UA133000U - ACTUATOR FEET WORK-HUMANOID - Google Patents

Abstract

Актуатор ноги робота-гуманоїда містить кулько-гвинтові передачі, що приводяться в рух з використанням вентильних двигунів, причому пристрій містить дві пари шківів з гладкими канавками, які безпосередньо інтегровані в ногу робота, перша з яких приводить в рух стегно робота, а друга - колінний суглоб, при цьому рух шківів передається від щонайменше однієї пари кулько-гвинтової передачі і щонайменше двох вентильних двигунів через канати, які виконані з надміцного і надлегкого матеріалу і закріплені на внутрішній частині шківів металевими скобами.The actuator of the robot-humanoid foot contains ball-driven gears driven by valve motors, the device containing two pairs of pulleys with smooth grooves that are directly integrated into the leg of the robot, the first of which drives the thigh of the robot, and the second - the knee joint, the movement of the pulleys is transmitted from at least one pair of ball-screw transmission and at least two valve motors through the ropes, which are made of heavy-duty and super-lightweight material and fixed to the inner part of the pulleys metal kobamy.

Description

Корисна модель належить до галузі машинобудування, зокрема до актуаторів кінцівок роботів-гуманоїдів.The utility model belongs to the field of mechanical engineering, in particular to the actuators of the limbs of humanoid robots.

Використання роботів є перспективною практикою в різних галузях. Перманентно збільшується кількість досліджень і розробок роботів-гуманоїдів. Такі конструкції включають в себе різні пристрої для приведення в дію з'єднань, що рухаються в різних напрямках. Важливим елементом конструкції роботів-гуманоїдів є механізми, що приводять їх кінцівки в рух. Для вирішення подібних завдань застосовуються різні актуатори.The use of robots is a promising practice in various industries. The amount of research and development of humanoid robots is constantly increasing. Such designs include various devices for actuating connections moving in different directions. An important element of the design of humanoid robots is the mechanisms that set their limbs in motion. Different actuators are used to solve similar tasks.

Відомим є актуатор робота-гуманоїда |Раї. КК20110030889, ІРС В25 15/10; В25 19/00;The actuator of the humanoid robot |Rai is known. KK20110030889, IRS B25 15/10; B25 19/00;

ЕТ16Н 25/22. Асішаюг ог гобої апа питапоїа гобої сотргівзіпд ІПегеої / Рак Капад Міп, І ее да М/оо,ET16H 25/22. Asishayug og oboe apa pitapoia oboe sotrgivzipd IPegeoi / Rak Kapad Mip, I ee da M/oo,

Кіт Мопуд дае; арріїсапі Затвипу ЕІесітопісв Со Іа. - Аррі. Ме КК20090088541; арріїєд 18.09.2009; риб. дае 24.03.2011|, що містить гвинтову частину і гайку. Гвинтова частина з'єднується з джерелом обертання. Гайка з'єднується 3з частиною кулькового гвинта.Cat Mopud gives; arriisapi Zatvypu Eiesitopisv So Ia. - Arry. Me CC20090088541; received on September 18, 2009; fish dae 24.03.2011|, containing a screw part and a nut. The screw part is connected to the source of rotation. The nut connects 3 with part of the ball screw.

Направляючий елемент є паралельним частині кульового гвинта. Ковзаючий елемент підтримується напрямним елементом, з'єднувальний елемент з'єднує повзун і гайку.The guide element is parallel to the ball screw part. The sliding element is supported by the guide element, the connecting element connects the slider and the nut.

Початковий елемент виконаний з можливістю переміщення відносно, щонайменше, однієї частини гайки і повзуна. З'єднувальний елемент включає в себе першу частину, з'єднану з повзуном, і другу частину, що проходить на одну сторону першої частини і з'єднана з частиною гайки. Ковзаючий елемент може включати в себе перший вал і другий вал, причому перший вал обертається щодо повзуна або гайки. Вал забезпечений циліндричним поворотним штифтом.The initial element is made with the possibility of movement relative to at least one part of the nut and the slider. The connecting element includes a first part connected to the slider and a second part extending to one side of the first part and connected to the nut part. The sliding element may include a first shaft and a second shaft, with the first shaft rotating relative to the slider or nut. The shaft is equipped with a cylindrical pivot pin.

