SU1256961A1 - Manipulator hand - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к манипул цион- ным устройствам, в частности, к манипул торам с программным управлением, исполь- зуюпдимс , например в автоматических станочных лини х или в роботах дл  сварки.The invention relates to handling devices, in particular, to software-controlled manipulators using dimmers, for example in automatic machine tool lines or in welding robots.

Цель изобретени  - упрощение процесса переориентации объекта манипулировани  за счет разделени  функций переноса и ориентации.The purpose of the invention is to simplify the process of reorientation of the object of manipulation by separating the transfer and orientation functions.

На чертеже изображена кинематическа  схема руки манипул тора.The drawing shows a kinematic diagram of a manipulator arm.

Рука манипул тора содержит три приводных двигател  1-3, которые св заны через механизм 4 кинематической разв зки и силового замыкани  с четырьм  коаксиальными валами 5-8.The manipulator arm contains three drive motors 1-3, which are connected through mechanism 4 of kinematic isolation and force closure with four coaxial shafts 5-8.

Исполнительные звень  руки манипул тора св заны между собой основным 9 и дополнительным 10 дифференциальными механизмами . Первый вал 5 жестко св зан с во- дилом 11 основного дифференциального механизма 9, а три других вала 6-8 жестко св заны соответственно с центральными коническими зубчатыми колесами 12-14 основного дифференциального механизма 9.The executive links of the manipulator arm are interconnected by the main 9 and additional 10 differential mechanisms. The first shaft 5 is rigidly coupled to the engine 11 of the main differential mechanism 9, and the other three shafts 6-8 are rigidly connected respectively to the central bevel gears 12-14 of the main differential mechanism 9.

Каждое из центральных конических колес 12-14 входит в зацепление с соответствующими сателлитами 15-17, первый из которых (15) жестко св зан с водилом 18, а два других (16 и 17) - с двум  центральными коническими колесами 19 и 20 дополнительного дифференциального механизма 10.Each of the central bevel wheels 12-14 engages with the corresponding satellites 15-17, the first of which (15) is rigidly connected with the planet carrier 18, and the other two (16 and 17) - with two central bevel wheels 19 and 20 of the additional differential mechanism 10.

Центральные конические колеса 19 и 20 посредством соответствующих блоков сателлитов 24 и 23, 21 и 22 св заны с коническим зубчатым колесом 25, установленным на выходном звене, несущем захватное устройство 26.The central bevel wheels 19 and 20 are connected by means of the respective satellite units 24 and 23, 21 and 22 to a bevel gear 25 mounted on the output link carrying the gripping device 26.

Передаточные отнощени  передач между сателлитами 16 и 17 и выходным звеном равны по величине и противоположны по знаку.Gear ratios between the satellites 16 and 17 and the output link are equal in magnitude and opposite in sign.

Угол между ос ми вращени  водила 18 и сателлитов 16 и 17 выполн етс  равным углу между сателлитами 17 и 16 и выходным звеном осей вращени .The angle between the axes of rotation of the carrier 18 and the satellites 16 and 17 is equal to the angle between the satellites 17 and 16 and the output link of the axes of rotation.

Рука манипул тора содержит также устройство дл  выбора люфта в передачах в виде торсиона 27 и муфты 28, фиксирующей торсион в напр женном состо нии.The arm of the manipulator also contains a device for selecting the backlash in the transmissions in the form of a torsion 27 and a coupling 28 securing the torsion in a stressed state.

На оси вращени  выходного звена находитс  рабоча  точка 29, представл юща  собой условный центр переносимого объекта или рабочий конец инструмента (например сварочной горелки), которым может быть оснащен робот. Одновременно точка 29  вл етс  точкой пересечени  осей вращени  водила 11, сателлитов 16 и 17 и выходного звена.On the axis of rotation of the output link, there is an operating point 29, which is the conventional center of the portable object or the working end of the tool (for example, a welding torch), which the robot can be equipped with. At the same time, point 29 is the intersection point of the axes of rotation of the carrier 11, satellites 16 and 17, and the output link.

Рука манипул тора работает следующимThe manipulator arm works as follows.

образом.in a way.

При включении двигател  1 (двигатели 2 и 3 заторможены) вращение через кинематическую разв зку и силовое замыкание 4 сообщаетс  коаксиальным валом 5-8, такимWhen engine 1 is turned on (motors 2 and 3 are braked), rotation through kinematic isolation and force closure 4 is connected by a coaxial shaft 5-8, such

, образом, что все валы получают вращение в одно.м направлении с одной и той же скоростью . При этом происходит вращение водила 11 основного дифференциального механизма . При включенном двигателе 2 (двигатели 1 и 3 заторможены) движение через, in such a way that all shafts get a rotation in one m direction at the same speed. When this occurs, the rotation of the carrier 11 of the main differential mechanism. When engine 2 is on (engines 1 and 3 are inhibited) movement through

0 кинематическую разв зку и силовое замыкание механизма 4 передаетс  коаксиальным валам таким образом, что вал 5 остаетс  неподвижным , а валы 6-8 вращаютс  с одинаковой скоростью и в одном направлении. При этом происходит вращение водила 18 дополнительного дифференциального механизма 10.0, the kinematic separation and force closure of the mechanism 4 is transmitted to the coaxial shafts in such a way that the shaft 5 remains stationary and the shafts 6-8 rotate at the same speed and in the same direction. When this happens, the rotation of the carrier 18 of the additional differential mechanism 10.

