RU177909U1 - SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR - Google Patents
SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU177909U1 RU177909U1 RU2017136465U RU2017136465U RU177909U1 RU 177909 U1 RU177909 U1 RU 177909U1 RU 2017136465 U RU2017136465 U RU 2017136465U RU 2017136465 U RU2017136465 U RU 2017136465U RU 177909 U1 RU177909 U1 RU 177909U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output link
- tripod
- drive
- working
- length
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 20
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 abstract 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 8
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013098 chemical test method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
- B66C23/36—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована в роботизированных комплексах для проведения монтажных, буровзрывных, очистных и строительных работ при работе в опасных для человека условиях.Задачей полезной модели является повышение эффективности за счет расширения возможностей манипулятора при выполнении конкретных работ в автоматическом режиме в особых условиях.Пространственный механизм манипулятора содержит подвижное горизонтальное основание 1, которое шарнирно связано с вертикальным основаним 2 с возможностью его отклонения от вертикали. Вертикальное основание 2 имеет привод 3. На вертикальном основании 2 установлен, например с помощью шарнира, трипод 4. Выходное звено 5 шарнирно установлено на рабочей площадке 6 трипода 4 с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной рабочей площадке 6 трипода. На площадке трипода установлен привод 7, обеспечивающий вращение выходного звена 5. Оптимально длину выходного звена выполнить не менее половины длины рабочего инструмента, размещенного в захвате 8. Захват закреплен, например, болтами на свободном конце выходного звена 5.В случае выполнения, например, буровзрывных работ необходимо, чтобы длина дополнительного выходного звена была равна не менее половины длины самого длинного рабочего инструмента, размещенного в захвате.Привод, установленный на рабочей площадке трипода, обеспечивает вращение дополнительного выходного звена относительно его оси по часовой стрелке и против на угол не более 180 градусов. Это связано с тем, что к рабочему инструменту высокой сложности подводятся различные кабели (силовые, систем управления и контроля), а значит, произвольное вращение выходного звена на один или несколько оборотов может привести к их повреждению. Для исключения таких ситуаций дополнительное выходное звено поворачивается в обе стороны на угол не более 180 градусов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to robotics and can be used in robotic complexes for installation, drilling and blasting, cleaning and construction work when working in a hazardous environment. The objective of the utility model is to increase efficiency by expanding the capabilities of the manipulator when performing specific work in automatic mode in special The spatial mechanism of the manipulator contains a movable horizontal base 1, which is pivotally connected with a vertical base 2 with possible Stu its deviation from vertical. The vertical base 2 has a drive 3. On a vertical base 2, for example, a tripod 4 is mounted, for example by means of a hinge. The output link 5 is pivotally mounted on the working platform 6 of the tripod 4 with the possibility of rotation about an axis perpendicular to the working platform 6 of the tripod. A drive 7 is mounted on the tripod site, which ensures rotation of the output link 5. Optionally, the output link must be at least half the length of the working tool located in the gripper 8. The gripper is fixed, for example, with bolts at the free end of the output link 5. In the case of, for example, drilling and blasting it is necessary that the length of the additional output link be equal to at least half the length of the longest working tool located in the gripper. The drive mounted on the tripod working platform ensures rotation the additional output link relative to its axis clockwise and counterclockwise by an angle of not more than 180 degrees. This is due to the fact that various cables (power, control and monitoring systems) are connected to the working tool of high complexity, which means that arbitrary rotation of the output link by one or several revolutions can lead to damage. To exclude such situations, the additional output link is rotated in both directions at an angle of no more than 180 degrees. 2 s.p. f-ly, 1 ill.
Description
Полезная модель относится к робототехнике и может быть использована в роботизированных комплексах для проведения монтажных, буровзрывных, очистных и строительных работ при работе в опасных для человека условиях: ядерные и химические полигоны, жерла вулканов, объекты в космосе.The utility model relates to robotics and can be used in robotic complexes for installation, drilling and blasting, treatment and construction work when working in dangerous conditions for humans: nuclear and chemical testing sites, vents of volcanoes, objects in space.
