CS247012B1

CS247012B1 - Plane positioning mechanism with toothed belt

Info

Publication number: CS247012B1
Application number: CS65785A
Authority: CS
Inventors: Igor Hollaender
Original assignee: Igor Hollaender
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1986-11-13

Abstract

- Riešenie sa týká rovinného pcioliovacieha mechanizmu s ozubeným remeňom. Podstatouriešenia je, že polohovací mechanizmus pozostáva . zo suportu, uloženého v priamociarora vedení na spojnici stredov dvoch hnacích řemenic rovnakého priemeru, a opatřeného štyrmi kladkami, umiestnenými vo vrcholoch pravoúhlého rovnoběžníka, ktorého dve strany sú rovnoběžné s priamočiarym vedením a dve strany s ramenom, ktoré je posuvné uložené v suporte a kolmé na priamočiare vedenie. Rameno je na jednom konci opatřené efektorom, na k^ordm sú upevněné obidva konce ozubeného remeňa, a na druhom konci vol'ne otočnou remenicdu, medzi kterou a hnacími řemenicemi je ozubený remeň vedený cez prvú a druhů kladku. Medzi hnacími řemenicemi a efektorom je ozubený remenň vedený cez tretiu a čtvrtů kladku. Polohovací mechanizmus je určený najmá pre priemyselné roboty a manipulátory.- The solution concerns a planar pcioliovacieh mechanism with a toothed belt. The basic solution is that the positioning mechanism consists of . from a support, placed in a rectilinear guide at the junction of the centers of two drive pulleys of the same diameter, and equipped with four pulleys, located at the vertices of a right-angled parallelogram, two sides of which are parallel to the rectilinear guide and two sides with the arm, which is slidably placed in the support and perpendicular to the rectilinear guide. The arm is equipped with an effector at one end, on which both ends of the toothed belt are fixed, and at the other end there is a rotating pulley, between which and the drive pulleys the toothed belt is guided through the first and second pulley. Between the drive pulleys and the effector, a toothed belt is guided over the third and fourth pulleys. The positioning mechanism is designed especially for industrial robots and manipulators.

Description

247012247012

Vynález sa týká rovinného polohovaciehomechanizmu s ozubeným remeňom.The invention relates to a planar positioning mechanism with a toothed belt.

Doteraz známe kinematické štruktúrymechanizmov, umožňujúcej nastavovat po-lohu efektora (technologické j hlavice) vpravouhlej súradnicovej sústave v roviněvyužívajú dva nezávislé systémy posuvnýchpohybov v dvoch súradnicových osiach. Po-honná jednotka mechanizmu zabezpečujú-ceho pohyb v smere prvej osi je připevněnák rámu zariadenia, pohonná jednotka prepohyb v druhej osi je umiestnená na pohyb-livom suporte. Vyššia hmotnost motora u-loženého na pohyblivej časti tvoří překáž-ku zvyšovaniu zrýchlení pohybov. Pokial' jeaj druhá pohonná jednotka umiestnená pev-ne v ráme, je na převod pohybu potřebnýzložitý mechanizmus, ktorý znižuje kinema-tická přesnost polohovania. Pri výrobě pre-vodov přesných polohovacích mechanizmovje nutná vysoká přesnost, vyžadujúca ná-ročná technológiu.The kinematic structures known to date, enabling the position of the effector (technological head) to be set in the right coordinate system, use two independent sliding motion systems in two coordinate axes. The thrust unit of the first axis movement mechanism is attached to the frame of the apparatus, the propulsion unit in the second axis being located on the movable slide. The higher weight of the motor mounted on the movable part constitutes an obstacle to increasing the acceleration of the movements. If the second drive unit is mounted firmly in the frame, a complex mechanism is needed to move the motion, which reduces the kinetic accuracy of the positioning. In the manufacture of precision positioning mechanisms, high precision is required, requiring high technology.

