RU2193963C1 - Hand-type apparatus for transfer of articles - Google Patents
Hand-type apparatus for transfer of articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193963C1 RU2193963C1 RU2002102429A RU2002102429A RU2193963C1 RU 2193963 C1 RU2193963 C1 RU 2193963C1 RU 2002102429 A RU2002102429 A RU 2002102429A RU 2002102429 A RU2002102429 A RU 2002102429A RU 2193963 C1 RU2193963 C1 RU 2193963C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- links
- output link
- output links
- actuator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к комбинированным механизмам со сложным движением выходных звеньев, которые применяются для выполнения вспомогательных операций при обслуживании технологических машин и устройств различного целевого назначения. Такие манипуляционные механизмы, имитируя определенные движения рук человека, обеспечивают захват изделия (объекта манипулирования), его перемещение из одной позиции в другую, освобождение и передачу изделия
Известно, например, манипуляционное устройство, обеспечивающее захват изделия, его перемещение по дуге окружности и освобождение, содержащее исполнительный механизм с губками для захвата изделий, механизм поворота и гидропривод (Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М.: Машиностроение, 1987. - С.9 и 10, рис. а).The invention relates to combined mechanisms with a complex movement of the output links, which are used to perform auxiliary operations in the maintenance of technological machines and devices for various purposes. Such manipulation mechanisms, imitating certain movements of a person’s hands, provide for the capture of the product (manipulation object), its movement from one position to another, release and transfer of the product
It is known, for example, a handling device that provides for the capture of the product, its movement along an arc of a circle and its release, containing an actuator with jaws for gripping the products, a rotation mechanism and a hydraulic drive (Krainev A.F. Dictionary of Mechanisms. - M.: Mechanical Engineering, 1987. - P. 9 and 10, Fig. A).
Основным недостатком данного устройства является усложненность привода и малая частота повторения рабочих циклов, т.е. невысокая производительность. Указанный недостаток является результатом использования отдельных двигателей для механизмов захвата и поворота, а также применения тихоходного гидравлического привода. Недостаток особенно ощутим при агрегатировании устройства с машинами-автоматами и линиями высокой производительности. The main disadvantage of this device is the complexity of the drive and the low repetition rate of duty cycles, i.e. low productivity. The indicated drawback is the result of using separate engines for gripping and turning mechanisms, as well as the use of low-speed hydraulic drive. The disadvantage is especially noticeable when aggregating the device with automatic machines and high-performance lines.
Известно также устройство типа "рука" для передачи предметов, выполненное в виде комбинированного механизма, содержащего исполнительный механизм с губками для захвата предметов, передаточный механизм и привод (патент 2154569 (РФ), опубл. в Б.И. и П.М., 2000. - 23 - прототип). It is also known a device of the type "hand" for transferring objects, made in the form of a combined mechanism containing an actuator with jaws for gripping objects, a transmission mechanism and a drive (patent 2154569 (RF), published in B.I. and P.M., 2000. - 23 - prototype).
Основным недостатком прототипа является сравнительная сложность структуры кинематической цепи и связанное с ней большое количество подвижных звеньев и кинематических пар. Это снижает точность функционирования устройства и увеличивает энергозатраты на реализацию процесса. The main disadvantage of the prototype is the comparative complexity of the structure of the kinematic chain and the associated large number of movable links and kinematic pairs. This reduces the accuracy of the device and increases the energy consumption for the implementation of the process.
Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности работы устройства. The objective of the present invention is to simplify the design and increase the efficiency of the device.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве типа "рука" для передачи изделий, содержащем комбинированный механизм, выполненный в виде передаточного механизма с выходным звеном, исполнительного механизма с ведущими и выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий и подвижно сопряжены с выходным звеном передаточного механизма, и привода, ведущие звенья исполнительного механизма выполнены в виде неподвижного копира. The solution to this problem is achieved by the fact that in a device of the "hand" type for transferring products containing a combined mechanism, made in the form of a transmission mechanism with an output link, an actuator with leading and output links, the latter of which are equipped with jaws for gripping the products and are movably coupled to the output link of the transmission mechanism, and the drive, the leading links of the actuator are made in the form of a stationary copier.