Для повышения точности позиционирования рабочего инструмента, связанного со схватом манипулятора, в состав манипулятора вводятся механизмы параллельной структуры, чаще всего дельта механизмы и триподы (см., например, Bonev, I., Delta Parallel Robot - the Story of Success. Online article available at http://www.parallemic.org/Reviews/Review002.html 2001 г; Патент РФ на изобретение №95116560 «Аварийно-спасательная машина» и другие).To increase the accuracy of positioning the working tool associated with the grip of the manipulator, parallel structure mechanisms, most often delta mechanisms and tripods, are introduced into the manipulator (see, for example, Bonev, I., Delta Parallel Robot - the Story of Success. Online article available at http://www.parallemic.org/Reviews/Review002.html 2001; RF patent for the invention No. 95116560 “Rescue vehicle” and others).
При работе в стесненных условиях проблематично использование дельта механизмов из-за больших поперечных габаритных размеров.When working in cramped conditions, the use of delta mechanisms is problematic due to the large transverse overall dimensions.
В качестве прототипа выбран манипулятор параллельно-последовательной структуры на базе трипода и на подвижной основе (см. Несмиянов И.А. Особенности структурного исследования манипуляторов параллельно-последовательной структуры. Современное машиностроение. Наука и образование. 2016. №5. С. 715-722). Манипулятор содержит подвижное горизонтальное основание, шарнирно связанное с ним вертикальное основание с приводом, обеспечивающим его отклонение от вертикали. На вертикальном основании установлен трипод, на рабочей площадке которого закреплен захват.As a prototype, a parallel-serial structure manipulator based on a tripod and on a moving basis was selected (see I. Nesmiyanov, Features of the structural study of parallel-serial structure manipulators. Modern engineering. Science and education. 2016. No. 5. P. 715-722 ) The manipulator contains a movable horizontal base, a vertical base pivotally connected to it with a drive, ensuring its deviation from the vertical. A tripod is installed on a vertical base, on the working platform of which a grip is fixed.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: подвижное горизонтальное основание, шарнирно связанное, с возможностью отклонения, вертикальное основание имеющее привод, на котором установлен трипод с захватом.The following features of the prototype coincide with the essential features of the utility model: a movable horizontal base, articulated, with the possibility of deviation, a vertical base having a drive on which a tripod with a gripper is mounted.
К недостаткам прототипа относится: 1) невозможность размещения и позиционирования рабочего инструмента больших линейных размеров, удерживаемых в схвате манипулятора, например таких как бурильная машина, зарядное устройство барабанного типа; 2) отсутствие возможности поворота всего инструмента относительно оси, перпендикулярной площадке трипода. Например, при проведении буровых работ, необходимо поворачивать инструмент при бурении центральных и оконтуривающих шпуров проходки.The disadvantages of the prototype include: 1) the inability to place and position the working tool of large linear dimensions held in the grip of the manipulator, for example, such as a drilling machine, drum type charger; 2) the inability to rotate the entire tool relative to the axis perpendicular to the tripod area. For example, when conducting drilling operations, it is necessary to rotate the tool while drilling the central and contouring penetration holes.
Задачей полезной модели является повышение эффективности за счет расширения возможностей манипулятора при выполнении конкретных работ в автоматическом режиме в особых условиях.The objective of the utility model is to increase efficiency by expanding the capabilities of the manipulator when performing specific work in automatic mode in special conditions.
Это достигается тем, что пространственный механизм манипулятора, содержит подвижное горизонтальное основание, шарнирно связанное с вертикальным основанием, с возможностью отклонения его от вертикали и имеющем привод, на котором установлен трипод с захватом. В предложенном решении на рабочей площадке трипода с возможностью вращения относительно ее перпендикулярной оси шарнирно установлено выходное звено, имеющее привод, на свободном конце выходного звена закреплен захват.This is achieved by the fact that the spatial mechanism of the manipulator contains a movable horizontal base pivotally connected to a vertical base, with the possibility of deviating it from the vertical and having a drive on which a tripod with a grip is mounted. In the proposed solution, an output link having a drive is pivotally mounted on the tripod’s working platform with the possibility of rotation relative to its perpendicular axis, a grip is fixed at the free end of the output link.
