RU2224638C2 - Hand type apparatus for handling articles - Google Patents
Hand type apparatus for handling articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224638C2 RU2224638C2 RU2002112274/02A RU2002112274A RU2224638C2 RU 2224638 C2 RU2224638 C2 RU 2224638C2 RU 2002112274/02 A RU2002112274/02 A RU 2002112274/02A RU 2002112274 A RU2002112274 A RU 2002112274A RU 2224638 C2 RU2224638 C2 RU 2224638C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- actuator
- link
- jaws
- output
- output links
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к комбинированным механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым для выполнения вспомогательных операций при обслуживании машин, станков, прессов и другого оборудования. Такие манипуляционные механизмы, имитируя определенные движения рук человека, обеспечивают захват изделия (объекта манипулирования), его перемещение из одной позиции в другую, освобождение и передачу изделия. The present invention relates to combined mechanisms with a complex movement of the output links used to perform auxiliary operations when servicing machines, machine tools, presses and other equipment. Such manipulation mechanisms, imitating certain movements of a person’s hands, provide for the capture of the product (object of manipulation), its movement from one position to another, release and transfer of the product.
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). It is known, for example, a manipulation 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. - S. 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 frequency of repetition of duty cycles, i.e. low productivity. This drawback is the result of the use of 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 machines - automatic machines and high-performance lines.
Известно также устройство типа "рука" для передачи изделий, выполненное в виде комбинированного механизма, содержащего исполнительный механизм с губками для захвата изделий, передаточный механизм, выполненный в виде рычажно-зубчатого механизма, и привода (патент 2177404 (РФ), опубл. в БИПМ, 2001. - 36 - прототип). It is also known device type "hand" for transferring products, made in the form of a combined mechanism containing an actuator with jaws for gripping products, a transmission mechanism made in the form of a lever-gear mechanism, and a drive (patent 2177404 (RF), publ. In BIPM , 2001. - 36 - prototype).
Основным недостатком прототипа является его неспособность перемещать передаваемые изделия по прямолинейной траектории. Возможность прямолинейного движения объекта манипулирования для некоторых технологических процессов является важным требованием, определяющим эффективность работы устройства. The main disadvantage of the prototype is its inability to move the transmitted product along a straight path. The possibility of rectilinear movement of the manipulated object for some technological processes is an important requirement that determines the efficiency of the device.
Упомянутый недостаток прототипа вызван структурой его кинематической цепи, при которой выходные звенья исполнительного механизма с губками для захвата изделий совершают лишь поворотные движения. В некоторых реализуемых процессах и операциях такое движение губок снижает точность функционирования устройства. The aforementioned disadvantage of the prototype is caused by the structure of its kinematic chain, in which the output links of the actuator with jaws to capture products make only rotary movements. In some ongoing processes and operations, such a movement of the jaws reduces the accuracy of the device.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности функционирования устройства. The present invention is to improve the accuracy of the operation 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 ведущим и выходным звеньями и исполнительного механизма с ведущим и выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий, и привод, выходное звено передаточного механизма и ведущее звено исполнительного механизма сопряжены между собой, при этом сопряжение выполнено в виде зубчатого зацепления. 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 driving and output links and an actuating mechanism with driving and output links, the last of which are equipped with jaws for gripping the products, and the drive, the output link of the transmission mechanism and the leading link of the actuator are interconnected, while the pairing is made in the form of gear engagement.
Ведущее звено передаточного механизма выполнено в виде кулачка, а выходное - в виде коромысла, при этом последнее снабжено роликом для сопряжения с кулачком. The leading link of the transmission mechanism is made in the form of a cam, and the output link is in the form of a rocker arm, while the latter is equipped with a roller for coupling with the cam.
Ведущее звено исполнительного механизма выполнено в виде зубчатой рейки, при этом с рейкой шарнирно соединены выходные звенья механизма. The leading link of the actuator is made in the form of a gear rack, while the output links of the mechanism are pivotally connected to the rack.
Комбинированный механизм содержит неподвижный копир с продольными фигурными пазами для взаимодействия с выходными звеньями исполнительного механизма. The combined mechanism contains a stationary copier with longitudinal curly grooves for interaction with the output links of the actuator.
Губки для захвата изделий жестко закреплены на выходных звеньях исполнительного механизма, при этом закрепление губок выполнено разъемным. The jaws for gripping the products are rigidly fixed to the output links of the actuator, while the jaws are detachable.
