RU173229U1

RU173229U1 - Capture

Info

Publication number: RU173229U1
Application number: RU2016128019U
Authority: RU
Inventors: Алексей Анатольевич Богданов; Марат Рамилевич Иксанов; Ильдар Мухаметович Кутлубаев
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2017-08-17

Abstract

Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована при создании исполнительных устройств манипуляторов.Сущность решения представляет собой захват, содержащий основание, по меньшей мере, три группы звеньев, каждая из которых включает первое звено, соединенное с основанием, второе и третье, соединенные между собой и первым звеном вращательными парами, при этом третье звено кинематически связано со вторым через шатун, образующий вращательные пары с третьим и вторым звеньями, привод первого звена, второе звено кинематически связано с основанием через дополнительный шатун, образующий вращательные пары со вторым звеном и основанием, отличающийся тем, что группы звеньев выполнены закрытыми, а привод первого звена выполнен как поступательная пара, звенья которой образуют вращательные пары с основанием и первым звеном.Технический результат заключается в уменьшении количества конструктивных элементов и блоков при создании захвата, а также в защите конструктивных элементов за счет выполнения звеньев закрытыми. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to robotics and can be used to create actuators for manipulators. The essence of the solution is a grip containing the base of at least three groups of links, each of which includes the first link connected to the base, the second and third connected to each other and the first link with rotational pairs, while the third link is kinematically connected to the second via a connecting rod forming rotational pairs with the third and second links, the drive of the first link, the second link is kinematic and is connected to the base through an additional connecting rod forming rotational pairs with the second link and base, characterized in that the groups of links are closed, and the drive of the first link is made as a translational pair, the links of which form rotational pairs with the base and the first link. reducing the number of structural elements and blocks when creating a capture, as well as in protecting structural elements due to the execution of the links closed. 2 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована при создании исполнительных устройств манипуляторов.The utility model relates to robotics and can be used to create actuators for manipulators.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известен захват манипулятора, содержащий сочлененные с ладонью пальцы, трос, соединяющий пальцы с приводом, концы троса закреплены на конечных элементах пальцев, средняя часть охватывает блок, установленный на выходном звене привода, при этом пальцы захвата выполнены в виде винтовых конических пружин сжатия, трос расположен внутри пружин со смещением относительно продольной оси в сторону внутренней поверхности (авторское свидетельство СССР №1237419, B25J 15/12, опубликованное 15 июня 1986 года).Known for the capture of the manipulator, containing fingers joined to the palm of the hand, a cable connecting the fingers to the drive, the ends of the cable are fixed to the end elements of the fingers, the middle part covers the block mounted on the output link of the drive, while the fingers are made in the form of helical conical compression springs, the cable is located inside the springs with an offset relative to the longitudinal axis towards the inner surface (USSR copyright certificate No. 1237419, B25J 15/12, published June 15, 1986).

Недостатком данного устройства является низкая надежность, обусловленная относительным движением пальцев по захватываемой детали в процессе работы. При натяжении троса пружина подвергается изгибу и сжатию. Имеет место нецентральное сжатие пружины. При этом пружина изгибается, что обеспечивает охват детали, и одновременно сжимается. Расстояние между витками уменьшается. Как следствие имеет место относительное движение витков по поверхности детали. Результатом этого движения является нежелательное перемещение пальца по поверхности детали, уменьшается длина контакта палец - деталь, что ведет к снижению устойчивости объекта в захвате. Повышается вероятность его выхода из захвата.The disadvantage of this device is the low reliability due to the relative movement of the fingers on the captured part during operation. When the cable is tensioned, the spring undergoes bending and compression. Off-center compression of the spring takes place. In this case, the spring is bent, which provides coverage of the part, and at the same time is compressed. The distance between the turns is reduced. As a result, there is a relative movement of the turns on the surface of the part. The result of this movement is the unwanted movement of the finger along the surface of the part, the contact length of the finger - part is reduced, which leads to a decrease in the stability of the object in the grip. The likelihood of him getting out of the capture increases.

