RU220942U1

RU220942U1 - Манипуляционный пространственный механизм

Info

Publication number: RU220942U1
Application number: RU2023118015U
Authority: RU
Inventors: Артем Константинович Полетика; Сергей Валерьевич Хейло; Константин Валентинович Рахилин; Виктор Аркадьевич Глазунов; Гагик Володяевич Рашоян
Filing date: 2023-07-07
Publication date: 2023-10-11

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике. Манипуляционный пространственный механизм содержит неподвижную опору, выходное звено стержневого типа, которое связано с платформой посредством вращательной кинематической пары, снабженной приводом вращения выходного звена. Платформа соединена с ортогональными направляющими тремя кинематическими цепями. Каждая кинематическая цепь снабжена приводной кареткой поступательного движения, и имеет два соединительных звена, связанных друг с другом вращательными кинематическими парами. Одно соединительное звено связано с приводной кареткой поступательного движения посредством вращательной кинематической парой. Другое соединительное звено связано с платформой посредством вращательной кинематической пары. Ортогональные направляющие закреплены на ось поворота ортогональных направляющих, которая соединена с вращательной кинематической парой с приводом вращения. Ортогональные направляющие расположены симметрично относительно оси поворота ортогональных направляющих. Обеспечивается расширение рабочей зоны перемещения выходного звена механизма. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам, роботам, выполняющим вращательно-поступательные движения.

Известен пространственный механизм, принятый в качестве прототипа (Филиппов Г.С. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Научное обоснование и разработка механизмов параллельно-последовательной структуры для многокоординатных манипуляционных систем, 2019 г, с. 84, рис. 2.68), содержащий выходное звено в виде захвата, которое посредством вращательной кинематической пары соединено через промежуточные звенья с тремя кинематическими цепями, каждая цепь содержит приводные каретки, расположенные вдоль ортогональных осей, размещенных на подвижной платформе. Каждая кинематическая цепь образована двумя последовательными подвижными шарнирными параллелограммами. Соединительные вращательные пары шарнирных параллелограммов расположены на общих осях. Подвижная платформа соединена с неподвижным основанием вращательной парой.

Недостатком данного пространственного механизма является ограниченная зона перемещения выходного звена механизма, что снижает функциональные возможности робототехнических систем.

Задачей и техническим результатом полезной модели является расширение функциональных и эксплуатационных возможностей устройства за счет увеличения рабочей зоны выходного звена механизма, и обеспечивается симметричным расположением ортогональных подвижных осей относительно входной вращательной пары.

Указанный технический результат достигается манипуляционным пространственным механизмом, содержащим опору, платформу, выходное звено стержневого типа, связанное с платформой посредством вращательной кинематической пары с приводом вращения, платформа сопряжена с ортогональными направляющими посредством трех кинематических цепей, снабженных приводными каретками поступательного движения, установленными на ортогональных направляющих, которые закреплены на оси ортогональных направляющих, связанных с вращательной кинематической парой с приводом вращения, и соединенной с неподвижной опорой, кинематические цепи содержат первые соединительные звенья и вторые соединительные звенья, связанные соответствующими вращательными кинематическими парами, первые соединительные звенья связаны с соответствующими приводными каретками поступательного движения посредством вращательных кинематических пар, а вторые соединительные звенья связаны вращательными кинематическими парами с платформой.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема манипуляционного пространственного механизма.

Предлагаемый пространственный механизм содержит неподвижную опору 1, выходное звено 6 стержневого типа, которое связано с платформой 5 посредством вращательной кинематической пары 7, снабженной приводом вращения выходного звена. Платформа 5 соединена с ортогональными направляющими 4.1, 4.2, 4.3 тремя кинематическими цепями (I, II, III). Каждая кинематическая цепь снабжена приводной кареткой 8.1, 8.2, 8.3 поступательного движения и имеет два соединительных звена 9.1, 9.2, 9.3 и 10.1, 10.2, 10.3, связанных друг с другом вращательными кинематическими парами 12.1, 12.2, 12.3. Одно, первое, соединительное звено 9.1, 9.2, 9.3 связано с приводной кареткой 8.1, 8.2, 8.3 поступательного движения посредством вращательной кинематической парой 11.1, 11.2, 11.3. Другое, второе, соединительное звено 10.1, 10.2, 10.3 связано с платформой 5 посредством вращательной кинематической пары 13.1, 13.2, 13.3.

Ортогональные направляющие 4.1,4.2, 4.3 закреплены на ось 3 поворота ортогональных направляющих, которая соединена с вращательной кинематической парой 2, снабженной приводом вращения оси поворота ортогональных направляющих. Ортогональные направляющие расположены симметрично относительно оси 3 поворота ортогональных направляющих. Приводные каретки 8.1, 8.2, 8.3 поступательного движения снабжены приводами, в качестве которых могут быть использованы линейные двигатели, шаговые двигатели линейного перемещения и т.п.

Преимущества полезной модели: повышение функциональных возможностей за счет симметричного расположения поступательных приводов на подвижных ортогональных осях относительно неподвижной опоры 1.

Манипуляционный пространственный механизм работает следующим образом.

При задействовании приводных кареток 8.1, 8.2, 8.3 поступательного движения вдоль ортогональных направляющих, движение передается соответствующим кинематическим цепям, которые сообщают поступательное перемещение платформе 5. Платформа 5 также получает дополнительный поворот при повороте оси 3 ортогональных направляющих 4.1, 4.2, 4.3 при задействовании привода вращательного движения вращательной кинематической пары 2, с которой эта ось связана. Одновременно при задействовании привода вращения вращательной кинематической пары 7, с которой связано выходное звено выходное звено 6 совершается поворот относительно оси кинематической пары 7. Таким образом, выходное звено 6 совершает сложное пространственное движение, позволяющее перемещаться в широком диапазоне пространства по горизонтали и вертикали.

Манипуляционный пространственный механизм с такой структурой при совместном использовании приводов поступательного движения, совершающих поступательное движение вдоль ортогональных направляющих, и двух вращательных приводов - выходного звена и оси поворота ортогональных направляющих, обеспечивают ориентирующее движение, которое обеспечивает перемещение рабочего органа в большем пространстве за счет больших углов поворота стержня с рабочим органом относительно осей координат.

Claims

Манипуляционный пространственный механизм, содержащий опору (1), платформу (5), выходное звено (6) стержневого типа, связанное с платформой (5) посредством вращательной кинематической пары (7) с приводом вращения, платформа (5) сопряжена с ортогональными направляющими (4.1, 4.2, 4.3) посредством трех кинематических цепей (I, II, III), снабженных приводными каретками поступательного движения (8.1, 8.2, 8.3), установленными на ортогональных направляющих, которые закреплены на оси (3) ортогональных направляющих (4.1, 4.2, 4.3), связанных с вращательной кинематической парой с приводом вращения (2), соединенной с неподвижной опорой (1), кинематические цепи (I, II, III) содержат первые соединительные звенья (9.1, 9.2, 9.3) и вторые соединительные звенья (10.1, 10.2, 10.3), связанные соответствующими вращательными кинематическими парами (12.1, 12.2, 12.3), первые соединительные звенья (9.1, 9.2, 9.3) связаны с соответствующими приводными каретками поступательного движения (8.1, 8.2, 8.3) посредством вращательных кинематических пар (11.1, 11.2, 11.3), а вторые соединительные звенья (10.1, 10.2, 10.3) связаны вращательными кинематическими парами (13.1, 13.2, 13.3) с платформой (5).