RO111346B1

RO111346B1 - Mechanic self-blocking hand

Info

Publication number: RO111346B1
Application number: RO14810891A
Authority: RO
Inventors: Traian Demian; Constantin Udrea; Horia Panaitopol; Ciprian Rizescu
Original assignee: Automatica Sa
Priority date: 1991-07-29
Filing date: 1991-07-29
Publication date: 1996-09-30

Abstract

Invenția se referă la o mână mecanică autoblocantă, destinată construcției de manipulatoare și roboți industriali, în scopul evitării desprinderii obiectului manipulat la întreruperea accidentală a alimentării cu fluid sub presiune a motorului liniar de acționare. Mâna mecanică este alcătuită din două brațe (1 și 2J care susțin bacurile de prindere și sunt solidare cu niște glisiere (3 si 4) ce execută mișcări de translație paralele, fiind sincronizate printr-un pinion (8) angrenat cu niște cremaliere (a) practicate pe glisiere (3 și 4). Una din glisiere (3) este solidară cu o furcă (12) prevăzută cu niște bolțuri (13) care pătrund într-o piesă intermediară (14). Piesa intermediară (14) culisează într-un ghidaj cilindric (16) fiind montată pe o porțiune conică (c) de la capătul tijei (11) cilindrului pneumatic (9). In piesa intermediară (14) sunt practicate niște frezări (b) pentru elasticizare, iar între tija (11) și piesa intermediară (14) este montat un arc elicoidal (15) de compresiune.The invention relates to a hand mechanical self-locking, designed for construction manipulators and industrial robots in the purpose of avoiding the detachment of the manipulated object accidental interruption of power supply pressure fluid of the linear motor of drive. The mechanical hand is made of two arms (1 and 2J supporting the jaws and are integral with some slides (3 and 6) 4) executing parallel translational movements, being synchronized by a driven pinion (8) with some racks (a) practiced on the slides (3 and 4). One of the slides (3) is integral with a fork (12) provided with some bolts (13) which penetrate into an intermediate piece (14). The intermediate piece (14) slides into one the cylindrical guide (16) being mounted on a portion (c) at the end of the stem (11) of the pneumatic cylinder (9). In the intermediate piece (14) there are some milling (b) for elastification, and between the rod (11) and the piece intermediate spring (14) is fitted with a spring helical (15) compression.

Description

Invenția se referă la o mână mecanică autoblocantă, utilizată în construcția manipulatoarelor și roboților industriali, în scopul evitării desprinderii obiectului manipulat la întreruperea z accidentală a alimentării cu fluid sub presiune a motorului liniar de acționare a brațelor de apucare ale mâinii mecanice.The invention relates to a self-locking mechanical hand, used in the construction of industrial manipulators and robots, in order to avoid detachment of the manipulated object at the accidental interruption of the fluid supply under pressure of the linear motor for actuating the grasping arms of the mechanical hand.

în scopul menținerii forței de strângere a obiectului manipulat, chiar și i : în situația întreruperii accidentale a alimentării cu fluid sub presiune a motorului liniar de acționare, este cunoscută o mână mecanică alcătuită din două brațe paralele, pe care sunt fixate niște bacuri prismatice. : ξ Brațele sunt solidare cu niște glisiere care se pot deplasa, în sensuri opuse, în niște ghidaje și sunt prevăzute cu niște cremaliere aflate în angrenare cu un pinion, una din glisiere fiind solidară cu tija-piston a z . unui motor liniar pneumatic. Unul din bacurile prismatice este secționat în două semibacuri, unul fix și altul mobil. Semibacul mobil este prevăzut cu o prelungire articulată pe braț și se sprijină pe un arc zz lamelar. Capătul prelungirii semibacului conlucrează cu o pârghie de blocare perpendiculară pe braț și articulată pe un suport solidar cu brațul respectiv. Capătul pârghiei de blocare este prevăzut cu un zz cioc și este tras de un arc pe o cremalieră solidară cu corpul fix al mâinii mecanice.In order to maintain the clamping force of the manipulated object, even i: in the case of the accidental interruption of the fluid supply under pressure of the linear drive motor, a mechanical hand consisting of two parallel arms is known, on which some prismatic rods are fixed. : ξ The arms are integral with some sliders that can move, in opposite directions, in some guides and are provided with some racks in gear with a pinion, one of the sliding ones being integral with the piston rod of z. of a linear pneumatic motor. One of the prismatic bays is divided into two half bays, one fixed and the other mobile. The movable semibac is provided with an extension articulated on the arm and rests on a zz lamellar arch. The end of the extension of the half-tray cooperates with a locking lever perpendicular to the arm and hinged on a support integral with the respective arm. The end of the locking lever is provided with a zz hammer and is drawn by a spring on a rack integral with the fixed body of the mechanical hand.

