RU2243882C1 - Hand type apparatus for handling articles - Google Patents
Hand type apparatus for handling articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2243882C1 RU2243882C1 RU2003111867/02A RU2003111867A RU2243882C1 RU 2243882 C1 RU2243882 C1 RU 2243882C1 RU 2003111867/02 A RU2003111867/02 A RU 2003111867/02A RU 2003111867 A RU2003111867 A RU 2003111867A RU 2243882 C1 RU2243882 C1 RU 2243882C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- link
- slider
- cam
- actuator
- outlet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Предполагаемое 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 alleged 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 automatic machines and high-performance lines.
Известно также устройство типа “рука” для передачи изделий, содержащее комбинированный механизм, выполненный в виде передаточного механизма с входным звеном, исполнительного механизма с ведущими и выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий и привода, при этом выходные звенья исполнительного механизма подвижно сопряжены с выходным звеном передаточного механизма, а ведущие звенья выполнены в виде неподвижного копира (патент №2191109 (РФ), опубл. в БИПМ, 2002. - №29 - прототип).A device of the “hand” type for transferring products is also known, comprising a combined mechanism made in the form of a transmission mechanism with an input link, an actuator with drive and output links, the latter of which are provided with jaws for gripping the products and the drive, while the output links of the actuator are movable coupled to the output link of the transmission mechanism, and the leading links are made in the form of a stationary copier (patent No. 2191109 (RF), publ. in BIPM, 2002. - No. 29 - prototype).
Основным недостатком прототипа является невысокая частота повторения рабочих циклов и завышенные энергозатраты на реализацию процесса. Недостаток вызван большим числом подвижных звеньев и низших кинематических пар (пар трения скольжения). Большому числу подвижных звеньев соответствует большое число движущихся масс, а большому числу кинематических пар - значительные потери на трение и увеличенный износ сопрягаемых поверхностей звеньев.The main disadvantage of the prototype is the low frequency of repetition of work cycles and excessive energy costs for the implementation of the process. The disadvantage is caused by a large number of moving links and lower kinematic pairs (sliding friction pairs). A large number of moving links corresponds to a large number of moving masses, and a large number of kinematic pairs - significant friction losses and increased wear of the mating surfaces of the links.
Предлагаемое устройство для передачи изделий является средством того же назначения, что и прототип.The proposed device for transferring products is a means of the same purpose as the prototype.
Задачей настоящего изобретения является повышение производительности и коэффициента полезного действия устройства.An object of the present invention is to increase the productivity and efficiency of a 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 ведущим и выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий и подвижно соединены в виде кинематической связи с выходным звеном передаточного механизма, и привода, кинематическая связь включает шарнирное сопряжение выходных звеньев между собой, поворотные стержни и ползун, при этом поворотные стержни шарнирно связаны с выходными звеньями исполнительного механизма и с упомянутым ползуном, последний подвижно сопряжен с выходным звеном передаточного механизма и с ведущим исполнительного.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 a drive and output links, the latter of which are equipped with jaws for gripping the products and are movably connected to as a kinematic connection with the output link of the transmission mechanism, and the drive, the kinematic connection includes a hinged coupling of the output links to each other, pivoting rods and a slider, while otnye rods pivotally connected with the output member of the actuator and to said slider, the latter removably coupled to an output member of the transmission mechanism and a leading executive.
Передаточный механизм выполнен в виде кулачково-рычажного четырехзвенника с выходным звеном в виде коромысла.The transmission mechanism is made in the form of a cam-link four-link with an output link in the form of a rocker arm.
Ведущее звено исполнительного механизма выполнено в виде неподвижного кулачка, закрепленного на стойке, при этом в теле кулачка выполнен фигурный паз для взаимодействия с ползуном в кинематической связи выходных звеньев.The leading link of the actuator is made in the form of a fixed cam fixed to the rack, while in the cam body a shaped groove is made for interaction with the slider in the kinematic connection of the output links.
