RU2232672C1 - Hand type apparatus for handling articles - Google Patents
Hand type apparatus for handling articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232672C1 RU2232672C1 RU2002132531/02A RU2002132531A RU2232672C1 RU 2232672 C1 RU2232672 C1 RU 2232672C1 RU 2002132531/02 A RU2002132531/02 A RU 2002132531/02A RU 2002132531 A RU2002132531 A RU 2002132531A RU 2232672 C1 RU2232672 C1 RU 2232672C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- actuator
- links
- link
- gear
- output links
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
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 invention relates to combined mechanisms with a complex movement of the output links used to perform auxiliary operations in the maintenance of 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 automatic machines and high-performance lines.
Известно также устройство типа “рука” для передачи изделий, выполненное в виде комбинированного механизма, содержащего подвижное основание, исполнительный механизм с губками для захвата изделий и механизм поворота подвижного основания, и привода (патент № 2179505 (РФ), опубл. в БИПМ, №5, 2002 - прототип). У прототипа подвижное основание и механизм поворота последнего выполняют функцию передаточного механизма.There is also known a device of the “hand” type for transferring products, made in the form of a combined mechanism containing a movable base, an actuator with jaws for gripping products and a rotation mechanism of the movable base, and a drive (patent No. 2179505 (RF), publ. In BIPM, No. 5, 2002 - prototype). The prototype movable base and the rotation mechanism of the latter perform the function of the transmission mechanism.
Основным недостатком прототипа является невысокие точность функционирования и производительность. Недостаток вызван большим числом подвижных звеньев и кинематических пар. Зазоры в сопряжениях звеньев не способствуют обеспечению высокой точности работы, а увеличенное число подвижных звеньев и кинематических пар лимитирует частоту повторения рабочих циклов и снижает производительность устройства.The main disadvantage of the prototype is its low accuracy and performance. The disadvantage is caused by a large number of moving links and kinematic pairs. The gaps in the links of the links do not contribute to high accuracy, and the increased number of moving links and kinematic pairs limits the frequency of repetition of duty cycles and reduces the performance of the device.
Задачей настоящего изобретения является повышение производительности и точности работы 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 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 кинематически связаны между собой, при этом оба звена выполнены с возможностью возвратно-поворотного движения.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 kinematically connected with each other, while both links are made with the possibility of reciprocating motion.
Передаточный механизм выполнен в виде кулачково-зубчатого механизма, в котором ведущее звено выполнено в виде кулачка, а выходное в виде шестерни, при этом упомянутые звенья связаны между собой толкателем, выполненным в виде зубчатой рейки.The transmission mechanism is made in the form of a cam-gear mechanism, in which the drive link is made in the form of a cam, and the output link is in the form of a gear, while the said links are interconnected by a pusher made in the form of a gear rack.
Ведущее звено исполнительного механизма выполнено в виде стержня, на конце которого жестко закреплен зубчатый сектор для взаимодействия с шестерней передаточного механизма, при этом со стержнем шарнирно связаны выходные звенья.The leading link of the actuator is made in the form of a rod, on the end of which the gear sector is rigidly fixed for interaction with the gear of the transmission mechanism, while the output links are pivotally connected to the rod.
Комбинированный механизм содержит раздвижные клинья для взаимодействия с выходными звеньями исполнительного механизма, при этом в боковинах клиньев выполнены продольные фигурные пазы.The combined mechanism contains sliding wedges for interacting with the output links of the actuator, while longitudinally shaped grooves are made in the sides of the wedges.
Губки для захвата изделий жестко закреплены на выходных звеньях исполнительного механизма, при этом жесткое закрепление губок выполнено разъемным.The jaws for gripping the products are rigidly fixed to the output links of the actuator, while the jaws are rigidly detachable.
На свободных концах выходных звеньев исполнительного механизма смонтированы ролики для взаимодействия с фигурными пазами раздвижных клиньев.At the free ends of the output links of the actuator mounted rollers for interaction with the curly grooves of the sliding wedges.
Шарнирная связь выходных звеньев исполнительного механизма с ведущим звеном последнего содержит палец, жестко закрепленный на свободном конце упомянутого ведущего звена.The hinged connection of the output links of the actuator with the leading link of the latter contains a finger, rigidly fixed to the free end of the said leading link.
