем самым технологические возможности. . Целью настоящего изобретения является расширение технологических возможностей путем увеличения зоны обслуживаемого пространства. Указанная цель достигается тем, что каждая пара звеньев снабжена дополнительным эвеном, шарнирно установленным на этих звеньях и связанным с приводом, а шестерни смонти юваны на дополнительном звене, при этом оси шарниров дополнительного звена расположены взаимно перпендикулярно. На фиг. 1 изображен общий вид манипулятора; на фиг. 2 - кинематическая схема манипулятора. Манипулятор состоит из звеньев 1-5. Звено 1 заканчивается выходным валом б, к которому крепится схват (на фигурах не показан). Звено 1 состоит иэ корпуса 7, в котором расоложена механическая в данном слуае цепная) передача с 1 1, включаюая входной вал 8, звездочку 9, цепь 10 и звездочку 11, связаннур с выходным валом б.

Звено 2 состоит из корпуса 12, в котором расположена угловая механическая (в данном случае ортогональная зубчатая) передача с , включающая шестерни 13 и 14. К корпусу 12 этого звена крепится входной вал 8 предыдущего звена.

Звено 3 состоит из корпуса 15, в котором расположены две механические (также цепные) передачи, включающие входной вал 16, звездочку 17, жестко соединенную с этим валом, и звездочку 18, расположенную соосно. На противоположном конце звена также соосно расположены звездочки 19 и 20. Вал звездочки 19 соединен с конической шестерней 14, а звездочка 20 соединена с корпусом 12 предьвдущего звена. Указанные звездочки соединены цепями 21 и 22.

Звено 4 включает в себя корпус 23, в котором расположены соосно две ортогональные конические передачи с I 1: одна из них имеет шестерни 24 и 25, а другая - шестерни 26 и 27. Шестерня 24 соединена с корпусом 15, а шестерня 26 - со звездочкой 18 предыдущего звена. К корпусу 23 крепится вал 16 звездочки 17 предыдущего звена.

Звено 5, содержит корпус, в котором размещены три цепные передачи, каждая с I 1; первая образована звездочками 28,29 и цепью 30, вторая - звездочками 31, 32 и цепью 33, а третья звездочками 34,35 и цепью 36.

Звездочки 28, 31, 34 и 29, 32,35 расположены соосно. Звездочка 28 соединена с корпусом 23 предыдутдего звена, звездочка 31 - с наружной конической шестерней 25 предыдущего звена, а звездочка 34 - с внутренней конической шестерней 27.В свою очередь, звездочки 29,32 и 35 соединены с выходными валами 37,38,39, акорпус - с с выходным валом 40.

Манипулятор устанавливается на неподвижной стойке 41, выходной вал 37 крепится к стойке или к какому-либо неподвижному предмету, а к выходным валам 38,39,40 подсоединены приводные двигатели (на фигурах не показаны).

х-х, у-у, 2-Z - оси, вокруг которых могут поворачиваться соответственно звенья 1,3 и 5.

Манипулятор работает следующим образом.

При повороте вала 40 (остальные валы неподвижны) корпус звена 5 совершает вращательное движение относительно оси вала 37 (ось z-z), причем звездочки 29,32 и 35 неподвижны, а звездочки 28,31 и 34 относительно корпуса поворачиваются в противоположную сторону. В связи с тем, что 1, угловая скорость этих звездочек равна угловой скорости корпуса, т.е. относительный поворот (по отношению, например, к стойке 41) отсутствует, а корпус 23 звена 4 совершает поступательное движение. Ввиду того, что звездочки 23,31 и 34 посредством цепных и шестеренных передач связаны со звеньями 4,3,2 и 1,указанные звенья будут также перемещаться поступательно. При этом угловая ориентация выходного вала в пространстве не изменяется.

При повороте вала 38 поворачиваютс связанные с ним звездочка 32, цепь 33 звездочка 31, шестерни 25 и 24 и корпус 15 звена 3. Вращение корпуса 15 вызывает поворот звездочек 19 и 20 в сторону, обратную направлению вращения корпуса 15, и, ввиду , с той же угловой скоростью. Поскольку звездочки 17 и 18, расположенные на противоположном конце корпуса 15, неподвижны, корпус 12 звена 2 и шестерня 14, связанная со звездочкой 19 будут двигаться поступательно, обеспечивая неподвижное положение звеньев 2 и 1 и постоянную угловую ориентацию выходного вала 6 (движение вокруг оси

у-у)..

При повороте вала 39 поворачиваются связанные с ним звездочки 35, цепь 36, звездочка 34, шестерни 27 и 26, звездочка 18, звездочка 19, шестерни 14 и 13. С шестерней 13 связан корпус 7 звена.1, который поворачивается относительно оси вала 8, причем поворот звездочки 11 происходит в сторону, противоположную направлению поворота корпуса 7, с угловой скоростью, равной угловой скорости поворота корпуса. При этом выходной вал 6 сохраняет постоянную угловую ориентацию в пройтранстве, а звено 1 поворачивается вокруг оси х-х.

Таким образом,при повороте вала 40 звено 5 вра1т(ается вокруг оси, а остальные звенья двигаются поступательно. При повороте вала 38 звено 5 неподвижно, звено 3 вращается вокруг оси у-у, а звено 1 двигается поступательно. При повороте вала 39 звенья 5 и 3 неподвижны, а звено 1 вращается вокруг оси х-х. Во всех случаях выходной вал 6 сохраняет угOBypj постоянную ориентацию в пространстве.

Такой манипулятор обеспечивает три степени свободы поступательного движения при полном отсутствии мертвых зон, что существенно расширяет возможности основной конструкции.

Манипулятор будет использован в составе оборудования поточной линии по ремонту аккумуляторов пассажире- , них вагонов для переноса изделий. заполненных электролитом, в отделение для.зарядки. Формула изобретения Манипулятор, содержащий многозве ный исполнительный орган, звенья ко торого шарнирно сочленены и кинемат чески связаны между собой и с основанием, при этом первое звено связано с приводом, а последнее - с захватом, каждое последуюгцее звено смонтировано на предьщущем с возможностью относительного поворота в шарнире сочленения, снабженном паро шестерен, отличаю 1дийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем увеличения зоны обслуживаемого пространства, каждая пара звеньев снабжена дополнительным звеном, шарнирно установленным на этих звеньях и связанным с приводом, а шестерни смонтированы на дополнительном звене, при этом оси шарниров дополнительного звена расположены взаимно перпендикулярно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке t; 2456887/25-08, кл. В 25 J 1/02, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке К- 2575578/25-08, кл. В 25 J 1/02, 1978.