RU2297974C1 - Articulated lever mechanism - Google Patents
Articulated lever mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297974C1 RU2297974C1 RU2005127697/11A RU2005127697A RU2297974C1 RU 2297974 C1 RU2297974 C1 RU 2297974C1 RU 2005127697/11 A RU2005127697/11 A RU 2005127697/11A RU 2005127697 A RU2005127697 A RU 2005127697A RU 2297974 C1 RU2297974 C1 RU 2297974C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- levers
- section
- rotation
- hinge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в составе подъемных механизмов, исполнительных механизмах роботов и манипуляторов, шагающих машин и других конструкциях.The invention relates to mechanical engineering and can be used as part of hoisting mechanisms, actuators of robots and manipulators, walking machines and other structures.
Известены шарнирно-рычажные механизмы, в частности подъемные, содержащие две паралельно расположенные и связанные между собой плоские конструкции, состоящие из одной или нескольких секций, каждая из которых состоит из двух перекрещивающихся плоскопараллельных рычагов, связанных друг с другом в средней части, с возможностью вращения, а концами рычагов - с концами рычагов смежных секций (см. патенты US 3664459 от 23.03.72, US 4114854 от 19.09.78, US 4175644 от 27.11.79).Known articulated lever mechanisms, in particular lifting, containing two parallel arranged and interconnected flat structures, consisting of one or more sections, each of which consists of two intersecting plane-parallel levers connected to each other in the middle part, with the possibility of rotation, and the ends of the levers - with the ends of the levers of adjacent sections (see patents US 3664459 from 23.03.72, US 4114854 from 19.09.78, US 4175644 from 11.27.79).
Наиболее близким по своему техническому решению к заявляемому является раздвижной шарнирно-рычажный механизм, содержащий привод, передаточную часть и исполнительную часть, при этом передаточная часть выполнена в виде одной или нескольких последовательно расположенных секций, состоящих из, по меньшей мере, трех пар рычагов крестообразно расположенных и шарнирно соединенных в средней части, при этом в каждой паре рычагов два конца рычагов с одной стороны и два с противоположной шарнирно соединяются кронштейнами с двумя концами рычагов двух других пар, образуя объемную фигуру. Секции могут быть соединены друг с другом посредством тех же кронштейнов, соединяющих концы рычагов. Исполнительная часть выполнена в виде грузовой платформы (см. патент SU 1430338 А1 от 21.04.87 г., заявка ЕР №0329346, 08.23.89 г.). Данный механизм используется преимущественно в составе различных подъемных устройств.The closest in technical solution to the claimed one is a sliding articulated lever mechanism containing a drive, a transmission part and an executive part, while the transmission part is made in the form of one or more successively arranged sections consisting of at least three pairs of crosswise arranged levers and pivotally connected in the middle part, while in each pair of levers, two ends of the levers on one side and two ends on the opposite are pivotally connected by brackets with two ends of the levers Vuh other pairs to form three-dimensional shape. Sections can be connected to each other by the same brackets connecting the ends of the levers. The executive part is made in the form of a cargo platform (see patent SU 1430338 A1 of 04.21.87, application EP No. 0329346, 08.23.89). This mechanism is used mainly as a part of various lifting devices.
Недостаток данного механизма - значительное количество элементов конструкции и управления, сложность приводного узла, повышенная материалоемкость.The disadvantage of this mechanism is a significant number of structural and control elements, the complexity of the drive unit, increased material consumption.
Техническим результатом использования предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик, упрощение конструкции за счет сокращения общего числа, а также типов элементов, входящих в состав шарнирно-рычажного механизма, повышение надежности и ресурса работы за счет иного пространственного расположения, снижение материалоемкости.The technical result of the use of the present invention is to improve operational characteristics, simplify the design by reducing the total number, as well as the types of elements that make up the articulated link mechanism, increasing reliability and service life due to a different spatial arrangement, reducing material consumption.
