SU1611726A1 - Manipulator - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в конструкци х роботов и манипул торов. Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и уменьшение массы и габаритов манипул тора. При работе двигател  4, имеющего два выходных вала 5 и 6, в зависимости от состо ни  электромагнитных фрикционных муфт и тормозов могут поворачиватьс  оба звена, св занных с этими валами через механические передачи, или одно из них. Катушки 9,10 и катушки 15,16 расположены коаксиально, при этом  кор  17 и 18 тормозов имеют возможность взаимодействи  с фрикционными накладками 27 и 28, закрепленными на ведомых дисках 21 и 22 муфт, обеспечива  их торможение. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the construction of robots and manipulators. The aim of the invention is to simplify the design and reduce the weight and dimensions of the manipulator. When the engine 4 has two output shafts 5 and 6, depending on the state of the electromagnetic friction clutches and brakes, both links connected to these shafts through mechanical transmissions, or one of them, can turn. The coils 9, 10 and coils 15, 16 are arranged coaxially, while the brakes 17 and 18 of the brakes can interact with the friction linings 27 and 28, mounted on the driven disks 21 and 22 of the clutches, ensuring their braking. 1 hp ff, 2 ill.

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях роботов и манипуляторов.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the construction of robots and manipulators.

Целью изобретения является упрощение конструкции уменьшение массы Й габаритов манипулятора„The aim of the invention is to simplify the design, reducing the mass Й dimensions of the manipulator

На фиг. 1 изображена кинематическая схема привода звеньев манипулятора; на фиг„ 2 - привод одного звена, разрез.In FIG. 1 shows a kinematic diagram of the drive links of the manipulator; on fig „2 - drive of one link, section.

Манипулятор содержит звенья 1,2 л промежуточное .звено 3„ Внутри звена 3 по его оси установлен привод относительного перемещения звеньев, включающий двигатель 4, имеющий два выходных вала 5 и 6, на которых подвижно в осевом направлении установ-. лены ведущие диски 7 и 8 электромагнитных фрикционных муфт, при этом осевое перемещение ведущих дисков происходит под действием электромагнитов, катушки 9 и 10 которых установлены в ярмах 11 и 12, и под*действием пружин 13 и 14 о В ярмах 11 и . 12 установлены катушки 15 и 16 электромагнитов тормозов, а якоря 17 и 18, соединенные с звеном 3, перемещаются под действием электромагнитов и пружин 19 и 20. На ведомых дисках 21 и 22 муфт, установленных на валах ведущих конических колес 23 и 24, закреплены фрикционные накладки 25 и 26 этих муфт и фрикционные накладки 27 и 28 тормозов. Ведущие конические колеса 23 и 24 находятся в зацеплении е ведомыми коническими колесами 29 и 30 соответственно. На валах 31 и 32 соответствующих ведомых конических колес 29 и 30 установлены по два волнообразователя 33 и 34„ Гибкие колеса 35 и 36 при помощи муфтового зубчатого соединения связаны со звеном 3, а жесткие зубчатые . колеса 37 и 38, находящиеся в зацеплении с гибкими колесами 35 и 36, соответственно жестко связаны со звеньями 1 и 2.The manipulator contains links of 1.2 l intermediate. Link 3 “Inside the link 3, a drive for relative movement of the links is installed along its axis, including a motor 4, having two output shafts 5 and 6, on which it is mounted axially-movable. The drive disks 7 and 8 of the electromagnetic friction clutches are displaced, while the axial movement of the drive disks occurs under the influence of electromagnets, coils 9 and 10 of which are installed in yokes 11 and 12, and * under the action of springs 13 and 14 about V yokes 11 and. 12, coils 15 and 16 of the brake electromagnets are installed, and the anchors 17 and 18 connected to the link 3 are moved under the action of electromagnets and springs 19 and 20. On the driven disks 21 and 22 of the couplings mounted on the shafts of the driving bevel wheels 23 and 24, the friction linings 25 and 26 of these couplings and friction linings 27 and 28 of the brakes. Driving bevel wheels 23 and 24 are engaged with driven bevel wheels 29 and 30, respectively. Two wave generators 33 and 34 are installed on the shafts 31 and 32 of the respective driven bevel gears 29 and 30. The flexible wheels 35 and 36 are connected to link 3 by means of a clutch gear connection, and hard gears. wheels 37 and 38 meshed with flexible wheels 35 and 36, respectively, are rigidly connected with links 1 and 2.