Из уровня техники известна кисть робота, включающая основание, исполнительные группы звеньев, каждая из которых включает первое звено, соединенное с основанием, второе и третье, соединенные между собой и первым звеном вращательными парами. При этом третье звено кинематически связано со вторым через шатун, образующий вращательные пары с третьим и вторым звеньями, тросовые приводы второго и первого звеньев (заявка на патент США №20110068595, B25J 15/10, B25J 15/08, опубликованная 24 марта 2011 года). Недостатком известного решения является сложность конструкции. Это обусловлено тем, что движение второго звена обеспечивается от привода, установленного на основании, через систему передачи, включающую перепускные блоки, установленные в частности на оси, соединяющей первое звено с основанием. На этой же оси, кроме того, размещаются блоки, обеспечивающие движение первого звена. Значительное число блоков, не менее трех, вращающихся в различных направлениях, существенно усложняют конструкцию.The robot brush is known from the prior art, including a base, executive groups of links, each of which includes a first link connected to the base, a second and a third connected to each other and the first link by rotational pairs. In this case, the third link is kinematically connected to the second via a connecting rod forming rotational pairs with the third and second links, cable drives of the second and first links (application for US patent No. 201110068595, B25J 15/10, B25J 15/08, published March 24, 2011) . A disadvantage of the known solution is the design complexity. This is due to the fact that the movement of the second link is provided from the drive mounted on the base through a transmission system including bypass blocks mounted in particular on an axis connecting the first link to the base. On the same axis, in addition, blocks are placed that provide the movement of the first link. A significant number of blocks, at least three, rotating in different directions, significantly complicate the design.

Из уровня техники известен патент РФ №145920, B25J 15/10, опубликованный 27.09.2014, в котором описан захват манипулятора, содержащий две пары гибких тяг, пружину, основание и соединенные с ним открытые структурные группы, каждая из которых имеет три звена, при этом звенья соединены вращательными парами через оси вращения, первое звено -с основанием, второе звено - с первым звеном, третье звено - со вторым звеном, при этом третье звено соединено через шатун с первым звеном, две пары гибких тяг соединены одними концами с приводами, отличающийся тем, что он снабжен блоком, установленным с возможностью вращения на оси первого звена, второе звено соединено через шатуны с блоком и коромыслом, установленным на оси первого звена посредством вращательной пары и подпружиненным относительно основания, при этом гибкие тяги другими концами соединены с блоком. При этом техническим результатом выполнения полезной модели является расширение функциональных возможностей захвата. Недостатком решения является сложность конструкции, обусловленная необходимостью использования гибких тяг, подпружиненных элементов, а также незащищенность открытых структурных групп к нежелательным внешним механическим воздействиям. Данное решение выбирается в качестве прототипа.Раскрытие полезной моделиThe patent of the Russian Federation No. 145920, B25J 15/10, published on September 27, 2014, which describes the capture of a manipulator containing two pairs of flexible rods, a spring, a base and open structural groups connected to it, each of which has three links, is known in the prior art. the links are connected by rotational pairs through the axis of rotation, the first link is with the base, the second link is with the first link, the third link is with the second link, while the third link is connected through the connecting rod to the first link, two pairs of flexible rods are connected at one end to the drives, characterized in that he with nabzheny block mounted for rotation on the axis of the first link, the second link is connected via connecting rods to the block and the rocker mounted on the axis of the first link by means of a rotary pair and spring-loaded relative to the base, while flexible rods with other ends connected to the block. In this case, the technical result of the implementation of the utility model is the expansion of the capture capabilities. The disadvantage of this solution is the design complexity, due to the need to use flexible rods, spring-loaded elements, as well as the insecurity of open structural groups to undesirable external mechanical stresses. This solution is chosen as a prototype. Disclosure of a utility model

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в упрощении конструкции захвата. Технический результат заключается в уменьшении количества конструктивных элементов и блоков при создании захвата, а также в защите конструктивных элементов за счет выполнения звеньев закрытыми.The technical result, which is aimed at achieving a utility model, is to simplify the design of the capture. The technical result consists in reducing the number of structural elements and blocks when creating a capture, as well as in the protection of structural elements due to the execution of the links closed.