Uvedené nevýhody odstraňuje rovinnýpolohovací mechanizmus s ozubeným reme-ňom podlá vynálezu. Jeho podstata spočí-vá v tom, že pozostáva zo suportu, uložené-ho. v priamočiarom vedení na spojnici stre-dov dvoch hnacích řemenic rovnakého prie-meru a opatřeného' štyrmi kladkami, u-miestnenými vo vrcholoch pravoúhlého rov-noběžníka, ktorého dve strany sá rovnoběž-né s priamočiarym vedením a dve strany sramenom, ktoré je posuvné uložené v su-porte a kolmé na priamočiare vedenie, pri-čom rameno je na jednom konci opatřenéefektorom, na ktorom sá upevněné obidvakonce ozubeného' remeňa, a na druhom kon-ci volné otočnou remenioou, medzi ktoroua hnacími remenicami je ozubený remeň ve-dený cez prvá a druhá kladku, pričom me-dzi hnacími remenicami a efektorom je ve-dený cez tretiu a štvrtú kladku.The above-mentioned disadvantages are eliminated by a planar positioning mechanism with a toothed belt according to the invention. The essence of this is that it consists of a support that is stored. in a straight line on a connecting line of two drive pulleys of the same diameter and provided with four pulleys located in the apexes of a rectangular equator, whose two sides are parallel to the straight line and the two sides of the line are slidable in a dryer and perpendicular to a straight line, the arm being provided at one end with a detector on which both ends of the toothed belt are fastened, and at the other end a free rotary belt, between which the toothed belt is guided through the first and second pulleys are guided through the third and fourth pulleys between the drive pulleys and the effector.

Polohovací mechanizmus podTa vynálezurieši premenu dvoch rotačných pohybov nadva navzájom kolmé posuvné pohyby, efek-tora v rovině použitím jedného prvku — o-zubeného remeňa, pričom obidve pohonnéjednotky sá uložené pevne. Pre pohyby e-fektnra v smere súradnicových osí umožňu-je použit iba jednu pohonná jednotku kom-binovaná s ovládatelnou převodovkou. Me-chanizmus obsahuje jednoducho, vyrobitel-né kinematické prvky.The positioning mechanism of the present invention is to make the conversion of two rotational movements of the cam perpendicularly displaceable movements, the effect of the plane using one element-o-toothed belt, the two drive units being fixed. Only one drive unit combined with a controllable gearbox can be used for e-fectnr movements in the coordinate axis direction. Mechanism contains simple, manageable kinematic elements.

