Шарнир манипулятора Советский патент 1982 года по МПК B25J17/00 

(54) ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к манипуляторам для механизации и автоматизации ручных и вспомогательных операций.

Известен шарнир манипулятора, содержаший зубчатое колесо, жестко закрепленное На одном из звеньев манипулятора и сцепленное с рейками, связанными с другим его звеном и с шарнирно установленными силовыми цилиндрами 1.

Недостаток указанного шарнира манипулятора заключается в том, что он не обладает высокими эксплуатационными качествами вследствие постоянного поджимйого усилия, обеспечивающего безлюфтовое соединение в зацеплении шестерни и реек, что приводит к преждевременному износу зубьев.

Цель изобретения - повышениие эксплуатационных качеств.

Указанная цель достигается тем, что шарнир снабжен скобой и дополнительными силовыми цилиндрами, скоба расположена снаружи основных силовых цилиндров и охватывает их свободные концы, а дополнительные силовые цилиндры расположены между этой скобой и основными цилиндрами, причем корпус каждого дополнительного цилиндра закреплен на корпусе основного цилиндра, а полость каждого дополнительного цилиндра гидравлически соединена с полостью основного цилиндра, при этом шток дополнительного цилиндра жестоко связан со скобой.

На фиг. 1 изображен шарнир манипулятора, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

,Q Шарнир манипулятора состоит из корпуса 1, жестко связанного с неподвижным звеном 2 манипулятора. В корпусе 1 установлена вал-шестерня 3, жестко связанная с подвижным звеном 4 манипулятора. Силовые цилиндры 5 закрыты передними крышками 6 и задними 7 и с помощью осей 8, установленных в задних крышках 7, шарнирно прикрепляются к корпусу 1. Внутри силоных цилиндров установлены поршни 9, выполненные в виде зубчатых, реек, находящихся в зацеплении с вал-шестерней 3. В расточках силовых цилиндров 5 установлены поршни 10 дополнительных цилиндров, которые через установочные винты 11 сцеплены с охватывающей скобой 12. Напорные полости верхнего и нижнего дополнительных цилиндров соединены с полостями Б и В силовых цилиндров каналами. Каналы, соединяющие одноименные полости силовых цилиндров, не приведены. При этом величины площадей порщней силового и подвижного цилиндров удовлетворяют соот нощению Sim 2-j;-Scy-tgc, где Злн,- площадь поршня поджимного цилиндра;5(;ц - площадь поршня силового цилиндра;о. - угол зацепления зубчатой передачи щестерня-рейка; t - плечо приложения радиальной соетавляющей силы зацепления, действующей со стороны ujecTepHH на рейкуотносительно оси вращения силовых цилиндров; L - плечо приложения радиальной составляющей силы зацепления, действующей со стороны порщней под вижных цилиндров на корпус силовых цилиндров и поджимную скобу относительно оси вращения силовых цилиндров. Шарнир манипулятора работает следующие образом. При поступлении жидкости из напорной магистрали в полость Б силовых цилиндров 5 верхний поршень 9 перемещается вправо, а нижний - влево, разворачивая вал-шестерню 3, а вместе с ней неподвижное звено 2 манипулятора относительно корпуса 1, прикрепленного к неподвижному звену 2 манипулятора по часовой стрелке. При этом жидкость из полостей В силовых цилиндров 5 перетекает в сливную магистраль. Одновременно жидкость под давлением по каналу в корпусесиловых цилиндров 5 поступает в верхний дополнительный цилиндр и заставляет перемещаться верхний пор:,:щень 10 вверх. При этом верхний корпус силового цилиндра 5 разворачивается относительно своей оси 8 против часовой стрелки и выбирает зазор зубчатого зацепления в верхней рейке, а усилие верхнего порщйя 10 через установочный винт 11 передается на охватывающую скобу 12. Последняя перемещается вверх на величину гарантированного зазора между торцами поршней 10 под-, жимных цилиндров и торцами расточек в силовых цилиндрах 5 заставляет нижний корпус силового цилиндра 5 вместе с поршнем 9 развернуться, относительно оси 8 по часовой стрелке. При этом выбирается зазор в нижнем зубчатом зацеплении. Соотнощение площадей силовых и поджимных цилиндров обеспечивает гарантированное поджатие реек к шестерне с коэффициентом запаса k равным ,L Sen i 2-Scy-t ot-t Эта величина постоянна и не зависит от давлений в напорной и сливной магистралях, а также от нагрузки на вал-шестерне. При смене сливнУх и напорны магистралей движение поршней силовых и поджимных цилиндров, охватывающие скобы, а также разворот вал-щестерни осуществляется в противоположном направлении. Формула изобретения Шарнир манипулятора, содержащий зубчатое колесо, жестко закрепленное на одном из звеньев манипулято.ра и сцепленное с рейками, связанными с другим его звеном и с шарнирно установленными силовыми цилиндрами, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств, он снабжен скобой и дополнительными силовыми ци/1индрами, скоба расположена снаружи основных силовых цилиндров и охватывает их свободные концы, а дополнительные силовые цилиндры расположены между этой скобой и основными цилиндрами, причем корпус каждого дополнительного цилиндра закреплен на корпусе основного цилиндра, а полость каждого дополнительного цилиндра гидравлически соединена с полостью основного цилиндра, при этом шток дополнительного цилиндра жестко связан со скобой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Жавнер В. Л. и Крамской Э. И. Погрузочные манипуляторы. Л., «Машиностроение, 1975, с. 59, рис. 14-15.

1

1

W/.

{

г

/

/у / х

ж