МАНИПУЛЯТОР ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ С ПЯТЬЮ СТЕПЕНЯМИ ПОДВИЖНОСТИ

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 полезную модель №163897 от 10.08.16, МПК B25J 1/00), включающий основание, подвижную платформу, связанную с основанием четырьмя приводами, каретку продольного перемещения с установленным на ней вращательным приводом выходного звена и сопряженную с подвижной платформой посредством привода поступательного перемещения и поступательных кинематических пар, и выходное звено.
К его недостаткам можно отнести то, что установленные вертикально на основании линейные двигатели могут только перемещать платформу в вертикальном направлении, а для поворотов выходного звена служит дополнительный механизм поворотов, размещенный на подвижной платформе, что усложняет конструкцию механизма и снижает его жесткость.
Цель полезной модели - устранение отмеченных недостатков и повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования.
Поставленная цель достигается тем, что в манипуляторе параллельной структуры с пятью степенями подвижности, включающем в себя основание, подвижную платформу, связанную с основанием четырьмя приводами, каретку продольного перемещения с установленным на ней вращательным приводом выходного звена и сопряженную с подвижной платформой посредством привода поступательного перемещения и поступательных кинематических пар, подвижная платформа связана с основанием посредством двух поступательных и двух вращательных приводов, при этом поступательные приводы сопряжены с платформой и основанием с помощью вращательных кинематических пар, а вращательные приводы жестко установлены на основании и сопряжены с платформой посредством двух промежуточных звеньев, первое из которых жестко связано с выходным валом вращательного привода, а второе звено соединено вращательными кинематическими парами с первым звеном и с подвижной платформой, причем оси вращательных пар параллельны, а привод вращательного перемещения выходного звена жестко закреплен на продольной каретке и его ось перпендикулярна осям кинематических пар.
Устройство - манипулятор параллельной структуры с пятью степенями подвижности представлено на Фиг. 1.
Манипулятор параллельной структуры включает основание 1, подвижную платформу 2, которая связана с основанием четырьмя приводами: двумя поступательного перемещения 3 и двумя вращательного перемещения 4. На платформе 2 установлена каретка продольного перемещения 5 с жестко закрепленным на ней вращательным приводом 6 выходного звена 7, при этом каретка 5 сопряжена с подвижной платформой 2 посредством привода поступательного перемещения 8 и поступательных кинематических пар 9. Поступательные приводы 3 сопряжены с платформой 2 и основанием 1 с помощью вращательных кинематических пар 10, а вращательные приводы 4 жестко установлены на основании 1 и сопряжены с платформой 2 посредством двух промежуточных звеньев 11 и 12, первое из которых жестко связано с выходным валом 13 привода вращательного перемещения 4, а второе звено 12 соединено вращательными кинематическими парами 14 с первым звеном 11 и с подвижной платформой 2, причем оси вращательных пар 14 параллельны, а ось вращательного привода 6 перпендикулярна осям кинематических пар 14.
Манипулятор параллельной структуры с пятью степенями подвижности работает следующим образом.
Рабочая зона манипулятора располагается между связанными с основанием 1 приводами 3 и 4. Совместное действие этих приводов позволяет перемещать вертикально подвижную платформу 2. Перемещение одного или части приводов или их противоположное перемещение приводит к повороту платформы 2 вокруг продольной оси.
Совместное действие приводов 4 приводит наряду с поворотом платформы 2 к ее перемещению в поперечном направлении. На подвижной платформе 2 расположена подвижная продольная каретка 5, перемещение которой производится размещенным на платформе приводом поступательного перемещения 8. На продольной каретке 5 закреплен привод вращательного перемещения 6, связанный с выходным звеном 7, на котором может быть закреплен инструмент или обрабатываемая деталь (на фиг. 1 не показаны).
Таким образом, приводы 3 и 4 совместно обеспечивают вертикальное перемещение выходного звена 7, его поворот вокруг продольной оси вместе с подвижной платформой 2, а также его перемещение в поперечном направлении. Привод 8 и поступательные кинематические пары 9 позволяет осуществить поступательное перемещение выходного звена 7 в плоскости подвижной платформы 2 вдоль продольной оси, а привод 6 поворачивает выходное звено 7 вокруг поперечной оси. На выходном звене 7 может быть закреплен инструмент или обрабатываемая деталь. Манипулятор обеспечивает выходному звену пять степеней подвижности.