RU2224639C2 - Hand type apparatus for transferring articles - Google Patents
Hand type apparatus for transferring articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224639C2 RU2224639C2 RU2002113977/02A RU2002113977A RU2224639C2 RU 2224639 C2 RU2224639 C2 RU 2224639C2 RU 2002113977/02 A RU2002113977/02 A RU 2002113977/02A RU 2002113977 A RU2002113977 A RU 2002113977A RU 2224639 C2 RU2224639 C2 RU 2224639C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- actuator
- link
- links
- jaws
- output
- 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. - 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. - Mechanical Engineering, 1987. - C.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
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. - 34 - прототип).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. The indicated drawback is the result of using separate engines for gripping and turning mechanisms, as well as the use of a low-speed hydraulic drive. The disadvantage is especially noticeable when aggregating the device with automatic machines and high-performance lines
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. - 34 - prototype).
Основным недостатком прототипа являются невысокие точность функционирования и производительность. Упомянутые недостатки являются результатом сравнительно большого числа подвижных звеньев и кинематических пар. Зазоры в сопряжениях звеньев не способствуют обеспечению высокой точности, а увеличенное число подвижных звеньев лимитирует частоту повторения рабочих циклов и снижает производительность. The main disadvantage of the prototype is the low accuracy and performance. The mentioned disadvantages are the result of a relatively large number of mobile links and kinematic pairs. The gaps in the link mates do not contribute to high accuracy, and the increased number of movable links limits the frequency of repetition of duty cycles and reduces performance.
Задачей настоящего изобретения является повышение производительности и точности функционирования устройства. The present invention is to improve the performance and accuracy 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 и исполнительного механизма с ведущим и выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий, и привод, ведущее звено исполнительного механизма жестко сопряжено с выходным звеном передаточного механизма, при этом центры качания обоих звеньев совмещены. 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 and an actuator with a drive and output links, the last of which are equipped with jaws for gripping the products, and a drive, the driving link of the actuator is rigidly coupled to the output link of the transmission mechanism, while the swing centers of both links are combined.
Передаточный механизм выполнен в виде рычажно-зубчатого механизма, который включает базовый механизм, содержащий шарнирно связанные кривошип, шатун и коромысло, и выходное звено, при этом последнее выполнено в виде шестерни. The transmission mechanism is made in the form of a lever-gear mechanism, which includes a basic mechanism containing a pivotally connected crank, connecting rod and beam, and an output link, the latter being made in the form of a gear.
Губки для захвата изделий жестко закреплены на выходных звеньях исполнительного механизма, при этом упомянутое закрепление губок выполнено разъемным. The jaws for gripping the products are rigidly fixed to the output links of the actuator, while the jaws are said to be detachable.
Комбинированный механизм снабжен раздвижными клиньями для взаимодействия с выходными звеньями исполнительного механизма, при этом в боковинах клиньев выполнены продольные фигурные пазы. The combined mechanism is equipped with sliding wedges to interact with the output links of the actuator, while longitudinally shaped grooves are made in the sides of the wedges.
Выходные звенья исполнительного механизма шарнирно соединены с его ведущим звеном, при этом упомянутое соединение содержит палец, жестко закрепленный на свободном конце ведущего звена. The output links of the actuator are pivotally connected to its driving link, wherein said connection comprises a pin rigidly fixed to the free end of the driving link.
На свободных концах выходных звеньев исполнительного механизма смонтированы ролики для взаимодействия с продольными фигурными пазами раздвижных клиньев. At the free ends of the output links of the actuator mounted rollers for interaction with the longitudinal curly grooves of the sliding wedges.
Выходные звенья исполнительного механизма снабжены пружиной для обеспечения их положения относительно друг друга при нахождении вне зоны взаимодействия с раздвижными клиньями. The output links of the actuator are provided with a spring to ensure their position relative to each other when they are outside the zone of interaction with sliding wedges.
На свободном конце коромысла базового механизма жестко закреплен зубчатый сектор для взаимодействия с шестерней, при этом центр делительной окружности сектора совмещен с центром качания коромысла. At the free end of the beam of the basic mechanism, the gear sector is rigidly fixed for interaction with the gear, while the center of the pitch circle of the sector is aligned with the center of swing of the beam.
Раздвижные клинья установлены в позициях "охвата" и выдачи изделий и жестко закреплены на неподвижных стойках. Sliding wedges are installed in the positions of "coverage" and dispensing products and are rigidly fixed to fixed racks.