Канавка для прийому вала утворена симетричною М-подібною боковиною таким чином, що вал стрижня може бути шарнірно з'єднаний. Актуатор включає в себе джерело обертання, ковзаючий елемент, що переміщується уздовж направляючого елемента, і повзун.The groove for receiving the shaft is formed by a symmetrical M-shaped sidewall in such a way that the rod shaft can be hinged. The actuator includes a source of rotation, a sliding element that moves along the guide element, and a slider.

Дана конструкція має завеликі габарити і масу металевих з'єднань, що призводить до збільшення енергоспоживання даного робота.This design has too large dimensions and a lot of metal connections, which leads to an increase in the energy consumption of this robot.

Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є пристрій (Раї. УР2011185328, ІРСThe closest to the claimed useful model is the device (Rai. UR2011185328, IRS

В25у) 19/00; Е16Н 21/40; ЕТ16Н 25/20; НО2К 7/06; В25 5/00. І Іпеаг асіцайог, апа гоброї ргомідед м/пB25u) 19/00; E16H 21/40; ET16H 25/20; NO2K 7/06; B25 5/00. And Ipeag asitsayog, apa gobroi rgomided m/p

Ше зате / ТаКепака Кепії, Іспінаєні Зайозпі; аррісапі Нопда Моюг бо а. - Аррі. МоShe zate / TaKepaka Kepii, Ispinayeni Zayozpi; arrisapi Nopda Myug bo a. - Arry. Mo

УРєР20100049307; арріїеа 05.03.2010; риб. дае 22.09.2011), що включає лінійний актуатор, що містить гайку, нерухомо з'єднану з порожнистим внутрішнім ротором полого електродвигуна,UReR20100049307; arriiea 05.03.2010; fish dae 22.09.2011), which includes a linear actuator containing a nut immovably connected to the hollow inner rotor of a hollow electric motor,

Зо лінійний вихідний вал, який має периферійну поверхню, утворену з гвинтовою канавкою, вгвинчену в гайку через кулю, що утримується гайкою, і вставлена через наскрізний отвір, утворений в пустотілому внутрішньому роторі, пару кутових підшипників, встановлених окремо один від одного в осьовому напрямі гайки, зовнішню манжету, розташовану між зовнішніми кільцями кутових підшипників. Гайка функціонує як внутрішній хомут, розташований між внутрішніми кільцями кутових підшипників.A linear output shaft having a peripheral surface formed with a helical groove, screwed into the nut through a ball retained by the nut, and inserted through a through hole formed in the hollow inner rotor, a pair of angular contact bearings mounted separately from each other in the axial direction of the nut , the outer sleeve located between the outer rings of the angular bearings. The nut functions as an internal collar located between the inner rings of the angular bearings.

Дана конструкція забезпечує відносно малий момент, що вимагає застосування двигунів більшої потужності. Також, у зв'язку з тим, що актуатор знаходиться поза кінцівкою робота, це збільшує його габарити. Крім цього специфічна конструкція включає використання відповідного нестандартного двигуна, вбудованого в даний актуатор.This design provides a relatively small moment, which requires the use of engines of greater power. Also, due to the fact that the actuator is located outside the robot limb, this increases its dimensions. In addition, the specific design includes the use of a suitable non-standard motor built into this actuator.

Корисна модель, що заявляється, спрямована на вирішення задач зменшення габаритних розмірів і маси робота-гуманоїда, а також підвищення технологічності відповідного вузла конструкції.The proposed useful model is aimed at solving the problems of reducing the overall dimensions and mass of the humanoid robot, as well as increasing the manufacturability of the corresponding structural unit.

Вирішення цих задач обумовлюється сукупністю наступних істотних ознак. Актуатор ноги робота-гуманоїда містить кулько-гвинтові передачі, що приводяться в рух з використанням вентильних двигунів. Пристрій містить дві пари шківів з гладкими канавками, які безпосередньо інтегровані в ногу робота, перша з яких приводить в рух стегно робота, а друга - колінний суглоб, при цьому рух шківів передається від щонайменше однієї пари кулько-гвинтової передачі і щонайменше двох вентильних двигунів через канати, які виконані з надміцного і надлегкого матеріалу і закріплені на внутрішній частині шківів металевими скобами.The solution of these problems is determined by a set of the following essential features. The leg actuator of the humanoid robot contains ball-screw gears driven by valve motors. The device includes two pairs of smooth-grooved pulleys that are directly integrated into the robot leg, the first of which drives the robot's thigh and the second the knee joint, the pulley motion being transmitted from at least one pair of ball-screw gears and at least two valve motors through ropes, which are made of ultra-strong and ultra-light material and fixed on the inner part of the pulleys with metal staples.