Шарнирная связь поворотных стержней с выходными звеньями исполнительного механизма и с ползуном выполнена посредством пальцев.The swivel connection of the rotary rods with the output links of the actuator and with the slider is made by means of fingers.
Кулачково-рычажный четырехзвенник содержит ведущее звено, выполненное в виде кулачка, кинематически связанного с коромыслом посредством толкателя, совершающего сложное движение.The cam-link four-link contains a leading link made in the form of a cam kinematically connected to the beam by means of a pusher making a complex movement.
На ползуне смонтирован ролик для взаимодействия с фигурным пазом неподвижного кулачка.A roller is mounted on the slider to interact with the figured groove of the fixed cam.
Ползун выполнен разъемным в плоскости его продольной оси, состоящим из двух частей, при этом на одной его части закреплен палец для шарнирной связи с поворотными стержнями, а на другой - ролик для сопряжения ползуна с ведущим звеном исполнительного механизма.The slider is made detachable in the plane of its longitudinal axis, consisting of two parts, while on one of its parts a finger is fixed for articulating with the pivoting rods, and on the other a roller for coupling the slider to the driving link of the actuator.
Заявляемое устройство отличается от прототипа сочетанием конструктивных элементов и характером связи между ними, обеспечивающими упрощение конструкции, уменьшение энергозатрат на реализацию процесса и повышение производительности. 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, reduces energy costs for the implementation of the process and increases productivity. The device satisfies the first condition of operability defined by the Chebyshev formula:
W=3n·2p5-p4=3·6-2·7-3=1,W = 3n · 2p 5 -p 4 = 3 · 6-2 · 7-3 = 1,
где W - степень подвижности устройства без учета пассивных связей;where W is the degree of mobility of the device without taking into account passive communications;
n - число подвижных звеньев: кулачок, толкатель, коромысло, выходное звено исполнительного механизма, поворотный стержень, ползун;n is the number of movable links: cam, pusher, rocker, output link of the actuator, pivot rod, slider;
р5 - число низших кинематических пар, р5=7;p 5 is the number of lower kinematic pairs, p 5 = 7;
р4 - число высших кинематических пар: толкатель-стойка, кулачок-роликp 4 - the number of higher kinematic pairs: pusher-stand, cam-roller
толкателя, ролик ползуна - фигурный паз кулачка, р4=3.a pusher, a roller of a slider - a figured groove of a cam, p 4 = 3.
Выполнение подвижного соединения выходных звеньев исполнительного и передаточного механизмов в виде предложенной кинематической связи упрощает конструкцию исполнительного механизма: функционирование двух выходных звеньев исполнительного механизма обеспечивается посредством одного ведущего звена - неподвижного кулачка с одним фигурным пазом. Наличие поворотных стержней и ползуна в кинематической связи выходных звеньев исполнительного и передаточного механизмов устройства позволяет выходным звеньям исполнительного механизма при одном ведушем звене последнего выполнять возвратно-поворотные движения с выстоями относительно выходного звена передаточного механизма. Этим упрощена структура кинематической связи исполнительного и передаточного механизмов и повышена надежность работы устройства.Performing a movable connection of the output links of the actuator and transmission mechanisms in the form of the proposed kinematic connection simplifies the design of the actuator: the operation of the two output links of the actuator is ensured by one leading link - a fixed cam with one figured groove. The presence of rotary rods and a slider in the kinematic connection of the output links of the actuator and transmission mechanisms of the device allows the output links of the actuator with one leading link of the latter to perform reciprocating movements with protrusions relative to the output link of the transmission mechanism. This simplified the structure of the kinematic connection of the executive and transmission mechanisms and increased the reliability of the device.