Зубчатое зацепление содержит зубчатый сектор, жестко закрепленный на свободном конце выходного звена передаточного механизма, при этом центр делительной окружности сектора совпадает с центром качания выходного звена. Gear engagement contains a gear sector, rigidly fixed to the free end of the output link of the transmission mechanism, while the center of the pitch circle of the sector coincides with the center of swing of the output link.
На свободных концах выходных звеньев исполнительного механизма смонтированы ролики для взаимодействия с продольными фигурными пазами неподвижного копира. At the free ends of the output links of the actuator mounted rollers for interaction with the longitudinal curly grooves of a stationary copier.
Шарнирное соединение выходных звеньев исполнительного механизма с его ведущим звеном содержит палец, жестко закрепленный на конце упомянутого ведущего звена. The swivel of the output links of the actuator with its driving link comprises a finger rigidly fixed to the end of said driving link.
Ведущее звено исполнительного механизма подвижно сопряжено, по меньшей мере, с двумя жестко закрепленными направляющими. The leading link of the actuator is movably coupled with at least two rigidly fixed guides.
Заявляемое устройство отличается от прототипа сочетанием конструктивных элементов и наличием связи между ними, обеспечивающими упрощение конструкции, возможность перемещения изделий по прямолинейной траектории и повышение точности функционирования. Предлагаемое устройство удовлетворяет первому условию работоспособности, т. е. структурной формуле кинематической цепи, определяемой формулой Чебышева:
W=3•n-2p5-p4=3•5-2•5-4=1,
где W - степень подвижности механизма при одном ведущем звене (кулачке);
n - число подвижных звеньев, n=5 (кулачок, коромысло, рейка, два выходных звена);
р5 - число низших кинематических пар, р5=5;
р4 - число высших кинематических пар, р4=4.The inventive device differs from the prototype by the combination of structural elements and the presence of a connection between them, which simplifies the design, the ability to move products along a straight path and increase the accuracy of operation. The proposed device satisfies the first condition of operability, i.e., the structural formula of the kinematic chain, determined by the Chebyshev formula:
W = 3 • n-2p 5 -p 4 = 3 • 5-2 • 5-4 = 1,
where W is the degree of mobility of the mechanism with one leading link (cam);
n is the number of movable links, n = 5 (cam, rocker, rail, two output links);
p 5 is the number of lower kinematic pairs, p 5 = 5;
p 4 is the number of higher kinematic pairs, p 4 = 4.
В предлагаемом устройстве нет системы гибкой связи между приводом и исполнительным механизмом. Это способствует точности функционирования устройства. In the proposed device there is no flexible communication system between the drive and the actuator. This contributes to the accuracy of the device.
Выполнение сопряжения выходного звена передаточного механизма с ведущим звеном исполнительного механизма в виде зубчатого зацепления повышает точность функционирования устройства и позволяет обеспечить требуемый ход зубчатой рейки между позициями "охвата" и выдачи изделий. The pairing of the output link of the transmission mechanism with the leading link of the actuator in the form of gearing improves the accuracy of the device and allows you to provide the required gear rack between the positions of "coverage" and the issuance of products.
Выполнение ведущего звена передаточного механизма в виде кулачка дает возможность обеспечить практически любой предпочтительный закон движения коромысла и кинематически связанной с ним рейки. The implementation of the leading link of the transmission mechanism in the form of a cam makes it possible to provide almost any preferred law of movement of the rocker arm and kinematically associated rails.
Выполнение ведущего звена исполнительного механизма в виде зубчатой рейки дает возможность решить задачу движения выходных звеньев исполнительного механизма по прямолинейной траектории. Execution of the leading link of the actuator in the form of a rack makes it possible to solve the problem of the movement of the output links of the actuator along a straight path.
Применение неподвижного копира с продольными фигурными пазами для взаимодействия с выходными звеньями исполнительного механизма уменьшает энергозатраты на движение масс звеньев. В сравнении с прототипом копир предлагаемого устройства заменяет собой подвижный ползун, при этом оба упомянутых звена выполняют одну и ту же функцию. The use of a stationary copier with longitudinal curly grooves for interacting with the output links of the actuator reduces energy consumption for the movement of masses of links. In comparison with the prototype, the copier of the proposed device replaces a movable slider, while both of the mentioned links perform the same function.
Жесткое закрепление губок на выходных звеньях исполнительного механизма определяется тем, что губки должны имитировать движение выходных звеньев. Выполнение упомянутого закрепления разъемным вызвано тем, что такое закрепление обеспечивает возможность быстрой смены губок при переналадке устройства на передачу изделий другой формы. Rigid fastening of the jaws on the output links of the actuator is determined by the fact that the jaws should imitate the movement of the output links. The implementation of the aforementioned detachable fastening is caused by the fact that such fastening provides the ability to quickly change the jaws when changing the device to transfer products of a different shape.