Передаточный механизм выполнен в виде кривошипно-коромыслового механизма с выходным звеном в виде коромысла, при этом соотношение длин звеньев механизма определено следующим выражением:
(λ2-λ1)2+λ
где λ1 - относительная длина кривошипа;
λ2 - относительная длина шатуна;
λ3 - относительная длина коромысла;
λ1=r/d, λ2=l/d, λ3=b/d;
r, l, b - длина соответственно кривошипа, шатуна, коромысла;
d - расстояние между центрами вращения кривошипа и качания коромысла.The transmission mechanism is made in the form of a crank-rocker mechanism with an output link in the form of a rocker arm, while the ratio of the lengths of the links of the mechanism is determined by the following expression:
(λ 2 -λ 1 ) 2 + λ
where λ 1 is the relative length of the crank;
λ 2 - the relative length of the connecting rod;
λ 3 - the relative length of the rocker;
λ 1 = r / d, λ 2 = l / d, λ 3 = b / d;
r, l, b - the length of the crank, connecting rod, rocker arm, respectively;
d is the distance between the centers of rotation of the crank and rocker arm.
Подвижное сопряжение выходных звеньев передаточного и исполнительного механизмов содержит палец, жестко закрепленный на свободном конце выходного звена передаточного механизма. The movable coupling of the output links of the transmission and actuating mechanisms comprises a finger rigidly fixed to the free end of the output link of the transmission mechanism.
Губки для захвата изделий жестко закреплены на выходных звеньях исполнительного механизма. Sponges for gripping products are rigidly fixed to the output links of the actuator.
Копир выполнен в виде плиты, жестко закрепленной на стойке, при этом в теле плиты выпалены продольные фигурные пазы для сопряжения с выходными звеньями исполнительного механизма. The copier is made in the form of a plate rigidly fixed to the rack, while longitudinal shaped grooves are fired in the body of the plate for interfacing with the output links of the actuator.
На свободных концах выходных звеньев исполнительного механизма смонтированы ролики для взаимодействия с фигурными пазами копира. At the free ends of the output links of the actuator mounted rollers for interaction with the curly grooves of the copier.
Расстояние от центра качания выходного звена передаточного механизма до оси пальца, содержащегося в подвижном сопряжении выходных звеньев, определено следующим выражением:
L=S/2sin(β/2), (2)
где L - расстояние от центра качания выходного звена до оси пальца;
S - расстояние между осями пальца в крайнем положении выходных звеньев;
β - полный угол размаха выходного звена.The distance from the center of swing of the output link of the transmission mechanism to the axis of the finger contained in the movable coupling of the output links is determined by the following expression:
L = S / 2sin (β / 2), (2)
where L is the distance from the center of swing of the output link to the axis of the finger;
S is the distance between the axes of the finger in the extreme position of the output links;
β is the full angle of the output link.
Заявляемое устройство отличается от прототипа сочетанием конструктивных элементов и наличием связи между элементами, обеспечивающими упрощение конструкции и повышение эффективности работы. В отличие от прототипа в предлаемом устройстве ведущие кулачки не совершают возвратно-поворотного движения вместе с выходным звеном передаточного механизма, не совершают они и вращательного движения. Кроме того, в отличие от прототипа в предлагаемом устройстве нет системы гибкой связи между передаточным и исполнительным механизмами. Эти отличия в целом определяют существенные преимущества предлагаемого устройства. The inventive device differs from the prototype in the combination of structural elements and the presence of communication between the elements, which simplify the design and increase work efficiency. Unlike the prototype, in the proposed device, the driving cams do not rotate together with the output link of the transmission mechanism, nor do they rotate. In addition, unlike the prototype, the proposed device does not have a flexible communication system between the transmission and actuators. These differences generally determine the significant advantages of the proposed device.
Выполнение ведущих звеньев исполнительного механизма в виде неподвижного копира исключает необходимость вращательного и дугового (кругового) движения ведущих кулачков, что имеет место в прототипе. При этом исключается система гибкой связи, обеспечивающая в прототипе вращательное движение ведущих кулачков. Это упрощает конструкцию устройства и исключает энергозатраты на движение масс шкивов и кулачков. The implementation of the leading links of the actuator in the form of a stationary copier eliminates the need for rotational and arc (circular) movement of the leading cams, which takes place in the prototype. This eliminates the flexible communication system that provides in the prototype the rotational movement of the leading cams. This simplifies the design of the device and eliminates the energy consumption for the movement of the masses of pulleys and cams.
