BR202015000753U2 - INTRODUCTION IN ROBOTIC ARM - Google Patents
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Abstract
"disposição introduzida em braço robótico" o presente resumo refere-se a um pedido de patente de modelo de utilidade para braço robótico ( 1 ), pertencente ao campo dos componentes usados em sistemas de automação, compreendido: por co- luna (2); por um dispositivo elevador montado na coluna (2) e formado, essencialmente: por guias verticais paralelas ( 1 o); e por uma base (11) que se desloca nas guias (10); por braço móvel (20) montado articulado na base (11 ), formado por dois trechos: primeiro trecho de braço mais longo (21) articulado na base ( 11) e articulável por 180° nesta e segundo braço mais curto (30) articulado no primeiro braço (21) e articulável por 360° neste; e por conjunto de motorização composto substancialmente por primeiro (40), segundo(50) e terceiro (60) conjuntos de servo-motores e respectivas transmissões por correias e polias; que movem a base ( 11) nas guias (1 o); o primeiro trecho de braço (21) em relação à base (11) e o segundo trecho de braço (30) em relação ao primeiro trecho de braço (21)"robotic arm arrangement" This summary relates to a utility model patent application for robotic arm (1), pertaining to the field of components used in automation systems, comprising: column (2); a lifting device mounted on the column (2) and formed essentially by: parallel vertical guides (1 °); and by a base (11) moving on the guides (10); by a movable arm (20) mounted on the base (11), formed by two sections: first longer arm portion (21) articulated on the base (11) and pivotable by 180 ° on this and second shorter arm (30) articulated on the first arm (21) and pivot 360 ° in this; and a power train assembly composed substantially of first (40), second (50) and third (60) servo motor assemblies and their belt and pulley drives; which move the base (11) on the guides (1 °); the first arm stretch (21) relative to the base (11) and the second arm stretch (30) relative to the first arm stretch (21)
Description
“DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM BRAÇO ROBÓTICO" [001] O presente relatório descritivo refere-se a um pedido de patente de modelo de utilidade para braço robótico, pertencente ao campo dos componentes usados em sistemas de automação, que recebeu disposição para ser usado, particularmente, em uma máquina de vendas automáticas de sorvetes ou outros produtos comestíveis ou bebidas."ROBOTIC ARM ARRANGEMENT" [001] This descriptive report relates to a robotic arm utility model patent application pertaining to the field of components used in automation systems which has been disposed to be used particularly on a vending machine for ice cream or other edible products or beverages.
[002] Já é conhecido um conjunto de vendas de sorvetes, compreendido, basicamente: por uma máquina de sorvete em massa usual; e por uma unidade de venda automática que é simplesmente justaposta em frente a máquina de sorvete e que contém: dispositivos para que um usuário escolha um tipo de sorvete de uma lista e para pagar; dispensadores do sorvete, ingredientes e copo; um braço robótico, que pega um copo e passa pela máquina de sorvete e pelos recipientes de ingredientes conforme programado; e por dispositivo dispensador do sorvete pronto. Esse conjunto presta-se para sua função, mas apresenta inconvenientes, principalmente o grande volume e área necessária para instalação e alto custo, este decorrente, principalmente, do braço robótico empregado.[002] There is already known a set of ice cream sales, comprised basically: by a usual mass ice cream machine; and by a vending unit that is simply juxtaposed in front of the ice cream machine and contains: devices for a user to choose a type of ice cream from a list and to pay; ice cream dispensers, ingredients and glass; a robotic arm, which takes a glass and goes through the ice cream machine and ingredient containers as scheduled; and by dispensing device of the ready ice cream. This set lends itself to its function, but has drawbacks, especially the large volume and area required for installation and high cost, mainly due to the robotic arm employed.
[003] Para superar isso, a requerente desenvolveu e é objeto de um outro seu pedido de patente, uma máquina de vendas automáticas de sorvete e outros, que apresenta como característica principal ter todo o seu mecanismo, necessário à composição e venda de sorvetes ou outros, instalados em um único gabinete e dotado de um braço robótico simplificado para melhor adequar a máquina ao tipo de produto a ser vendido, geralmente de baixo custo.To overcome this, the applicant has developed and is the subject of another of its patent applications, an ice cream vending machine and others, which has as its main feature all the mechanism necessary for the composition and sale of ice cream or others are housed in a single cabinet and have a simplified robotic arm to best match the machine to the generally low-cost type of product being sold.