Наличие зубчатого сектора на конце коромысла передаточного механизма дает возможность преобразовать возвратно-поворотное движение коромысла в возвратно-поступательное движение ведущего звена (рейки) исполнительного механизма. Такое движение рейки определяет прямолинейную траекторию движения выходных звеньев с губками для захвата изделий. The presence of the gear sector at the end of the rocker arm of the transmission mechanism makes it possible to convert the reciprocating motion of the rocker arm into the reciprocating motion of the drive link (rack) of the actuator. This movement of the rail determines the straight path of the output links with jaws to capture products.
Применение роликов на выходных звеньях исполнительного механизма уменьшает износ рабочих профилей фигурных пазов неподвижного копира и таким образом способствует точности функционирования губок устройства. The use of rollers at the output links of the actuator reduces the wear of the working profiles of the curly grooves of the stationary copier and thus contributes to the accuracy of the functioning of the jaws of the device.
Палец, жестко закрепленный на конце зубчатой рейки, является наиболее простым и надежным элементом шарнирной связи рейки с выходными звеньями исполнительного механизма. Жесткая связь пальца с рейкой обеспечивает высокую точность движения губок. Жесткое крепление пальца на рейке предпочтительнее других способов его крепления, главным образом, из-за точности функционирования губок. The finger, rigidly fixed to the end of the rack, is the simplest and most reliable element of the articulation of the rack with the output links of the actuator. The rigid connection of the finger with the rail provides high accuracy of the movement of the jaws. Rigid fastening of the finger on the rail is preferable to other methods of fastening it, mainly because of the accuracy of the functioning of the jaws.
Сопряжение ведущего звена исполнительного механизма, по меньшей мере, с двумя неподвижными направляющими дает возможность исключить упругие деформации (прогиб) рейки. The coupling of the leading link of the actuator with at least two fixed guides makes it possible to exclude elastic deformation (deflection) of the rail.
Предлагаемое устройство типа "рука" для передачи изделий поясняется чертежом, на котором представлена его кинематическая схема. The proposed device type "hand" for transferring products is illustrated in the drawing, which shows its 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 выполнен в виде кулачкового механизма, который включает ведущее звено - кулачок 6 и выходное звено - коромысло 7. На коромысле смонтирован ролик 8 для сопряжения с кулачком, на свободном конце коромысла жестко закреплен зубчатый сектор 9, центр делительной окружности которого совмещен с центром качания коромысла. The mechanism 2 is made in the form of a cam mechanism, which includes a leading link - cam 6 and an output link - rocker 7. A roller 8 is mounted on the beam for coupling with the cam, the gear sector 9 is rigidly fixed at the free end of the beam, the center of the pitch circle of which is aligned with the center of swing rocker arm.
Механизм 3 включает ведущее звено - зубчатую рейку 10, взаимодействующую с зубчатым сектором 9, выходные звенья 11 и 12, шарнирно связанные с рейкой посредством пальца 13, и неподвижный копир 14 с фигурными пазами 15 и 16 для взаимодействия с выходными звеньями 11 и 12. The mechanism 3 includes a leading link - a gear rack 10, interacting with the gear sector 9, output links 11 and 12, pivotally connected to the rack by means of a finger 13, and a stationary copier 14 with curly grooves 15 and 16 for interacting with the output links 11 and 12.
На выходных звеньях 11 и 12 жестко закреплены губки 4 для захвата изделий, при этом жесткое закрепление губок выполнено разъемным для возможности быстрой смены губок при переходе на передачу изделий другой формы. На свободных концах выходных звеньев смонтированы ролики 17 и 18 для взаимодействия с пазами 15 и 16 копира 14. At the output links 11 and 12, the jaws 4 are rigidly fixed for gripping the products, while the jaws are rigidly fixed detachable for quick change of jaws when switching to transferring products of a different shape. At the free ends of the output links mounted rollers 17 and 18 for interaction with the grooves 15 and 16 of the copier 14.
Кулачок 6 жестко закреплен на валу привода 5. Центр качания коромысла 7 совмещен с осью 19, закрепленной на стойке. Коромысло 7 снабжено пружиной 20 для сопряжения ролика 8 с кулачком 6. Зубчатая рейка смонтирована, по меньшей мере, в двух направляющих 21, а неподвижный копир 14 жестко закреплен на опоре 22. The cam 6 is rigidly mounted on the drive shaft 5. The center of swing of the rocker arm 7 is aligned with the axis 19, mounted on the rack. The beam 7 is provided with a spring 20 for coupling the roller 8 with the cam 6. The gear rack is mounted in at least two guides 21, and the stationary copier 14 is rigidly fixed to the support 22.
