CS273075B1

CS273075B1 - Sectional hinged unit with three degrees of freedom

Info

Publication number: CS273075B1
Application number: CS567288A
Authority: CS
Inventors: Anton Ing Palko; Milan Ing Istvan; Igor Ing Marcin; Jozef Ing Labaj
Original assignee: Anton Ing Palko; Milan Istvan; Igor Ing Marcin; Labaj Jozef
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS567288A1

Abstract

The segmented joint unit with three levels of freedom of motion is designed for manufacturing construction points of industrial robots and manipulator, in which a wide range of movements in the plane of folding is required thus achieving of a large operating space or a high mobility in space. The segmented joint unit consists of three segments, where a revolving segment (1) ensures rotation of the whole unit. The movements of swinging segment (2) are provided for by a reducer mounted in the revolving segment (1) and the motion of a final segment (3) is forced in the direction that is identical with the direction of motion of the swinging segment (2) via rotation of its toothed wheel (9) on a toothed wheel (10) of the revolving segment (1). Rotation of a final segment (18) is provided for by a system of geared transmissions, while the rotations are reduced by means of a gear box (17) positioned directly in the final segment (3).<IMAGE>

Description

(57) „Článková kíbová jednotka a tromi stupňami volnosti pohybu je určená pře· atavbu konštrukčnýoh uzlov priemyselnýoh robotov a manlpulátorov, u ktorýoh sa vyžaduje velký rozsah praoovných pohybov y rovině sklápania a tým dosiahnutie bud velkého praoovnóho priestoru, alebo vyaokej pohyblivosti v priestore. Článková,.· krbová jednotka pozostáva z troch článkbv, přičom otočný článok (1) zabezpečuje otácanie celej jednotky, pohyby kyvného článku (2) sa zabezpečujú pomocou reduktora upevněného v otočnom článku (1) a pohyb konoového článku (3) je vynútený v .. rovnakom smere ako pohyb kyvného článku (2) pro3tredníotvom odvarovania sa jeho ozubeného kolesa, (9) po ozubenom kolese (10) otočného článku (1). Rotácia koncpvého člena (18) je zabezpečená syatémom ozubených prevodov, pričom otáčky sú redukované převodovkou (17) umiestnenou ' priamo v konoovora článku (3).(57) 'The articulated joint unit and the three degrees of freedom of movement is intended to convert the construction nodes of industrial robots and manipulators, which require a large range of work movements in the folding plane and thereby achieve either a large workspace or a high mobility. The fireplace unit consists of three links, with the rotating link (1) ensuring the rotation of the whole unit, the movements of the swinging link (2) are provided by a reducer mounted in the rotating link (1) and the movement of the conical link (3) is forced. in the same direction as the movement of the rocker (2) through the welding of its gear (9) over the gear (10) of the rotary member (1). Rotation of the end member (18) is provided by a gear transmission system, the speed being reduced by a gear (17) located directly in the chamber of the cell (3).

273 075 (11) (13) B1 (51) Int. Gl.⁵ 273 075 (11) B1 (51) Int. Gl. ⁵

B 25 J 18/04B 25 J 18/04

18 B 1718 B 17

OS 273 075 B1OS 273 075 B1

Vynález sa týká konštrukčného usporiadania článkovéj kibovej jednotky s troma stupnami voinosti pohybu, ktorá pozostáva z trooh článkov a umožňuje široký rozsah pohybu aktívnej časti manipulátorov alebo priemyselných robotov, čím je umožněné vytvorenie velkého pracovného priestoru, alebo vysokej pohyblivosti zariadenia. článková kibová jednotka je přitom poháňaná zjednej strany prostredníctvom trooh hriadelov, ktoré prostredníctvom vhodných meohanizmov a prevodovýoh prvkov umožňujú pohyb koncového člena jednotky a jeho orientáoiú v trooh pohybových osiaoh v priestore.The present invention relates to a three-stage articulated articulated unit comprising a plurality of cells and allows a wide range of movement of the active part of the manipulators or industrial robots, thereby allowing the creation of a large working space or high mobility of the device. the articulated unit is driven from one side by a plurality of shafts which, by means of suitable meohanisms and transmission elements, allow the movement of the end member of the unit and its orientations in a plurality of movement axes in space.