При работе двигател  3 (двигатели 1 и 2 сто т) вращение через кинематическую разв зку и силовое замыкание механизма 4 передаетс  коаксиальным валам таким образом, что валы 5 и 6 остаютс  неподвижными, а валы 7 и 8 вращаютс  с одинаковой по величине скоростью, но в противоположных направлени х. При этом получает вращение выходное звено - захватное устройство 26.During operation of the engine 3 (engines 1 and 2, one hundred tons), the rotation through the kinematic separation and force closure of the mechanism 4 is transmitted to the coaxial shafts in such a way that the shafts 5 and 6 remain stationary and the shafts 7 and 8 rotate at the same speed, but opposite directions. When this gets the rotation of the output link - gripping device 26.

Торсион 27, зафиксированный в напр женном состо нии с помощью муфты 28, обеспечивает безлюфтовую передачу движени  по всем степен м подвижности от двигателей к исполнительным звень м.The torsion bar 27, fixed in a stressed state by means of the coupling 28, provides a backlash-free transmission of motion in all degrees of mobility from the engines to the actuators.

0 При одновременной работе двигателей происходит пропорциональное сложение движений водил 11 и 18 и выходного звена. При этом рабоча  точка 29 остаетс  неподвижной , благодар  чему центр объекта манипулировани  не переноситс  в пространство в процессе изменени  его ориентации .0 When engines operate simultaneously, proportional addition of the movements of the carrier 11 and 18 and the output link occurs. At the same time, the operating point 29 remains stationary, due to which the center of the object of manipulation is not transferred into space in the process of changing its orientation.

5five

Claims (1)

РУКА МАНИПУЛЯТОРА, содержащая исполнительные звенья с приводом их перемещений, включающим три приводных двигателя, связанных с исполнительными звеньями механизмом кинематической развязки и силового замыкания и четырьмя коаксиальными валами, первый из которых жестко связан с водилом, а три других вала жестко связаны с тремя центральными коническими колесами основного дифференциального механизма, а также захватное устройство, жестко связанное с выходным звеном, отличающаяся тем, что, с целью упрощения процесса переориентации объекта манипулирования за счет разделения функций переноса и ориентации, она снабжена дополнительным дифференциальным меха- низмом, включающим два центральных конических колеса, кинематически связанных с блоками сателлитов, установленных в полости водила дополнительного дифференциального механизма и входящих в зацепление с коническим колесом, закрепленным на выходном звене, а сателлиты основного дифференциального механизма связаны соответственно с водилом и двумя центральными коническими колесами дополнительного дифференциального механизма, причем оси вращения водила и сателлитов основного дифференциального механизма и ось вращения выходного звена пересекаются в одной точке, совпадающей с центром захватного устройства, а угол между осями вращения водила и сателлитов основного дифференциального ме- _а ханизма равен углу между осями вращения сателлитов основного дифференциального механизма и выходного звена, при этом передаточные отношения кинематических цепей, связывающих центральные конические колеса дополнительного дифференциального механизма с выходным звеном, равны по величине.MANIPULATOR'S HAND, containing executive links with a drive of their movements, including three drive motors, connected with executive links by a kinematic decoupling and power short circuit mechanism and four coaxial shafts, the first of which is rigidly connected to the carrier, and the other three shafts are rigidly connected to three central conical wheels the main differential mechanism, as well as a gripping device rigidly connected to the output link, characterized in that, in order to simplify the process of reorienting the object m due to the separation of transport and orientation functions, it is equipped with an additional differential mechanism, including two central bevel wheels kinematically connected with satellite blocks installed in the cavity of the carrier of the additional differential mechanism and engaged with a conical wheel fixed to the output link, and the satellites of the main differential mechanism are connected respectively with the carrier and two central conical wheels of the additional differential fur ism, wherein the axis of rotation of the satellite carrier and the main differential mechanism and the axis of rotation of the output link intersect at a point coinciding with the center of the gripping device, and the angle between the axes of rotation of the satellite carrier and the main mechanism of _a differential Me- equal to the angle between the axes of rotation of the main differential gear of satellites and the output link, while the gear ratios of the kinematic chains connecting the central conical wheels of the additional differential mechanism with the output link It is equal in magnitude. SU „„1256961SU „„ 1256961