Выполнение передаточного механизма в виде кривошипно-коромыслового механизма, длины звеньев которого соответствуют равенству (1), является предпочтительным. Механизм с таким соотношением длин звеньев имеет благоприятную для процесса передачи изделий силовую работоспособность, наибольшие значения которой обеспечиваются в первой половине интервала рабочего хода. The implementation of the transmission mechanism in the form of a crank-beam mechanism, the lengths of the links of which correspond to equality (1), is preferred. A mechanism with such a ratio of link lengths has a power working capacity favorable for the product transfer process, the highest values of which are provided in the first half of the stroke interval.
Подвижное сопряжение (шарнирная связь) выходных звеньев передаточного и исполнительного механизмов, выполненное посредством пальца, жестко закрепленного на свободном конце выходного звена передаточного механизма, является более технологичным решением, чем крепление пальца на одном из выходных звеньев исполнительного механизма. Такой палец обеспечивает надежную шарнирную связь выходных звеньев передаточного и исполнительного механизмов. Mobile coupling (articulation) of the output links of the transmission and actuators, made by means of a finger, rigidly fixed to the free end of the output link of the transmission mechanism, is a more technological solution than fastening a finger on one of the output links of the actuator. Such a finger provides reliable articulation of the output links of the transmission and actuating mechanisms.
Крепление губок к выходным звеньям, смонтированным на пальце, оказывается более технологичным решением, чем возможное шарнирное крепление губок на пальце и связь с ними выходных звеньев. Это определяется тем, что форма губок зависит от формы передаваемых изделий, так что смена ассортимента нередко приводит к необходимости замены губок. Предложенное решение представляется более мобильным. Attaching the jaws to the output links mounted on the finger is a more technologically advanced solution than possible hinging the jaws on the finger and linking the output links with them. This is determined by the fact that the shape of the sponges depends on the shape of the transferred products, so changing the assortment often leads to the need to replace the sponges. The proposed solution seems more mobile.
Выполнением копира в виде плиты с фигурными пазами обеспечивается возможность для геометрического замыкания высших кинематических пар и исключается необходимость использования пружин или груза, обязательных при силовом замыкании. By making a copier in the form of a plate with curly grooves, it is possible to geometrically close higher kinematic pairs and eliminates the need to use springs or weights, which are mandatory for a power circuit.
Применение роликов на выходных звеньях исполнительного механизма уменьшает износ рабочих профилей фигурных пазов копира и таким образом способствует сохранению точности функционирования губок устройства
Формула (2) дает возможность, не прибегая к графическому построению, определить полную длину выходного звена (коромысла) с учетом угла размаха последнего и расстояния между центрами позиций "схвата" и выдачи изделия.The use of rollers on the output links of the actuator reduces the wear of the working profiles of the curly grooves of the copier and thus helps to maintain the accuracy of the jaws of the device
Formula (2) makes it possible, without resorting to graphical construction, to determine the total length of the output link (rocker arm), taking into account the angle of the latter and the distance between the centers of the “gripping” positions and the delivery of the product.
На чертеже представлено устройство типа "рука" для передачи изделий, кинематическая схема. The drawing shows a device of the type "hand" for the transfer of products, the kinematic diagram.
Устройство содержит комбинированный механизм 1, выполненный в виде передаточного механизма 2 и исполнительного механизма 3 с губками 4 для захвата изделий, и привод 5. The device comprises a combined mechanism 1, made in the form of a transmission mechanism 2 and an actuator 3 with jaws 4 for gripping products, and a drive 5.
Механизм 2 включает кривошип 6, жестко закрепленный на валу 7 привода 5, шатун 8, шарнирно связанный с кривошипом 6, выходное звено (коромысло) 9, шарнирно связанное с шатуном 8 и стойкой 10. Длины звеньев механизма 2 соответствуют выражению (1). The mechanism 2 includes a crank 6, rigidly mounted on the shaft 7 of the drive 5, the connecting rod 8, pivotally connected to the crank 6, the output link (rocker) 9, pivotally connected to the connecting rod 8 and the rack 10. The lengths of the links of the mechanism 2 correspond to expression (1).
