Привід робота, Банк патентів
Винахід відноситься до робототехніки, точніше до механічних передач електромеханічних промислових роботів переважно з зовнішніми магнітними системами. Сутність винаходу полягає в тому, що первинний фрикційний елемент приводу робота - валик - забезпечений контактуючими з ним двома притискних комплектів, рознесених по осі дисків з натискними пристроями. Диски одного комплекту частково розташовані в проміжку між дисками іншого комплекту. Технічний результат винаходу полягає у спрощенні конструкції, підвищенні надійності приводу, зменшенні його маси та габаритів і робота в цілому, а також зниженні вартості та експлуатаційних витрат. 5 іл.
Винахід відноситься до робототехніки, точніше до механічних передач електромеханічних промислових роботів переважно з зовнішніми магнітними системами.
Подібні пристрої відомі та описані, наприклад, [1].
До передач обертального типу входять зубчасті шестерні передачі, черв'ячні, хвильові. Передачі поступального типу – це рейкові, гвинтові, ланцюгові. Усі ці передачі є передачами типу зачеплення. Їхнім недоліком є значний люфт у зачепленні, усунення якого пов'язане зі зниженням ккд. Крім того, дані передачі складні за конструкцією, матеріаломісткою та дорогою у виготовленні.
Якоюсь мірою ці недоліки усунуті у передачах фрикційного типу. До їх переваг відноситься простота, надійність, високий ккд, можливість побудови як обертальних, так і поступальних передач.
Недоліком фрикційних передач є можливість прослизання, а також невисоке значення передавального відношення в одному ступені. У цих передачах зазвичай є первинний фрикційний елемент, наприклад, валик і вторинний,який із ним контактує.
Найбільш близьким за технічною сутністю є електромеханічний привід робота [2], який містить електродвигун, редуктор, гвинтову пару і вузол фіксації, виконаний у вигляді рухомого склянки, що контактує своїм торцем з корпусом редуктора і пов'язаного з ним за допомогою механізму вільного ходу, розташованого всередині склянки .
Недоліком прототипу є використання редуктора зачеплення, який дозволяє отримати потрібне передатне відношення лише за наявності двох і більше ступенів редукування та додаткової передачі гвинт-гайка. Це різко ускладнює конструкцію, збільшує масу модуля та його габарити. При цьому якщо зменшити масу електродвигуна шляхом збільшення його швидкості обертання, то збільшуються втрати на тертя в щітках, підшипниках та редукторі, крім того, сам редуктор ускладнюється через необхідність підвищення передавального відношення, його габарити та маса збільшуються.
Винахід спрямовано на усунення зазначених недоліків, збільшення передатного відношення в одному ступені, зменшення маси та габаритів.
Це досягається тим, що первинний фрикційний елемент - валик - забезпечений двома комплектами притискних, що контактують з ним, рознесених по осі дисків з натискними пристроями, причому диски одного комплекту частково розташовані в зазорі між дисками іншого. Вторинний фрикційний елемент може бути виконаний двостороннім, з встановленими один навпроти одного валиками з притискними дисками.
Досягнення технічного результату обумовлено тим, що фрикційний валик забезпечений притискними дисками з натискними пристроями, що контактують з ним. Оскільки даної ознаки не виявлено при проведенні патентних досліджень, то дана ознака є не лише суттєвою, алета відмінним.
Сутність винаходу ілюструється кресленням, де на фіг.1 зображено заявлений привід, встановлений на ступені рухливості - висуванні руки промислового робота із зовнішньою магнітною системою, вид збоку в розрізі. На фіг.2 даний привід показаний докладніше, вид зверху. На фіг.3 показаний обертальний варіант приводу, вид зверху, на фіг.4 зображена двовимірна проекція, що показує взаємодію валиків і притискних дисків, на фіг.5 показаний двосторонній вторинний фрикційний елемент з двома комплектами валиків і притискних дисків (кінематична схема).