Указанный технический результат достигается за счет того, что используется захват, содержащий основание, по меньшей мере, три группы звеньев, каждая из которых включает первое звено, соединенное с основанием, второе и третье, соединенные между собой и первым звеном вращательными парами, при этом третье звено кинематически связано со вторым через шатун, образующий вращательные пары с третьим и вторым звеньями, привод первого звена, второе звено кинематически связано с основанием через дополнительный шатун, образующий вращательные пары со вторым звеном и основанием, отличающийся тем, что группы звеньев выполнены закрытыми, а привод первого звена выполнен как поступательная пара, звенья которой образуют вращательные пары с основанием и первым звеном. Захват может содержать пять групп звеньев, причем поступательная пара может быть выполнена в виде винтового механизма или в виде гидроцилиндра.The specified technical result is achieved due to the fact that a grip is used that contains a base, at least three groups of links, each of which includes a first link connected to the base, a second and a third connected to each other and the first link by rotational pairs, while the third the link is kinematically connected to the second via a connecting rod forming rotary pairs with the third and second links, the drive of the first link, the second link is kinematically connected to the base through an additional connecting rod forming rotational pairs with the second link and the base, characterized in that the groups of links are closed, and the drive of the first link is made as a translational pair, the links of which form rotational pairs with the base and the first link. The capture may contain five groups of links, and the translational pair can be made in the form of a screw mechanism or in the form of a hydraulic cylinder.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Полезная модель поясняется изображениями: на фиг. 1 представлен общий вид захвата; на фиг. 2 - разрез, выполненный по одной исполнительной группе звеньев; на фиг. 3 - кинематическая схема исполнительной группы звеньев.The utility model is illustrated by images: in FIG. 1 shows a general view of the capture; in FIG. 2 is a section taken along one executive group of links; in FIG. 3 is a kinematic diagram of an executive group of links.

Захват содержит основание 1 (фиг. 1), исполнительные группы звеньев 2, 3, 4, 5, 6. Каждая исполнительная группа, например 3, включает первое звено 7, соединенное с основанием вращательной парой 8, второе звено 9, соединенное с первым вращательной парой 10, третье звено 11, соединенное со вторым звеном вращательной парой 12 (фиг. 2).The capture comprises a base 1 (Fig. 1), executive groups of links 2, 3, 4, 5, 6. Each executive group, for example 3, includes a first link 7 connected to the base by a rotary pair 8, a second link 9 connected to the first rotational a pair of 10, the third link 11 connected to the second link of the rotational pair 12 (Fig. 2).

Второе звено 9 кинематически связано с третьим звено 11 посредством шатуна 13. При этом шатун 13 образует вращательные пары 14 со звеном 9 и 15 со звеном 11.The second link 9 is kinematically connected with the third link 11 by means of a connecting rod 13. At the same time, the connecting rod 13 forms rotational pairs 14 with a link 9 and 15 with a link 11.

Второе звено 9, кроме того, кинематически связано с основанием 1 посредством дополнительного шатуна 16. Дополнительный шатун 16 образует вращательные пары 17 со звеном 9 и 18 с основанием 1.The second link 9, in addition, is kinematically connected with the base 1 by means of an additional connecting rod 16. The additional connecting rod 16 forms rotational pairs 17 with a link 9 and 18 with the base 1.

Движение исполнительной группы звеньев 7, 9, 11 обеспечивается через привод первого звена 19, включающий поступательную пару 20 (фиг. 3). Звено 21, пары 20, соединено с основанием 1 вращательной парой 22. А звено 23 с первым звеном 7 через вращательную пару 24.The movement of the executive group of links 7, 9, 11 is provided through the drive of the first link 19, including the translational pair 20 (Fig. 3). Link 21, pairs 20, is connected to the base 1 by a rotary pair 22. And link 23 with the first link 7 through a rotational pair 24.

Поступательная пара 20 может выполняться в виде винтового механизма или гидроцилиндра.The translational pair 20 may be in the form of a screw mechanism or hydraulic cylinder.

Исполнительные группы звеньев 4, 5, 6 выполнены идентичными по конструкции с исполнительной группой звеньев 3.Executive groups of links 4, 5, 6 are identical in design to the executive group of links 3.

Захват работает следующим образом.Capture works as follows.

При необходимости обеспечить движение звеньев исполнительной группы (например, 3) включается привод 19. Звено 23 перемещается поступательно относительно звена 21. Расстояние между вращательными парами 22 и 24 уменьшается. Как следствие обеспечивается поворот звена 7 во вращательной паре 8 против направления вращения часовой стрелки (фиг. 2). Наличие кинематической связи звена 9 с основанием 1 через дополнительный шатун 16 вызывает поворот второго звена 9 во вращательной паре 10 так же против часовой стрелки.If necessary, to ensure the movement of the links of the executive group (for example, 3), the drive 19 is turned on. The link 23 moves progressively relative to the link 21. The distance between the rotational pairs 22 and 24 is reduced. As a result, the rotation of the link 7 in the rotational pair 8 is provided against the direction of rotation of the clockwise direction (Fig. 2). The presence of the kinematic connection of the link 9 with the base 1 through an additional connecting rod 16 causes the rotation of the second link 9 in the rotational pair 10 also counterclockwise.