Заявляемое устройство отличается от прототипа сочетанием конструктивных элементов и наличием связи между ними, обеспечивающими упрощение конструкции, повышение производительности и точности функционирования. Устройство удовлетворяет первому условию работоспособности, определяемому по формуле Чебышева:
W=3•n-2p5-p4=3•5-2•6-2=1,
где W - степень подвижности механизма;
n - число подвижных звеньев: кривошип, шатун, коромысло, ведущее звено, выходное звено, n=5;
р5 - число низших кинематических пар, р5=5 (без учета пассивной связи, т. е. связи ведущего звена исполнительного механизма с одним из выходных звеньев);
р4 - число высших кинематических пар, р4=2 (сопряжения: сектор - шестерня, выходное звено - раздвижной клин).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, improves productivity and accuracy of operation. The device satisfies the first condition for operability, determined by the Chebyshev formula:
W = 3 • n-2p 5 -p 4 = 3 • 5-2 • 6-2 = 1,
where W is the degree of mobility of the mechanism;
n is the number of movable links: crank, connecting rod, rocker arm, drive link, output link, n = 5;
p 5 is the number of lower kinematic pairs, p 5 = 5 (excluding passive communication, that is, communication of the leading link of the actuator with one of the output links);
p 4 - the number of higher kinematic pairs, p 4 = 2 (mates: sector - gear, output link - sliding wedge).
Жесткое сопряжение выходного звена передаточного механизма с ведущим звеном исполнительного механизма уменьшает число кинематических пар и повышает точность функционирования устройства. Rigid coupling of the output link of the transmission mechanism with the leading link of the actuator reduces the number of kinematic pairs and increases the accuracy of the device.
Выполнение передаточного механизма в виде рычажно-зубчатого пятизвенника определяет возможность возвратно-поворотного движения ведущего звена исполнительного механизма при значительных углах размаха (180o и более), т.е. возможность передачи изделий на относительном удалении одна от другой позиций "схвата" и выдачи изделий. В результате расширяются технологические возможности устройства.The implementation of the transmission mechanism in the form of a lever-toothed five-link determines the possibility of a reciprocating motion of the leading link of the actuator at significant angles of swing (180 o or more), i.e. the ability to transfer products at a relative distance from one another the position of "grab" and the issue of products. As a result, the technological capabilities of the device are expanding.
Жесткое закрепление губок на выходных звеньях исполнительного механизма определяется тем, что губки должны имитировать движение выходных звеньев. Выполнение упомянутого закрепления губок 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 fastening of the jaws detachable due to the fact that such a fastening provides the ability to quickly change the jaws when changing the device to transfer products of a different shape.
Применение раздвижных клиньев с продольными фигурными пазами для взаимодействия с роликами выходных звеньев исполнительного механизма уменьшает энергозатраты на движение масс звеньев. В сравнении предлагаемого устройства с прототипом неподвижные клинья заменяют собой подвижный ползун, при этом клинья и ползун выполняют одну и ту же функцию. The use of sliding wedges with longitudinal curly grooves for interacting with the rollers of the output links of the actuator reduces the energy consumption for the movement of the masses of the links. In comparison of the proposed device with the prototype, the fixed wedges replace the movable slider, while the wedges and the slider perform the same function.
Шарнирное соединение выходных звеньев исполнительного механизма с ведущим звеном посредством пальца упрощает конструкцию. Палец, жестко закрепленный на конце ведущего звена, является наиболее простым и надежным элементом шарнирной связи звеньев. Жесткая связь пальца с ведущим звеном обеспечивает условия для точного движения выходных звеньев с губками для захвата изделий. The swivel connection of the output links of the actuator with the drive link by means of a finger simplifies the design. The finger, rigidly fixed at the end of the driving link, is the simplest and most reliable element of the articulation of the links. The rigid connection of the finger with the leading link provides the conditions for the exact movement of the output links with jaws to capture products.
Применение роликов на выходных звеньях исполнительного механизма уменьшает износ рабочих профилей фигурных пазов на раздвижных клиньях и таким образом способствует точности функционирования губок устройства во времени. The use of rollers on the output links of the actuator reduces the wear of the working profiles of curly grooves on sliding wedges and thus contributes to the accuracy of the functioning of the jaws of the device over time.
В положениях рабочего и холостого ходов устройства выходные звенья исполнительного механизма оказываются зафиксированными относительно друг друга посредством пружины, при этом губки для захвата изделий занимают сжатое положение. В позициях "схвата" и выдачи изделия губки переводятся в разжатое положение. Это достигается посредством взаимодействия роликов выходных звеньев с раздвижными клиньями, смонтированными на границах интервалов рабочего и холостого ходов, т.е. в позициях "схвата" и выдачи изделия. In the positions of the working and idle strokes of the device, the output links of the actuator are fixed relative to each other by means of a spring, while the jaws for gripping the articles occupy a compressed position. In the positions of "grab" and the issuance of the product, the sponges are moved to the open position. This is achieved through the interaction of the rollers of the output links with sliding wedges mounted at the boundaries of the intervals of working and idling, i.e. in positions of "grab" and issue of the product.
