SU1646850A1 - Антропоморфный манипул тор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к робототехнике и может быть использовано в конструкци х многоцелевых телеуправл емых и программируемых роботов различного назначени . Цель изобретени  - повышение точности позиционировани  за счет ужесточени  конструкции. Дл  поворота предв , 2/ ® 20 2.2 плечь  относительно плеча 1 по сигналу системы управлени  включаютс  одновременно первый 16 и второй 19 приводы, жестко установленные на плече. Дл  поворота кистевого звена останавливают первый привод 16, в требуемом положении и включают второй привод 19, который вращает стойку 9, шарнирно установленную На плече. При этом поворачиваетс  корпус 17 силового цилиндра , шарнирно соединенный с этой стойкой. Шток 18 силового цилиндра взаимодействует сферическим выступом с кулисой 12, котора  поворачивает кистевое звено. Одновременно корпус 17 силового цилиндра обкатываетс  по поверхности кулачка 13, жестко св занного со стойкой, что позвол ет компенсировать изменение вращающего момента. Дл  наклона кистевого включают только силовой цилиндр, шток 18 которого, выдвига сь из корпуса 17, поворачивает кистевое звено. 2 ил. .В7 ON N О 00 СП о фиг. 2

Description

Изобретение относитс  к области робО тотехники и может быть использовано в конструкци х многоцелевых телеуправл емых и программируемых роботов различного назначени .

Цель изобретени  - повышение точности позиционировани  за счет ужесточени  конструкции.

На фиг, 1 представлена схема антропоморфного манипул тора; на фиг. 2 - предплечье манипул тора с кистью и схватом.

Антропоморфный манипул тор (фиг, 1) состоит из трех звеньев: плеча 1, предплечь  2, кистевого звена 3 со схватом. Приводы 4-6 св зывают соответственно плечо с основанием, плечо с предплечьем, предплечье с кистевым звеном, а привод 7 обеспечивает вращение кистевого звена со( схватом относительно продольной оси О-О манипул тора. Привод 4 поворачивает плечо относительно основани  на углы $1 и $г , привод 5 поворачивает предплечье относительно плеча на углы QJ, и 9д , привод 6 поворачивает кистевое звено относительно предплечь  на углы $s и 0, привод 7 вращает кистевое звено на угол % относительно оси О-О . Манипул тор имеет систе- му 8 управлени , реализующую команды управлени  приводами 4-7 и схватом кистевого звена формируемыми известными программными средствами либо многостепенными руко тками (не показаны) так, что движени  звеньев манипул тора подобны движению руки человека.

Предплечье антропоморфного манипул тора имеет стойку 9, первое коромысло 10, второе коромысло 11 и кулису 12. Кулиса 12 соединена с кистью при помощи одно- подвижного приводного механизма, встроенного в кистевое звено (не показано), ось вращени  Оз-Оз которого совпадает с осью кулисы. Стойка 9 шарнирно закреплена на плече 1. Ось 02-02 стойки перпендикул рна оси Oi-Oi плеча. Кулачок 13 жестко св зан со стойкой. Первое коромысло 10 состоит из двух звеньев 14 и 15, св занных между собой шарниром, ось вращени  которого совпадаете осью предплечь  манипул тора . Входное звено 14 жестко св зано со стойкой 9, а с плечом 1 - при помощи одно- подвижного привода 16, ось вращени  которого совпадает с осью Оа-Оа стойки 9, Звено 15 соединено с кулиЪэй 12 посредством шарнира, ось Og-Os которого перпендикул рна оси Оз-Оз кулисы. Второе коромысло 11 включает одноподвижный

приводной механизм возвратно-поступательного перемещени  (силовой цилиндр), состо щий из корпуса 17 и штока 18. Корпус 17 св зан со стойкой 9 и с одноподвижным

приводом 19, ось вращени  которого совпадает с осью 02-02 стойки 9, и шарниром с осью Об-Об , перпендикул рной оси 02-02 стойки 9. Шток 18 св зан с цилиндрической направл ющей кулисы 12 шаровой опорой 0 сферическим выступом, выполненным на штоке. Профилированна  поверхность кулачка 13 контактирует с поверхностью корпуса 17, образу  кулачково-рычажный механизм второго коромысла 11, который