Исполнительный механизм 3 выполнен в виде неподвижного копира 11 с фигурными пазами 12 и 13 и выходных звеньев 14 и 15 с жестко закрепленными на них губками 4 для захвата изделий. Звенья 14 и 15 шарнирно связаны с выходным звеном 9 передаточного механизма посредством пальца 16, жестко закрепленного на упомянутом выходном звене. На свободных концах звеньев 14 и 15 смонтированы ролики 17 и 18 для взаимодействия с фигурными пазами 12 и 13 копира 11, который жестко закреплен на неподвижном основании. The actuator 3 is made in the form of a stationary copier 11 with curly grooves 12 and 13 and output links 14 and 15 with jaws 4 fixed to them for gripping products. The links 14 and 15 are pivotally connected to the output link 9 of the transmission mechanism by means of a pin 16, rigidly fixed to the said output link. At the free ends of the links 14 and 15 mounted rollers 17 and 18 for interaction with the curly grooves 12 and 13 of the copier 11, which is rigidly fixed to a fixed base.
Форма губок 4 соответствует форме передаваемых изделий, при захвате и переносе изделия обеспечивается сопряжение губок с изделием по большей части периметра последнего. The shape of the jaws 4 corresponds to the shape of the transferred products, during the capture and transfer of the product, the jaws are mated with the product for most of the perimeter of the latter.
Устройство типа "рука" для передачи изделий работает следующим образом. A device of the type "hand" for transferring products operates as follows.
При работе привода 5 вал 7 с закрепленным на нем кривошипом 6 совершает вращательное движение, которое посредством шатуна 8 преобразуется в возвратно-поворотное движение выходного звена 9, состоящее из рабочих и холостых ходов. When the drive 5 is operating, the shaft 7 with the crank 6 mounted on it makes a rotational movement, which, by means of the connecting rod 8, is converted into the reciprocating motion of the output link 9, consisting of working and idle strokes.
При движении звена 9 ролики 17 и 18 выходных звеньев 14 и 15 исполнительного механизма взаимодействуют с фигурными пазами 12 и 13 копира 11, сообщая выходным звеньям 14 и 15 поворотные движения и выстои относительно звена 9 передаточного механизма. При этом губки 4 выполняют аналогичные движения и выстои. When the link 9 moves, the rollers 17 and 18 of the output links 14 and 15 of the actuator interact with the curly grooves 12 and 13 of the copier 11, informing the output links 14 and 15 of the rotational movements and dwells relative to the link 9 of the transmission mechanism. In this case, the jaws 4 perform similar movements and dwellings.
Началу рабочего хода устройства соответствует его положение, при котором выходное звено 9 механизма 2 находится в крайнем положении, соответствующем границе интервалов рабочего и холостого ходов. При этом губки 4 разжаты и готовы для "схвата" изделия. The beginning of the working stroke of the device corresponds to its position at which the output link 9 of the mechanism 2 is in the extreme position corresponding to the boundary of the intervals of the working and idle strokes. In this case, the jaws 4 are unclenched and ready for the "grab" of the product.
В интервале рабочего хода устройства губки 4 занимают сжатое положение, выполняя операцию переноса изделия в позицию выдачи, при этом губки удерживают изделие, переносимое по дугообразной траектории. In the interval of the working stroke of the device, the jaws 4 occupy a compressed position, performing the operation of transferring the product to the delivery position, while the jaws hold the product carried along an arcuate path.
По завершении рабочего хода губки 4 разжимаются и перестают удерживать изделие, переданное из одной позиции в другую. При выполнении холостого хода устройства положение губок зависит от профилей фигурных пазов 12 и 13 копира 11. At the end of the working stroke, the jaws 4 open and stop holding the product transferred from one position to another. When the device is idling, the position of the jaws depends on the profiles of the curly grooves 12 and 13 of the copier 11.
