RU219262U1 - Пространственный механизм с четырьмя степенями свободы и гибкими звеньями - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с четырьмя степенями свободы с гибкими звеньями. Пространственный механизм включает основание, выходное звено, четыре кинематические цепи, содержащие каждая расположенное вертикально гибкое звено с приводом, сопряженный с ним шарнирный параллелограмм, состоящий из начального звена, конечного звена и цилиндрических шарниров. Причем начальное звено шарнирного параллелограмма жестко сопряжено с соответствующим гибким звеном, а конечное звено шарнирного параллелограмма каждой кинематической цепи жестко связано с выходным звеном механизма. Обеспечиваются поступательные движения выходного звена и вращение его вокруг горизонтальной оси с возможностью удаленного управления. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с четырьмя степенями свободы с гибкими звеньями. Робот совершает три поступательные движения, вращение вокруг горизонтальной оси и содержит два различных типа гибких звеньев.

Целью полезной модели является повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования в пространстве по четырем координатам.

За прототип взято устройство (патент РФ ПМ 196059 МПК B25J 1/00, авторы Глазунов В.А., Борисов В.А., опубл. 14.02.2020) - Пространственный механизм с четырьмя степенями свободы включающий основание, начальные и выходные звенья, соединенные промежуточными кинематическими цепями с жестким закреплением на начальном и выходном звене, четырьмя вертикальными стойками, установленными на основании, оснащенными (каждая) приводами и гибкими звеньями (ремнями), на которых закреплены начальные звенья промежуточных кинематических цепей, при этом каждый привод имеет вращающийся барабан, обеспечивающий вертикально-линейное возвратно-поступательное перемещение ремня, оснащенный вращающимся в обоих направлениях шаговым двигателем, а промежуточная кинематическая цепь выполнена в виде шарнирного параллелограмма состоящего из начального звена, конечного звена и четырех сферических шарниров, оси начальных звеньев шарнирных параллелограммов всех кинематических цепей установлены параллельно друг другу.

Недостатком данного устройства является необходимость применения плоских ремней, что приводит к сложностям при функционировании в случае применения ремней бесконечной длины с удаленным управлением.

Целью данной полезной модели является устранение указанного недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве пространственном механизме с четырьмя степенями свободы включающем основание, начальные и выходное звенья, соединенные промежуточными кинематическими цепями с жестким закреплением на начальных и выходном звене, четырьмя вертикальными стойками, установленными на основании, оснащенными (каждая) приводами и гибкими звеньями (ремнями), на которых закреплены начальные звенья промежуточных кинематических цепей, каждый привод имеет вращающийся барабан, обеспечивающий вертикально-линейное возвратно-поступательное перемещение ремня, оснащенный вращающимся в обоих направлениях шаговым двигателем, а промежуточная кинематическая цепь выполнена в виде шарнирного параллелограмма состоящего из начального звена, конечного звена и четырех сферических шарниров, оси начальных звеньев шарнирных параллелограммов всех кинематических цепей установлены параллельно друг другу, новым является то, что основание выполнено прямоугольным, стойки установлены попарно к разным сторонам основания, при этом центральные оси вращения приводных барабанов гибких звеньев каждой пары стоек перпендикулярны друг другу, а промежуточные кинематические звеньев имеют два вида различных конструктивных исполнения, первое представляет собой шарнирный параллелограмм, имеющий семь цилиндрических шарниров, начальное звено которого имеет форму квадрата в центре каждой стороны которого установлены четыре цилиндрических шарнира, причем центральная ось вращения каждого шарнира перпендикулярна той стороне квадрата, на которой этот шарнир устанавливается, а конечное звено шарнирного параллелограмма имеет форму буквы «Т», на каждой оконечности которой установлены три цилиндрические шарнира, во втором исполнении шарнирный параллелограмм имеет восемь цилиндрических шарниров, при этом каждые четыре шарнира имеют центральные оси вращения параллельные друг другу, а каждый шарнир первого звена параллелограмма соединен с следующим звеном, имеющим форму буквы «П», при этом шарнирные параллелограммы с семью шарнирами соединены с гибким звеном типа канат или трос, а с восьмью шарнирами соответственно с гибким звеном типа ремень в виде непрерывной ленты.