Технический результат достигается за счет того, что в шарнирно-рычажном механизме, содержащем привод, передаточную часть и исполнительную часть, передаточная часть выполнена в виде, по меньшей мере, двух секций, каждая из которых состоит из шарнирного узла и установленных на нем с возможностью вращения рычагов, при этом шарнирный узел содержит, по меньшей мере, три оси или вала, оси вращения которых расположены в одной плоскости, углы между осями равны, число осей в разных шарнирных узлах одного механизма равно, а рычаги, входящие в состав первой и последней секции, выполнены одноплечими или двухплечими, рычаги, входящие в состав остальных секций только двухплечие, причем каждый одноплечий рычаг одним концом установлен, с возможностью вращения, на оси или валу шарнирного узла, а другим концом шарнирно связан с концом рычага смежной секции, каждый двухплечий рычаг в средней части установлен, с возможностью вращения, на оси или валу шарнирного узла, в первой секции одним концом шарнирно связан с концом рычага следующей секции, а другим концом рычага - с приводом, в последней секции одним концом шарнирно связан с концом рычага предпоследней секции, а другим концом рычага связан с исполнительной частью, в остальных секциях одним концом рычаг шарнирно связан с концом рычага предыдущей секции, а другим с концом рычага следующей секции, при этом направление вращения рычагов одной секции противоположно направлению вращения рычагов смежных секций.The technical result is achieved due to the fact that in the articulated lever mechanism comprising a drive, a transmission part and an actuating part, the transmission part is made in the form of at least two sections, each of which consists of a hinge assembly and rotatably mounted on it levers, while the hinge unit contains at least three axes or shafts, the axis of rotation of which are located in the same plane, the angles between the axes are equal, the number of axles in different hinge nodes of the same mechanism is equal, and the levers included in the trench and the last section are single-armed or two-armed, the levers included in the remaining sections are only two-armed, and each single-armed lever is mounted at one end, with the possibility of rotation, on the axis or shaft of the hinge assembly, and the other end is pivotally connected to the lever end of the adjacent section, each two-arm lever in the middle part is mounted, with the possibility of rotation, on the axis or shaft of the hinge assembly, in the first section with one end pivotally connected to the end of the lever of the next section, and the other end of the lever with the drive, in the last section and at one end it is pivotally connected to the end of the lever of the penultimate section, and at the other end of the lever is connected to the executive part, in the remaining sections, at one end, the lever is pivotally connected to the end of the lever of the previous section and the other to the end of the lever of the next section, while the direction of rotation of the levers of one section is opposite direction of rotation of levers of adjacent sections.
Шарнирный узел первой и/или последней секции может быть выполнен так, чтобы оси вращения шарнирного узла, расположенные в одной плоскости и имеющие равные межосевые углы, не пересекались в одной точке, а расстояние между точками крепления рычагов к шарнирному узлу превышало расстояние между аналогичными точками крепления рычагов других шарнирных узлов.The hinge assembly of the first and / or last section can be made so that the axis of rotation of the hinge assembly located in the same plane and having equal interaxial angles do not intersect at one point, and the distance between the points of attachment of the levers to the hinge unit exceeds the distance between similar points of attachment levers of other hinge assemblies.
Двухплечие рычаги, установленные на осях одного шарнирного узла, могут быть равноплечими и неравноплечими, при этом одноименные плечи рычагов одной секции и связанные с ними плечи рычагов смежной секции имеют равную длину.Two-shouldered levers mounted on the axes of one hinge assembly can be equally shouldered and unequal, while the shoulders of the same section with the same shoulders and the shoulders of the levers of the adjacent section are of equal length.
Геометрическая форма выполнения рычагов может быть различна. Так, для большей компактности конструкции в сложенном состоянии двухплечие рычаги могут быть выполнены с плечами, расположенными по разные стороны относительно плоскости проходящей через ось вращения шарнирного узла паралельно продольным осям каждого плеча.The geometric form of the implementation of the levers can be different. So, for greater compactness of the structure when folded, the two-arm levers can be made with shoulders located on different sides relative to the plane passing through the axis of rotation of the hinge assembly parallel to the longitudinal axes of each shoulder.
Рычаги могут быть снабжены ограничительными упорами для фиксации положения рычагов и предотвращения раздвижения механизма на большую, чем требуется, величину.The levers can be equipped with restrictive stops to fix the position of the levers and prevent the mechanism from moving apart by a larger than required value.
Также шарнирно-рычажный механизм может отличаться конструкцией и расположением привода.Also, the linkage mechanism may differ in the design and location of the drive.