Doteraz známe článkové kibové jednotky manipulačnýoh zariadení a robotov majú odlišné konštrukčné usporiadanie. Ioh nevýhody sú následovně: Niektoré majú komplikované meohanizmy s veikou náročnosťou na meohanioké opraoovanie, niektoré pozostávajú z velkého množstva článkov a súčiastok a tým sú menej tuhé a přesné. U niektorýoh sú použité časti, ktorýoh vzájemný pohyb vytvára Vážko definovaný pohyb posledného článku po trajektorii, čo kladie zvýšené nároky na jeho riadenie a přesnost’ výpočtu v reálnom čase. U niektorýoh sú použité pre pohon pružné ohybné vlákna, ktoré majú za následok zhoršenu presnoať polohovania, niektoré využívájú pre přenos vstupného krútiaoeho momentu pomalobežné hriadele s veíkými prierezmi a hmotnosťami.The articulated articulated unit units of handling equipment and robots have a different design. Some of the drawbacks are as follows: Some have complicated meohanisms with a high degree of meohiocy treatment, some consist of a large number of cells and components and thus are less rigid and accurate. For some, parts are used that move relative to each other to create a Dragonfly defined movement of the last link along the trajectory, which places increased demands on its control and accuracy in real-time calculation. In some, flexible flexible fibers are used to drive, resulting in impaired positioning accuracy, some use slow-moving shafts of large cross-sections and weights to transmit input torque.

Uvedené nedostatky sú odstránené článkovou kíbovou jednotkou s troma stupnami voínosti pódia vynálezu, ktorého podátata spočívá v použití minimálneho počtu článkov pre dosiahnutie veikého rozsahu pohybov, pričom sa otáčavý pohyb na prvý kyvný olánok prenáša pomocou kuželového ozubeného převodu a převodovkou s vysokým převodovým pomerom a kyvný pohyb koncového článku je vyvolaný nútenýra odvafovaním čelného ozubeného kolesa po pevnom ozubenom kolese prvého kyvného článku. Otáčavý pohyb sa prenáša na koncový člen pomooou řemenového ozubeného převodu a redukuje v kibe převodovkou s vysokým převodovým pomerom.These drawbacks are overcome by a three-stage articulated articulated unit of the invention, the subject matter of which is to use a minimum number of links to achieve a wide range of movements, wherein the rotary motion to the first swinging pin is transmitted by a bevel gear and high ratio gearbox; The end member is induced by a compeltor by decoupling the spur gear over the fixed gear of the first rocker. The rotational movement is transmitted to the end member by means of a belt gear transmission and reduced in kibe by a gearbox with a high gear ratio.

Na připojených výkresooh je na obr. 1 v řeze znázorněné konštrukčné usporiadanie článkovéj kibovej jednotky s tromi stupnami voinosti pohybu a na obr. 2 bočný pohíad jednotky s vyznačením krajných hodnot- pohybu jej kyvného a koncového článku.In the accompanying drawings, FIG. 1 is a sectional view of a three-stage link articulated articulated unit assembly; and FIG. 2 shows a side view of the unit showing the extreme values of the movement of its rocker and end link.