В случае выполнения, например буровых работ, необходимо чтобы длина выходного звена была равна не менее половины длины самого длинного рабочего инструмента, размещенного в захвате. Так если, например, шаг проходки, в условиях проведения буровых работ на Луне, установлен 150 см, то длины бурильной машины и зарядного барабана будут около 200 см. В этом случае длина выходного звена должна быть не менее 100 см.In the case of, for example, drilling operations, it is necessary that the length of the output link be equal to at least half the length of the longest working tool placed in the grip. So, if, for example, the penetration step, in the conditions of drilling on the Moon, is set to 150 cm, then the length of the drilling machine and the charging drum will be about 200 cm. In this case, the length of the output link should be at least 100 cm.
Известно, что к рабочему инструменту высокой сложности подводятся различные кабели (силовые, систем управления и контроля), а значит, произвольное вращение выходного звена на один или несколько оборотов может привести к их повреждению. Для исключения таких ситуаций выходное звено поворачивается в обе стороны на угол не более 180 градусов. При бурении, например, боковых шпуров проходки, бурильную машину, вместе с выходным звеном, необходимо повернуть в обе стороны на угол 90 градусов. А при бурении половых шпуров, бурильная машина должна быть повернута на 180 градусов от исходного положения.It is known that various cables (power, control and monitoring systems) are connected to a working tool of high complexity, which means that arbitrary rotation of the output link by one or several revolutions can lead to damage. To exclude such situations, the output link is rotated in both directions at an angle of no more than 180 degrees. When drilling, for example, side drilling holes, the drilling machine, together with the output link, must be turned 90 degrees in both directions. And when drilling floor holes, the drilling machine must be rotated 180 degrees from its original position.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана схема пространственного механизма манипулятора.A utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a diagram of the spatial mechanism of the manipulator.
Пространственный механизм манипулятора содержит подвижное горизонтальное основание 1, которое шарнирно связано с вертикальным основаним 2 с возможностью его отклонения от вертикали. Вертикальное основание 2 имеет привод 3. На вертикальном основании 2 установлен, например с помощью шарнира, трипод 4. Выходное звено 5 шарнирно установлено на рабочей площадке 6 трипода 4 с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной рабочей площадке 6 трипода. На площадке трипода установлен привод 7, обеспечивающий вращение выходного звена 5. Оптимально длину выходного звена выполнить не менее половины длины рабочего инструмента, размещенного в захвате 8. Захват закреплен, например, болтами на свободном конце выходного звена 5.The spatial mechanism of the manipulator contains a movable
Рассмотрим работу устройства на примере выполнения буровых работ. В захвате 8 закрепляется инструмент больших линейных размеров, например бурильная машина (на фигуре не показана). Подвижное горизонтальное основание 1 останавливается возле переднего фронта проходки. При помощи привода 3 поворачивается на необходимый угол вертикальное основание 2. При помощи трипода 4 рабочая площадка 6 выставляется параллельно плоскости переднего фронта проходки. В соответствии с паспортом на буровые работы выполняется бурение всех горизонтальных шпуров центральной части проходки и оконтуривающих шпуров крыши проходки. Отклонив бурильную машину на соответствующий паспорту угол, при помощи привода 3 и приводов трипода 4, бурятся наклонные шпуры центральной части проходки. Рабочая площадка 6 выставляется параллельно плоскости переднего фронта проходки. При помощи привода 7 выходное звено 5 с бурильной машиной, в захвате 8, поворачивается на 90 градусов от исходного положения по часовой стрелке и выполняется бурение оконтуривающих шпуров правого борта выработки. Аналогично бурятся шпуры левого борта выработки. После поворота звена 5 с бурильной машиной на 180 градусов от исходного положения в любую сторону, бурятся половые оконтуривающие шпуры.Consider the operation of the device on the example of drilling operations. In the