[004] Assim, essa máquina desenvolvida pela requerente é com- preendida: por um único gabinete que aloja todos os componentes necessários à composição e venda automática de sorvetes ou outros, dentre eles o braço robótico. Essa máquina é eficiente para o fim a que se destina e apresenta como vantagem ter custo mais adequado ao tipo de produtos vendidos, geralmente de baixo preço de venda.Thus, this machine developed by the applicant is understood: by a single cabinet that houses all the components necessary for the composition and automatic sale of ice cream or others, including the robotic arm. This machine is efficient for its intended purpose and has the advantage of being more cost-effective for the type of products sold, usually of low selling price.
[005] Assim, a presente patente tem por objetivo prover esse novo braço robótico, desenvolvido para ser empregado, particularmente nessa máquina de venda de sorvetes ou outros produtos particularmente produtos comestíveis e bebidas.Thus, the present patent is intended to provide this new robotic arm, designed to be employed, particularly in this vending machine for ice cream or other products, particularly edible products and beverages.
[006] Outro objetivo é prover um braço robótico de construção e fabricação simples.[006] Another objective is to provide a robotic arm of simple construction and fabrication.
[007] Outro objetivo é prover um braço robótico de baixo custo.Another objective is to provide a low cost robotic arm.
[008] Outro objetivo é prover um braço robótico possível de ser empregado em outras aplicações.Another objective is to provide a robotic arm that can be employed in other applications.
[009] Tendo em vista portanto, os aspectos e objetivos acima e no propósito de atendê-los foi desenvolvida a disposição introduzida em braço robótico, objeto da presente patente, o qual é compreendido, substancialmente, por: coluna que aloja mecanismo (motorização, transmissão, guias) de elevação e movimentação do braço em planos horizontais de alturas diferentes; braço formado por dois trechos articuláveis no plano horizontal: primeiro trecho de braço articulável por 180° em relação à coluna; e segundo trecho de braço articulável por 360° em relação ao primeiro e cuja extremidade livre tem garra de pega do copo de sorvete.In view, therefore, of the above aspects and objectives and in order to meet them, the arrangement introduced in the robotic arm, object of the present patent, which is substantially comprised by: column housing mechanism (motorization, transmission, guides) for lifting and moving the arm in horizontal planes of different heights; arm formed by two articulated stretches in the horizontal plane: first swivel arm section 180 ° in relation to the spine; and second 360 ° swiveling arm portion relative to the first and whose free end has ice cream cup grip claw.
[010] Essa forma de construção do braço robótico é simples conforme desejável para a máquina de vendas automáticas de sorvete ou outros e apto a atender às necessidades desta, uma vez que, referido braço tem amplos movimentos em planos horizontais de diferentes alturas que vão de uma lateral, passando em frente e deslocando-se até a lateral oposta da coluna, ao longo do que pode realizar paradas para “pegar” um copo, a massa de sorvete, ingredientes sólidos que compõem o sorvete e ao fim avançar e dispor o sorvete pronto no dispositivo de entrega, conforme o lay-out da máquina, atendendo assim ao objetivo principal da presente disposição.[010] This form of construction of the robotic arm is as simple as desired for the ice cream vending machine or others and is capable of meeting its needs since said arm has wide movements in horizontal planes of different heights ranging from one side, passing ahead and moving to the opposite side of the column, along which you can make stops to “grab” a glass, the ice cream batter, solid ingredients that make up the ice cream and then move forward and arrange the ice cream delivered to the delivery device, according to the layout of the machine, thus meeting the main purpose of this provision.
[011] É evidente que o presente braço, pode ser adaptado para inúmeras outras aplicações, não necessariamente uma máquina de vendas do tipo ora aludida, mas qualquer outra em que seja necessária movimentação em plano horizontal em diferentes alturas.It is evident that the present arm can be adapted for countless other applications, not necessarily an alluded-type vending machine, but any other where horizontal movement at different heights is required.
[012] O presente braço apresenta construção e fabricação simples e baixo custo conforme outros objetivos da disposição.[012] This arm features simple construction and fabrication and low cost according to other purposes of the arrangement.