Суть корисної моделі пояснюється зображенням, на якому представлений загальний вид актуатора ноги робота-гуманоїда.The essence of the useful model is explained by the image, which shows the general view of the leg actuator of the humanoid robot.

На кресленні представлені наступні позиції: кулько-гвинтова передача, 1, вентильний двигун, 2, шків, 3, канат з надміцного і надлегкого матеріалу, 4, скоба для закріплення каната, 5.The drawing shows the following positions: ball screw gear, 1, valve motor, 2, pulley, 3, rope made of ultra-strong and ultra-light material, 4, bracket for securing the rope, 5.

Таким чином, установка цього пристрою в нозі робота-гуманоїда забезпечує зменшення його габаритних розмірів в порівнянні з найближчим аналогом, а також збільшує момент, що передається в суглоби від приводу.Thus, the installation of this device in the leg of a humanoid robot ensures a reduction in its overall dimensions compared to the closest analogue, and also increases the moment transmitted to the joints from the actuator.

Використання двигунів типу ВГОС, що забезпечують високу пікову потужність і надійність при відносній простоті конструкції, має перевагу. При цьому конструкція може включати в себе двигуни різної конфігурації. Дані факти забезпечують підвищення технологічності пристрою. 60 Як канати переважним є використання кевларових матеріалів або надвисокомолекулярного поліетилену високої щільності.The use of VGOS-type engines, which provide high peak power and reliability with relative simplicity of construction, has an advantage. At the same time, the design can include engines of different configurations. These facts provide an increase in the manufacturability of the device. 60 As ropes, it is preferable to use Kevlar materials or high-density ultrahigh-molecular polyethylene.

Дане конструктивне рішення забезпечує зниження маси робота- гуманоїда при збереженні надійності роботи в порівнянні з найближчим аналогом, в якому в основному використовуються металеві з'єднання.This design solution provides a reduction in the mass of the humanoid robot while maintaining the reliability of operation in comparison with the closest analogue, which mainly uses metal connections.

При цьому, кріплення канатів на спеціальних скобах, виконаних на внутрішній частині гладких шківів, забезпечує виключення необхідності рельєфного виконання канатів та/або канавок шківів з метою збільшення тертя, що могло б призводити до більших механічних пошкоджень даних матеріалів.At the same time, fastening the ropes on special brackets made on the inner part of the smooth pulleys ensures the elimination of the need for relief execution of the ropes and/or grooves of the pulleys in order to increase friction, which could lead to greater mechanical damage to these materials.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Актуатор ноги робота-гуманоїда, що містить кулько-гвинтові передачі, що приводяться в рух з використанням вентильних двигунів, який відрізняється тим, що пристрій містить дві пари шківів з гладкими канавками, які безпосередньо інтегровані в ногу робота, перша з яких приводить в рух стегно робота, а друга - колінний суглоб, при цьому рух шківів передається від щонайменше однієї пари кулько-гвинтової передачі і щонайменше двох вентильних двигунів через канати, які виконані з надміцного і надлегкого матеріалу і закріплені на внутрішній частині шківів металевими скобами. ре ААЦВ ке сис Ке хо 7 З і Ас і лай у Її ї ф о оту А у іа ІЙ ле х ха 2 ча ц в ОМ у у : ие у у М йUTILITY MODEL FORMULA A humanoid robot leg actuator comprising ball-screw gears actuated by valve motors, characterized in that the device includes two pairs of smoothly grooved pulleys directly integrated into the robot leg, the first of which drives the thigh of the robot is in motion, and the second is the knee joint, while the movement of the pulleys is transmitted from at least one pair of ball-screw transmission and at least two valve motors through ropes, which are made of ultra-strong and ultra-light material and fixed on the inner part of the pulleys with metal staples. re AATSV ke sis Ke ho 7 Z i As i lai u Her i f o otu A u ia IY le x ha 2 cha cs v OM u u : ie u u M y