Зубчатый сектор на коромысле базового механизма является необходимым элементом, обеспечивающим возвратно-поворотное движение выходного звена (шестерни) передаточного механизма, жестко сопряженного с ведущим звеном исполнительного механизма, совершающим движение с большим углом размаха. The gear sector on the beam of the basic mechanism is a necessary element, providing a reciprocating movement of the output link (gear) of the transmission mechanism, rigidly interfaced with the leading link of the actuator, making movement with a large swing angle.
Раздвижные клинья с продольными фигурными пазами для роликов выходных звеньев занимают фиксированное (неподвижное) положение на границах интервалов рабочего и холостого ходов упомянутых выходных звеньев. Клинья выполнены фигурными. В моменты начала и окончания контакта роликов с продольными пазами клиньев губки занимают сжатое положение, которое обеспечивается действием пружины. Разжатие губок происходит в процессе взаимодействия роликов с пазами клиньев, т. е. при движении роликов в пазах. Неподвижные стойки обеспечивают фиксированное положение клиньев. Sliding wedges with longitudinal figured grooves for the rollers of the output links occupy a fixed (fixed) position at the boundaries of the intervals of the working and idle strokes of the said output links. Wedges are made curly. At the beginning and end of the contact of the rollers with the longitudinal grooves of the wedges, the jaws occupy a compressed position, which is ensured by the action of the spring. The jaws are squeezed during the interaction of the rollers with the grooves of the wedges, i.e., when the rollers move in the grooves. Fixed racks provide a fixed position of the wedges.
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, a 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 рычажно-зубчатого механизма, который включает базовый механизм, содержащий шарнирно связанные кривошип 6, шатун 7 и коромысло 8, зубчатый сектор 9, жестко закрепленный на свободном конце коромысла, и выходное звено (шестерню) 10 для взаимодействия с зубчатым сектором. При этом центр делительной окружности зубчатого сектора совмещен с центром качания коромысла. The mechanism 2 is made in the form of a lever-gear mechanism, which includes a basic mechanism comprising a pivotally connected crank 6, a connecting rod 7 and a beam 8, a gear sector 9, rigidly fixed to the free end of the beam, and an output link (gear) 10 for interaction with the gear sector . In this case, the center of the pitch circle of the gear sector is combined with the center of swing of the rocker arm.
Механизм 3 включает ведущее звено 11, выполненное в виде дополнительного коромысла, выходные звенья 12 и 13, шарнирно связанные с ведущим звеном посредством пальца 14, жестко закрепленного на свободном конце ведущего звена, и два раздвижных клина 15 и 16. Звено 11 жестко соединено с шестерней 10, при этом центры качания обоих звеньев совмещены. На выходных звеньях 12 и 13 жестко закреплены губки 4 для захвата изделий, при этом жесткое закрепление губок выполнено разъемным для возможности быстрой смены губок при переналадке устройства на передачу изделий другой формы. The mechanism 3 includes a leading link 11, made in the form of an additional beam, output links 12 and 13, pivotally connected to the leading link by means of a pin 14, rigidly mounted on the free end of the leading link, and two sliding wedges 15 and 16. The link 11 is rigidly connected to the gear 10, while the centers of swing of both links are combined. At the output links 12 and 13, the jaws 4 are rigidly fixed for gripping the products, while the jaws are rigidly fixed made detachable for the possibility of quick change of jaws when changing the device to transferring products of a different shape.
Раздвижные клинья 15 и 16 жестко закреплены на неподвижных стойках 17 и 18, при этом в теле каждого клина выполнены продольные фигурные пазы 19 и 20 для взаимодействия с выходными звеньями 12 и 13. Клинья смонтированы в позициях соответственно "схвата" и выдачи изделий. На свободных концах звеньев 12 и 13 смонтированы ролики 21 и 22 для взаимодействия с фигурными пазами 19 и 20 копиров. Звенья 12 и 13 снабжены пружиной 23 для возможности обеспечения сжатого положения губок 4, при этом в сжатом положении губок выходные звенья занимают фиксированное положение на пальце 14. The sliding wedges 15 and 16 are rigidly fixed to the stationary racks 17 and 18, while longitudinal wavy grooves 19 and 20 are made in the body of each wedge to interact with the output links 12 and 13. The wedges are mounted in the positions of “grab” and delivery of the products, respectively. At the free ends of links 12 and 13, rollers 21 and 22 are mounted for interaction with the curly grooves 19 and 20 of the copiers. The links 12 and 13 are equipped with a spring 23 to ensure the compressed position of the jaws 4, while in the compressed position of the jaws, the output links occupy a fixed position on the finger 14.