Выполнение передаточного механизма в виде кулачково-рычажного четырехзвенника позволяет реализовать в зависимости от профиля кулачка практически любой предпочтительный закон движения коромысла, несущего выходные звенья исполнительного механизма с губками для захвата изделий. Эта возможность является существенной особенно при передаче изделий со значительной массой.The implementation of the transmission mechanism in the form of a cam-link four-link allows you to implement, depending on the profile of the cam, almost any preferred law of movement of the rocker arm carrying the output links of the actuator with jaws for gripping products. This possibility is significant especially when transferring products with a significant mass.
Выполнение ведущего звена исполнительного механизма в виде неподвижного кулачка с одним профильным пазом значительно упрощает реализацию поворотного движения с выстоями выходных звеньев исполнительного механизма. Такой кулачок обеспечивает посредством предложенной кинематической связи параллельное во времени функционирование двух выходных звеньев с губками для захвата изделий.The execution of the leading link of the actuator in the form of a fixed cam with one profile groove greatly simplifies the implementation of the rotary movement with the dwells of the output links of the actuator. Such a cam provides, through the proposed kinematic connection, a time-parallel operation of two output links with jaws for gripping products.
Выполнение связи поворотных стержней с выходными звеньями исполнительного механизма и с ползуном посредством пальцев предпочтительно с точки зрения изготовления и компоновки конструктивных элементов.Communication of the pivoting rods with the output links of the actuator and with the slider by means of fingers is preferable from the point of view of manufacturing and layout of structural elements.
Кулачково-рычажный механизм, в котором выходное звено-коромысло связано с ведущим кулачком посредством толкателя, совершающего сложное движение, обеспечивает большую равномерность скорости движения коромысла в интервалах прямого и обратного ходов последнего.The cam-lever mechanism, in which the output link-link is connected to the leading cam by means of a pusher making a complex movement, provides greater uniformity of the speed of movement of the rocker arm in the intervals of the forward and reverse moves of the latter.
Использование ролика для связи ползуна с неподвижным кулачком уменьшает потери на трение в подвижном сопряжении звеньев и снижает износ профильного паза кулачка.The use of a roller for connecting the slider to the fixed cam reduces friction losses in the movable coupling of the links and reduces the wear of the profile groove of the cam.
Выполнение ползуна разъемным, состоящим из двух частей, предельно упрощает сборку ползуна на коромысле передаточного механизма, упрощает компоновку шарнирного соединения ползуна с поворотными стержнями и подвижного сопряжения ползуна с профильным пазом неподвижного кулачка.The execution of the slider detachable, consisting of two parts, greatly simplifies the assembly of the slider on the beam of the transmission mechanism, simplifies the layout of the swivel of the slider with the pivoting rods and the movable coupling of the slider with the profile groove of the fixed cam.
Предлагаемое устройство типа “рука” для передачи изделий поясняется чертежами.The proposed device type “hand” for transferring products is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображена кинематическая схема устройства; на фиг.2 - ползун в сборе.Figure 1 shows the kinematic diagram of the device; figure 2 - slider assembly.
Устройство содержит комбинированный механизм, выполненный в виде передаточного механизма 1, исполнительного механизма 2 с губками 3 для захвата изделий и привод 4.The device comprises a combined mechanism made in the form of a transmission mechanism 1, an
Механизм 1 включает ведущий кулачок 5, жестко закрепленный на валу 6 привода 4, выходное звено (коромысло) 7 и промежуточное звено (толкатель) 8. Коромысло 7 шарнирно связано со стойкой 9 и с толкателем 8, на последнем смонтирован ролик 10 для сопряжения с профилем кулачка 5. Свободный конец толкателя выполнен в виде вилки 11, которая сопряжена с роликом 12, при этом ролик смонтирован на оси, соосной валу 6 привода 4.The mechanism 1 includes a leading cam 5, rigidly mounted on the shaft 6 of the actuator 4, the output link (rocker) 7 and the intermediate link (pusher) 8. The rocker 7 is pivotally connected to the strut 9 and the pusher 8, the roller 10 is mounted on the latter to interface with the profile cam 5. The free end of the pusher is made in the form of a fork 11, which is paired with a roller 12, while the roller is mounted on an axis coaxial to the shaft 6 of the actuator 4.
