ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ МЕХАНИЗМ С ШЕСТЬЮ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов шестью степенями свободы.
Целью полезной модели является повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования в пространстве по шести координатам. При этом, по крайней мере, три привода вращательного движения установлены на каретках, установленных на круглой направляющей. Это дает возможность полного оборота вокруг вертикальной оси. Это важно для многих устройств, например для тренажеров, технологических установок.
В качестве аналога механизма взято устройство - пространственный механизм с шестью степенями свободы (монография J.P.Merlet, Parallel Robots (Second Edition), Springer 2006, (Fig.2.39, page 54)), включающий основание, выполненное в виде круглой направляющей, выходное звено, шесть кинематических цепей, каждая из которых содержит входное звено, выполненное в виде каретки, установленной на основании, начальную сферическую кинематическую пару, сопряженную с входным звеном, и конечную сферическую пару, сопряженную с выходным звеном. Недостатком данного устройства - аналога является наличие слишком большого количества кинематических цепей которые могут «мешать» друг другу и ограничивать функциональные возможности механизма, в частности при вращениях вокруг горизонтальных осей.
За прототип механизма взято устройство - пространственный механизм (монография J.P.Merlet, Parallel Robots (Second Edition), Springer 2006, (Fig.2.43, page 56)), включающий основание, выполненное в виде круглой направляющей, выходное звено, три кинематические цепи, каждая из которых содержит входное звено, выполненное в виде каретки, установленной на основании, начальную вращательную кинематическую пару, сопряженную с входным звеном, промежуточную кинематическую пару, и конечную сферическую пару, сопряженную с выходным звеном.
Недостатком данного устройства (прототипа) является наличие поступательной кинематической пары, расположенной между сферическими и вращательными кинематическими парами. Это имеет отрицательное влияние работу механизма в связи с тем, что поступательные кинематические пары склонны к перекосам и заклиниванию.
Технический результат - устранение отмеченного недостатка и повышение технической и эксплуатационной эффективности устройства манипулирования в пространстве.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве - пространственном механизме с шестью степенями свободы включающем основание, выполненное в виде круглой направляющей, выходное звено, три кинематические цепи, каждая из которых содержит входное звено, выполненное в виде каретки, установленной на основании, начальную вращательную кинематическую пару, сопряженную с входным звеном, промежуточную кинематическую пару, и конечную сферическую пару, сопряженную с выходным звеном, новым является то, что промежуточная кинематическая пара каждой кинематической цепи выполнена в виде вращательной кинематической пары с осью, параллельной оси начальной вращательной кинематической пары.
Описание устройства пространственного механизма с шестью степенями свободы.
Устройство - пространственный механизм с шестью степенями свободы (рис.1) включает основание, выполненное в виде круглой направляющей 1, выходное звено 2, три кинематические цепи, каждая из которых содержит входное звено, выполненное в виде каретки 3, 3', 3'', установленной на основании 1, начальную вращательную кинематическую пару 4, 4', 4'', сопряженную с входным звеном 3, 3', 3'', промежуточную вращательную кинематическую пару 5, 5', 5'', и конечную сферическую пару 6, 6', 6'', сопряженную с выходным звеном 2.
Устройство (рис.1) - пространственный механизм с шестью степенями свободы работает следующим образом: относительно основания 1, конечное звено 2 перемещается под действием трех кинематических цепей. При этом движение передается от входного звена, выполненного в виде каретки 3, 3' ,3'', установленного на основании 1, на начальную вращательную кинематическую пару 4, 4', 4'', сопряженную с входным звеном 3, 3', 3''. Затем движение передается на промежуточную вращательную кинематическую пару 5, 5', 5'', и затем на конечную сферическую пару 6, 6', 6'', и через нее на сопряженное с ней выходное звено 2.