Przegub obrotowo-wahliwy

ZESPÓŁ AUTORSKI:

Politechnika Koszalińska

• prof. dr hab. inż. WOJCIECH KACALAK
• dr hab. inż. ZBIGNIEW BUDNIAK, prof. PK
• dr hab. inż. MACIEJ MAJEWSKI, prof. PG

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

W rozwiązaniach znanych ze stanu techniki występował problem zróżnicowania oporów ruchu, w zależności od płaszczyzny ruchu, wynikający z wykonania i montażu współpracujących ślizgowo elementów przegubu. Przy tym w znanych rozwiązaniach brak samoczynnego powrotu roboczych elementów przegubu do położenia początkowego, w kierunku wychylenia bocznego, po ustaniu jego obciążenia. Oczekiwane było opracowanie nowego przegubu, zawierającego sprężystą czaszę kulistą z regulowanym dociskiem oraz sprężystą wkładkę, aby umożliwić obrót przegubu względem osi obrotu kinematycznej pary obrotowej oraz ograniczający ruch obrotowy w pozostałych kierunkach. Dodatkowym problemem w znanych rozwiązaniach jest to, że nie ma możliwości uzyskania równomiernego docisku pomiędzy współpracującymi powierzchni przegubu, tak aby była zapewniona odpowiednia stabilność pracy.
Tym samym wynalazek rozwiązuje istniejące problemy budowy przegubów wielonożnych robotów kroczących oraz budowy węzłów kinematycznych współpracujących z elementami egzoszkieletów.

ISTOTA WYNALAZKU

Zasada działania przegubu obrotowo-wahliwego według wynalazku wykorzystuje to, że przegub posiada sprężyste ograniczenie ruchu. Zgodnie z rozwiązaniem przegub posiada dolny sworzeń oraz górny sworzeń, które stanowią obrotową parę kinematyczną wyznaczoną przez koncentryczne osie współpracujących ślizgowo łukowych powierzchni dolnego sworznia i łącznika, którego zewnętrzna powierzchnia kulista współpracuje ślizgowo z wewnętrznymi powierzchniami kulistymi górnego sworznia i półczaszy. Dolny sworzeń i górny sworzeń dzięki innowacyjnej budowie całego przegubu według wynalazku mają możliwość wzajemnej zmiany położenia, przy czym zastosowanie zespołu sprężystej płytki pozwala na sprężyste ograniczenie ruchu. Przegub obrotowo-wahliwy posiada możliwość obrotu w jednej płaszczyźnie, możliwość ta realizowana jest przez kinematyczną parę obrotową, natomiast w pozostałych kierunkach obrót przegubu odbywa się dzięki połączeniu kulistemu poprzez odkształcenia sprężyste zespołu sprężystej płytki, która zgodnie z wynalazkiem jest płaska lub jest pofałdowana. Po ustaniu działania sił wymuszających w przegubie, następuje samoczynny ruch obrotowy do położenia początkowego, w płaszczyźnie prostopadłej do osi obrotu kinematycznej pary obrotowej.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Wynalazek może być wdrożony w układach technicznych gdzie wymagana jest wysoka stabilność ruchu zwłaszcza w robotyce, w robotach wielonożnych, w robotach humanoidalnych, w urządzeniach pomiarowych, w manipulatorach i robotach przemysłowych. Dodatkowo wynalazek rozwiązuje problem budowy i eksploatacji adaptacyjnych przegubów obrotowo-wahliwych do zastosowania w mikromechanizmach.