Таким образом, предложенное решение обеспечивает возможность использования инструмента больших линейных размеров и поворот инструмента в захвате относительно оси, перпендикулярной площадке трипода, что существенно расширяет возможности использования рабочего инструмента при выполнении конкретных работ в автоматическом режиме в особых условиях. Тем самым повышается эффективность манипулятора.Thus, the proposed solution provides the ability to use a tool of large linear dimensions and the rotation of the tool in the grip about an axis perpendicular to the tripod area, which significantly expands the possibilities of using a working tool when performing specific work in automatic mode in special conditions. This increases the efficiency of the manipulator.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136465U RU177909U1 (en) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136465U RU177909U1 (en) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU177909U1 true RU177909U1 (en) | 2018-03-15 |
Family
ID=61628876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136465U RU177909U1 (en) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU177909U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2784546C1 (en) * | 2022-03-29 | 2022-11-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Six-move spatial manipulator of parallel-serial structure |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4976582A (en) * | 1985-12-16 | 1990-12-11 | Sogeva S.A. | Device for the movement and positioning of an element in space |
| US20070113699A1 (en) * | 2002-07-09 | 2007-05-24 | Amir Khajepour | Light weight parallel manipulators using active/passive cables |
| RU2616493C1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Tripod arm of parallel-serial structure |
-
2017
- 2017-10-16 RU RU2017136465U patent/RU177909U1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4976582A (en) * | 1985-12-16 | 1990-12-11 | Sogeva S.A. | Device for the movement and positioning of an element in space |
| US20070113699A1 (en) * | 2002-07-09 | 2007-05-24 | Amir Khajepour | Light weight parallel manipulators using active/passive cables |
| RU2616493C1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Tripod arm of parallel-serial structure |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2784546C1 (en) * | 2022-03-29 | 2022-11-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Six-move spatial manipulator of parallel-serial structure |
| RU218887U1 (en) * | 2022-12-23 | 2023-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Tripod manipulator |
| RU218886U1 (en) * | 2023-04-06 | 2023-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Tripod manipulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gouttefarde et al. | Simplified static analysis of large-dimension parallel cable-driven robots | |
| Barbazza et al. | Trajectory planning of a suspended cable driven parallel robot with reconfigurable end effector | |
| Chu et al. | An effective heave compensation and anti-sway control approach for offshore hydraulic crane operations | |
| Mersi et al. | Design and control of a suspended cable-driven parallel robot with four cables | |
| JP6766339B2 (en) | Robots and robot systems | |
| CN203863679U (en) | Industrial mechanical arm | |
| Motaleb et al. | Bomb disposal robot | |
| JP2017205819A (en) | Robot, control device and robot system | |
| Bogdanov et al. | Control system of a manipulator of the anthropomorphic robot fedor | |
| Castelli et al. | Analysis and simulation of a new Cartesian cable-suspended robot | |
| Jin et al. | Four-cable-driven parallel robot | |
| RU177909U1 (en) | SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR | |
| Sabater et al. | Teleoperated parallel climbing robots in nuclear installations | |
| Ottaviano et al. | A low-cost easy operation 4-cable driven parallel manipulator | |
| RU142363U1 (en) | MOBILE ROBOT | |
| Zi et al. | Comparative study of cable parallel manipulators with and without hybrid-driven planar five-bar mechanism | |
| Staicu | Dynamics of the spherical 3-parallel mechanism with prismatic actuators | |
| McColl et al. | Workspace formulation of planar wire-actuated parallel manipulators | |
| Bamdad | Stability measure for a parallel cable driven robot | |
| RU172431U1 (en) | MR-48 MANIPULATOR FOR THE ATOMIC INDUSTRY | |
| Chawla et al. | Performance enhancement of interval-analysis-based-methods for wrench-feasible workspace computation of cable-driven parallel robot | |
| Marais et al. | Design and control of cram: A highly articulated cable-driven remote access manipulator for confined space inspection | |
| Lessanibahri et al. | Parasitic inclinations in cable-driven parallel robots using cable loops | |
| Riehl et al. | On the static workspace of large dimension cable-suspended robots with non negligible cable mass | |
| Jouini et al. | Modeling and control for a 6-DOF platform manipulator |