Выходные звенья исполнительного механизма снабжены пружиной для возможности сжатого положения губок при рабочем и холостом ходах устройства.The output links of the actuator are equipped with a spring for the possibility of a compressed position of the jaws during working and idling of the device.
Раздвижные клинья жестко закреплены на неподвижных стойках, установленных на границах интервалов рабочего и холостого ходов устройства.Sliding wedges are rigidly fixed to stationary racks installed at the boundaries of the intervals of the working and idle strokes of the device.
Центр делительной окружности зубчатого сектора совмещен с центром качания ведущего звена исполнительного механизма.The center of the pitch circle of the gear sector is aligned with the center of swing of the driving link of the actuator.
Заявляемое устройство отличается от прототипа сочетанием конструктивных элементов и характером связи между ними, обеспечивающими упрощение конструкции, повышение производительности и точности работы. Устройство удовлетворяет первому условию работоспособности, определяемому формулой Чебышева:The inventive device differs from the prototype by the combination of structural elements and the nature of the relationship between them, which simplifies the design, improves productivity and accuracy. The device satisfies the first condition of operability defined by the Chebyshev formula:
W=3n-2p5-p4=3·5-2·5-4=1,W = 3n-2p 5 -p 4 = 3 · 5-2 · 5-4 = 1,
где W - степень подвижности устройства при одном ведущем звене и без учета пассивных связей;where W is the degree of mobility of the device with one leading link and excluding passive communications;
n - число подвижных звеньев: кулачок, толкатель, шестерня, ведущее звено, выходное звено, n=5;n is the number of movable links: cam, pusher, gear, drive link, output link, 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);p 5 is the number of lower kinematic pairs, p 5 = 5 (excluding passive communication, i.e., communication of the leading link of the actuator with one of the output links);
р4 - число высших кинематических пар, р4=4 (сопряжения: кулачок - толкатель, толкатель - шестерня, шестерня - сектор, выходное звено - раздвижной клин).p 4 is the number of higher kinematic pairs, p 4 = 4 (mates: cam - pusher, pusher - gear, gear - sector, output link - sliding wedge).
Выполнение кинематической связи выходного звена передаточного механизма с ведущим звеном исполнительного механизма в виде зубчатого зацепления, а упомянутых звеньев с возможностью возвратно-поворотного движения позволяет при высокой точности движения звеньев обеспечить практически любой заданный угол размаха ведущего звена и связанных с последним выходных звеньев. Этим обеспечивается возможность передачи изделий при значительном удалении одна от другой позиции “схват” изделия и выдача изделия.The kinematic connection of the output link of the transmission mechanism with the leading link of the actuator in the form of gearing, and the mentioned links with the possibility of reciprocating motion, with high accuracy of movement of the links, can provide almost any given angle of the span of the driving link and the output links associated with the latter. This provides the ability to transfer products at a significant distance from one another position "grasp" of the product and the issuance of the product.
Выполнение передаточного механизма в виде кулачково-зубчатого механизма обеспечивает точность его работы и позволяет реализовать, в зависимости от профиля кулачка, практически любой предпочтительный закон вращения шестерни, а следовательно, и ведущего звена исполнительного механизма.The implementation of the transmission mechanism in the form of a cam-gear mechanism ensures the accuracy of its operation and allows you to implement, depending on the profile of the cam, almost any preferred law of rotation of the gear, and therefore the leading link of the actuator.
Выполнение ведущего звена исполнительного механизма в виде стержня с закрепленным на нем зубчатым сектором имеет свое преимущество: обеспечивается точность связи передаточного и исполнительного механизмов при большом угле размаха ведущего звена исполнительного механизма.The implementation of the leading link of the actuator in the form of a rod with a gear sector fixed to it has its own advantage: the accuracy of the communication of the transmission and actuators is ensured with a large sweep angle of the leading link of the actuator.
Применение раздвижных клиньев с продольными фигурными пазами для взаимодействия с выходными звеньями исполнительного механизма уменьшает энергозатраты на движение масс звеньев. В сравнении предлагаемого устройства с прототипом неподвижные раздвижные клинья заменяют собой подвижный ползун, при этом клинья и ползун выполняют одну и ту же функцию (разжатие губок).The use of sliding wedges with longitudinal curly grooves for interacting with 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, fixed sliding wedges replace a movable slider, while the wedges and slider perform the same function (unclenching the jaws).
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 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.
Шарнирная связь 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 articulated connection of the output links of the actuator with the driving 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.