Форма губок 4 соответствует форме передаваемых изделий. При захвате и переносе изделия обеспечивается жесткое сопряжение губок с изделием по большей части периметра последнего. The shape of the jaws 4 corresponds to the shape of the transferred products. When capturing and moving the product, the jaws are rigidly coupled with the product for the most part 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 вращательное движение кулачка 6 преобразуется посредством коромысла 7 с закрепленным на нем зубчатым сектором 9 в возвратно-поступательное движение рейки 10. При движении рейки ролики 17 и 18 выходных звеньев 11 и 12 взаимодействуют с фигурными пазами 15 и 16 копира 14, при этом губки 4 занимают разжатое или сжатое положение соответственно текущему положению упомянутых выходных звеньев 11 и 12. When the drive 5 is operating, the rotational movement of the cam 6 is converted by means of the rocker arm 7 with the gear sector 9 fixed on it into the reciprocating movement of the rack 10. When the rack is moving, the rollers 17 and 18 of the output links 11 and 12 interact with the figured grooves 15 and 16 of the copier 14, with this jaw 4 occupy an expanded or compressed position, respectively, the current position of the mentioned output links 11 and 12.
Началу рабочего хода устройства соответствует его положение, при котором коромысло 7 и рейка 10 находятся в крайних положениях, соответствующих границе интервала рабочего и холостого ходов. В этом положении комбинированного механизма 1 губки 4 занимают разжатое положение и готовы к "схвату" изделия. The beginning of the working stroke of the device corresponds to its position at which the rocker 7 and the rack 10 are in extreme positions corresponding to the boundary of the interval of working and idle strokes. In this position of the combined mechanism 1, the jaws 4 occupy an unclamped position and are ready to "grasp" 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 прямолинейной траектории. По завершении рабочего хода губки 4 разжимаются и перестают удерживать изделие, переданное из одной позиции в другую. В позиции выдачи изделия коромысло 7 и рейка 10 занимают другие крайние положения, при этом губки оказываются разжатыми до начала основного хода устройства. 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 a rectilinear path. At the end of the stroke, the jaws 4 expand and stop holding the product transferred from one position to another. In the position of delivery of the product, the rocker 7 and the rail 10 occupy other extreme positions, while the jaws are unclenched before the start of the main stroke of the device.
В интервале кинематического (рабочего) цикла устройства губки 4 совершают сложное движение, состоящее из двух простых движений: возвратно-поступательного вместе с ведущим звеном 10 и возвратно-поворотного с выстоями относительно звена 10. In the interval of the kinematic (working) cycle of the device, the jaws 4 make a complex movement, consisting of two simple movements: reciprocating together with the leading link 10 and reciprocating with dwells relative to link 10.
Выполнение сопряжения выходного и ведущего звеньев соответственно передаточного и исполнительного механизмов в виде зубчатого зацепления упрощает конструкцию, обеспечивает возможность перемещения изделий по прямолинейной траектории и повышает точность функционирования устройства. The pairing of the output and driving links, respectively, of the transmission and actuating mechanisms in the form of gearing simplifies the design, provides the ability to move products along a straight path and improves the accuracy of the device.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002112274/02A RU2224638C2 (en) | 2002-05-06 | 2002-05-06 | Hand type apparatus for handling articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002112274/02A RU2224638C2 (en) | 2002-05-06 | 2002-05-06 | Hand type apparatus for handling articles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002112274A RU2002112274A (en) | 2003-12-20 |
| RU2224638C2 true RU2224638C2 (en) | 2004-02-27 |
Family
ID=32172666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002112274/02A RU2224638C2 (en) | 2002-05-06 | 2002-05-06 | Hand type apparatus for handling articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2224638C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521933C1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Handler for transfer of items |
-
2002
- 2002-05-06 RU RU2002112274/02A patent/RU2224638C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521933C1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Handler for transfer of items |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
| RU2224638C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2264907C1 (en) | Device for transporting articles | |
| RU2217297C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2243882C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2191109C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2224640C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2224639C2 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2245780C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2232672C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2312763C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2356726C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2265509C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2331507C1 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2247021C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2193963C1 (en) | Hand-type apparatus for transfer of articles | |
| RU2176592C1 (en) | "hand" type apparatus for handling articles | |
| RU2390406C1 (en) | Transfer manipulator | |
| RU2276009C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2172240C1 (en) | "hand" type apparatus for handling articles | |
| RU2236343C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2191108C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2265510C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2191107C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070507 |