Губки 4, закрепленные на выходных звеньях 14 и 15 исполнительного механизма 3, могут совершать поворотные движения относительно звена 9 и выстои заданной продолжительности одновременно или последовательно со смещением во времени. Этим обеспечивается возможность выбора закона движения губок предпочтительного для передаваемых изделий. The jaws 4, mounted on the output links 14 and 15 of the actuator 3, can perform rotary movements relative to the link 9 and the dwellings of a given duration simultaneously or sequentially with a time offset. This makes it possible to choose the law of movement of the jaws preferred for the transferred products.
В интервале кинематического (рабочего) цикла устройства губки 4 совершают сложное движение, состоящее из двух простых движений: возвратно-поворотного с выстоями относительно звена 9 и возвратное движение по дугообразной траектории вместе со звеном 9. In the interval of the kinematic (working) cycle of the device, the jaws 4 make a complex movement, consisting of two simple movements: a reciprocating movement with protrusions relative to the link 9 and the return movement along the arcuate path along with the link 9.
Применение исполнительного механизма, в котором ведущие звенья выполнены в виде копира, а выходные шарнирно связаны с выходным звеном передаточного механизма, дает возможность упростить конструкцию устройства и повысить эффективность его работы. The use of an actuator in which the driving links are made in the form of a copier, and the output links are pivotally connected to the output link of the transmission mechanism, which makes it possible to simplify the design of the device and increase its efficiency.
Claims (7)
(λ2-λ1)2+λ
где λ1 - относительная длина кривошипа;
λ2 - относительная длина шатуна;
λ3 - относительная длина коромысла;
λ1= r/d, λ2= l/d, λ3= b/d;
r, l, b - длина соответственно кривошипа, шатуна, коромысла;
d - расстояние между центрами вращения кривошипа и качания коромысла.2. The device according to p. 1, characterized in that the transmission mechanism is made in the form of a crank-rocker mechanism with an output link in the form of a rocker arm, while the ratio of the lengths of the links of the mechanism is determined by the expression
(λ 2 -λ 1 ) 2 + λ
where λ 1 is the relative length of the crank;
λ 2 - the relative length of the connecting rod;
λ 3 - the relative length of the rocker;
λ 1 = r / d, λ 2 = l / d, λ 3 = b / d;
r, l, b - the length of the crank, connecting rod, rocker arm, respectively;
d is the distance between the centers of rotation of the crank and rocker arm.
L= S/2sin(β/2),
где L - расстояние от центра качания выходного звена до оси пальца;
S - расстояние между осями пальца в крайних положениях выходного звена;
β - полный угол размаха выходного звена.7. The device according to p. 3, characterized in that the distance from the center of swing of the output link of the transmission mechanism to the axis of the finger contained in the movable pair of output links is determined by the expression
L = S / 2sin (β / 2),
where L is the distance from the center of swing of the output link to the axis of the finger;
S is the distance between the axes of the finger in the extreme positions of the output link;
β is the full angle of the output link.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002102429A RU2193963C1 (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Hand-type apparatus for transfer of articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002102429A RU2193963C1 (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Hand-type apparatus for transfer of articles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2193963C1 true RU2193963C1 (en) | 2002-12-10 |
Family
ID=20255196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002102429A RU2193963C1 (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Hand-type apparatus for transfer of articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2193963C1 (en) |
-
2002
- 2002-01-25 RU RU2002102429A patent/RU2193963C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
| RU2193963C1 (en) | Hand-type apparatus for transfer of articles | |
| RU2191108C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2344031C2 (en) | Manipulator for transmission of items | |
| RU2191109C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2224638C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2172240C1 (en) | "hand" type apparatus for handling articles | |
| RU2331507C1 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2191107C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2245780C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2176592C1 (en) | "hand" type apparatus for handling articles | |
| RU2217297C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2264907C1 (en) | Device for transporting articles | |
| RU2232672C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2179108C1 (en) | Device in form of arm for conveying workpieces | |
| RU2224639C2 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2236343C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2376130C1 (en) | Part transfer manipulator | |
| RU2265509C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2312763C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2243882C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2356725C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2154569C1 (en) | Arm-type device for passing of articles | |
| RU2356726C1 (en) | Manipulator for transfer of products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070126 |