RU215762U1

RU215762U1 - GRIPPER FOR ROBOTS

Info

Publication number: RU215762U1
Application number: RU2022126177U
Authority: RU
Inventors: Ирек Разифович Хазиев; Вячеслав Александрович Зайцев; Светлана Николаевна Никольская; Олеся Викторовна Королева; Виталий Вячеславович Каменец; Вячеслав Борисович Килинбаев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Авиатех"
Filing date: 2022-10-06
Publication date: 2022-12-26

Abstract

Полезная модель относится к автоматизации и роботизации производственных процессов и может быть использована в качестве захватного устройства в манипуляторах и промышленных роботах. Захватное устройство содержит корпус с крышкой, во внутренних полостях которых установлен поршень, жестко соединенный с толкателем, кулачки, уплотнение. При этом поршень жестко соединен с толкателем посредством крепежного винта с возможностью возвратно-поступательного движения под воздействием давления сжатого воздуха, поступающего по каналам из внешнего источника. К толкателю прикреплены кулисы посредством установочного штифта и втулок с возможностью превращения возвратно-поступательного движения поршня в качающее движение. К каждой кулисе прикреплены кулачки через оси качания, что обеспечивает их боковое движение от оси поршня. В корпусе установлена пружина с возможностью удерживания кулачков в сжатом состоянии при пропадании давления сжатого воздуха от внешнего источника, а между корпусом и крышкой, на поршне, между толкателем и поршнем и в корпусе в месте контакта с толкателем установлены резиновые кольцевые уплотнения. Обеспечивается повышение износостойкости захватного устройства. 2 ил., 1 табл.

The utility model relates to the automation and robotization of production processes and can be used as a gripping device in manipulators and industrial robots. The gripping device contains a body with a cover, in the internal cavities of which a piston is installed, rigidly connected to the pusher, cams, and a seal. In this case, the piston is rigidly connected to the pusher by means of a fixing screw with the possibility of reciprocating movement under the influence of pressure of compressed air coming through the channels from an external source. The wings are attached to the pusher by means of a locating pin and bushings with the possibility of converting the reciprocating motion of the piston into a rocking motion. Cams are attached to each link through the swing axis, which ensures their lateral movement from the piston axis. A spring is installed in the housing with the possibility of holding the cams in a compressed state when the pressure of compressed air from an external source is lost, and rubber ring seals are installed between the housing and the cover, on the piston, between the pusher and the piston and in the housing at the point of contact with the pusher. EFFECT: increased wear resistance of the gripping device. 2 ill., 1 tab.

Description

Полезная модель относится к автоматизации и роботизации производственных процессов и может быть использована в качестве захватного устройства в манипуляторах и промышленных роботах.The utility model relates to the automation and robotization of production processes and can be used as a gripping device in manipulators and industrial robots.

Известно захватное устройство для мягких деталей (авторское свидетельство СССР №1811482, B25J 15/04, опубликовано: 23.04.1993), содержащее полый корпус из магнитопроводящего материала с установленным на его рабочем торце упругую мембрану с иглами и приводом перемещения мембраны, выполненным в виде намагничивающей катушки, с сердечником, жестко закрепленным в центре мембраны, и магнитопроводящего упора, установленного на торце катушки со стороны рабочей поверхности корпуса с возможностью взаимодействия с сердечником.A gripping device for soft parts is known (USSR author's certificate No. 1811482, B25J 15/04, published: 04/23/1993), containing a hollow body made of a magnetically conductive material with an elastic membrane installed on its working end with needles and a drive for moving the membrane, made in the form of a magnetizing coils, with a core rigidly fixed in the center of the membrane, and a magnetically conductive stop mounted on the end of the coil from the side of the working surface of the housing with the possibility of interacting with the core.

Недостатками аналога являются сложность конструкции, обусловленная наличием магнитопроводящих материалов, и ограниченные функциональные возможности захватного устройств, предназначенного для мягких деталей.The disadvantages of the analog are the complexity of the design, due to the presence of magnetically conductive materials, and the limited functionality of the gripping devices designed for soft parts.