Invenția rezolvă problema menținerii forței de strângere, independent de starea sursei energetice de alimentare a motorului liniar al mâinii mecanice.The invention solves the problem of maintaining the clamping force, regardless of the power supply state of the linear motor of the mechanical hand.

Mâna mecanică autoblocantă, conform invenției, este prevăzută cu o furcă solidară cu una dintre glisiere și în care sunt fixate niște bolțuri ce pătrund 40 într-o piesă intermediară, montată pe capătul exterior al tijei cilindrului pneumatic și care culisează în interiorul unui ghidaj . cilindric coaxial cu cilindrul pneumatic, tija cilindrului pneumatic fiind prevăzută cu o 45 porțiune conică introdusă într-un alezaj conjugat, practicat în piesa intermediară, care este prevăzută cu niște frezări pentru elasticizare, un arc elicoidal de compresiune fiind montat între tija cilindrului pneu- 50 matic și piesa intermediară.The self-locking mechanical hand, according to the invention, is provided with a fork integral with one of the slides and in which are fastened bolts that enter 40 in an intermediate piece, mounted on the outer end of the pneumatic cylinder rod and which slide inside a guide. coaxial cylindrical with the pneumatic cylinder, the pneumatic cylinder rod being provided with a 45 conical portion inserted into a conjugate bore, practiced in the intermediate piece, which is provided with milling mills for elasticity, a helical compression spring being mounted between the tire cylinder rod- 50 matic and the intermediate piece.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:By applying the invention, the following advantages are obtained:

- creșterea siguranței în funcționare a mâinii mecanice și, implicit, a manipulatorului sau robotului industrial;- increasing the operational safety of the mechanical hand and, implicitly, of the industrial manipulator or robot;

-îmbunătățirea randamentului mâinii mecanice în faza de strângere a obiectului manipulat.-improving the efficiency of the mechanical hand in the tightening phase of the manipulated object.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1...3, care reprezintă:An example of embodiment of the invention is given below, in connection with FIG. 1 ... 3, which represents:

- fig.1, vedere laterală a mâinii mecanice autoblocante;FIG. 1 is a side view of the self-locking mechanical hand;

-fig.2, secțiune longitudinală după planul A-A prin mâna mecanică autoblocantă din fig. 1;-fig.2, longitudinal section according to plane A-A by the self-locking mechanical hand of fig. 1;

-fig.3, secțiune transversală după planul B-B din fig. 2.-fig.3, cross section according to the plane B-B of fig. 2.

Mâna mecanică autoblocantă, conform invenției, este alcătuită din două brațe 1 și 2, montate pe niște glisiere 3 și 4 care pot executa o mișcare de translație pe niște bile 5 de-a lungul unor ghidaje 6. Bilele 5 de pe fiecare latură a ghidajelor B sunt dispuse într-o colivie 7. Utilizarea ghidajelor prin rostogolire micșorează pierderile prin frecare în faza activă de strângere.The self-locking mechanical hand, according to the invention, consists of two arms 1 and 2, mounted on slides 3 and 4 that can execute a translation movement on balls 5 along guides 6. Balls 5 on each side of the guides B are arranged in a cage 7. The use of roller guides reduces friction losses in the active tightening phase.