[013] Os desenhos anexos referem-se à disposição introduzida em braço robótico, objeto da presente patente, nos quais: [014] As figs. 1 a 4 mostram o braço robótico em perspectiva em diferentes posições voltado à direita, centralmente e a esquerda, respectivamente;The accompanying drawings refer to the arrangement introduced in the robotic arm, object of the present patent, in which: [014] Figs. 1-4 show the perspective robotic arm in different positions facing right, central and left respectively;
[015] A fig. 5 mostra um detalhe do braço robótico ampliado, no são vistos conjuntos de articulação e motorização do braço; e [016] A fig. 6 mostra um detalhe de uma aplicação do braço em uma máquina de venda automática de sorvetes ou outros.[015] Fig. 5 shows a detail of the enlarged robotic arm, no articulation and motor drive assemblies are seen; and [016] FIG. 6 shows a detail of an arm application on an ice cream or other vending machine.
[017] Conforme ilustram as figuras acima relacionadas, o braço robótico 1 (figs. 1 a 5), objeto da presente patente, aplica-se particularmente em uma máquina de venda automática de sorvetes ou ou- tros 100 (fig. 6), objeto de outro pedido de patente da mesma requerente e destina-se a prover uma solução simples e eficiente para essa aplicação e opcionalmente ser usado em outras aplicações.[017] As the above related figures illustrate, the robotic arm 1 (Figs. 1 to 5), object of the present invention, applies particularly to an ice cream vending machine or others 100 (Fig. 6), subject to another patent application of the same applicant and is intended to provide a simple and efficient solution for that application and optionally to be used in other applications.
[018] Assim, o presente braço robótico 1 é formado, substancialmente: por um suporte em forma de coluna 2 que pode ser assentado em uma superfície receptora de uma máquina 100; por um dispositivo elevador montado na coluna 2 e formado, essencialmente: por pelo menos três guias verticais paralelas 10 que definem uma seção triangular, montadas na coluna 2; e por uma base 11 que se desloca nas guias 10 e formada essencialmente por duas placas substancialmente iguais dispostas espaçadas uma acima da outra, placa inferior 12 dotada de buchas 13 que deslizam nas guias 10 e placa superior 14 com recorte em torno das guias 10.Thus, the present robotic arm 1 is formed substantially by: a column-shaped support 2 which can be seated on a receiving surface of a machine 100; by a lifting device mounted on column 2 and formed essentially by: at least three parallel vertical guides 10 defining a triangular section mounted on column 2; and by a base 11 moving in the guides 10 and formed essentially by two substantially equal plates arranged spaced one above the other, lower plate 12 provided with sliding bushings 13 in the guides 10 and upper plate 14 cut out around the guides 10.
[019] Referido braço robótico 1 é formado ainda por braço móvel 20 montado articulado na base 11, formado por dois trechos: primeiro trecho de braço mais longo 21 articulado na base 11 e articulável por 180° nesta e segundo braço mais curto 30 articulado no primeiro braço 21 e articulável por 360° neste.Said robotic arm 1 is further formed by movable arm 20 mounted on base 11, formed by two sections: first longer arm portion 21 articulated on base 11 and pivotable 180 ° on this and second shorter arm 30 articulated on first arm 21 and 360 ° hinged on this one.
[020] O primeiro braço 21 é uma armação formada por duas hastes chatas paralelas 22, que guardam espaço livre 23 uma em relação à outra e que têm extremidades adjacentes montadas solidárias em primeiro eixo de articulação 24 e extremidades opostas que tem montado segundo eixo de articulação 25; dito primeiro eixo de articulação 24 fica disposto entre as placas 12 e 14 da base 11 e montado em mancais 26 previstos nestas, referido segundo eixo de articulação 25 fica disposto entre as extremidades das hastes 22 e montado em mancais 27 previstos nestas.[020] The first arm 21 is a frame formed by two parallel flat rods 22, which hold free space 23 relative to each other and which have adjacent ends mounted integrally with first pivot axis 24 and opposite ends which have mounted second axis of rotation. joint 25; said first pivot shaft 24 is disposed between the plates 12 and 14 of base 11 and mounted on bearings 26 provided thereon, said second pivot axis 25 is arranged between the ends of rods 22 and mounted on bearings 27 provided thereon.
[021] O segundo braço 30 é uma haste chata com comprimento e espessura menores que o comprimento e largura do espaço livre 23 entre as hastes chatas 22 que compõem o primeiro braço 21, uma das extremidades de dito segundo braço 30 é solidária ao segundo eixo de articulação 25 e a extremidade oposta e livre e incorpora uma garra 31 para “pegar” um objeto, no caso da aplicação em máquina de sorvete, referida garra 31 é um alargamento de configuração em “U” suficiente para receber entre seus ramos paralelos um copo 200 usado para conter o sorvete.[021] The second arm 30 is a flat rod with length and thickness less than the length and width of the free space 23 between the flat rods 22 that make up the first arm 21, one end of said second arm 30 is integral with the second axis. 25 and the opposite end is free and incorporates a claw 31 to "pick up" an object, in the case of ice cream application, said claw 31 is a U-shaped widening sufficient to receive between its parallel branches a 200 cup used to contain the ice cream.