Известен вакуумный захват (патент РФ №2050255, B25J 15/04, опубликовано: 20.12.1995), содержащий корпус с концентрично установленными на нем кольцевыми уплотнителями, образующими с корпусом и поверхностью базирования захвата центральную вакуумную и периферийную кольцевую камеры, последняя образована кольцевой проточкой, на расположенных на одном уровне торцевых кромках которой установлены кольцевые уплотнения, разность высот которых определяется по формуле

A vacuum gripper is known (RF patent No. 2050255, B25J 15/04, published: 12/20/1995), containing a body with concentric ring seals mounted on it, forming with the body and the gripping surface the central vacuum and peripheral annular chambers, the latter is formed by an annular groove, on the end edges of which are located at the same level, ring seals are installed, the height difference of which is determined by the formula

где h_y1 и h_y2 - соответственно высоты наружного и внутреннего кольцевых уплотнений;where h _y1 and h _y2 are the heights of the outer and inner ring seals, respectively;

σ₀ - необходимое для герметизации удельное напряжение деформации наружного стыка;σ ₀ - the specific stress of deformation of the outer joint required for sealing;

b₁ - ширина наружного уплотнения;b ₁ - width of the outer seal;

E₁ - модуль упругости материала наружного уплотнения, а соединение камер выполнено с одним или несколькими источниками вакуума.E ₁ is the modulus of elasticity of the outer seal material, and the chambers are connected with one or more vacuum sources.

Недостатками аналога являются сложность конструкции, обусловленная наличием вакуумной камеры, и ограниченные функциональные возможности захватного устройства.The disadvantages of the analog are the complexity of the design, due to the presence of a vacuum chamber, and the limited functionality of the gripping device.

Известно также захватное устройство манипуляционного модуля (патент РФ №2769584, B25J 13/00, B25J 15/04 опубликовано: 04.04.2022), содержащее корпус, выполненный с тремя опорными площадками, две из которых расположены с одного края корпуса с возможностью вращения вокруг соответствующей оси, расположенной перпендикулярно к опорной площадке, а другая установлена с противоположного края корпуса между двумя противоположно расположенными опорными площадками, и три пальца, каждый из которых шарнирно установлен на соответствующей опорной площадке, при этом на боковых поверхностях корпуса со стороны опорных площадок шарнирно установлены три гидроцилиндра, шток каждого из которых соединен с выступом тяги соответствующего пальца, а вторые концы упомянутых тяг шарнирно закреплены на соответствующих опорных площадках.It is also known the gripping device of the manipulation module (RF patent No. 2769584, B25J 13/00, B25J 15/04 published: 04/04/2022), containing a housing made with three support platforms, two of which are located on one edge of the housing with the possibility of rotation around the corresponding axis located perpendicular to the support platform, and the other is installed on the opposite edge of the housing between two opposite support platforms, and three pins, each of which is pivotally mounted on the corresponding support platform, while three hydraulic cylinders are pivotally mounted on the side surfaces of the housing from the side of the support platforms , the rod of each of which is connected to the protrusion of the rod of the corresponding pin, and the second ends of the mentioned rods are pivotally fixed on the corresponding support platforms.

Недостатками аналога являются сложность конструкции, обусловленная наличием гидроцилиндров, и ограниченные функциональные возможности захватного устройства, предназначенного для экзоскелета.The disadvantages of the analogue are the complexity of the design, due to the presence of hydraulic cylinders, and the limited functionality of the gripping device designed for the exoskeleton.

Известен также параллельный захват (патент ЕР 1363554, B25J 15/02, F15 В15/14, опубликовано: 07.12.2005) с корпусом и двумя подвижными захватными кулачками, которые перемещаются в направляющих корпуса, при этом кулачки перемещаются друг к другу или друг от друга посредством зубчато-клинового механизма, который в корпусе приводится в действие поршнем, овальной или прямоугольной формы, образованной закругленными углами, а кулачки, с обеих сторон каждый, имеют по меньшей мере два в поперечном сечении прямоугольных, клиновых или трапециевидных направленных в сторону смещения выступа и ответные к ним направляющие канавки в направляющей, причем зубчато-клиновой механизм имеет клин, регулируемый поршнем, который входит с обеих сторон в косые углубления двух кулачков, при этом секция штока клина зубчато-клинового механизма проходит через отверстие корпуса в нижней части направляющей в пространство цилиндра и там соединена с поршневым приводом.A parallel gripper is also known (patent EP 1363554, B25J 15/02, F15 B15/14, published: 07.12.2005) with a housing and two movable gripping cams that move in the housing guides, while the cams move towards each other or from each other by means of a gear-wedge mechanism, which in the housing is driven by a piston, oval or rectangular in shape, formed by rounded corners, and the cams, on both sides each, have at least two in cross section rectangular, wedge-shaped or trapezoidal ledges directed towards the displacement and matching guide grooves in the guide, and the gear-wedge mechanism has a wedge regulated by a piston, which enters on both sides into the oblique recesses of the two cams, while the section of the rod of the wedge of the gear-wedge mechanism passes through the housing hole in the lower part of the guide into the cylinder space and there it is connected to a piston drive.