В свою очередь движение звена 9, в силу его кинематической связи со звеном 11 через шатун 13, обеспечивает поворот третьего звена 11 так же против часовой стрелки.In turn, the movement of the link 9, due to its kinematic connection with the link 11 through the connecting rod 13, provides the rotation of the third link 11 also counterclockwise.

Кинематическая связь звена 11 со звеном 9 обеспечивается за счет подвижностей во вращательных парах 14 и 15, образованных соответствующими звеньями и шатуном 13. В свою очередь кинематическая связь звена 9 с основанием 1 обеспечивается за счет подвижностей во вращательных парах 17 и 18, образованных соответствующими звеньями и дополнительным шатуном 16.The kinematic connection of the link 11 with the link 9 is provided due to the mobility in the rotational pairs 14 and 15 formed by the corresponding links and the connecting rod 13. In turn, the kinematic connection of the link 9 to the base 1 is provided due to the mobility in the rotational pairs 17 and 18 formed by the corresponding links and additional connecting rod 16.

Таким образом, перемещение в поступательной паре 20, за счет привода 19 обеспечивает одновременный поворот звеньев 7, 9, 11, исполнительной группы 3 против направления часовой стрелки. Наличие кинематической связи звена 7 с основанием 1 через дополнительный шатун 16 позволяет осуществлять движение звена 9 и 11 от привода первого звена 19. Благодаря этому один привод 19 обеспечивает движение всех трех звеньев (7, 9, 11) исполнительной группы.Thus, the movement in the translational pair 20, due to the drive 19 provides the simultaneous rotation of the links 7, 9, 11, Executive group 3 counterclockwise. The kinematic connection of the link 7 with the base 1 through an additional connecting rod 16 allows the movement of the link 9 and 11 from the drive of the first link 19. Due to this, one drive 19 provides the movement of all three links (7, 9, 11) of the executive group.

Аналогичная работа привода в исполнительных группах звеньев 4-6 обеспечивает сведение звеньев и сжатие захвата.Similar operation of the drive in the executive groups of links 4-6 provides the reduction of the links and compression of the grip.

Разжатие захвата обеспечивается при включении привода 19 на реверсивное движение. Звено 23 перемещается поступательно относительно звена 21. Расстояние между вращательными парами 22 и 24 увеличивается. Как следствие, в силу кинематической связи звена 7 с основанием 1 (через дополнительный шатун 16) и звена 11 со звеном 9 через шатун 13 осуществляется одновременный поворот звеньев во вращательных парах 8, 10, 12 по направлению вращения часовой стрелки.The release of the gripper is provided when the drive 19 is turned on for reverse movement. Link 23 moves progressively relative to link 21. The distance between the rotational pairs 22 and 24 increases. As a result, due to the kinematic connection of the link 7 with the base 1 (via an additional connecting rod 16) and the link 11 with the link 9 through the connecting rod 13, the links are rotated in rotational pairs 8, 10, 12 in a clockwise direction.

Обеспечение одновременного движения всех звеньев 7, 9 и 11 от одного привода 19 (первого звена - 7) позволяет упростить конструкцию за счет использования меньшего числа активных приводов.Ensuring the simultaneous movement of all links 7, 9 and 11 from one drive 19 (the first link - 7) allows you to simplify the design by using fewer active drives.

Таким образом, заявляемое устройство, обеспечивает более простую, надежную конструкцию захвата.Thus, the inventive device provides a simpler, more reliable grip design.

Claims

1. The capture containing the base, groups of links, each of which contains the first link, equipped with a drive, the second link connected to the first link by means of a rotational pair, and the third link kinematically connected to the second link by means of a connecting rod with the formation of a connecting rod and the second and third mentioned links of rotational pairs, characterized in that the second link is kinematically connected to the base by means of an additional connecting rod with the formation of said additional connecting rod with a second link and the base of rotational p.

2. The capture according to claim 1, characterized in that the drive of the first link of the group of links is made in the form of a screw mechanism.

3. The capture according to claim 1, characterized in that the drive of the first link of the group of links is made in the form of a hydraulic cylinder.