Пространственный механизм с шестью степенями свободы

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам, роботам, выполняющих поступательные движения по трем координатам и вращение вокруг трех осей.
За прототип взято устройство - пространственный механизм (Seward N., Bonev, I.A., "A new 6-DOF parallel robot with simple kinematic model," IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Hong-Kong, China, 2, May 31 - June 7, 2014, p. 4061-4066. Piscataway, N. J., USA: IEEE.), включающий основание, выходное звено, выполненное в виде параллелепипеда, шесть кинематических цепей, включающих каждая входную двухподвижную цилиндрическую кинематическую пару, расположенную параллельно одной из осей декартовой системы координат, промежуточную вращательную кинематическую пару с осью, параллельной оси входной двухподвижной цилиндрической пары, и конечную сферическую пару, сопряженную с выходным звеном с центром, расположенным на ребре параллелепипеда выходного звена, причем оси двух входных двухподвижных цилиндрических пар расположены последовательно параллельно одной из декартовых осей, а центры соответствующих конечных сферических пар расположены в одной плоскости на параллельных ребрах параллелепипеда выходного звена.
Недостатком данного устройства является последовательное расположение приводов вдоль одной оси, что усложняет конструкцию, снижает надежность устройства, ограничивает рабочую зону.
Технический результат - повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования.
Технический результат достигается тем, что пространственный механизм с шестью степенями свободы включает основание, выходное звено, выполненное в виде параллелепипеда, шесть кинематических цепей, включающие каждая входную двухподвижную цилиндрическую кинематическую пару, расположенную параллельно одной из осей декартовой системы координат, промежуточную поступательную пару и конечную сферическую пару, сопряженную с выходным звеном с центром, расположенным на одном из ребер параллелепипеда выходного звена, причем оси входных двухподвижных цилиндрических пар расположены попарно параллельно друг другу, а центры соответствующих конечных сферических пар расположены на параллельных ребрах параллелепипеда выходного звена, основание выполнено в виде параллелепипеда, попарно параллельные друг другу входные двухподвижные цилиндрические пары расположены на диагонально противоположных ребрах параллелепипеда основания, а центры соответствующих конечных сферических кинематических пар расположены на попарно параллельных диагонально противоположных ребрах параллелепипеда выходного звена.
На фиг. 1 представлен пространственный механизм с шестью степенями свободы.
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
Пространственный механизм с шестью степенями свободы содержит: основание (1), выходное звено (2), выполненное в виде параллелепипеда, шесть кинематических цепей, включающих каждая входную двухподвижную кинематическую пару (3, 3, 3, 3, 3, 3), расположенную параллельно одной из осей декартовой системы координат, промежуточную поступательную пару (4, 4, 4, 4, 4, 4), и конечную сферическую пару (5, 5, 5, 5, 5, 5), сопряженную с выходным звеном с центром, расположенным на одном из ребер параллелепипеда выходного звена, причем оси входных двухподвижных цилиндрических пар расположены попарно параллельно друг другу на диагонально противоположных ребрах параллелепипеда основания, а центры соответствующих конечных сферических пар расположены на диагонально противоположных параллельных ребра параллелепипеда выходного звена.
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
Устройство - пространственный механизм работает следующим образом. Относительно основания (1) выходное звено (2) перемещается по шести координатам посредством шести соединительных кинематических цепей. При этом с каждой входной двухподвижной цилиндрической кинематической парой (3, 3, 3, 3, 3, 3) движение передается на промежуточную поступательную кинематическую пару (4, 4, 4, 4, 4, 4), далее движение передается на конечную сферическую пару (5, 5, 5, 5, 5, 5), сопряженную с выходным звеном.
Механизм предназначен для повышения технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования по шести координатам с возможностью выполнения поступательного трехкоординатного движения в пространстве, вращательного движения - вращения вокруг одной точки в автоматизированных системах технологического транспорта, в робототехнических комплексах, предназначенных для аддитивных технологий.