Манипулятор работает следующим образом.The manipulator works as follows.

При работе двигателя 4 могут поворачиваться оба звена или одно из них. В неработающем манипуляторе при обесточенных катушках 15 и 9, установленных в ярме 11, якорь 17, соединенный подвижным шлицевым соединением со звеном 3, прижат под дей( ствйем пружин 19 к фрикционной тормозной накладке 27, закрепленной наWhen the engine 4 can rotate both links or one of them. In the idle manipulator with de-energized coils 15 and 9 installed in yoke 11, the armature 17, connected by a movable spline connection to link 3, is pressed under the action (by means of springs 19 to the friction brake lining 27, mounted on

О диске 21, который жестко связан с валом ведущего конического колеса 23, затормаживая последний. К диску, на' котором закреплена фрикционная накладка 25, прижат пружиной 13 ведущий диск 7 муфты, установленный подвижно на шпицах вала 5 электродвигателя 4. Для приведения в работу шарнира подается питание на катушку 15 тормоза и под' действием электромагнитных сил якоря 17, сжимая пружины 19/ перемещается по шпицам звена 3 и прижимается к ярму 11, растормаживая диск 21. Вращение от вала 5 двигателя 4 через ведущий диск 7 передается диску 21 и ведущему коническому колесу 23, находящемуся в зацеплении с ведомым коническим колесом 29. Вращение от колеса 29 передается валу 31 и закрепленным на нем волнообразователям 33, которые, передавая волну деформации гибкому колесу 35, связанному со звеном 3 при помощи шлицевого соединения, поворачивают находящиеся в зацеплении с гибким колесом жесткие колеса 37 и звено 1, жестко связанное с ними..About the disk 21, which is rigidly connected with the shaft of the driving bevel wheel 23, braking the latter. The drive disk 7 of the clutch mounted movably on the spokes of the shaft 5 of the motor 4 is pressed by a spring 13 to the disk onto which the friction lining is fixed 25. 19 / moves along the spokes of link 3 and is pressed against the yoke 11, braking the disk 21. The rotation from the shaft 5 of the engine 4 through the drive disk 7 is transmitted to the disk 21 and the driving bevel wheel 23, which is engaged with the driven bevel wheel 29. Rotation from the wheel 29 ne it is distributed to the shaft 31 and the wave former 33 fixed on it, which, transmitting the deformation wave to the flexible wheel 35 connected to the link 3 by means of a spline connection, rotate the hard wheels 37 engaged with the flexible wheel and the link 1 rigidly connected to them ..

При подаче питания на катушку 9 муфты электромагнитные силы перемещают ведущий диск 7 муфты сцепления по шпицам вала 5, сжимая пружину 13, ведущий диск перемещается на величину, меньшую величины зазора между ярмом и прижатым к диску 21 диском 7, поэтому между диском 7 и ярмом 11 имеется зазор, позволяющий вращаться *валу двигателя. Передача вращения'-ведущему коническому колесу 2-3 прекращается, но под действием сил, приложенных к звену 1, например под действием сил тяжести, последнее может поворачиваться, так как и волновые зубчатые передачи,'так и конические передачи обратимы, то диск 21 будет вращаться. Для затормаживания диска 21 прекращается подача питания к катушке 15 тормоза и под действием пружин 19 якорь 17 прижимается к диску 21, затормаживая последний.When power is supplied to the clutch coil 9, electromagnetic forces move the clutch drive disk 7 along the spokes of the shaft 5, compressing the spring 13, the drive disk moves by an amount smaller than the gap between the yoke and the disk 7 pressed against the disk 21, therefore, between the disk 7 and yoke 11 there is a gap allowing rotation * of the motor shaft. The transmission of rotation to the--leading bevel wheel 2-3 is stopped, but under the action of the forces applied to link 1, for example, under the action of gravity, the latter can rotate, since both the wave gears and the bevel gears are reversible, then the disk 21 will rotate. To brake the disk 21, the power supply to the brake coil 15 is stopped and, under the action of the springs 19, the armature 17 is pressed against the disk 21, braking the latter.