Недостатками аналога являются сложность конструкции, обусловленная высокой точностью и технологичностью, и ограниченные функциональные возможности параллельного захвата. Так же износ клиновидных или трапециевидных выступов на кулачках и пазах зубчато -клинового механизма приведут к неравномерному зажатию груза. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является захватное устройство для манипуляторов с ручным или автоматическим управлением (патент US 6827381, B25J 15/08, опубликовано: 07.12.2004), имеющее корпус захвата, по меньшей мере, одну основную губку, установленную с возможностью перемещения в корпусе захвата, и привод для основной челюсти (кулачка), содержащий гидравлически или пневматически заряжаемый поршень, установленный с возможностью перемещения в цилиндр, и шлицевое зубчатое колесо, оптимальная герметизация базовой губки в корпусе захвата достигается за счет того, что базовая губка имеет уплотненное, например круглое или многоугольное, поперечное сечение, по крайней мере, в сечении, отходящем от корпуса захвата, когда захватное устройство открыто.The disadvantages of the analogue are the complexity of the design, due to the high accuracy and manufacturability, and the limited functionality of the parallel capture. Also, the wear of wedge-shaped or trapezoidal protrusions on the cams and grooves of the gear-wedge mechanism will lead to uneven clamping of the load. The closest in technical essence and the achieved result to the claimed is a gripping device for manipulators with manual or automatic control (patent US 6827381, B25J 15/08, published: 12/07/2004), having a grip body, at least one main sponge installed with the possibility of movement in the grip body, and a drive for the main jaw (cam) containing a hydraulically or pneumatically charged piston mounted for movement in the cylinder and a splined gear wheel, optimal sealing of the base jaw in the grip body is achieved due to the fact that the base jaw has a compacted, for example round or polygonal, cross section, at least in the section extending from the body of the gripper when the gripper is open.

Недостатками ближайшего аналога являются повышенный износ и соответственно недолговечность конструкции, и ограниченные функциональные возможности захватного устройства.The disadvantages of the closest analogue are increased wear and, accordingly, the fragility of the design, and limited functionality of the gripping device.

Задачами полезной модели являются упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей захватного устройства.The objectives of the utility model are to simplify the design and expand the functionality of the gripping device.

Технический результат - повышение износостойкости захватного устройства.The technical result is an increase in the wear resistance of the gripping device.

Повышение износостойкости захватного устройства и соответственно долговечности обеспечивается за счет замены скользящего контакта между кулачками и толкателем на качение, при этом исключается влияние износа на точность, помимо этого за счет элементов качения, находясь в схожих габаритах корпуса устройства, увеличивается ход кулачков.An increase in the wear resistance of the gripping device and, accordingly, durability is ensured by replacing the sliding contact between the cams and the pusher with rolling, while eliminating the effect of wear on accuracy, in addition, due to the rolling elements, being in similar dimensions of the device body, the stroke of the cams increases.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в захватном устройстве, содержащем корпус с крышкой, во внутренних полостях которых установлен поршень, жестко соединенный с толкателем, кулачки, уплотнение, согласно полезной модели поршень жестко соединен с толкателем посредством крепежного винта, с возможностью возвратно-поступательного движения под воздействием давления сжатого воздуха, поступающего по каналам из внешнего источника, причем к толкателю прикреплены кулисы посредством установочного штифта и втулок с возможностью превращения возвратно-поступательное движение поршня в качающее движение, при этом к каждой кулисе прикреплены кулачки через оси качания, что обеспечивает их боковое движение от оси поршня, и в корпусе установлена пружина с возможностью удерживание кулачков в сжатом состоянии при пропадании давления сжатого воздуха от внешнего источника, а между корпусом и крышкой, на поршне, между толкателем и поршнем и в корпусе в месте контакта с толкателем установлены резиновые кольцевые уплотнения.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the gripping device, containing a body with a cover, in the internal cavities of which there is a piston rigidly connected to the pusher, cams, a seal, according to the utility model, the piston is rigidly connected to the pusher by means of a fixing screw, with the possibility reciprocating motion under the influence of pressure of compressed air coming through the channels from an external source, and the wings are attached to the pusher by means of a locating pin and bushings with the possibility of converting the reciprocating motion of the piston into a swinging motion, while cams are attached to each link through the swing axles, which ensures their lateral movement from the piston axis, and a spring is installed in the housing with the ability to hold the cams in a compressed state when the pressure of compressed air from an external source is lost, and between the housing and the cover, on the piston, between the pusher and the piston and in the housing at the point of contact with tol rubber o-rings are installed by the roller.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен вид сверху захватного устройства. На фиг. 2 - разрез А-А.The essence of the utility model is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a top view of the gripper. In FIG. 2 - section A-A.