В положениях рабочего и холостого ходов устройства выходные звенья исполнительного механизма оказываются зафиксированными один относительно другого посредством пружины, при этом губки для захвата изделий занимают сжатое положение. В позициях “схват” и выдача изделия губки занимают разжатое положение.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 “grasp” and the issuance of the product, the sponges occupy an unclean position.
Это достигается посредством взаимодействия роликов выходных звеньев с раздвижными клиньями.This is achieved through the interaction of the rollers of the output links with sliding wedges.
Раздвижные клинья с фигурными продольными пазами для роликов выходных звеньев исполнительного механизма установлены на границах интервалов рабочего и холостого ходов устройства и жестко закреплены на неподвижных стойках. Размещение раздвижных клиньев в позициях “схват” изделия и выдача изделия оказывает существенное влияние на точность работы устройства.Sliding wedges with curly longitudinal grooves for the rollers of the output links of the actuator are installed at the boundaries of the intervals of the working and idle strokes of the device and are rigidly fixed to fixed racks. Placing the sliding wedges in the “grasp” positions of the product and the delivery of the product have a significant impact on the accuracy of the device.
Совмещение центра делительной окружности зубчатого сектора с центром качания поворотного стержня, на котором упомянутый сектор закреплен, обеспечивает равенство углов поворота сектора и стержня. При этом в любом текущем положении устройства сектор и стержень имеют одинаковую угловую скорость. В результате упрощена передача движения от выходного звена (шестерни) передаточного механизма ведущему звену исполнительного механизма.The combination of the center of the pitch circle of the gear sector with the swing center of the pivot rod, on which the said sector is fixed, ensures that the rotation angles of the sector and the rod are equal. Moreover, in any current position of the device, the sector and the rod have the same angular velocity. As a result, the transmission of movement from the output link (gear) of the transmission mechanism to the leading link of the actuator is simplified.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами. На фиг.1 представлена кинематическая схема устройства в положениях: а) “схват” изделия, б) перенос изделия; на фиг.2 - то же, в) выдача изделия, г) холостой ход устройства.The proposed device is illustrated by drawings. Figure 1 presents the kinematic diagram of the device in the positions: a) “grip" of the product, b) transfer of the product; figure 2 - the same, c) the issuance of the product, d) idle device.
Устройство типа “рука” для передачи изделий 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 type “hand” for transferring products contains a combined mechanism 1, made in the form of a
Механизм 2 выполнен в виде кулачково-зубчатого механизма, содержащего ведущее звено - кулачок 6, выходное звено - шестерню 7 и толкатель 8, выполненный в виде зубчатой рейки для кинематической связи кулачка с шестерней.The
Механизм 3 включает ведущее звено 9, выполненное в виде поворотного стержня 10 с закрепленным на нем зубчатым сектором 11, выходные звенья 12 и 13, шарнирно связанные с ведущим звеном. Центр делительной окружности зубчатого сектора 11 совмещен с центром качания стержня 10. Шарнирная связь выходных звеньев 12 и 13 с ведущим звеном 9 содержит палец 14, жестко закрепленный на свободном конце стержня 10. Губки 4 жестко закреплены на выходных звеньях 12 и 13, при этом упомянутое закрепление губок выполнено разъемным для возможности быстрой смены губок при переналадке устройства на передачу изделий другой формы.The mechanism 3 includes a leading link 9, made in the form of a rotary rod 10 with a gear sector 11 fixed to it, output links 12 and 13, pivotally connected to the leading link. The center of the pitch circle of the gear sector 11 is aligned with the center of swing of the rod 10. The hinged connection of the output links 12 and 13 with the driving link 9 contains a finger 14, rigidly fixed to the free end of the rod 10. The jaws 4 are rigidly fixed to the output links 12 and 13, while jaw fastening is made detachable for quick change of jaws when changing the device to transfer products of a different shape.