Поворот другого звена происходит таким же образом, кроме работы волновой передачи. Если в первом случае гибкое колесо 35 является остановленным звеном волновой передачи, связанным со звеном 3,’ведущим.по отношению к звену 1, являющемуся ведомым, то- во втором гибкое колесо 36 является подвижным, так как оно связано со звеном 3, которое по отношению к звену 2 является ведомым, а жесткие колеса 38, жестко связанные с ведущим звеном 2, Т,е, при вращении вала 6 это вращение через муфту передается расторможенному диску 22, ведущему коническому колесу 24, ведомому коническому колесу 30, далее через вал 32 и волнообразователи 34 гибкому колесу 36, которое поворачивается относительно неподвижных жестких колес 38, вызывая поворот звена 3 относительно звена 2,The rotation of the other link occurs in the same way, except for the operation of the wave transmission. If in the first case the flexible wheel 35 is a stopped wave transmission link connected to the link 3, leading to the link 1, which is the slave, then in the second the flexible wheel 36 is movable, since it is connected with the link 3, which relative to the link 2 is driven, and the hard wheels 38, rigidly connected with the leading link 2, T, e, when the shaft 6 is rotated, this rotation is transmitted through the clutch to the brake disk 22, the driving bevel wheel 24, the driven bevel wheel 30, then through the shaft 32 and wave former 34 flexible wheels 36, which is rotated relative to the fixed rigid wheel 38, causing rotation of member 3 relative to link 2,

При одновременной подаче питания на тормозные катушки 15 и 16 и сохранении муфтового фрикционного сцепления в обоих шарнирах оба звена при вращении вала двигателя будут пово,рачиваться одновременно.When power is supplied to the brake coils 15 and 16 and the clutch friction clutch is maintained in both hinges, both links will rotate simultaneously when the motor shaft rotates.

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1, Манипулятор, содержащий расположенные последовательно звенья с приводами их относительного переме- ¹ щения, каждый из которых включает электродвигатель, вал которого связан с ведущими дисками электромагнитных фрикционных муфт, ведомые диски которых через механические передачи связаны с соответствующими смежными звеньяш, и электромагнитные тормоза этих звеньев, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения массогабаритных показателей, обмотки каждой электромагнитной муфты и электромагнитного тормоза расположены коаксиально в одной плоскости и якор^ тормоза охватывает ведущий диск муфты, а ведомый диск муфты установлен с возможностью взаимодействия с яко20 рем тормоза.1, a manipulator containing successive links with their relative movement drives ¹ , each of which includes an electric motor, the shaft of which is connected to the drive disks of the electromagnetic friction clutches, the driven disks of which are connected via mechanical gears to the corresponding adjacent links, and the electromagnetic brakes of these links characterized in that, in order to simplify the design and improve overall dimensions, the windings of each electromagnetic clutch and electromagnetic brake are located coaxially in one plane and the brake arm covers the clutch master disk, and the clutch disc is installed with the possibility of interaction with the brake anchor. 2, Манипулятор по п, 1, о т л и :ч а ющи й с я тем, что обмотки муфты и тормоза расположены, на общем для них ярме,2, The manipulator according to claim 1, with respect to the fact that the windings of the clutch and the brakes are located on a yoke common to them, 25 '25 ' Фиг.2Figure 2