ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ МЕХАНИЗМ С ЧЕТЫРЬМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с четырьмя степенями свободы с гибкими звеньями. Робот совершает три поступательные движения и вращение вокруг горизонтальной оси.
Целью полезной модели является повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования в пространстве по четырем координатам при упрощении конструкции в сравнении с прототипом.
За прототип взято устройство (патент РФ ПМ 173465 МПК B25J 1/00, авторы Глазунов В.А., Борисов В.А., опубл. 29.08.2017) - Пространственный механизм с четырьмя степенями свободы включающий основание, выходное звено, четыре кинематические цепи, содержащие каждая: расположенный вертикально двигатель линейного перемещения, сопряженный с ним шарнирный параллелограмм состоящий из начального звена, конечного звена и четырех сферических шарниров, конечное звено шарнирного параллелограмма каждой кинематической цепи жестко связано с выходным звеном механизма, а оси начальных звеньев шарнирных параллелограммов всех кинематических цепей установлены параллельно друг другу.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции из-за наличия дорогостоящих комплектующих: двигателей линейного перемещения.
Целью данной полезной модели является устранение указанных недостатков.
Предлагается пространственный механизм с четырьмя степенями свободы, включающий основание, выходное звено и кинематические цепи, соединяющие с установленными на основании управляющими приводами выходногого звена. В этом механизме установлены четыре кинематических цепи, каждая из которых содержит гибкое звено, соединенное посредствам сферических шарниров с одной стороны с выходным звеном и сопряженное с приводом вертикального линейного перемещения с другой стороны, при этом приводы всех четырех кинематических цепей представляют собой вертикальные стойки с расположенными на них двумя вращающимися барабанами, соединенные между собой плоскими ремнями, на которых жестко закреплены звенья с сферическими шарнирами с возможностью их вертикального линейного возвратно поступательного перемещения, причем, один из барабанов оснащен вращающимся в обоих направлениях шаговым двигателем.
Предлагаемый пространственный механизм представлен на фиг. 1.
Устройство - пространственный механизм с четырьмя степенями свободы и гибкими звеньями включает основание 1, выходное звено 2, четыре кинематические цепи, соединяющие установленные на основании управляющие приводы и выходное звено. Каждая кинематическая цепь содержит гибкое звено 3, соединенное посредством сферических шарниров 4 с одной стороны с выходным звеном 2 и сопряженное посредством входного звена 5 с приводом вертикального линейного перемещения с другой стороны, при этом приводы всех четырех кинематических цепей представляют собой вертикальные стойки 6 с расположенными на них двумя вращающимися барабанами 7, которые соединены между собой плоскими ремнями 8 и на которых закреплены входные звенья 5 с возможностью их вертикального линейного возвратно-поступательного перемещения, причем, один из барабанов 8 оснащен вращающимся в обоих направлениях шаговым двигателем 9.
Устройство - пространственный механизм с гибкими звеньями - работает следующим образом.
Относительно основания 1, выходное звено 2, перемещается под действием четырех гибких звеньев 3, связанных с приводами с возможностью управляемого возвратно-поступательного этих звеньев в вертикальном направлении. Привод осуществляется как минимум от одного шагового двигателя вращения 9 через барабаны 7 на ремни 8. На ремнях 8 закреплены входные звенья 5, которые перемещаясь в вертикальном направлении передают движение выходному звену 2 через гибкие звенья 3 и шарнирные соединения 4.
Таким образом, управляя вращением одного или всех из четырех двигателей в прямом или обратном пошаговым направлениям, представляется возможность придавать выходному звену совершать в пространстве сложные движения.