Исполнительный механизм 2 включает кинематически связанные неподвижный кулачок 13, ползун 14, два поворотных стержня 15 и два выходных звена 16 с губками 3 для захвата изделий. Неподвижный кулачок 13 жестко закреплен на стойке, при этом рабочий профиль кулачка выполнен в виде фигурного паза 17 в теле кулачка. Ползун 14 подвижно сопряжен с коромыслом 7 передаточного механизма, которое служит направляющей для ползуна. Упомянутый ползун выполнен разъемным, состоящим из двух частей (элементов) 18 и 19, которые в сборе образуют продольный прямоугольный канал 20 для сопряжения ползуна с коромыслом 7. На элементе 18 смонтирован ролик 21 для сопряжения с фигурным пазом 17 кулачка 13, а на элементе 19 жестко закреплен палец 22 для шарнирной связи ползуна с поворотными стержнями 15. Выходные звенья 16 исполнительного механизма 2 шарнирно связаны с поворотными стержнями 15 посредством пальцев 23 и 24, жестко закрепленных на свободных концах поворотных стержней 15.The
Выходные звенья 16 исполнительного механизма шарнирно связаны между собой и с коромыслом 7 передаточного механизма посредством пальца 25, который жестко закреплен на свободном конце упомянутого коромысла.The output links 16 of the actuator are pivotally connected to each other and to the beam 7 of the transmission mechanism by means of a finger 25, which is rigidly fixed to the free end of the beam.
В средней части коромысла 7 смонтирован ролик 26 для взаимодействия с пазом 27 неподвижной плиты 28. Взаимодействие ролика с плитой уменьшает упругие деформации коромысла 7, несущего выходные звенья исполнительного механизма с губками для захвата изделий, и повышает точность работы устройства.In the middle part of the rocker arm 7, a roller 26 is mounted for interaction with the groove 27 of the fixed plate 28. The interaction of the roller with the plate reduces the elastic deformation of the rocker 7, which carries the output links of the actuator with jaws for gripping the products, and improves the accuracy of the device.
Устройство типа “рука” для передачи изделий работает следующим образом.The device type “hand” for the transfer of products works as follows.
При работе привода 4 вал 6 с закрепленным на нем кулачком 5 совершает вращение, которое посредством толкателя 8 преобразуется в возвратно-поворотное движение коромысла 7. Вместе с коромыслом угловое перемещение совершают выходные звенья 16, связанные с коромыслом посредством пальца 25. При повороте коромысла 7 ролик 21 элемента 18 ползуна 14 взаимодействует с фигурным пазом 17 неподвижного кулачка 13, в результате чего ползун 14 перемещается вдоль коромысла.When the drive 4 is operating, the shaft 6 with the cam 5 mounted on it rotates, which, by means of the pusher 8, is converted into the reciprocating movement of the rocker arm 7. Together with the rocker arm, the output links 16 are angled by the output links 16 connected to the rocker arm by means of the pin 25. When the rocker arm 7 is turned, the
При поступательном движении ползуна 14 поворотные стержни 15 совершают сложное движение: поступательное вместе с ползуном и поворотное с центром качания на оси пальца 22. Сложное движение поворотных стержней 15 преобразуется в поворотное движение выходных звеньев 16 исполнительного механизма 2.With the translational movement of the slider 14, the pivoting rods 15 make a complex movement: translational together with the slider and pivoting with the swing center on the axis of the
При работе устройства выходные звенья 16 совершают возвратно-поворотные движения с центром качания на оси пальца 25. При этом в соответствии с текущим положением выходных звеньев губки 3 занимают разжатое или сжатое положение. На границе интервалов прямого (рабочего) и обратного (холостого) ходов губки занимают разжатое положение. При этом одна из границ соответствует позиции “схват изделия”, другая - позиции “выдача изделия”.When the device is operating, the output links 16 make reciprocating movements with the center of swing on the axis of the finger 25. In this case, in accordance with the current position of the output links of the jaw 3, they are in an expanded or compressed position. At the boundary of the intervals of the direct (working) and reverse (idle) strokes, the sponges occupy an unclamped position. In this case, one of the boundaries corresponds to the position of “gripping the product”, the other to the position of “issuing the product”.