Комбинированный механизм устройства содержит раздвижные клинья 15 и 16 с продольными фигурными пазами 17 и 18 в их боковинах, а на свободных концах выходных звеньев 12 и 13 смонтированы ролики 19 и 20 для взаимодействия с упомянутыми фигурными пазами клиньев.The combined mechanism of the device contains sliding
Кулачок 6 передаточного механизма жестко закреплен на валу привода 5, а толкатель 8 снабжен роликом 21 для сопряжения с кулачком и, по меньшей мере, двумя неподвижными направляющими 22. Шестерня 7 и зубчатый сектор 11 установлены на осях соответственно 23 и 24. Выходные звенья 12 и 13 связаны между собой пружиной 25 для замыкания губок 4 при переносе изделий из позиции “схват” изделия в позицию выдачи изделия. Раздвижные клинья 15 и 16 закреплены на неподвижных стойках соответственно 26 и 27.The
Форма губок 4 соответствует форме передаваемых изделий. При захвате и переносе изделия этим 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, this ensures a tight coupling of the jaws with the product for the most part of the perimeter of the latter.
Устройство типа “рука” для переноса изделий работает следующим образом.A device of the type “hand” for transferring products works as follows.
При работе привода 5 кулачок 6 совершает вращательное движение, которое посредством толкателя 8 трансформируется в возвратно-поворотное движение шестерни 7. Зубчатый сектор 11, взаимодействуя с шестерней 7, генерирует движение звеньев исполнительного механизма. При возвратно-поворотном движении ведущего звена 9 выходные звенья 12 и 13 с губками 4 будут совершать сложное движение: движение вместе со стержнем 10 и, в зависимости от текущего положения в интервале кинематического цикла, поворотное движение с выстоями относительно стержня 10.When the
В позиции “схват” изделия ролики 19 и 20 выходных звеньев 12 и 13 взаимодействуют с фигурными пазами 17 и 18 клина 15, при этом губки 4 разжимаются для приема изделия. В начале рабочего хода ролики перестают взаимодействовать с фигурными пазами клина, губки под действием пружины 25 принимают сжатое положение, при этом они удерживают изделие, переносимое в позицию его выдачи. В сжатом положении губок выходные звенья 12 и 13 занимают фиксированное (неподвижное) положение на пальце 14, образуя с поворотным стержнем 10 жесткую систему.In the “grasp” position of the product, the rollers 19 and 20 of the output links 12 and 13 interact with the
В позиции выдачи изделия, переданного из одной позиции в другую, ролики 19 и 20 выходных звеньев взаимодействуют с фигурными пазами клина 16, в результате чего губки занимают разжатое положение и перестают удерживать переданное изделие, после чего последнее выводится из устройства.In the position of delivery of the product transferred from one position to another, the rollers 19 and 20 of the output links interact with the figured grooves of the
В интервале движения исполнительного механизма от позиции выдачи изделия до позиции “схват” изделия, т.е. при обратном или холостом ходе, выполняется движение без изделия, при этом сжатые губки лишь имитируют перенос изделия.In the range of movement of the actuator from the position of delivery of the product to the position of "grasp" of the product, during reverse or idle movement is carried out without the product, while the compressed jaws only simulate the transfer of the product.
Выполнение ведущего звена исполнительного механизма и выходного звена передаточного механизма кинематически связанными между собой с возможностью их возвратно-поворотного движения упрощает конструкцию устройства и повышает точность его функционирования.The implementation of the leading link of the actuator and the output link of the transmission mechanism kinematically connected with the possibility of their reciprocating movement simplifies the design of the device and improves the accuracy of its operation.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132531/02A RU2232672C1 (en) | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Hand type apparatus for handling articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132531/02A RU2232672C1 (en) | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Hand type apparatus for handling articles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002132531A RU2002132531A (en) | 2004-06-27 |
| RU2232672C1 true RU2232672C1 (en) | 2004-07-20 |
Family
ID=33413422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002132531/02A RU2232672C1 (en) | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Hand type apparatus for handling articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2232672C1 (en) |
-
2002
- 2002-12-03 RU RU2002132531/02A patent/RU2232672C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
| RU2232672C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2224638C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2247021C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2217297C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2224639C2 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2264907C1 (en) | Device for transporting articles | |
| RU2191108C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2193963C1 (en) | Hand-type apparatus for transfer of articles | |
| RU2191109C1 (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 | |
| RU2274544C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2243083C1 (en) | "hand" type device for transporting articles | |
| RU2243882C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2245780C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2224640C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2344031C2 (en) | Manipulator for transmission of items | |
| RU2265509C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2276009C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2312008C1 (en) | Combination type mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2284262C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2176592C1 (en) | "hand" type apparatus for handling articles | |
| RU2164860C1 (en) | "arm" type apparatus for transferring articles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071204 |