5 реализует заданный закон движени  коромысла при его повороте. Приводы 16 и 19 одинаковые по конструкции. Например, привод 19 состоит из пары 20 и 21 однопо- лостных цилиндров, закрепленных на пло0 щадках 22 плеча 1, со штоками, к которым прикреплена цепь 23, охватывающа  звездочку 24, вращающуюс  относительно оси 62-02- Звездочка 24 привода 19 жестко св зана со стойкой 9. Привод 16 отличаетс 

5 тем, что его звездочка жестко св зана с первым коромыслом 10.

Манипул тор работает следующим образом ,

0 Система 8 управлени  формирует сигналы управлени  приводами 4-7 плеча, предплечь  и кистевого звена со схватом манипул тора. При этом реализуетс  определенна  программа движений звеньев.

5 При подаче сигналов на сервоприводы привода 4 осуществл ютс  повороты плеча 1 на углы #1 и &i . При подаче сигналов на привод 5 осуществл ютс  повороты предплечь  2 на углы $з и 04. В частности, поворот

0 предплечь  вокруг оси 02-02 осуществл етс  при одновременной подаче сигналов управлени  на приводы 16и 19. В зависимости от выбранного направлени  поворота предплечь  рабочее тело подаетс  либо в штоко5 вые полости цилиндров 20, а штоковые полости цилиндров 21 соедин ютс  со сливом , либо наоборот. При этом коромысла 10 и 11 и стойка 9 с кулачком 13 поворачиваютс  относительно оси 02-02. Поворот кисти 3

0 на угол 65 осуществл етс  следующим образом: в штоковые полости цилиндров 20 и 21 привода 16 подаетс  рабочее тело, чем фиксируетс  пространственное положение первого коромысла 10; в зависимости от вы5 бранного направлени  поворота кисти 3 рабочее тело подаетс  в штоковую полость одного из цилиндров 20 и 21 (при этом што- кова  полость второго цилиндра соедин етс  со сливом) приводного механизма 19, в

результате чего осуществл етс  поворот второго коромысла 11 и одновременно вместе со св занной с ним кулисой 12 вокруг оси первого коромысла 10; одновременно с подачей рабочего тела в цилиндры приводов 16 и 19 осуществл етс  выдвижение штока 18 привода возвратно-поступательного перемещени  второго коромысла 11 дл  компенсации его укорочени  в процессе поворота относительно осей Oz-02 и 04-0/. Дл  компенсации изменени  вращающего момента, действующего на кистевое звено, корпус 17 второго коромысла 11 обкатываетс  по профилированной поверхности кулачка 13. Поворот кистевого звена 3 на угол вб в зависимости от выбранного направлени  поворота осуществл етс  выдвижением или вт гиванием штока 1S привода возвратно-поступательного перемещени  второго коромысла 11. При этом

сферический выступ штока перемещаетс  по цилиндрической направл ющей кулисы 12.

Поворот кисти 3 на угол QI осуществл етс  при подаче сигналов управлени  на 25 привод 6, сервопривод которого встроен в кисть 3 (не показан).

0 5

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Антропоморфный манипул тор, содержащий плечо, первый и второй приводы, жестко смонтированные на плече, предплечье , состо щее из входного звена, шар- нирно соединенного с плечом и кинематически св занного с первым приводом , и выходного звена, шарнирно соединенного с входным, кистевое звено, шарнирно соединенное с выходным звеном предплечь , а также систему управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности позиционировани  за счет ужесточени  конструкции, он снабжен стойкой, жестко св занной с входным звеном предплечь , шарнирно установленной на плече и кинематически св занной с вторым приводом, силовым цилиндром, корпус которого шарнирно закреплен на этой стойке , а также кулачком, жестко св занным со стойкой и наход щимс  в контакте с корпусом указанного силового цилиндра, при этом на штоке силового цилиндра выполнен сферический выступ, имеющий возможность взаимодействи  с дополнительно введенной кулисой, шарнирно св занной с кистевым звеном.д„