Механическая рука Советский патент 1982 года по МПК B25J1/00 B25J11/00 

(54) МЕХАНИЧЕСКАЯ РУКА

t

Изобретение относится к машиностро ению и предназначено для механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является механнчес- кая рука, содержащая основание, шарнирно соединенные звенья, индивидуальные приводы каждого звена с кинематическими цепями их связи с соответствующими звеньями и механизм натяжения 1 .

Недостатком известной конструкции является наличие одной или более устанавливаемых на звеньях руки натяж- . ных кинематических цепей (ветвей и элементов), что снижает ее надежность.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что механизм натяжения выполнен в виде двух групп натяжных элементов.

причем натяжные элементы первой группы установлены в шарнирах звеньев, а натяжные элементы второй группы-- между элементами кинематической цепи привода каждого звена.

Механическая рука снабжена механизмом компенсации кинематического взаимовлияния звеньев, имеющим диф- .ференциалы по числу звеньев, а натяжные элементы второй группы установлень: между выходами дифференциалов и основанием.

На фиг. 1 представлена схема механической руки; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1.

Механическая рука содержит основание , последовательно шарнирно соединенные звенья 2 - 7 и захват 8. Звено 2 посредством шарнира крепится на основании 1. Приводные кинематические цепи выполнены в виде тросот i; вых передач, включающих тросы .. Каждый из тросов одним концом укреплен на одном из ведущих барабанов ,16-22, а вторым концом - на одном из ведомых роликов 23-29.

Для изменения конфигурации тросов используют группы направляющих роликов, в первой группе - ролики 30-35 во второй - ролики 36-40, в третьей ролики 41-44, в четвертой - ролики 45-47 и в пятой - ролики 48 и 49, установленные с возможностью вращения относительно осей поворотов звеньев. Ведомые ролики 23-28 жестко связаны со звеньями 2, 3, 4, 5, 6 и 7 соответственно. Ведомый ролик 29 связан кинематически с захватом 8. Между звеном 2 и основанием 1 установлена с предварительным натягом

между звеньями 2 и 3 пружина 50, между звеньями 3 и 4 пружина 51, между звеньями 4 и 5

52, пружина между звеньями 5 и 6 53, пружина пружина 54, между звеньями 6 и 7 пружина 55, между губками захвата 8 ,пружина 56. Все эти пружины являются натяжными элементами первой группы механизма натяжения. Натяжными элементами второй группы механизм натяжения являются пружины 57-63, установленные также с предварительным натягом между элементами кинематической цепи привода каждого элемента.

С целью исключения кинематического взаимовлияния движения звеньев механическая рука снабжена механизмо компенсации, имеющим дифференциалы по числу звеньев. Установленные на основании индивидуальные приводы 6470 звеньев связаны с выходами 7175 дифференциалов. Натяжные элементы второй группы (пружины) установлены с предварительньП натягом меж;цу выходами дифференциалов механизма компенсации и основанием.

Механическая рука работает следующим образом.

Натяжение тросов 9-15 и зубчатых дифференциалов механизма компенсации кинематического взаимовлияния перемещений звеньев, обусловленное действием пружин 50-56 первой группы, частично или полностью уравновешивается пружинами 57-63.

Полезная нагрузка и разность приведенных к одному валу натяжений пружин 50 и 57, 51 и 58, 52 и 59, 53 и 60, 54 н 61, 55 и 62, 56 и 63 компенсируются моментами, создаваемыми индивидуальными приводами 64-70.

При вращении валов индивидуальных приводов дБижения через дифференциалы механизма компенсации кинематичекого взаимовлияния перемешения звеньев ведущие барабаны 16-22, тросы и ведомые ролики 23-29 передаются звеньям 2-8.

Для пружин 50-56 и 57-63 с мягкой характеристикой при изменении конфигурации руки и, следовательно, изменении угла закручивания пружин в ограниченных пределах создаваемые ими составляющие силы натяжения приводных кинематических цепей меняются незначительно. Разница сил натяжения приводных кинематических цепей обусловлена в основном действием полезной нагрузки и динамикой процессов пр.иемещения звеньев 2-8 руки.

Достаточно высокая жесткость тросов и их натяжение обусловливают взаимно однозначное соответствие между углами поворота индивидуальных приводов 64-70 и относительным расположением смежных звеньев 2-8 и звена 2 относительно основания 1. Таким об разом обеспечивается натяжение всех приводных кинематических цепей, включая механизмы, установленные на основании, без натяжных ветвей, что дает возможность повысить надежность конструкции. Так по отношению к известной механической руке, имеющей семь степеней свободы, удается повысить надежность за счет устранения тяжело нагруженной кинематической цепи натяжения, в данном случае тросовой ветви, и цепочки согласующих . сумматоров-дифференциалов механизма натяжения. Это существенно облегча.ет и удешевляет конструкцию.

Возможно использование такого механизма натяжения и при других видах приводных кинематических цепей, например, выполненных в виде зубчатых передач. Возможно также иcпoльзoвaн i этого механизма лищь для натяжения некоторых приводных кинематических цепей. На базе предложенного механизма натяжения возможно комбинированное решение, позволяющее модернизировать существующий парк роботов ц манипуляторов на основе сочетания с известными методами натяжения приводных кинематических цепей. Б этом случае удается повысить грузоподъемность механической руки.

формула изобретения

В

п

43

5

01044«

кинематической цепи привода каждого звена. ... .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

К

-12

/ff

(Риг. г

Б-Б

11ЛШ

63