Pe fiecare glisieră 3 și 4 este executată câte o cremalieră, a, care angrenează, simultan, cu un pinion 8, asigurându-se astfel mișcarea sincornizată a brațelor 1 și 2.On each slide 3 and 4 is executed a rack, a, which simultaneously engages with a pinion 8, thus ensuring the synchronized movement of the arms 1 and 2.

Forța motoare necesară antrenării brațelor 1 și 2 este dezvoltată de un cilindru pneumatic 9 printr-un piston 10 și o tijă 11.The driving force required to drive arms 1 and 2 is developed by a pneumatic cylinder 9 through a piston 10 and a rod 11.

Glisieră 3 este solidară cu o furcă 12 ce susține niște bolțuri 13, care se fixează într-o piesă intermediară 14 prevăzută cu niște frezări b pentru elasticizare. între tija 11 și piesa intermediară 14 se montează un arc elicoidal 15, de compresiune, pretensionat cu o forță corespunzătoare forței de strângere nominală. Tija 11 este prevăzută la capătul exterior cu o porțiune conică c, definită de un unghi 2a. în mod similar piesa intermediară 1.4 este prevăzută cu un alezaj conic, cu același unghi 2a, în care pătrunde și se sprijină porțiunea conică c a tijei 11. Piesa intermediară 14 este Slide 3 is integral with a fork 12 supporting some bolts 13, which are fixed in an intermediate piece 14 provided with burs b for elasticity. Between the rod 11 and the intermediate piece 14, a compression spring 15 is fitted, with a force corresponding to the nominal clamping force. The rod 11 is provided at the outer end with a conical portion c, defined by an angle 2a. Similarly the intermediate piece 1.4 is provided with a conical bore, with the same angle 2a, in which the conical portion c of the rod 11 is penetrated and supported. The intermediate piece 14 is

RO 111346 Bl introdusă în interiorul unui ghidaj cilindric 16, montat coaxial cu cilindrul pneumatic și prevăzut cu două canale d longitudinale, diametral-opuse, prin care trec bolțurile fixate pe furca 12. Pe brațele 1 și 2, 5 așa cum se arată și în fig. 1, sunt montate niște bacuri prismatice 17, care asigură prinderea unui obiect de manipulat 18.EN 111346 Bl inserted inside a cylindrical guide 16, mounted coaxially with the pneumatic cylinder and provided with two longitudinal channels, diametrically-opposed, through which the bolts fixed on the fork 12 pass. On the arms 1 and 2, 5 as shown in fig. 1, are mounted some prismatic rods 17, which ensures the grip of an object to be manipulated 18.