Na připojených výkresech je znázorněnákinematické schéma polohcvacieho mecha-nizmu podlá vynálezu, kde na obr. 1 je zná-zorněné všeobecné riešenie s dvorná pohon-nými jednotkami a na obr. 2 riešenie s jed-nou pohonnou jednotkou a ovládatelnoupřevodovkou. V ráme zariadenia sá uložené dve pohon-né jednotky 13, 14, ktoré sá opatřené dvo-rná hnacími remenicami 1, 2 rovnakéhopriemeru. V priamočiarom vedení 4 na spoj-nici stredov hnacích řemenic 1, 2 je ulože-ný suport 5. V suporte 5 je posuvné uloženérameno 6, ktoré je kolmé na priamočiare vedenie 4. Na jednom konci ramena 6 je u-miestnený efektor 7, na druhom konci jevolné otočná remenica 8. Osi hnacích ře-menic 1, 2 a volné otočnej řemenice 8 súnavzájom rovnoběžné a kolmé na rovinu,ktorá je rovnoběžná s priamočiarym vede-ním 4 a s ramenom 6. Suport 5 je opatřenýštyrmi kladkami 9, 10, 11, 12, ktoré sú u-miestnené vo vrcholoch pravoúhlého rov-noběžníka, ktorého dve strany sú rovnoběž-né s priamočiarym vedením 4 a dve stra-ny s ramenom 6. Osi kladiek 9, 10, 11, 12sú rovnoběžné s osami hnacích řemenic 1,2 a volné otočnej řemenice 8. Na efektore 7sú upevněné obidva konce ozubeného reífte-ňa 3. Ozubený remeň 3 je medzi efektorom7 a prvou hnacou remenicou 1 vedený cezprvá kladku 9, medzi efektorom 7 a druhouhnacou remenicou 2 je vedený cez druhůkladku 12, medzi prvou hnacou remenicou1 a volné otočnou remenicou 8 je věděnýcez tretiu kladku 10, medzi druhou hnacburemenicou 2 a volné otočnou remenicou 8je vedený cez štvrtá kladku 11. Přitom roz-stupové priemery hnacích řemenic 1, 2, vol-né otočnej řemenice 8, priemery kladiek 9,10, 11, 12' a ich umiestnenie na suporte 5a uchytenie ozubeného remeňa 3 na efekto-re 7 sú upravené tak, že vetvy ozubenéhoremeňa 3 medzi prvou hnacou remenicou1 a kladkami 9, 10 a medzi druhou hnacouremenicou 2 a kladkami 11, 12 sú rovno-běžné s priamočiarym vedením 4 a vetvy o-zubeného remeňa 3 medzi volné otočnouremenicou 8 a kladkami 10, 11 a medzi e-fektorom 7 a kladkami 9, 12 sú rovnoběž-né s ramenom 8. Na obr. 2 je zariadenie o-patrené jednou pohonnou jednotkou 13 aovládatelnou převodovkou 16 s prevodmi 1a —1. Pohonná jednotka 13 je připojenápriamo na prvú hnaciu remenicu 1 a cez o-vládatelnú převodovku 16 na druhů hrna*ciu remenicu 2. Pri otáčaní hnacích řeme-nic 1, 2 sa efektor 7 pohybuje posuvnýmipohybmi v rovině. Přitom platia vztahy. r r · ' . r , r vy = — --ωΐ + g-ω2 kde vx a vy sú posuvné rýchlosti efektora 7v smere súradnicových osí x a y súradnico-vého systému, pričom os x je rovnoběžné spriamočiarym vedením 4 a orientovaná odprvej hnacej řemenice 1 ku druhej hnačéjřemenici 2, os y je rovnoběžná s ramenpjh6 a orientovaná od volné otočnej řemenice8 k efektoru 7; ωι a ωζ sú uhlové rýchlostirotačných pohybov hnacích řemenic 1, 2;r — je poloměr rozstupových kružnic hna-cích řemenic 1, 2. K pohonu je možné po-užit iba jednu pohonná jednotku 13 a o-vládatelnú převodovku 16 s prevodmi 1 aBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a positioning mechanism according to the invention, wherein FIG. 1 shows a general solution with a yard drive unit and FIG. 2 shows a solution with a single drive unit and a gearbox. Two drive units 13, 14 are provided in the frame of the device and are provided with double drive pulleys 1, 2 of the same diameter. In the straight line 4 on the connecting center of the drive pulleys 1, 2 there is a support 5. In the slide 5 there is a sliding bearing arm 6 which is perpendicular to the straight line 4. At one end of the arm 6 there is an effector 7 at the second end of the rotatable pulley 8. The axes of the drive chains 1, 2 and the free rotary pulley 8 are parallel to each other and perpendicular to a plane parallel to the linear guide 4 and the arm 6. The support 5 is provided with four pulleys 9, 10, 11 12, which are located at the apexes of a rectangular equator, the two sides of which are parallel to the straight line 4 and the two sides of the arm 6. The axes of the rollers 9, 10, 11, 12 are parallel to the axes of the drive pulleys 1 2 and 2 of the rotatable pulley 8. Both ends of the toothed belt 3 are fixed on the effector 7. The toothed belt 3 is guided through the first pulley 9 between the effector 7 and the first pulley 1, and is guided through the container through the pulley 9 at 12, between the first drive pulley 1 and the free rotary pulley 8, there is a third pulley 10, between the second pulley 2 and the free rotary pulley 8, passed through the fourth pulley 11. Here, the spacing diameters of the pulleys 1, 2, of the free pulley 8 , the diameters of the pulleys 9,10, 11, 12 'and their positioning on the support 5a of the toothed belt attachment 3 on the effect 7 are arranged such that the toothed belt branches 3 between the first drive pulley 1 and the pulleys 9, 10 and between the second drive pulley 2 and the pulleys 11, 12 are parallel to the straight line 4 and the branches of the toothed belt 3 between the free rotary pulley 8 and the pulleys 10, 11 and are parallel to the arm 8 in between the fector 7 and the pulleys 9, 12. the device is provided with one drive unit 13 and a controllable transmission 16 with gears 1a-1. The drive unit 13 is connected directly to the first drive pulley 1 and via an adjustable transmission 16 to the drive pulley 2. When the drive belts 1, 2 are rotated, the effector 7 moves in a sliding manner in the plane. Relationships apply. r r · '. r, r vy = - --ωΐ + g-ω2 where vx and you are the sliding velocities of the effector 7 in the direction of the coordinate axes x and y of the coordinate system, wherein the x-axis is parallel to the straight line 4 and directed from the first drive pulley 1 to the second shaft 2, the y-axis is parallel to the shoulder pj6 and oriented from the free rotary pulley 8 to the effector 7; ωι and ωζ are the angular velocity movements of the drive pulleys 1, 2;

Claims

Plain toothed belt positioning mechanism, characterized in that it consists of a support (5) mounted in a linear guide (4) on the center link of two drive pulleys (1, 2) of the same diameter and provided with four rollers (9, 10, 11). , 12), located at the apexes of a rectangular parallelogram, the two sides of which are parallel to the straight guide (4J and the two sides with the arm (6), which is displaceably mounted in the support (5) and perpendicular to the invention of the bladder (4) (6) is provided at one end with an effector (7) on which both ends of the toothed belt (3) are attached, and at the other end with a free rotating pulley (8) between which and the drive pulleys (1, 2) 3) guided through the first and second pulleys (10, 11), being guided between the drive pulleys (1, 2] and the effector (7) through the third and fourth pulleys (9, 12).

1 sheet of drawings