Кривошип 6 жестко закреплен на валу привода 5. Центр качания коромысла 8 совмещен с осью 24, закрепленной на стойке. The crank 6 is rigidly fixed to the shaft of the drive 5. The center of swing of the rocker arm 8 is aligned with the axis 24, mounted on a rack.
Форма губок 4 соответствует форме передаваемых изделий. При захвате и переносе изделия обеспечивается жесткое сопряжение губок с изделием по большей части его периметра. 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 its perimeter.
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 кривошип 6, закрепленный на валу последнего, совершает вращательное движение, которое посредством шатуна 7, коромысла 8 и зубчатого сектора 9 трансформируется в возвратно-поворотное движение шестерни 10. Ведущее звено 11 исполнительного механизма, жестко сопряженное с шестерней 10, совершает аналогичное поворотное движение (с тем же углом размаха). На границах интервалов рабочего и холостого ходов устройства ролики 21 и 22 выходных звеньев 12 и 13 взаимодействуют с фигурными пазами 19 и 20 раздвижных клиньев соответственно 15 и 16, при этом губки 4 разжимаются. При взаимодействии роликов с пазами клина 15 губки разжимаются для приема изделия (позиция "схвата"), а при взаимодействия с пазами клина 16 губки разжимаются для выдачи изделия. When the drive 5 is operating, the crank 6 mounted on the shaft of the latter performs a rotational movement, which is transformed by the connecting rod 7, the rocker arm 8 and the gear sector 9 into the reciprocating motion of the gear 10. The drive link 11 of the actuator, rigidly interfaced with the gear 10, performs the same rotary movement (with the same swing angle). At the boundaries of the intervals of the working and idle strokes of the device, the rollers 21 and 22 of the output links 12 and 13 interact with the curly grooves 19 and 20 of the sliding wedges 15 and 16, respectively, while the jaws 4 are unclenched. In the interaction of the rollers with the grooves of the wedge 15, the jaws are unclenched to receive the product (position "grip"), and when interacting with the grooves of the wedge 16, the jaws are unclenched to give 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. По завершении рабочего хода губки разжимаются и перестают удерживать изделие, переданное из одной позиции в другую. При этом губки занимают разжатое положение до начала холостого 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 an arcuate path. At the end of the working stroke, the jaws open and stop holding the product transferred from one position to another. In this case, the jaws occupy an unclamped position until the device starts idling.
В интервале кинематического (рабочего) цикла устройства губки 4 совершают сложное движение, состоящее из двух простых движений: движения со звеном 11 по дугообразной траектории и возвратно-поворотного с выстоями относительно звена 11. In the interval of the kinematic (working) cycle of the device, the jaws 4 make a complex movement consisting of two simple movements: movement with a link 11 along an arcuate trajectory and a reciprocating one with protrusions relative to the link 11.
Предлагаемое выполнение устройства упрощает конструкцию, повышает точность функционирования и производительность. The proposed implementation of the device simplifies the design, improves accuracy and performance.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113977/02A RU2224639C2 (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Hand type apparatus for transferring articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113977/02A RU2224639C2 (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Hand type apparatus for transferring articles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002113977A RU2002113977A (en) | 2003-12-20 |
| RU2224639C2 true RU2224639C2 (en) | 2004-02-27 |
Family
ID=32172744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002113977/02A RU2224639C2 (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Hand type apparatus for transferring articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2224639C2 (en) |
-
2002
- 2002-05-28 RU RU2002113977/02A patent/RU2224639C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
| RU2224639C2 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2224638C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2243882C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2224640C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2191109C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2264907C1 (en) | Device for transporting articles | |
| RU2312763C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2232672C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2276009C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2331507C1 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2176592C1 (en) | "hand" type apparatus for handling articles | |
| RU2245780C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2191108C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2193963C1 (en) | Hand-type apparatus for transfer of articles | |
| RU2247021C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2179108C1 (en) | Device in form of arm for conveying workpieces | |
| RU2191107C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2236343C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2356726C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2217297C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2344031C2 (en) | Manipulator for transmission of items | |
| RU2265509C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2274544C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070529 |