Przegub kulowy

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, w celu ograniczenia wychyleń bocznych oraz uzyskania samodzielnego działania prostującego wychylenia boczne. Oczekiwane było opracowanie nowego przegubu zawierającego sprężystą czaszę kulistą z regulowanym dociskiem oraz sprężystą wkładkę umożliwiającą obrót przegubu względem osi obrotu kinematycznej pary obrotowej oraz ograniczający ruch obrotowy w pozostałych kierunkach. Ponadto istniała potrzeba by stworzyć przegub, który mógłby być połączony i rozłączony bez demontażu i ponownego montażu w wyniku odkształcenia współpracujących powierzchni, stanowiących określone fragmenty pierścienia łukowego. Celem przedmiotowego wynalazku było również rozwiązanie problemu budowy przegubów do wielonożnych robotów kroczących oraz budowy węzłów kinematycznych współpracujących z elementami egzoszkieletów w warunkach korzystnej stabilizacji ruchu elementów powiązanych z układem ruchu kroczącego człowieka.

ISTOTA WYNALAZKU

Zgodnie z wynalazkiem przegub kulowy zawiera sprężysty element o kształcie płaskim co pozwala na ograniczenie ruchu w zakresie odkształceń sprężystych tych elementów i samoczynny powrót elementów przegubu do położenia początkowego po ustaniu jego obciążenia. Przedmiotowe rozwiązanie posiada sprężyste ograniczenie ruchu z dwoma współpracującymi powierzchniami kulistymi zapewniające obrót przegubu w dowolnym kierunku. Zaletą wynalazku jest jego adaptacyjność do zmieniających się warunków pracy przegubu kulistego. Przegub posiada także możliwość regulacji oporów ruchu oraz luzu w połączeniu kulistym zapewniającym obrót w dowolnym kierunku. Dodatkowymi zaletami tego przegubu jest możliwość jego połączenia i rozłączenia bez demontażu i ponownego montażu w wyniku sprężystego odkształcenia współpracujących ramion sprężystych sworzni z zewnętrzną i zewnętrzną czaszą kulistą.
Przegub zawiera odkształcalny element sprężysty o kształcie płaskim co pozwala na niewielki obrót względem dwóch osi obrotu oraz na samoczynny powrót do położenia początkowego po ustaniu sił wymuszających w przegubie. Zwiększa to stabilność kinematyczną i zakres możliwej regulacji warunków współpracy. Przedmiot wynalazku zapewnia stosunkowo małe wychylenia kończyn względem jednej płaszczyzny ruchu i samoczynny ich powrót do tej płaszczyzny oraz większe wychylenie w w drugiej płaszczyźnie, która jest prostopadła do pierwszej płaszczyzny.

Dostęp do linku przedstawiającego animację pracy przegubu: https://youtu.be/Cvt8QuF9b0U

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.