В частности привод может быть выполнен, например, в виде силового гидроцилиндра или винтового механизма, расположенного между двумя шарнирными узлами, или между основанием и шарнирным узлом.In particular, the drive can be made, for example, in the form of a power hydraulic cylinder or a screw mechanism located between two hinge nodes, or between the base and the hinge node.
Привод может быть выполнен в виде силовых гидроцилиндров, цилиндры которых подвижно закреплены в основании, а шток связан с рычагами.The drive can be made in the form of power hydraulic cylinders, the cylinders of which are movably fixed at the base, and the rod is connected with levers.
Приводной узел может быть выполнен в виде зубчато-винтового механизма, состоящего из конической шестерни, связанной с силовым агрегатом и передающей вращательный момент на конические шестерни, установленные на осях шарнира, при этом оси имеют резьбу, а концы рычагов подвижно связанны с установленной на оси втулкой с резьбой.The drive unit can be made in the form of a gear-screw mechanism, consisting of a bevel gear connected to the power unit and transmitting torque to the bevel gears mounted on the hinge axles, while the axes are threaded and the ends of the levers are movably connected to the sleeve mounted on the axis threaded.
Также возможно выполнение приводного узла в виде конических шестерен, установленных на осях шарнирного узла с закрепленными на них рычагами первого шарнира, и вращаемых одной конической шестерней, кинематически связанной с силовым агрегатом.It is also possible to make the drive unit in the form of bevel gears mounted on the axes of the hinge unit with the levers of the first hinge fixed on them and rotated by one bevel gear kinematically connected to the power unit.
Возможно выполнение приводного узла в виде стакана с расположенными на его дне направляющими в виде канавок или бортиков, в количестве, равном количеству рычагов, сходящимися по спирали от внешних стенок стакана к его центру и установленных в направляющих с возможностью перемещения концов рычагов первой секции. В зависимости от направления вращения стакана концы рычагов будут стремиться к центру или стенкам стакана, соответственно раздвигая шарнирно-рычажный механизм или складывая его.It is possible to make a drive unit in the form of a cup with guides located on its bottom in the form of grooves or sides, in an amount equal to the number of levers, spiraling from the outer walls of the cup to its center and installed in the guides with the ability to move the ends of the levers of the first section. Depending on the direction of rotation of the glass, the ends of the levers will tend to the center or walls of the glass, respectively sliding the hinged-lever mechanism or folding it.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 показан общий вид шарнирно-рычажного механизма.Figure 1 shows a General view of the articulated link mechanism.
На фиг.2 - шарнирно-рычажный механизм, шарнирный узел которого содержит 3 оси вращения.Figure 2 - articulated lever mechanism, the articulated node of which contains 3 axis of rotation.
На фиг.3 показан шарнирно-рычажный механизм, шарнирный узел которого содержит 4 оси вращения.Figure 3 shows the articulated link mechanism, the articulated node of which contains 4 axis of rotation.
На фиг.4 - шарнирно-рычажный механизм, шарнирный узел которого содержит 5 осей вращения.Figure 4 - articulated lever mechanism, the articulated node of which contains 5 axes of rotation.
На фиг.5 показан шарнирно-рычажный механизм, шарнирный узел которого содержит 12 осей вращения.Figure 5 shows the articulated link mechanism, the articulated node of which contains 12 axes of rotation.
На фиг.6 - шарнирно-рычажный механизм, в котором вторые плечи рычагов каждой секции имеют меньшую длину, чем первые плечи тех же рычагов.Figure 6 - articulated lever mechanism in which the second shoulders of the levers of each section are shorter than the first shoulders of the same levers.
На фиг.7 показаны возможные геометрические формы выполнения рычагов.7 shows possible geometric forms of the implementation of the levers.
На фиг.8 показаны варианты привода в виде силовых гидроцилиндров.On Fig shows the drive options in the form of power hydraulic cylinders.
На фиг.9 - вариант привода в виде зубчато-винтового механизма.Figure 9 is a variant of the drive in the form of a gear-screw mechanism.
На фиг.10 показан вариант привода с использованием конической зубчатой передачи.Figure 10 shows a variant of the drive using a bevel gear.
На фиг.11 - вариант в виде стакана с расположенными на его дне направляющими.Figure 11 is a variant in the form of a glass with guides located at its bottom.
На фиг.12 показаны варианты возможного использования шарнирно-рычажного механизма.On Fig shows options for the possible use of the articulated link mechanism.