Привід робота має у своєму складі загальну основу 1, на ньому закріплена котушка 2 та стрижні 3, що підтримують наконечники 4 магнітної системи. У зазорі магнітної системи розташовується якір двигуна 5 на консольної підвіски до обертової основи 6. На підставі 6 встановлені поступальні підшипники 7, в яких поміщений вторинний фрикційний елемент 8, в даному випадку поступальний, з фрикційною накладкою 9. На підставі 6 укріплені стійки 10 на 11. Щіточно-колекторний апарат 12 електродвигуна також розміщений на підставі 6. Первинний фрикційний елемент - валик 13 контактує з накладкою 9 вторинного елемента 8 і з двома комплектами натискних дисків 11. Основа 6, що обертається, встановлено на осі 14, що допускає крім обертання і вверх вниз). На кінці руки - елемента 8 укріплений привід схвата 15 з губками 16. На нерухомій підставі 1 встановлені також привід повороту 17 і провід підйому 18. На стійках 10 в підшипниках 19 встановлений кронштейн 20, підпружений пружиною 21 з укріпленим на його кінці осі 22 натискним диском 11. На осі 22 розташовані кілька дисків 11 з проміжками між ними, тобто утворенийкомплект дисків На осі 22 всі диски одного 11 комплекту рознесені один щодо іншого. У зазорах цих дисків частково розташовані 23 диски такого ж комплекту дисків. Таким чином, валик 13 виявляється затисненим у силовому трикутнику, точками якого є елемент 8, диски 11 і 23.
Привід працює в такий спосіб. Якір двигуна 5 обертає первинний фрикційний елемент - валик 13. Диски 11 за допомогою кронштейнів 20 пружинами 21 притискають валик до накладки 9 вторинного фрикційного елемента 8, забезпечуючи стійкий характер фрикційного контакту. Таким чином, при обертанні валика, елемент 8 - рука робота зі схватом 15 - переміщається в напрямних 7. Диски 11 забезпечують стійкий притиск валика 13, що гарантує його від небажаних викривлень та втрати форми. Елемент 8 може бути виконаний і дугоподібної форми - див. фіг.3, що забезпечує отримання на виході приводу не поступального, а обертального руху. Посилення пружин 21 і, отже, втрати на тертя у напрямних 7 можуть бути значними. З метою їх компенсації може бути рекомендована схема, показана на фіг.5, де затиск вторинного елемента виконаний двостороннім з встановленими один навпроти одного валиками з притискними дисками.
Це призводить до розвантаження напрямних 7 від дії фрикційних сил опору, що підвищує стійкість роботи приводу. Усі описані приводи є одноступінчастими. Бажано, звичайно, застосування високомоментних двигунів. Слід підкреслити, що в даному випадку величина передавального відношення передачі залежить від радіусу валика 13. Цей радіус може бути зроблений досить малим - близько кількох десятих міліметрів за рахунок того, що жорсткість валика гарантується, по-перше, матеріалом (якісна сталь), а в -друге,підтримуючою системою роликів 11. Таким чином, в одному ступені виходить досить велике значення передавального відношення, прийнятне, наприклад, для приводу висування руки промислового робота, або інших аналогічних пристроїв.
Техніко-економічними перевагами цього пристрою є:
1. Простота конструкції, обумовлена відсутністю зачеплень, елементів, що деформуються, відносно низькою точністю виготовлення.
2. Велика величина надійності, пов'язана з присутністю лише одного ступеня редукування, з великим передатним ставленням.
3. Як наслідок, зменшені маса та габарити приводу. Це призводить до зменшення маси та габаритів робота в цілому, а отже, і до зменшення його вартості та експлуатаційних витрат.
1. Бурдаков С.Ф. та ін. Проектування маніпуляторів промислових роботів та роботизованих комплексів: Навч. допомога. - М: Вищ. шк., 1986 - 264 с., іл.
2. А.С. СРСР №554862. - Електромеханічний привід штучного пензля /В.М.Бернштейн та ін. - Опубл. БІ №15, 1977 р.
формула винаходу
Привід робота, що містить електродвигун, з'єднаний з первинним фрикційним елементом - валиком, що контактує з вторинним фрикційним елементом, з'єднаним з вихідною ланкою, який відрізняється тим, що первинний фрикційний елемент - валик - забезпечений контактуючими з ним двома комплектами притискних, рознесених по осі , причому диски одного комплекту частково розташовані в проміжку між дисками іншого комплекту.
MM4A - Дострокове припинення дії патенту СРСР або патенту України на винахід через несплату у встановлений термін мита за підтримку патенту в силі