Mâna mecanică autoblocantă descrisă mai sus funcționează în felul io următonîn vederea strângerii obiectului de manipulat 18 între bacurile prismatice 17 de pe brațele 1 și 2, se alimentează cilindrul pneumatic 9. astfel că pistonul 10, împreună cu tija 11, se deplasează în sensul indicat de o săgeată e. Tija 11 antrenează în mișcare de translație piesa intermediară 14, care culisează liber în ghidajul cilindric 18 și, prin intermediul bolțurilor 13 și prin furca 12,deplasează z: glisiera 3 împreună cu brațul 1 și bacul 17 aferent. Angrenând prin cremalieră a cu pinionul 8, glisiera 3 rotește și pinionul 8, care, prin cremalieră a, antrenează în mișcare de translație și 2 5 glisiera 4, împreună cu brațul 2 și bacul 17 aferent, astfel încât brațele 1 și 2 se apropie simultan de obiectul de manipulat 18, până la contactul acestuia cu cele două bacuri 17. Din acest moment începe 3o faza activă de strângere în care pistonul își continuă cursa, bacurile 17 și brațele 1 și 2 fiind din acest moment imobile. Ca atare, și piesa intermediară se oprește în ghidajul cilindric 16, iar 35 tija 11 continuă să se deplaseze comprimând arcul elicoidal 15. Porțiunea conică c a tijei 11 se împănează în alezajul conic conjugat din piesa intermediară 14, care, grație frezărilor b de elasticizare, se 40 deformează și se împănează în interiorul ghidajului cilindric 16. Dacă în această fază a funcționării mâinii mecanice, în care obiectul de manipulat 18 este strâns între bacurile 17 cu o forță de strângere 45 prestabilită,, se produce o întrerupere accidentală a alimentării cu fluid sub presiune a cilindrului pneumatic 9. forța de strângere se menține în continuare, datorită realizării autoblocării, fiind astfel evitată desprinderea obiectului de manipulat 18 dintre bacurile 17.The self-locking mechanical hand described above works in the following manner in order to tighten the manipulable object 18 between the prismatic rods 17 on the arms 1 and 2, it feeds the pneumatic cylinder 9. so that the piston 10, together with the rod 11, moves in the direction indicated by an arrow e. The rod 11 engages in translation movement the intermediate piece 14, which slides freely in the cylindrical guide 18 and, through the bolts 13 and the fork 12, moves z: the slide 3 together with the arm 1 and the associated tray 17. By gearing the pinion 8 with the pinion 8, the slide 3 rotates and the pinion 8, which, through the pinion a, engages in translational movement and the slide 5 5 5, together with the arm 2 and the corresponding plate 17, so that the arms 1 and 2 are brought close together. from the object to be manipulated 18, until its contact with the two bins 17. From this moment the active tightening phase begins in which the piston continues its race, the bins 17 and the arms 1 and 2 being from this moment immobile. As such, the intermediate piece stops in the cylindrical guide 16, and the 35 rod 11 continues to move by compressing the helical spring 15. The conical portion as the rod 11 is gripped in the conjugated conical bore of the intermediate piece 14, which, thanks to the bending mills b, 40 is deformed and clamped inside the cylindrical guide 16. If during this phase of the mechanical hand operation, in which the manipulating object 18 is clamped between the bins 17 with a predetermined clamping force 45, an accidental interruption of the fluid supply occurs under pressure of the pneumatic cylinder 9. the clamping force is still maintained, due to the self-locking, thus avoiding detachment of the object to be manipulated 18 between the bins 17.

Condiția de autoblocare este exprimată de relația:The self-locking condition is expressed by the relation:

în care μ este coeficientul de frecare al cuplului de materiale din care este executat ghidajul cilindric 16 și piesa intermediară 14, iar β > 1 reprezintă coeficientul de siguranță la alunecare.wherein μ is the friction coefficient of the couple of materials from which the cylindrical guide 16 and intermediate piece 14 are executed, and β> 1 represents the slip coefficient.

Pentru eliberarea obiectului de manipulat 18 se produce deplasarea în sensul invers indicat de săgeata e a pistonului 10, concomitent cu destinderea arcului elicoidal 15 de compresiune și retragerea porțiunii conice c a tijei 11 din piesa intermediară 14.In order to release the manipulable object 18, the displacement in the reverse direction indicated by the arrow e of the piston 10 occurs, concomitantly with the expansion of the compression spring 15 and the retraction of the conical portion c of the rod 11 of the intermediate piece 14.

Claims

Self-locking mechanical hand, driven by a pneumatic cylinder and composed of two arms, on which are fixed prismatic gripping rods, the arms being integral with some slides in which are engaged cremaliers engaged, simultaneously with a pinion, characterized by being provided with a fork (12), integral with one of the slides (3), and in which are fastened some bolts (13) which enter into an intermediate part (14), mounted on the outer end of the rod (11) of the pneumatic cylinder O ) and sliding inside a cylindrical guide (16) coaxially with the pneumatic cylinder (9), the rod (11) of the pneumatic cylinder (9) being provided with a conical portion (c) inserted in a conjugate bore, practiced in the intermediate piece Π4 ), which is provided with milling mills (fa) for elasticity, a compression spring (15) of compression being mounted between the rod (11) of the pneumatic cylinder and the intermediate piece (14).