Главная > Разное > Конструирование роботов
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

6.5. ЦЕПНЫЕ И РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

6.5.1. Особенности кинематики

Подобные устройства позволяют передавать вращательное движение между параллельными валами, а также преобразовывать вращательное движение в поступательное и наоборот.

На практике только устройства, использующие шкивы и зубчатые колеса с параллельными осями, объединенные цепями или приводными ремнями, представляют определенный интерес для реализации передачи движения в роботах. Такие передаточные

механизмы применяются в тех случаях, когда источник механического движения и приемник относительно далеко удалены друг от друга.

6.5.2. Передача движения зубчатыми приводными ремнями и металлическими лентами

Быстроходные передачи. Погрешности, которые являются результатом случайного проскальзывания приводного ремня на шкиве, практически трудно компенсировать управляющим сигналом, так как датчики положения обычно размещаются в верхней части кинематической цепи.

Рис. 6.27. (см. скан) «Зубчатые» приводные ремни. (Фирма SYNCHROFLEX.) а — приводной ремень с простыми зубьями; б - приводной ремень с двойными зубьями; в — шкивы; г - геометрические параметры.

Следовательно, только приводные ремни, называемые «гофрированными» или «зубчатыми»,

способны обеспечить синхронность движения связанных элементов передачи.

Подбирая геометрию шкивов и приводных ремней, можно передавать большие нагрузки при достаточно слабом натяжении ремня. Следовательно, направляющие подшипники не испытывают перегрузок в отличие от других видов устройств. Геометрическая форма приводного ремня получается путем формовки полиуретана на арматуру из стальных крученых тросов (рис. 6.27). Прочность, срок службы, высокий к.п.д. (выше 95%), а также очень низкий момент инерции системы (шкивы изготовлены из легких сплавов) определяют выбор вида передачи.

Пример применения ременной передачи показан на рис. 6.28, где она используется как редуктор, обеспечивающий вращение оси 1 робота.

Рис. 6.28. Обеспечение вращения оси 1 робота ACMA-RENAULT. Схема системы передачи движения с помощью приводного ремня и волновой передачи. (Фирма АСМА.) 1 - двигатель; 2 — выход; 3 — деформируемый сателлит (волновая передача); 4 — шкивы; 5 — приводной ремень.

В данном случае задача передачи движения состоит в том, чтобы получить быстрооборотный редуктор с передаточным отношением меньше 4 и малым моментом инерции.

Приводные ремни для передачи движения от двигателя к элементам, перемещающимся по направляющим призматического типа. Если в некотором сложном механизме типа приводной ремень — шкивы присоединить шкив к двигателю, а приводной ремень на каком-то его участке к подвижной тележке, то образуется устройство, кинематически эквивалентное передаче типа шестерня - рейка. Однако оно будет иметь меньший момент инерции и достаточную жесткость. Следовательно, данную передачу можно применять для реализации быстрых передвижений легкой тележки.

Такой способ, применяемый часто в быстродействующих графопостроителях (в качестве элементов передачи используются крученые текстильные нити), используется для приведения в действие робота, предназначенного для двухкоординатных монтажных работ (рис. 6.29).

Из схемы, приведенной на рис. 6.30, видно, что каретки 1 и 2 приводятся в движение шаговыми двигателями, связанными с рамой. В отличие от общепринятого монтажа в данном варианте двигатель 2 не увеличивает момент инерции каретки 1.

Рис. 6.29. (см. скан) Двухкоординатный робот. (Фирма SORMEL.) 1 и 4 — рамы; 2 — механизм управления; 3— головки суппорта инструмента.

Подобная передача, которая вносит небольшие инерционные нагрузки на оси механизмов, «удаленных» от двигателей, находит применение во многих конструкциях (ось S робота SKILAM на рис. 6.1 и ось 3 робота PUHA на рис. 6.2).

Ленты как частный случай передач. Иногда приведение в движение звеньев кинематической пары, включающей направляющую прямолинейного движения призматического типа, реализуется с помощью металлических лент, работающих на растяжение. В этом случае каждая из них является дополнением к

другим, соединенным параллельно. Ленты закрепляются на шкивах, на которые они наматываются во время монтажа таким образом, чтобы обеспечить предварительное натяжение и, следовательно, отсутствие зазора при работе передаточного механизма. Толщина ленты небольшая (менее 0,5 мм), а ширина может меняться от 20 до 80 мм.

Рис. 6.30. (см. скан) Принцип передачи движения двухкоординатного робота CADRATIC. (Фирма SORMEL.)

Это конструктивное решение применяется на роботах ТН8 ACMA-RENAULT для приведения в движение осей 2 и 3.

6.5.3. Цепные передачи

С точки зрения кинематики аналогия с устройствами, в которых применяются ременные зубчатые передачи, является полной, если шаг звена цепи достаточно мал и тем самым не вызывает каких-либо циклических нарушений закона передачи движения.

Условия функционирования. Роликовые цепи (рис. 6.31) нашли широкое применение благодаря их бесшумной работе и высокому коэффициенту полезного действия. Цепные передачи удовлетворительно функционируют только при низких скоростях вращения (из-за вибрационных явлений). Поэтому системы передачи цепь — зубчатое колесо нельзя применять на выходе двигателя; их предпочтительно использовать для передачи

медленных движений к шарнирным сочленениям с небольшой инерционной нагрузкой.

Примеры применения. Рассмотрим в качестве примера робот MOTOMAN (рис. 6.32 и 6.33а).

Рис. 6.31. Роликовые цепи. (Фирма BRAMPTQN-REYNOLD.)

Функционирование подвижных сочленений элементов на концах кинематических цепей, начиная от двигателя, связанного с требует «длинных» передач, которые не изменяют подвижности оси 3.

Рис. 6.32. Цепная система передачи вращения осям 4 и 5 робота MOTOMAN. (Фирма YASKAWA.)

В системе передачи движения к оси 4 используются две цепные передачи, которые расположены последовательно и снабжены устройством,

обеспечивающим натяжение цепи при монтаже передачи. Для приведения в движение оси 5 используется та же основа, дополненная системой передачи эпициклического типа с коническими зубчатыми колесами для согласования движений осей 4 и 5.

Рис. 6.33а. Схема системы передачи движения с помощью вторичных цепей в роботе MOTOMAN (вид сверху).

Данная конструкция позволяет передавать движения на очень большие расстояния, обеспечивая высокую жесткость передачи. Такие передачи обычно применяются при малых инерционных нагрузках.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление