Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Модуль работает следующим образом. При вращении ведущего вала от электродвигателя через соединительную муфту кулачковый двухволновой генератор волн деформирует неподвижно закрепленную в корпусе гибкую трубчатую оболочку с диафрагмой, расположенной посредине ее. В результате волновое движение передается вдоль гибкой оболочки и через ее внешний и внутренний зубчатые венцы приводит в одновременное вращательное разнонаправленное движение зубчатые жесткие колесо и шестерню, являющиеся выходными звеньями модуля и взаимодействующие с исполнительными звеньями манипулятора ПР.
Электромеханический коаксиальный волновой резьбовой модуль (рис. 9.6) состоит из шагсвого двигателя 1, соединительного корпуса 2, двух кулачковых генераторов волн 3 и 4, опоры 5 генератора волн, корпуса фланца 6, гибкой оболочки. гайки 7, жесткого винта-гайки 8, гибкой оболочки-винта 9, ведущего вала 10, соединительной муфты 11. Гибкие оболочка-гайка и оболочка-винт выполнены в виде двух коаксиальных трубчатых (осевых) оболочек с единой диафрагмой, расположенной посредине. Левые концы оболочек деформируются двумя кулачковыми генераторами волн, установленными на одном ведущем валу, а первые, имеющие резьбовые участки, зацепляются с жестким винтом-гайкой, элементы которого — винт и гайка — могут быть выполнены и раздельно.
Принцип работы электромеханического коаксиального волнового резьбового модуля заключается в следующем. Крутящий момент с вала двигателя через соединительную муфту передается кулачковым генераторам волн, которые деформируют гибкие оболочки, в результате чего происходит волновое резьбовое зацепление с жестким винтомгайкож Последний, будучи выходным звеном модуля, совершает возвратно-поступательное движение 'при реверсивном вращении вала двигателя.
При этом в случае выполнения жесткого ведомого звена винт-гайка заодно обеспечивается высокоточное поступательное движение одного выходного звена; в случае же раздельного выполнения жестких винта и гайки формируются поступательные одно- или разнонаправленные движения двух выходных звеньев. Таким образом, рассмотренная конструкция злектромеханического коаксиального волнового резьбового привода может использоваться в качестве электромеханического волнового модуля поступательного движения повышенной точности либо в качестве привода двойного поступательного движения. Следует подчеркнуть, что конструкции волновых приводов с трубчатыми (осевыми) гибкими оболочками обладают важным свойством предохранения привода от перегрузок. Так, при повышении момента или нагрузки сверх номинальных на 30 — 40 % волна в гибкой оболочке не передает движения на выходные звенья.
Электромеханические волновые приводы разнонаправленного вращательного движения используются в качестве модуля вращения *'руки*' и захватного устройства, модуля движения пальцев или губок ЗУ. Встроенные электромеханические мотор-редукторы Поступательное формирование электромеханического модуля с помощью соединительных муфт и редукторов приводит к увеличению веса злектропривода, так как габаритные размеры и вес редуктора и муфт соизмеримы с таковыми для двигателя или даже превосходят их.
Размещение редуцирующей части, например, волновых зубчатой или резьбовой передач внутри ротора обычной асинхронной машины, являетя новым и перспективным решением в создании волнового электромеханического привода При работе электродвигателя вместе с ротором вращается генератор волн, деформируя застопоренное гибкое колесо, в результате чего выходной вал, связанный с жестким колесом, приобретает медленное редуцируемое вращение Встроенная волновая передача в зависимости от ее конструктивного исполнения дает возможность получить как вращательный (односкоростной или многоскоростной), так и поступательный электромеханические модули.
Кроме того, созданные комбинированные злектроприводы с повышенными функциональными возможностями позволяют получить на выходе два независимых движения — линейное и вращательное. 1 2 Х 4,Г 14 13 79 8 7 8 Я 1О Рис. 9Х Конструкцоя элеятромехвяичесного волнового встроенного модуля лонеоного о вращательного двсжеяиб Рассотрим одну из разработанных конструкций таких электро- механических модулей (рис. 9.7). Электромеханический встроенный модуль линейного и вращательного движений состоит из общепромышленного электродвигателя переменного тока с неподвижным статором 1 и вращающимся полым ротором 2, внутри которого раэ мещена волновая герметичная передача с кулачковым генератором волн 3 и гибкой резьбовой гайкой 4, связанной с винтом б, устансвленным в роликовых опорах б. Волновая герметичная передача базируется на подшипниковом узле 7 с втулками ротора 8 и втором узле 9 с установленным нв нем гибким зубчатым колесом 1О, деформируемым кулачковым генератором волн 11.
Жесткое зубчатое колесо 12 волновой зубчатой передачи связано с выходным валом, опорами которого служат подшипники 13, В местах сопряжений пре. дусмотрены уплотнения 14. Модуль работает следующим образом. При включении злектро- 406 питания в обмотку статора ротор начинает вращаться. Одновременно с ним вращаются кулачковые генераторы волн, которые деформируют гибкое колесо и обеспечивают движение соответствующих жестких элементов, в результате чего выходной вал, связанный с жестким колесом, получает вращательное движение, а винт — поступательное, ход'которого в оба конца ограничен его длиной. Таким образом, в рассмотренном электроприводе получено два вида движения — линейное и вращательное — при использовании одного стандартного электродвигателя.
