Электромеханический модульный сустав манипулятора — SU 1779586 (original) (raw)
.1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(21) 4802182/08 (22) 18.01.90 (46) 07.12.92. Б (71) Белорусски (72) И.П.филон кас, П.П,Анцип (56) Авторское Ф 1371906, кл, (54) ЭЛЕКТРОМ НЫЙ СУСТАВ М (57) Сущность и гателей 3, 10 и л. %45и политехнический институтв, Ю,Б.Герасимов, А.А.Черрович и Л,В.Курчвидетельство СССРВ 25 Л 17/00, 1987.ЕХАНИЧЕСКИЙ МОДУЛЬАНИПУЛЯТОРАобретения: при работе дви7, роторы которых связаны 2входными элементами соответствующих ередатоцных механизмов 4, 11 и 18, оси ращения выходных элементов которых овпадают в одной точке. выходное звено устава совершает сложное движение, сотоящее из переносного вращательного вижения передаточного механизма 11 вокуг оси 2 п, относительного вращения переаточного механизма 18 вокруг оси 2 а вляющегося в свою очередь переносным для относительного вращения выходного вена 21 механизма 18, 2 ил.Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в промышленных роботах.Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет увеличения числа степеней подвижности.На фиг. 1 приведено схематическое изображение электромеханического модульного сустава манипулятора; на фиг. 2 - схема,поясняющая расчет размеров Ч-образных 10промежуточных звеньев,С входным звеном 1 сустава жестко связано Ч-образное промежуточное звено 2 сустановленным на нем неподвижно статором двигателя 3, ротор которого связан с 15входным звеном передаточного механизма 4. Зто звено представляет собой шестерню 5, входящую в зацепление сшестерней 6 водила 7, шестерня 6 такжевходит во внутреннее зацепление с колесом 8. Водило 7, являющееся выходнымзвеном механизма 4, жестко связано с Чобразным промежуточным звеном 9, на котором установлен неподвижно статордвигателя 10; ротор которого связан с входным звеном передаточного механизма 11,которое представляет собой шестерню 12.входящую в зацепление с шестерней 13 водила 14. Шестерня 13 также входит во внутреннее зацепление с колесом 15. Водило 14, 30являющееся выходным звеном механизма11, жестко связано с Ч-образным промежуточным звеном 16, на котором устанавливается неподвижно статор двигателя 17, роторкоторого связан с входным авеном передаточного механизма 18, которое представляет собой шестерню 19, входящую взацепление с колесом 22. Водило 21 является выходным звеном механизма 18 и жесткосоединено выходным звеном 23 сустава. 40Точка Он 1 является точкой пересеченияосей вращения Лц, Ъг, Ъз выходных звеньевтрех приводных устройств. Если на оси Епроизвольным образом выбрать точку А ипровести прямую АОн.1, то в процессе работы электромеханического модульногосустава манипулятора, т,е, в процессе вращения его трех электродвигателей, углыО,й,фИубудут постоянны по величине, аотрезок АОн 1 будет иметь постоянную длину и ориентацию относительно ведущегозвена манипулятора ьПри конструировании и непосредственном изготовлении данного шарнира задаются определенным, необходимым 55соотношением размеров 1, 2, 3, в 11, в 12,в 21, вгг, вз 1, взг (фиг, 2).Из фиг. 2 видно, что о = о+1,А,1 = о+1 лн, г = о+1,о,г, з =.о+1,Аф 1 -АВОн 1+О 1+1 ВО 1,Из ЬВОн.1 по теореме косинусово - 01 + в 12) + в 11- -2 т 11 ъЯ + тЕсовДВОЕ,Откуда Он.1 = агссо 2 гп 11+ Из ЬВОи Он.1 имеем О+1 ВОи = агсц 1 в 1 гОн 10012 " агсщ г вгг Из ЬОн 1 ОС по теореме косинусов+10 С. Е 5 - число зубьев ш28 - число зубьев к стерни 5.еса 8,соответствуют. расстояниям от точек соединения валов двигателей с входными звеньями приводных механизмов до точки пересечения Он.1 осей вращения выходных звеньев приводных механизмов;11 - он 1,с, г =он 1,е - соответствуют расстояниям от точек пересечения выходных звеньев приводных механизмов с Ч-образными звеньями до точки пересечения Он.1 осей вращения выходных звеньев приводных механизмов;в 11- дв, в 1 г - вод, вг 1- со, вгг" = оог, вз 1- ег, взг-гоз - размеры левых и правых частей Ч-образных звеньев,Углы ф 1,фг,фз - углы развала между левыми и правыми частями Ч-образных звеньев,Из ЬАВОн.1 и ЬВО Он определяем величину угла фТаким образом при неизменных энергоэатратах двигателя 3 механизм 4 позволяет увеличивать в несколько раз момент на выходном звене, т.е. водиле 7, Причем выбор другой схемы планетарного редуктора мо жет обеспечить значительно большую редукцию и соответственно увеличить момент на выходном звене на большуо величину,Водило 7 приводит во вращение Ч-образное промежуточное звено 9, соединен ное с механизмом 11, электродвигатель 10 которого вращает жестко насаженную на его роторе шестерню 12. Шестерня 12, взаимодействуя с шестерней 13, сообщает ей сложное движение. Шестерня 13 связана с 15 водилам 14 и, обегая зубчатое колесо 15, сообщает водилу, являющемуся выходным звеном механизма 11, вращательное движение вокруг оси 2 ьВодило 14 в свою очередь приводит во 20 вращение Ч-образное промежуточное звено 16, соединенное с механизмам 18, электродвигатель 17 которого вращает жестко насаженную на его роторе шестерню 19. Шестерня 19, взаимодействуя с шестерней 25 20, сообщает последней сложное движение. Шестерня 20 связана с водилам 21 и, обегая зубчатое колесо 22, сообщает водилу, являющемуся выходным звеном механизма 18, вращательное движение вокруг 30 аси 2 з.Причем выходное звено механизма 18 жестко связано с выходным звеном 23 сустава и сообщает последнему вращение вокруг той же оси Ъз. 35 Таким образом при работе трех приводных двигателей 3, 10 и 17 сустава выходное звено сустава 1+1 совершает сложное движение, состоящее из переносного вращательногодвижения механизма 11 вокруг оси Ъ 1, относительного вращения механизма 18 вокруг оси 22, являющегося в свою очередь переносным для относительного вращения выходного звена 21 механизма 18,Формула изобретения Электромеханический модульный сустав манипулятора, содержащий входное и выходное звенья, связанные между собой приводом их относительного перемещения,. а т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей эа счет увеличения числа степеней подвижности, привод относительного перемещения звеньев выполнен в виде трех передаточных механизмов и трех двигателей, роторы которых связаны с входными элементами соответствующих передаточных механизмов, а статоры - с корпусами этих механизмов, при этом на входном звене сустава закреплен корпус первого передаточного механизма, выходной элемент которого жестко связан с корпусом второго передаточного механизма, который своим выходным элементом жестко связан с корпусам третьего передаточного механизма, на выходном элементе которого закреплено выходное звено сустава, причем передаточные механизмы расположены в пространстве так, что аси вращения их выходных элементов пересекаются в одной точке,1779586 а оставитель Ф.Майорехред М. Моргентал Редактор рректор О.Кравцова роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ород, ул,Гагарина, 1 аказ 4412 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5