článková kibová jednotka je pódia obr. 1 tvořená otočným článkom £, ktorý je pevne spojený s dutým hriadeiom £ otočné uloženým v telese 20. Y otočnom článku £ je pohyblivo uložený hrladel’ 5 sklápania, ukončený kuželovým ozubeným kolesom 6 sklápania, ktoré zaberá s pastorkom £ sklápania, ktorý je spojený so vstupným hriadeiom 8 převodovky sklápania, ktorá je svojim výstupom pevne spojená s kyvným článkom 2. V kyvnom článku 2 je pohýblivo uložený konoový článok £, na ktorý je připevněné čelné ozubené pohyblivé koleso 9, ktoré zapadá do pevného kolesa 10« Y otočnom článku £ je otočné uložený hriadel’ 11 rotáoie ukončený prvým kužeiovýra ozubeným kolesom 12 rotáoie, ktoré zaberá s prvým pastorkom £3 rotáoie spojeným pomooou řemenového převodu £4 s druhým kolesom · 15 rotáoie, ktoré zaberá s druhým pastorkom 16 rotáoie spojeným so vstupom převodovky 17 rotáoie, ktorá je svojim výstupom pevne spojená s konoovým členom 18. na ktorý možno připojit’ přenášené predmety £9.The articulated unit is the stage of FIG. 1, which is fixedly connected to the hollow shaft 6 rotatably mounted in the body 20. The rotary member 6 is a movably mounted tilt shaft 5 terminated by a bevel gear 6 which engages a tilt pinion 6 which is connected to the tilt pinion 6. the input shaft 8 of the tilt gear which is rigidly connected to the rocker 2 by its output. The rocker 2 is movably supported by a link member 8, on which a spur gear 8 is mounted, which fits into the fixed wheel 10 ' a rotatably mounted rotary shaft 11 terminated by a first bevel gear 12 rotatable which engages a first pinion 33 rotatably coupled by a belt transmission 34 with a second rotary wheel 15 rotatably engages a second pinion 16 rotatable which rotates with a gear inlet 17 is rigidly connected to the terminal member 18 by its outlet. to which ’£ 9 items can be attached.

Pri otáčaní dutého hriadeía 4 pódia obr. 2 vykonává oelá kibová jednotka prostredníotvom otočného článku £ otáčavý pohyb v naznačenom smere 24. Při otáčaní hriadeia J5 sklápania vykonává kyvný článok 2 kývavý pohyb v naznačenom smere 21 a prostredníctvom odvaiovania sa pohyblivého kolesa 9 po pevnom kolese 10 vykonává konoový článok £ relativný kyvný pohyb v naznačenom smere 22« Pri otáčaní hriadeia 11 rotáoie koná konoový člen 18 otáčavý pohyb v naznačenom smere 23.As the hollow shaft 4 rotates, FIG. 2, the oscillating unit 2 performs a pivoting movement in the indicated direction 24 by rotating the pivot member 6. When the pivoting shaft 5 rotates, the pivoting member 2 performs a pivoting movement in the indicated direction 21 and, by rolling the movable wheel 9 over the fixed wheel 10 As the shaft 11 rotates, the plug member 18 performs a rotational movement in the indicated direction 23.

článková kibovú jednotku možno s výhodou použiť pre stavbu priemyselných robotov a manipulátorov, hlavně pre zápastia, čím sa dosiahne radikálně zvýšenie rozsahu pohybov konoováho člena zápastie robota a tým zvýšenie ioh užitkových vlastností a oblasti použítia. %the link articulated unit can advantageously be used for the construction of industrial robots and manipulators, especially for wrists, thereby achieving a radical increase in the range of movement of the cono member of the robot wrist and thereby increasing the ioh utility properties and field of application. %

OS 273 075 B1OS 273 075 B1

Claims

BACKGROUND OF THE INVENTION An articulated articulated unit and three degrees of freedom β β by propulsion of its msohanlzin using a plurality of shafts from one side are characterized in that a housing (20) houses a rotatable member (1) in which the rotatably mounted shaft (5) is mounted. which is coupled to a pinion (6) engaging a pinion (7), which is coupled to an input shaft (0) of the tipping gear rigidly coupled to the evojiiri by a β-swinging link (2) in which the end member (3) is rotatably mounted wherein a movable wheel (9) engaging a fixed wheel (10) is mounted in a rotatable member (1) in which a rotatably mounted shaft (11) is rotatably coupled to the first wheel (12) engaging the first wheel. a pinion (13), which is connected to the second wheel (15) by means of a gear (14), engaging a second pinion (16), which is connected to an input of a gear (17) rotatably fixed by its output if a rotary member (18) rotatably mounted in the terminal member (3).

2 drawings

CS 273 075 B1 * ---- 4; 0BR.1