Устройство - Пространственный механизм с четырьмя степенями свободы и гибкими звеньями представлено на фиг. 1 и включает основание 1, выходное звено 2, четыре кинематические цепи двух видов, содержащие расположенное вертикально гибкое звено с приводом вращения 3, сопряженный с ним шарнирный параллелограмм состоящий из начального звена 4, конечного звена 5 и восьми или семи цилиндрических шарниров 6, причем начальное звено 4 шарнирного параллелограмма жестко сопряжено с соответствующим гибким звеном 3, конечное звено шарнирного параллелограмма 5 каждой кинематической цепи жестко связано с выходным звеном 2 механизма, а оси начальных звеньев 4 шарнирных параллелограммов всех кинематических цепей установлены параллельно друг другу.

Устройство - пространственный механизм - работает следующим образом. Относительно основания 1, выходное звено 2, перемещается под действием четырех гибких звеньев с приводом вращения. При этом гибкие звенья 3 каждой цепи передают движение на сопряженный с ним шарнирный параллелограмм, а именно на начальное звено 4, затем на конечное звено 5 посредством восьми или семи цилиндрических шарниров 6, причем начальное звено 4 шарнирного параллелограмма жестко сопряжено с соответствующим гибким звеном 3, конечное звено шарнирного параллелограмма 5 каждой кинематической цепи жестко связано с выходным звеном 2 механизма. Поскольку оси начальных звеньев 4 шарнирных параллелограммов всех кинематических цепей установлены параллельно друг другу, то имеют место лишь поступательные движения выходного звена и вращение его относительно горизонтальной оси.

Claims (1)

1. Пространственный механизм с четырьмя степенями свободы и гибкими звеньями, включающий основание, начальные и выходное звенья, соединенные промежуточными кинематическими цепями с жестким закреплением на начальных и выходном звене, четырьмя вертикальными стойками, установленными на основании, оснащенными каждая приводами и гибкими звеньями – ремнями, на которых закреплены начальные звенья промежуточных кинематических цепей, каждый привод имеет вращающийся барабан, обеспечивающий вертикально-линейное возвратно-поступательное перемещение ремня, оснащенный вращающимся в обоих направлениях шаговым двигателем, а промежуточная кинематическая цепь выполнена в виде шарнирного параллелограмма, состоящего из начального звена, конечного звена и четырех сферических шарниров, оси начальных звеньев шарнирных параллелограммов всех кинематических цепей установлены параллельно друг другу, отличающийся тем, что основание выполнено прямоугольным, стойки установлены попарно к разным сторонам основания, при этом центральные оси вращения приводных барабанов гибких звеньев каждой пары стоек перпендикулярны друг другу, а промежуточные кинематические звенья имеют два вида различных конструктивных исполнения, первое представляет собой шарнирный параллелограмм, имеющий семь цилиндрических шарниров, начальное звено которого имеет форму квадрата, в центре каждой стороны которого установлены четыре цилиндрических шарнира, причем центральная ось вращения каждого шарнира перпендикулярна той стороне квадрата, на которой этот шарнир установлен, а конечное звено шарнирного параллелограмма имеет форму буквы «Т», на каждой оконечности которой установлены три цилиндрические шарнира, во втором исполнении шарнирный параллелограмм имеет восемь цилиндрических шарниров, при этом каждые четыре шарнира имеют центральные оси вращения параллельные друг другу, а каждый шарнир первого звена параллелограмма соединен со следующим звеном, имеющим форму буквы «П», при этом шарнирные параллелограммы с семью шарнирами соединены с гибким звеном типа канат или трос, а с восьмью шарнирами соответственно - с гибким звеном типа ремень в виде непрерывной ленты.

Images