ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ МЕХАНИЗМ С ПЯТЬЮ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов.
В качестве прототипа выбран наиболее близкий по технической сущности пространственный механизм с шестью степенями свободы (Патент РФ на изобретение №2478464 от 23.08.11, МПК B25J 09/00), включающий основание в виде платформы, связанные с основанием два привода горизонтального перемещения и один вертикального перемещения, которые посредством кинематических цепей с конечным звеном, на котором закреплен вращательный привод, имеющий модуль для фиксации на оси привода обрабатываемой детали. Кроме того, на платформе установлен модуль для удержания обрабатывающего инструмент с возможностью вращения относительно его оси, перпендикулярной плоскости основания.
К его недостаткам можно отнести то, что такая технологическая схема имеет ограниченную зону для манипулирования инструментом, которая перекрывается со стороны основания плоскостью самой платформы. Кроме того, жесткая связь обрабатываемой детали и инструмента при установке их на единой плоской платформе снижает функциональные возможности технологической установки в целом.
Цель полезной модели - устранение отмеченных недостатков и повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования.
Поставленная цель достигается тем, что в пространственном механизме с пятью степенями свободы, включающем основание, подвижную платформу, сопряженную с основанием посредством трех линейных двигателей с вертикальными осями, продольную каретку, установленную на платформе с возможностью продольного поступательного перемещения, и поперечную каретку, установленную на продольной каретке, с возможностью поперечного поступательного перемещения, использованы два линейных двигателя с вертикальными осями, которые сопряжены с платформой посредством двух последовательно установленных сферических кинематических пар, связанных звеньями, а также третий линейный двигатель с вертикальной осью, который сопряжн сопряжен с платформой посредством двухподвижного карданного шарнира, а выходное звено жестко сопряжено с поперечной кареткой
Устройство - пространственный механизм с пятью степенями свободы представлено на Фиг. 1.
Пространственный механизм с пятью степенями свободы состоит из основания 1 с закрепленным на нем тремя двигателями поступательного перемещения 2, 3 и 4, которые сопряжены с подвижной платформой 5. Два линейных двигателя 2 и 3 с вертикальными осями сопряжены с платформой 5 посредством двух последовательно установленных сферических кинематических пар 6 и 7, связанных между собой звеньями 8. Третий линейный двигатель 4 с вертикальной осью сопряжен с платформой 5 посредством двухподвижного карданного шарнира 9. На платформе 5 с возможностью продольного поступательного перемещения установлена продольная каретка 10. На ней размещена направляющая 11, выполненная с возможностью перемещения по ней поперечной каретки 12. Выходное звено 13 жестко сопряжено с поперечной кареткой 12.
Пространственный механизм (Фиг. 1) работает следующим образом.
Закрепленные на основании 1 с вертикальными осями двигатели поступательного перемещения 2, 3 и 4 при своей работе вызывают перемещение соответствующей точки платформы 5. Одновременное равное их перемещение приводит к вертикальному перемещению платформы 5. Перемещение одного или двух двигателей вызывает поворот платформы 5 вокруг продольной и поперечной осей. Кинематические цепи, состоящие из сферических кинематических пар 6 и 8 и звеньев 7, которые связывают приводы 2 с платформой 5 позволяют осуществлять как поступательные перемещения, так и повороты платформы. Карданный шарнир 9 разрешает только повороты сопряженной с ним платформы 5.
Таким образом, предлагаемый пространственный механизм позволяет осуществить три поступательных перемещения и два вращения выходного звена относительно основания.