Захватное устройство для роботов содержит корпус 1 с крышкой 2, во внутренней полости которых установлен поршень 3, жестко соединенный с толкателем 4 посредством крепежного винта 5, с возможностью возвратно-поступательного движения под воздействием давления сжатого воздуха, поступающего по каналам из внешнего источника. К толкателю 4 прикреплены кулисы 6 посредством установочного штифта 7 и втулок 8 с возможностью передачи (превращения) возвратно-поступательное движение поршня 3 в качающее движение. К каждой кулисе 6 прикреплены кулачки 9 через оси качания 10, что обеспечивает их боковое движение от оси поршня. Установленная в корпусе 1 пружина 11 служит для удерживания кулачков 9 в сжатом состоянии, при пропадании давления сжатого воздуха от внешнего источника. Резиновое кольцевое уплотнение 12 установлено между корпусом 1 и крышкой 2 для обеспечения герметичности подпоршневого пространства. Резиновое кольцевое уплотнение 13 установлено на поршне 3, а резиновое кольцевое уплотнение 14 установлено между поршнем 3 и толкателем 4, обеспечивая герметичность, не давая воздуху проникать через винт 5. Резиновое кольцевое уплотнение 15 установлено соответственно в крышке 2 для обеспечения герметичности штока толкателя 4, не давая воздуху из надпоршневого пространства выходить наружу.The gripping device for robots contains a housing 1 with a cover 2, in the internal cavity of which a piston 3 is installed, rigidly connected to the pusher 4 by means of a fixing screw 5, with the possibility of reciprocating movement under the pressure of compressed air coming through the channels from an external source. Backstage 6 is attached to the pusher 4 by means of an locating pin 7 and bushings 8 with the possibility of transferring (transforming) the reciprocating motion of the piston 3 into a rocking motion. Cams 9 are attached to each link 6 through the swing axis 10, which ensures their lateral movement from the piston axis. The spring 11 installed in the housing 1 serves to hold the cams 9 in a compressed state when the compressed air pressure from an external source is lost. The rubber ring seal 12 is installed between the body 1 and the cover 2 to ensure the tightness of the under-piston space. The rubber O-ring 13 is installed on the piston 3, and the rubber O-ring 14 is installed between the piston 3 and the pusher 4, ensuring tightness, preventing air from entering through the screw 5. The rubber O-ring 15 is installed respectively in the cover 2 to ensure the tightness of the pusher rod 4, allowing air from above the piston space to escape.