Шарнирно-рычажный механизм состоит из, по меньшей мере, двух секций 1, состоящих из шарнирного узла 2 и установленных на нем, с возможностью вращения рычагов 3. Шарнирный узел содержит, по меньшей мере, три оси или вала 4, оси вращения которых расположены в одной плоскости, а межосевые углы 5 равны. В разных шарнирных узлах одного механизма одинаковое количество осей. Рычаги, входящие в состав первой 6 и последней 7 секции, выполнены одноплечими 8 или двухплечими. Рычаги, входящие в состав остальных секций, только двухплечие 9. Каждый одноплечий рычаг одним концом установлен, с возможностью вращения, на оси или валу шарнирного узла, а другим концом шарнирно связан с концом рычага смежной секции, каждый двухплечий рычаг в средней части 10 установлен, с возможностью вращения, на оси или валу шарнирного узла, в первой секции одним концом шарнирно связан с концом рычага следующей секции, а другим концом рычага - с приводом 11, в последней секции одним концом шарнирно связан с концом рычага предпоследней секции, а другим концом рычага связан с исполнительной частью 12, в остальных секциях одним концом рычаг шарнирно связан с концом рычага предыдущей секции, а другим - с концом рычага следующей секции, при этом направление вращения рычагов одной секции противоположно направлению вращения рычагов смежных секций (фиг.1).The hinge-lever mechanism consists of at least two sections 1, consisting of a hinge unit 2 and mounted on it, with the possibility of rotation of the levers 3. The hinge unit contains at least three axes or
На фиг.2 показан шарнирно-рычажный механизм с двумя вариантами шарнирных узлов, содержащих 3 оси, в раздвинутом - вид сбоку 13, вид сверху 14, в аксонометрической проекции 15, и в сложенном 16 состоянии.Figure 2 shows the articulated lever mechanism with two versions of the hinge assemblies containing 3 axes, in the extended one, a
На фиг.3 показан шарнирно-рычажный механизм, шарнирный узел которого содержит 4 оси, в раздвинутом - вид сбоку 17, вид сверху 18, в аксонометрической проекции 19, и в сложенном 20 состоянии.Figure 3 shows the articulated lever mechanism, the articulated node of which contains 4 axes, in the extended one, a
На фиг.4 показан шарнирно-рычажный механизм, шарнирный узел которого содержит 5 осей, в раздвинутом - вид сбоку 21, вид сверху 22, в аксонометрической проекции 23, и в сложенном 24 состоянии.Figure 4 shows the articulated lever mechanism, the articulated node of which contains 5 axes, in the extended one, a
На фиг.5 показан шарнирно-рычажный механизм, шарнирный узел которого содержит 12 осей, в раздвинутом состоянии - вид сбоку 25, вид сверху 26, в аксонометрической проекции 27.Figure 5 shows the articulated lever mechanism, the articulated node of which contains 12 axes, in an extended state -
Шарнирный узел первой и/или последней секции может быть выполнен так, чтобы оси вращения 28 шарнирного узла, расположенные в одной плоскости и имеющие равные межосевые углы, не пересекались в одной точке, а расстояние между точками крепления 29 рычагов к шарнирному узлу превышало расстояние между аналогичными точками крепления 30 рычагов других шарнирных узлов (фиг.3).The hinge assembly of the first and / or last section can be made so that the axis of rotation 28 of the hinge assembly located in the same plane and having equal interaxal angles do not intersect at one point, and the distance between the points of attachment of 29 levers to the hinge assembly exceeds the distance between similar mounting points 30 levers of other hinge nodes (figure 3).
