Хобот манипулятора Советский патент 1981 года по МПК B25J1/02 

(54) ХОБОТ МАНИПУЛЯТОРА

Изобретение относится к робототехнике, в частности к группе манипуляторов, предназначенных для работы в труднодоступных местах, характеризующихся узкими, искривленными пространствами, например в трубопроводах.

Известен хобот манипулятора, содержащий связанные между собой универсальными шарнирами идентичные звенья, выполненные в виде стержней, на концах которых выполнены разноименные составные части универсальных шарниров, а также профилированные ограничители вращения соседних звеньев друг относительно друга и приводы качания звеньев 1.

Недостатками известного хобота являются больщие потери на трение в сферических сочленениях, которые объясняются тем, что жесткость и гибкость манипулятора достигается за счет создания в сферических щарнирах значительных растягивающих усилий. Эти усилия необходимы также для выбирания зазоров в сферических сочленениях, причем зазоры влияют на точность позиционирования. Увеличение же трения ведет к увеличению мощности силовых устройств.

а значит увеличиваются масса манипулятора и моменты инерции подвижных частей.

Целью изобретения является уменьшение потерь на трение в щарнирных сочленениях.

Для этого хобот манипулятора снабжен жестко установленными на каждом звене кронштейнами и щарнирно связанными с ними двуплечими рычагами, одно плечо которых шарнирно связано с приводом, установленным на этом звене, а другое плечо контактирует с универсальным щарниром последующего звена.

10

На чертеже изображен предлагаемый хобог манипулятора.

Хобот содержит подвижно связанные между собой стержни 1. Каждый стержень имеет выпуклую 2 и вогнутую 3 оконечности. 15 Выпуклая оконечность каждого звена охватывается вогнутой оконечностью соседнего звена, т. е. звенья связаны между собой универсальными щарнирами. Каждое звено имеет по две группы кронщтейнов 4 и 5, причем в каждой группе имеется по три

20 кронштейна, расположенных под углом в 120° относительно друг друга. В кронштейне 4 расположена ось 6, на которой качается двуплечий рычаг 7, а в кронштейне 5 -

ось 8, на которой установлено силовое устройство 9, выполненное в виде приводной поступательной пары. Выходное звено - UITOK 10 каждого силового устройства связано с коротким плечом соответствующего рычага 7. Длинное плечо рычага 7 находится в постоянном контакте с наружной поверхностью универсального шарнира второго, последующего за опорным, звена. Опорным звеном в данном случае будет являться то звено, на котором установлены рычаги 7 и устройства 9. Таким же образом осуществлена взаимосвязь всех звеньев, тем самым многозвенный механизм преобразован в манипулятор-хобот. Кроме этого, каждое звено имеет еще две пары ограничителей 11 и 12, расположенных на противоположных концах звеньев. Пары ограничителей соседних звеньев находятся в постоянном контакте друг с другом, поскольку их контактирующие поверхности имеют соответствующие профили, выбранные таким образом, чтобы звенья имели возможность качания относительно друг друга в некотором телесном угле, вершина которого находится в центре универсального шарнира, и не имели бы возможности вращения относительно своей продольной оси. В частности, поверхности ограничителей 11 могут являться частью конической поверхности, а поверхности ограничителей 12 - частью сферической поверхности.

Хобот манипулятора работает следующим образом.

По команде устройства управления срабатывает определенная группа силовых устройств 9, штоки 10 которых, выдвигаясь, поворачивают на осях 6 рычаги 7. Длинные плечи рычагов 7, контактируюшие с наружной поверхностью оконечности 3 второго, относительно опорного звена, универсального. 1иарнира, перемещают щарнир в необходимом направлении на необходимый угол, осуществляя изгиб манипулятора в требуемом месте. Функционированием всех устройств 9 может быть достигнута любая,

допускаемая универсальными щарнирами и ограничителями, конфигурация хобота манипулятора.

Соединение каждого, являющегося в этом случае опорным, звена хобота-манипулятора силовыми устройствами со вторым последующим за ним звеном и обеспечение конструктивными способами направления приложения сил перпендикулярно оси опорного звена позволяет уменьшить потери на трение. Кроме этого, полностью исключено влияние зазоров в универсальных щарнирах на угловую составляющую погрешности позиционирования, зависящую от зазоров, измеренных в плоскости перпендикулярной оси опорного звена.

Эти зазоры, если сравнивать их с зазорами в универсальных щарнирах, измерен, ными в направлении оси опорного звена, оказывают наибольшее влияние на погрешность позиционирования схвата.

Формула изобретения

Хобот манипулятора, содержащий связанные между собой универсальными шарнирами идентичные звенья, выполненные в виде стержней, на концах которых выполнены разноименные составные части универсальных шарниров, а также профилированные ограничители вращения соседних звеньев друг относительно друга и приводы качания звеньев, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь на трение в шарнирных сочленениях, он снабжен жестко установленными на каждом звене кронштейнами и шарнирно связанными с ними двуплечими рычагами, одно плечо которых шарнирно связано с приводом, установленным на это.м звене, а другое плечо контактирует с универсальным шарниром послёдуюшего звена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР № 285668, кл. В 25 J 3/00, опублик. 1967.