[022] O braço robótico 1 é formado ainda por conjunto de motorização composto substancialmente por primeiro 40, segundo 50 e terceiro 60 conjuntos de servo-motores e respectivas transmissões por correias e polias. O primeiro conjunto de servo-motor e transmissão 40 faz parte do dispositivo elevador e é compreendido: por servomotor 41 montado na base da coluna 2, polia motora 42 montada no eixo do servo-motor 41 e polia movida 43 montada no alto da coluna 2; e por correia 44 montada nas polias e em um trecho da qual fica montada, através de um prendedor 45, a base 11; dito primeiro conjunto de servo-motor e transmissão 40 sendo possível de acionamentos para subir e descer a base 11 nas guias 10 da coluna 2.The robotic arm 1 is further formed by a power train assembly composed substantially of first 40, second 50 and third 60 servo motor assemblies and their belt and pulley drives. The first servo motor and transmission assembly 40 is part of the elevator device and comprises: servo motor 41 mounted on the base of column 2, drive pulley 42 mounted on the axis of servo motor 41 and driven pulley 43 mounted on top of column 2 ; and by a belt 44 mounted on the pulleys and a portion of which is mounted via a fastener 45 the base 11; said first servo motor and transmission assembly 40 being possible for drives to raise and lower base 11 on the guides 10 of column 2.
[023] O segundo conjunto de servo-motor e transmissão 50 faz parte do primeiro trecho de braço 21 e compreende: um servo-motor 51 montado sob a placa inferior 12 da base 11, polia motora 52 montada no eixo do servo-motor 51, polia movida 53 monta solidária no primeiro eixo de articulação 24 solidário às placas 22 que compõem o primeiro braço 21; e por correia de transmissão 54 montada nas polias; dito segundo conjunto de servo-motor e transmissão 50 pos- sível de acionamentos para mover o primeiro trecho de braço 21 por um ângulo de 180° em relação à base 11.The second servo motor and transmission assembly 50 is part of the first arm portion 21 and comprises: a servo motor 51 mounted under the bottom plate 12 of base 11, drive pulley 52 mounted on the servo motor shaft 51 , driven pulley 53 mounts integrally on the first pivot axis 24 integral with the plates 22 that comprise the first arm 21; and drive belt 54 mounted on the pulleys; said second servo motor and drive transmission assembly 50 possible for moving the first arm portion 21 by an angle of 180 ° to base 11.
[024] O terceiro conjunto de servo-motor e transmissão 60 faz parte do segundo trecho de braço 30 e compreende: um servo-motor 61 montado sob a extremidade da placa superior 22 do primeiro braço 21, polia motora 62 montada no eixo do servo-motor 61, polia movida 63 monta solidária no segundo eixo de articulação 25 solidário ao segundo trecho de braço 30; e por correia de transmissão 64 montada nas polias; dito terceiro conjunto de servo-motor e transmissão 60 apto a mover por um ângulo de 360° o segundo trecho de braço 30 em relação ao primeiro trecho de braço 21, passando inclusive através do espaço livre 26 entre as placas 22 que compõem este.[024] The third servo motor and transmission assembly 60 is part of the second arm portion 30 and comprises: a servo motor 61 mounted under the upper plate end 22 of the first arm 21, drive pulley 62 mounted on the servo shaft -motor 61, driven pulley 63 mounts integrally to the second pivot shaft 25 integrally to the second arm portion 30; and drive belt 64 mounted on the pulleys; said third servo motor and transmission assembly 60 capable of moving the second arm portion 30 relative to the first arm portion 21 relative to the first arm portion 21, including passing through the free space 26 between the plates 22 which comprise it.
[025] Referidos servo-motores 40, 50, 60 ficam sujeitos a acionamentos que fazem parte do dispositivo de acionamento responsável pela lógica de funcionamento do equipamento no qual o braço robó-tico 1 está instalado, no caso preferencialmente uma máquina de venda de sorvetes ou outros.Said servomotors 40, 50, 60 are subject to drives that are part of the drive device responsible for the operating logic of the equipment in which the robotic arm 1 is installed, in this case preferably an ice cream vending machine. or others.