Захватное устройство для роботов работает следующим образом. Во внутренней полости корпуса 1, крышки 2 возвратно-поступательно движется поршень 3 под воздействием давления сжатого воздуха, поступающего по каналам из внешнего источника. При подаче воздуха в надпоршневое пространство, поршень движется вниз, увлекая за собой толкатель 4, который жестко соединен с поршнем 3, при помощи крепежного винта 5. Прикрепленные к толкателю 4 посредством установочного штифта 7 и втулок 8 кулисы 6 передают возвратно-поступательное движение поршня 3 в качающее движение. К каждой кулисе 6 прикреплены кулачки 9 через оси качания 10, что обеспечивает их боковое движение от оси поршня (кулачки разжимаются, т.е. удаляются на максимальное расстояние). При подаче сжатого воздуха в подпоршневое пространство, происходит обратное движение поршня 3, который поднимает толкатель 4 и, соответственно кулачки 9 (кулачки сжимаются, т.е. приближаются на минимальное расстояние). Пружина И служит для удерживания кулачков 9 в сжатом состоянии, при пропадании давления сжатого воздуха от внешнего источника. Резиновые кольцевые уплотнение 12 установлено между корпусом 1 и крышкой 2, для обеспечения герметичности подпоршневого пространства, уплотнительное кольцо 13 установлено на поршне 3, резиновая прокладка 14установлена между поршнем и толкателем обеспечивая герметичность не давая воздуху проникать через винт 5 и уплотнительное кольцо 15 установлены соответственно в крышке для обеспечения герметичности штока толкателя не давая воздуху из надпоршневого пространства выходить наружу.The gripping device for robots works as follows. In the inner cavity of the housing 1, cover 2 reciprocating piston 3 moves under the pressure of compressed air coming through the channels from an external source. When air is supplied to the over-piston space, the piston moves down, dragging the pusher 4, which is rigidly connected to the piston 3, using the fixing screw 5. Attached to the pusher 4 by means of the dowel pin 7 and bushings 8, the wings 6 transmit the reciprocating motion of the piston 3 in a swinging motion. Cams 9 are attached to each link 6 through the swing axis 10, which ensures their lateral movement from the piston axis (the cams are unclenched, i.e. removed to the maximum distance). When compressed air is supplied to the under-piston space, the reverse movement of the piston 3 occurs, which raises the pusher 4 and, accordingly, the cams 9 (the cams are compressed, i.e. they approach the minimum distance). Spring And serves to hold the cams 9 in a compressed state, when the pressure of compressed air from an external source is lost. Rubber O-ring 12 is installed between body 1 and cover 2, to ensure the tightness of the under-piston space, sealing ring 13 is installed on piston 3, rubber gasket 14 is installed between the piston and pusher ensuring tightness preventing air from penetrating through screw 5 and sealing ring 15 are installed respectively in the cover to ensure the tightness of the pusher rod, preventing air from the over-piston space from escaping.

Краткие технические характеристики захватных устройств.Brief technical characteristics of gripping devices.

Как видно из таблицы сопоставительного анализа заявленное захватное устройство по своим техническим характеристикам, таким, как масса перемещаемого груза, усилие зажима, минимальное рабочее давление воздуха, максимальный крутящий момент на инструменте и прочее не уступает лучшим мировым образцам, а по некоторым, например, ход пальца 30 мм превосходит (25 мм).As can be seen from the comparative analysis table, the claimed gripping device in terms of its technical characteristics, such as the mass of the load being moved, the clamping force, the minimum operating air pressure, the maximum torque on the tool, etc., is not inferior to the best world samples, and for some, for example, the finger 30mm is superior (25mm).

Итак, заявленная полезной модели обеспечивает упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей захватного устройства.So, the claimed utility model provides a simplification of the design and expansion of the functionality of the gripping device.

А также заявленная полезная модель повышает износостойкость захватного устройства, т.к. за счет замены скользящего контакта между кулачками и толкателем на качение исключается влияние износа, влияющее на точность, помимо этого за счет элементов качения, находясь в схожих габаритах корпуса устройства, увеличить ход кулачков.And also the claimed utility model increases the wear resistance of the gripping device, because by replacing the sliding contact between the cams and the pusher for rolling, the influence of wear that affects accuracy is eliminated, in addition, due to the rolling elements, being in similar dimensions of the device body, increase the stroke of the cams.

Claims

A gripping device comprising a housing with a cover, in the internal cavities of which there is a piston rigidly connected to the pusher, cams, a seal, characterized in that the piston is rigidly connected to the pusher by means of a fixing screw with the possibility of reciprocating movement under the pressure of compressed air flowing through channels from an external source, and the wings are attached to the pusher by means of a locating pin and bushings with the possibility of converting the reciprocating movement of the piston into a rocking movement, while cams are attached to each stage through the swing axis, which ensures their lateral movement from the piston axis, and in the housing a spring is installed with the possibility of holding the cams in a compressed state when the pressure of compressed air from an external source is lost, and rubber ring seals are installed between the housing and the cover, on the piston, between the pusher and the piston and in the housing at the point of contact with the pusher.