RU2022783C1 - Manipulator pivot joint - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering, in particular, micro robots. SUBSTANCE: pivot joint has spherical head 1, support and drive made in the form of two units of micro vibrators 3,4,5 and 6 disposed in mutually perpendicular planes. During operation of micro vibrators 3 and 4 spherical head 1 is rotating clockwise. When micro vibrators 5 and 6 are switched on, spherical head 1 is rotating counterclockwise. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в микророботах. The invention relates to mechanical engineering and can be used in microrobots.

Известен шарнир манипулятора, включающий сферическую опору, корпус со сферической полостью. На корпусе с возможностью вращения установлены четыре ролика, два из которых снабжены приводами. Ролики взаимодействуют со сферической опорой. Known hinge of the manipulator, including a spherical support, a housing with a spherical cavity. Four rollers are mounted on the housing with the possibility of rotation, two of which are equipped with drives. The rollers interact with a spherical support.

Устройство обладает ограниченной долговечностью из-за больших контактных напряжений в зоне контакта роликов со сферой. The device has limited durability due to high contact stresses in the contact zone of the rollers with the sphere.

Известен также сферический шарнир манипулятора, в котором привод поворота осуществляется посредством вибрирующего стержня. Also known is the spherical hinge of the manipulator in which the rotation drive is carried out by means of a vibrating rod.

В данном устройстве для управления поворотом предполагается изменять направление оси стержня, что усложняет конструкцию, кроме того, здесь увеличивается сопротивление повороту, так как вибрирующий стержень прижимает сферу к корпусу. In this device for controlling the rotation it is supposed to change the direction of the axis of the rod, which complicates the design, in addition, it increases the resistance to rotation, since the vibrating rod presses the sphere against the body.

Цель изобретения - упрощение конструкции шарнира и повышение надежности. The purpose of the invention is to simplify the design of the hinge and increase reliability.

Это позволит создавать простые и надежные микроманипуляторы, способные работать в любой среде. This will allow you to create simple and reliable micromanipulators that can work in any environment.

Для достижения этой цели в шарнире манипулятора, содержащем сферическую головку, охватывающую опору и привод перемещения сферической головки, установленной в корпусе опоры, согласно изобретению привод перемещения выполнен в виде микровибраторов, собранных в две группы, расположенные в взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через центр опоры, причем в каждой группе два оппозитно расположенных микровибратора наклонены к сферической поверхности опоры в одну сторону, а два других оппозитно расположенные микровибратора наклонены в другую сторону. To achieve this goal, in the hinge of the manipulator containing a spherical head, covering the support and the movement drive of the spherical head installed in the support housing, according to the invention, the movement drive is made in the form of micro-vibrators assembled in two groups located in mutually perpendicular planes passing through the center of the support, moreover, in each group two opposedly located microvibrators are inclined to the spherical surface of the support in one direction, and two other opposedly located microvibrators are tilted s the other way.

На фиг.1 представлен шарнир манипулятора в разрезе; на фиг.2 - вид сверху. Figure 1 shows the hinge of the manipulator in the context; figure 2 is a top view.

Шарнир манипулятора содержит сферическую головку 1, корпус 2, в котором подвижно установлена сферическая головка 1. В корпусе 2 установлены микровибраторы 3, таким образом, что они собраны в группы по четыре микровибратора. Каждая группа расположена в плоскости, проходящей через центр шарнира. Две плоскости взаимно перпендикулярны. Микровибраторы установлены под углом к сферической поверхности опоры, причем микровибраторы 3 и 4 наклонены в противоположную сторону по отношению к наклону микровибраторов 5 и 6. The hinge of the manipulator comprises a spherical head 1, a housing 2, in which the spherical head 1 is movably mounted. Microvibrators 3 are installed in the housing 2, so that they are assembled in groups of four microvibrators. Each group is located in a plane passing through the center of the hinge. Two planes are mutually perpendicular. Microvibrators are installed at an angle to the spherical surface of the support, and microvibrators 3 and 4 are tilted in the opposite direction with respect to the inclination of the microvibrators 5 and 6.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При включении микровибраторов 3 и 4 сферическая головка под влиянием микровоздействий поворачивается в направлении по часовой стрелке. Благодаря наклону микровибраторов к поверхности сферической головки возникает момент пары сил, который заставляет сферическую головку поворачиваться вокруг оси, проходящей перпендикулярно к плоскости расположения микровибраторов. При включении микровибраторов 5 и 6 происходит поворот в обратном направлении. Дискретность угла поворота определяется частотой микроударов. Благодаря оппозитному расположению микровибраторов реактивные усилия не передаются на корпус и уменьшается сопротивление трения в шарнире. При включении второй группы микровибраторов происходит поворот сферической головки вокруг другой оси. Включение приводов осуществляется поочередно. When the microvibrators 3 and 4 are turned on, the spherical head rotates in a clockwise direction under the influence of micro actions. Due to the inclination of the microvibrators to the surface of the spherical head, a moment of a pair of forces occurs, which causes the spherical head to rotate around an axis that runs perpendicular to the plane of the microvibrators. When you turn on the microvibrators 5 and 6, there is a rotation in the opposite direction. The discreteness of the angle of rotation is determined by the frequency of microshocks. Due to the opposite arrangement of microvibrators, reactive forces are not transmitted to the housing and the friction resistance in the hinge is reduced. When you turn on the second group of microvibrators, the spherical head rotates around another axis. The drives are switched on alternately.

Claims (1)

ШАРНИР МАНИПУЛЯТОРА, содержащий сферическую головку, охватывающую ее по сферической поверхности опору и привод перемещения сферической головки, установленный в корпусе опоры, отличающийся тем, что привод перемещения выполнен в виде микровибраторов, собранных в две группы, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через центр опоры, причем в каждой группе два оппозитно расположенных микровибратора наклонены к сферической поверхности опоры в одну сторону, а два других, оппозитно расположенных микровибратора наклонены в другую сторону. MANIPULATOR HINGE containing a spherical head, covering the support on a spherical surface and a spherical head moving drive mounted in a support body, characterized in that the moving drive is made in the form of micro-vibrators assembled in two groups located in mutually perpendicular planes passing through the center of the support moreover, in each group two opposedly located microvibrators are inclined to the spherical surface of the support in one direction, and two other opposedly located microvibrators are on oneny in the other direction.

Images