В интервале рабочего хода устройства губки 3 занимают сжатое положение, выполняя операцию переноса изделия в позицию его выдачи, при этом губки удерживают изделие, переносимое по дугообразной траектории из одной позиции в другую. По завершении рабочего хода губки разжимаются и перестают удерживать изделие, переданное из одной позиции в другую. При выполнении холостого хода устройства (без изделия) губки занимают сжатое положение как и при рабочем ходе.In the interval of the working stroke of the device, the jaws 3 occupy a compressed position, performing the operation of transferring the product to the position of its delivery, while the jaws hold the product, transferred along an arcuate path from one position to another. At the end of the working stroke, the jaws open and stop holding the product transferred from one position to another. When the device is idling (without the product), the jaws occupy a compressed position as in the working stroke.
В интервале кинематического цикла губки 3 совершают сложное движение, состоящее из двух простых движений: возвратного движения по дугообразной траектории вместе с коромыслом 7 и возвратно-поворотного движения с выстоями относительно упомянутого коромысла.In the interval of the kinematic cycle, the sponges 3 make a complex movement, consisting of two simple movements: a return movement along an arcuate path along with the beam 7 and a reciprocating movement with outstands relative to the said beam.
При работе устройства ролик 26 взаимодействует с дугообразным пазом 27 неподвижной плиты 28. Это исключает прогиб коромысла 7 и его упругие деформации при движении.During operation of the device, the roller 26 interacts with the arcuate groove 27 of the fixed plate 28. This eliminates the deflection of the rocker arm 7 and its elastic deformation during movement.
Предложенная кинематическая связь выходных звеньев передаточного и исполнительного механизмов устройства позволяет в сравнении с прототипом упростить конструкцию, уменьшить энергозатраты на реализацию процесса передачи изделий и повысить производительность.The proposed kinematic connection of the output links of the transmission and actuating mechanisms of the device allows, in comparison with the prototype, to simplify the design, reduce energy consumption for the implementation of the product transfer process and increase productivity.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003111867/02A RU2243882C1 (en) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Hand type apparatus for handling articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003111867/02A RU2243882C1 (en) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Hand type apparatus for handling articles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003111867A RU2003111867A (en) | 2004-12-27 |
| RU2243882C1 true RU2243882C1 (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=34881083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003111867/02A RU2243882C1 (en) | 2003-04-22 | 2003-04-22 | Hand type apparatus for handling articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2243882C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022229689A1 (en) | 2021-04-29 | 2022-11-03 | Domido Limited | Method of manufacturing building blocks with precise dimensions |
-
2003
- 2003-04-22 RU RU2003111867/02A patent/RU2243882C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022229689A1 (en) | 2021-04-29 | 2022-11-03 | Domido Limited | Method of manufacturing building blocks with precise dimensions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
| RU2243882C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2331507C1 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2224638C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2312763C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2191109C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2245780C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2264907C1 (en) | Device for transporting articles | |
| RU2390406C1 (en) | Transfer manipulator | |
| RU2265509C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2224639C2 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2243083C1 (en) | "hand" type device for transporting articles | |
| RU2333827C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2245782C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2356726C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2245781C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2356725C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2276009C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2236343C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2247021C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2331506C2 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2191107C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2312008C1 (en) | Combination type mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2191108C1 (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: 20080423 |