[026] Desse modo, o primeiro conjunto de servo-motor e transmissão 40 sobe ou desce a base 11, contendo o braço 20, nas guias 10 da coluna 11, posicionando assim o braço 20 na dimensão vertical.Thereby, the first servo motor and transmission assembly 40 raises or lowers the base 11, containing the arm 20, in the guides 10 of the column 11, thus positioning the arm 20 in the vertical dimension.
[027] O segundo 50 e terceiro 60 conjuntos de servo-motor e transmissão posicionam o braço 20 na dimensão horizontal. Assim, o segundo conjunto de servo-motor e transmissão 50 move o primeiro trecho de braço 21 num ângulo de 180° em relação à base 11, posicionando assim o segundo trecho de braço 30 que contém a garra 31 em um leque de posições que vai desde uma posição mais à esquerda, passando pela central até à direita da base 11 e consequentemente da coluna 2 montada em superfície do equipamento receptor do braço robótico 1. O terceiro conjunto de servo-motor e transmissão 60, estando o segundo trecho de braço 30 em uma posição à esquerda ou central ou à direita da coluna 2, pode girar referido segundo trecho de braço 30 por 360° em relação à extremidade do primeiro trecho de braço 21, dando assim uma ampla possibilidade de posicionar a garra 31 para receber inúmeros objetos, no caso da máquina de sorvetes, receber primeiro um copo 200, depois a massa de sorvete, em seguida os complementos sólidos deste e por fim entregar o sorvete pronto.The second 50 and third 60 servo motor and transmission assemblies position arm 20 in the horizontal dimension. Thus, the second servo motor and transmission assembly 50 moves the first arm leg 21 at an angle of 180 ° to base 11, thereby positioning the second arm leg 30 containing claw 31 in a range of positions from a leftmost position, through the center to the right of base 11 and consequently from surface mounted column 2 of the robotic arm receiving equipment 1. The third servo motor and transmission assembly 60, the second arm portion 30 being in a left or center or right-hand position of column 2, said second arm portion 30 may be rotated 360 ° relative to the end of the first arm portion 21, thus giving a wide possibility of positioning jaw 31 to receive numerous objects. In the case of the ice cream maker, first receive a 200 cup glass, then the ice cream batter, then the solid ice cream supplements and finally deliver the ice cream.
[028] O braço robótico 1 que é aplicado na máquina de venda de sorvetes ou outros 100 é substancialmente conforme a ilustrada na figura 4. Nessa aplicação, a coluna 2 fica alojada em um compartimento verticalizado que pode ser formado por fechamentos laterais estáticos 101 e um fechamento frontal dinâmico em forma de sanfona 102 solidário à base 1 e cujas regiões superior e inferior distendem-se ou encolhem-se conforme o movimento de subida e descida do conjunto formado pela base 11 e braço 20 montado nesta, configurando assim um elemento lúdico a mais para o conjunto da máquina. A região frontal e laterais da base 11 é fechada por ca-renagem 103. A face superior da haste chata superior 22 do trecho de braço 21 recebe carenagem 104 que cobre o sistema de transmissão por polias 61, 62 e correia 63 do terceiro conjunto de servomotor e transmissão 60, que move o segundo trecho de braço 30.[028] The robotic arm 1 which is applied to the ice cream or other vending machine 100 is substantially as shown in Figure 4. In that application, column 2 is housed in a vertical compartment which can be formed by static side closures 101 and a concertina-shaped dynamic front closure 102 integral with base 1 and whose upper and lower regions extend or shrink as the upward and downward movement of the assembly formed by the base 11 and arm 20 mounted thereon, thus constituting a playful element more for the machine assembly. The front and side regions of the base 11 are closed by a thread 103. The upper face of the upper flat rod 22 of the arm section 21 receives fairing 104 which covers the pulley drive system 61, 62 and belt 63 of the third set. servomotor and transmission 60, which moves the second arm section 30.
[029] Dentro da construção básica, acima descrita, pleiteia-se que o braço robótico 1, objeto da presente patente, possa ser modificado em relação a material, dimensão, configuração funcional ou ornamental sem que fuja do âmbito de proteção solicitado.[029] Within the basic construction described above, it is claimed that the robotic arm 1, object of the present patent, can be modified in relation to material, size, functional or ornamental configuration without departing from the requested scope of protection.
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