Масса и габаритные размеры встроенных модулей по сравнению с рассмотренными выше уменьшаются вдвое, а КПД, определяемый потерями 'базового двигателя и волновой передачи, остается прежним. 9.1.2. Промышленные роботы модульного типа на базе элещтомеханических волновых модулей Рассмотрим две конструктивных разновидности таких роботов, используемых в робототехнических комплексах легкой и электронной промышленности. Двурукий промышленный робот-перегрузчик При создании модульных роботов-перегрузчиков предпочтительна схема с несущей стойкой, позволяющей обеспечивать уравновешенную конструкцию, разворот вокруг своей оси и удобство знергоподводов.
Недостаточно малая удельная мощность электродвигателей в таких конструкциях не может быть препятствием их использованию в злектромеханических приводах для перемещения сравнительно легких подвижных звеньеа Разворот, подъем, покачивание и поступательное движение захватных органов конструктивно обеспечиваются с помощью однотипных электромеханических модулей вращательного движения или комбинации электромеханических модулей вращательного и поступательного движений. Кинематические схемы унифицированных приводов волновых зубчатого и резьбового модулей, использованных в конструкции ПР, показаны на рис. 9.8 и 9.9.
Конструктивное построение и принцип их работы аналогичны рассмотренным модулям поступательного и вращательного движений (рис. 9.3 и 9.4) с той разницей, что в них применены устройства повышения кинематической точности волновых механизмов (см. 7.8.8). Волновой резьбовой модуль (рис. 9.9) отличается от зубчатого (рис. 9,8) наличием штока-гайки с резьбой, зацеляющейся ' с аналогичной резьбой гибкой оболочки„деформируемой генераторами волн. Ниже приведены варианты двуруких модульных роботов-пере- грузчиков, предназначенных для межоперационной загрузки-выгрузки деталей с телескопическим перемещением шарнирного многозвенника со охватом на конце.
Манипуляторы роботов представляют собой унифицированные конструкции для перемещения схвата по горизонтали у подъема по вертикали Е разворота по координате Ы. 72 75 14 7д й 77 10 9 6 '7 6 Г 4,1 Р 1 Рис. 99. Схеме унифицироеенного волнового зубчатого электромехенического модуля: 1 — двигетель, 2 — шестерня, 3 — колесо, 4 — промежуточнея шестернц 5 — вел генератора волн, 6 — опора вала генератора волн, 7 — первый двухволновой двухдисковый регулируемыи генератор волн, 0 - второй двухвопновой двухдискоеый регулируемыи генератор волн, Я вЂ” опоре генеряторе волн, 1й — гибкея герметичная оболочке-папесс, 11 — ведомое жесткое зубчатое колесо, 12 — опора ведомого колеса, 13 — волновое эубчетое эецепление, 14, 15 — реэьбовые регулировочные геохи генереторов волн, 16 — корпус 77 74 1Х 76 71 70 9 8 '? 6 Г 4 5 2 7 Рис.
9.9. Схема унид1ицировенного.волнового реэьбового электромехенического модуля! 1 — двигетель, 2 — шестерня, 3 — колесо, 4 — промежуточная шестерня, 5 — вел генератора волн, 6 — опара вала генератора волн, 7 — первые деухволновой двухдисковый регупируемыи генератор волн, 0 — второе двухволновой регулирувмыи генервтор волн, 9 — опора генератора волн, 10 — гибкая герметичнея оболочке-винт, 1! — ведомая жесткея гасив, 12 — опора ведомой жесткой гейнц 13 — волновое реэьбовое эецелление, 14, 15 — реэьбовые регулировочные гайки генераторов волн, 487 16 — корпус 2 4 цилиндрическая 1500 500 360 0,11 0,28 ч 0,5 + 0,2 +0,1 40 Лривод по укаэан~ым координатам осуществляется от шагового двигателя и позиционной системы числового программного управления с шагоным электродвигателем.
Для контроля крайних положений по координатам установлены бесконтактные датчики. Система управления обеспечивает наладочный (обучающий), полуавтоматический (покадровый) и автоматический режимы. В манипуляторе (рис. 930) по всем координатам в качестве приводов используется унифицированная конструкция электромеханического модуля вращательного движения (рис. 9.8). Подъем исполнительных органов относительно колонны 1 производится с помощью рейки 2 с которой контактирует расположенная на выходном валу модуля 3 шестерня 4. Для поднимаемой каретки 5 предусмотрены направляющие 6. Модуль 7 через шестерню 8 и зубчатое колесо 9 обеспечивает вращение платформы 1О, опирающейся на подшипники 11.
Горизонтальное перемещение исполнительных органов производится с помощью двух одинаковых модулей 12 на выходных валах которых установлены ведущие шестерни 13, зацепляющиеся с рейками 14, установленными на направляющих качания 15 корпуса 16. Поступательное перемещение реек через пантограф 17 передается захватному устройству !8. т8 Рис. 9.10. Схема модульного двурукого робота-перегруэчика В другом варианте манипулятора (рис. 9.11) установленные на колонбе 1 резьбовые волновые модули 2 штоками 3 поднимают каретку 4 по направляющим 5. Зубчатый волновой модуль 6 вращает 408 на подшипниках 7 через зубчатые колеса 8 и 9 платформу 10.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
