Копирующий манипулятор Советский патент 1981 года по МПК B25J3/00 

(54) КОПИРУЮЩИЙ МАНИПУЛЯТОР

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для аистанционного проведения работ в горячих камерах, химически активных зонах, врецньсс и опасных для здоровья человека.

Известен копирующий манипулятор, содержащий механическую руку, шаркирно соединенные звенья которой кинематически связаны с силовым блоком, состоядим из двигателя и соединенных с его валом модулей, число которых равно числу степеней свободы механической руки, каждый модуль снабжен электромагнитными муфтами 1рямого и обратного действия .

Известный манипулятор обладает существенным недостатком - большим уровнем акустических шумов, которые возникают за счет трущихся кинематических пар при вращении ведущих шестерен. Такой шум привода задакяцего органа 1фиводят к быстрой утомляемости оператора и к снижению эффективности его работы, .а, следовательно, и к уменьшению надежности системы человек-машина.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение эксплуатационных качеств манипулятора путем уменьшения акустического шума.

Поставленная цель достигается тем, что силовой блок снабжен вторым двигателем, муфты прямого и обратного действия собраны в два блока, причем ведущие части муфт первого блока жестко связаны с ва-лом первого двигателя, а веецпцие части муфт второго блока - с валом второго сдаигателя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема копирукядего манипулятора, на фиг. 2 - его исполнительный орган, на фиг. 3силовой блок.

Ма И| лятор содержит исполнительный орган 1, который производит копирование движе|шй задающего органа 2, обеспечи вая воспроизведение усилий нагрузки на стороне оператора. Такая работа манипулятора осуществляется с помощью обратимой следящей системы. Исполнительный и задающий органы выполнены аналогично друг другу и состоят из силового блока 3 и механической руки 4, смонтированой на основании 5.

Силовые блоки исполиительного и задающего органов манипулятора имеют одинаковые муфты прямого действия 6 и офатного действия 7, количество которы равно числу степеней свободы задающего |И исполнительного органов манипулятора, ;Муфты прямого и обратного действия через аналогичные шестерни 8-10 и валы 11 кинематически связаны .с соответствукоцими шарнирами степеней подвижности манипулятора.Первый двигатель 12 с муфтами 6 прямого действия, шестернями 8 образую первый силовой блок 13, а второй двигатель 14 с муфтами 7, обратного действи шестернями 9 образуют второй силовой блок IS, каждая из муфт прямого и об ратного действия имеет ведущую часть 16, жестко соединенную с выходным валом 17 или 18 .двигателя 12 или 14, и ведомую часть 19, кинематически связанную через шестерни .8 или 9, шестерню 10 и вал 11с соответствующим шарниром степени подвижности манипулятора, обмотку 20 управления, блок 21 управл ия.

Силовые блоки 13 и 15 установлены на основании 5 параллельно оси ротации задающего и исполнительного органов манипулятора.

Манипулятор работает следующим образом.

Как в исполнительном, так и в задающем органах манипулятора при вращении двигателей 12 и 14 вращаются ведущие Части 16 муфт 6 и 7 прямого и обратного действия, жестко связанные с выходными валами 17 и 18 двигателей.

При равенстве токов, протекающих в обмогках 20 управления муфт прямого и обратного действия, создается магнитное поле, взаимодействующее с ведомой ча- стью 19 муфт, в свою очередь создавая на них моменты, равные по величине, но противоположные по направлению, в результате чего шестерни 8-10, валы 11,

кинематически связанные с ними соответствующие шарниры степеней подвижности задающего и исполнительного органов манипулятора остаются неподвижными. При подаче управляющего сигнала на

одну обмотку 2О управления одной из муфт, например прямого действия 6, ток в обмотке управления увеличивается, и тем самым возрастает момент, создаваемый в ведомой части 19 , и при

помощи шестерен 8 и 10 и вала 11 передается на соответствующий шарнир степени подвижности задающего или исполнительного органов манипулятора. Формула изобретения

.Копирующий манипулятор, содержащий механическую руку, шарнирно соединенные звенья которой кинематически связаны с 5 силовым блоком, состоящим из двигателя и соединенных с его валом модулей, 4Hfcло которых равно щслу степеней свободы механической руки, каждый модуль снабжен электромагнитными муфтами прямого и обратного действия, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения надежности и улучшения эксплуатационных качеств манипулятора, силовой блок снабжен вторым двигателем, электромагнитные 11уфты прямого и обратного действия; собраны в два блока, причем ведущие части муфт первого блока мсестко связаны с валом первого, а ведущие части второго блока - с валом второго двигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кулешов В. С. и Лакота Н. А. Динамика систем управления манипуляторами. М., 3нepгия 1971, с. 108-110, .рис. 2-13.