Двухплечие рычаги, установленные на осях одного шарнирного узла, могут быть равноплечими и неравноплечими, при этом одноименные плечи рычагов одной секции и связанные с ними плечи рычагов смежной секции имеют равную длину. На фиг.6 показан шарнирно-рычажный механизм, в котором вторые плечи 31 рычагов каждой секции имеют меньшую длину, чем первые плечи 32 тех же рычагов, и равны длине первых плеч 33 рычагов следующей секции. Таким образом, достигается более устойчивая пирамидальная пространственная форма конструкции и более высокое передаточное отношение.Two-shouldered levers mounted on the axes of one hinge assembly can be equally shouldered and unequal, while the shoulders of the same section with the same shoulders and the shoulders of the levers of the adjacent section are of equal length. Figure 6 shows the articulated link mechanism in which the
Геометрическая форма выполнения рычагов может быть различна. Так, для большей компактности конструкции в сложенном состоянии двухплечие рычаги могут быть выполнены с плечами 34, расположенными по разные стороны относительно плоскости, проходящей через ось вращения шарнирного узла параллельно продольным осям каждого плеча (фиг.7).The geometric form of the implementation of the levers can be different. So, for greater compactness of the structure in the folded state, the two-arm levers can be made with
Рычаги могут быть снабжены ограничительными упорами 35 для фиксации положения рычагов и предотвращения раздвижения механизма на большую, чем требуется, величину (фиг.7).The levers can be equipped with
Также шарнирно-рычажный механизм может отличаться конструкцией и расположением привода.Also, the linkage mechanism may differ in the design and location of the drive.
В частности привод может быть выполнен, например, в виде силового гидроцилиндра 36 или винтового механизма (не показан), между основанием 37 и шарнирным узлом 38 (фиг.8). При движении штока 39 гидроцилиндра или вращении оси винтового механизма шарнирный узел смещается, и угол поворота связанных с шарнирным узлом рычагов изменяется. Соответственно изменяется угол поворота рычагов смежной и последующих секций, и происходит изменение линейных размеров шарнирно-рычажного механизма в целом.In particular, the drive can be made, for example, in the form of a power
Привод может быть выполнен в виде нескольких силовых гидроцилиндров 40, цилиндры которых подвижно закреплены в основании, а каждый шток 41 связан с рычагом (фиг.8).The drive can be made in the form of several power
Привод может быть выполнен в виде зубчато-винтового механизма, состоящего из конической шестерни 42, связанной с силовым агрегатом 43 и передающей вращательный момент на конические шестерни 44, установленные на осях или валах 45 шарнирного узла, при этом валы имеют резьбу, а концы рычагов подвижно связанны с установленной на валах втулками 46 с резьбой (фиг.9). При вращении валов втулки смещаются вдоль продольной оси вала, изменяя, соответственно, угол поворота рычагов.The drive can be made in the form of a gear-screw mechanism, consisting of a
Также возможно выполнение привода с использованием конической зубчатой передачи, состоящей из конических шестерен 47, установленных на осях или валах 48 шарнирного узла с закрепленными на них рычагами 49 первого шарнирного узла, и вращаемых одной конической шестерней 50, кинематически связанной с силовым агрегатом 51 (фиг.10).It is also possible to perform a drive using a bevel gear consisting of
Возможно выполнение привода в виде связанного с силовым агрегатом стакана 52 с расположенными на его дне направляющими 53 в виде канавок или бортиков, в количестве, равном количеству рычагов, сходящимися по спирали от внешних стенок стакана к его центру и установленных, в направляющих с возможностью перемещения концов рычагов 54 первой секции. В зависимости от направления вращения стакана концы рычагов будут стремиться к центру или стенкам стакана, соответственно раздвигая шарнирно-рычажный механизм или складывая его (фиг.11).It is possible to design a drive in the form of a
Исполнительная часть может быть выполнена в виде, например, грузовой платформы 55, захватного устройства манипулятора 56, опорной платформы 57 (фиг.12).The Executive part can be made in the form of, for example, a
На фиг.12 показаны варианты возможного использования механизма, в частности, в составе подъемных механизмов 58, манипуляторе промышленного робота 59, в качестве ноги шагающей машины 60, фермы спутниковой антенны 61.On Fig shows options for the possible use of the mechanism, in particular, as part of the
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127697/11A RU2297974C1 (en) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | Articulated lever mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127697/11A RU2297974C1 (en) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | Articulated lever mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005127697A RU2005127697A (en) | 2007-03-20 |
| RU2297974C1 true RU2297974C1 (en) | 2007-04-27 |
Family
ID=37993660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005127697/11A RU2297974C1 (en) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | Articulated lever mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2297974C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665978C1 (en) * | 2017-07-14 | 2018-09-05 | Сергей Георгиевич Бирюков | Pantograph |
-
2005
- 2005-08-18 RU RU2005127697/11A patent/RU2297974C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665978C1 (en) * | 2017-07-14 | 2018-09-05 | Сергей Георгиевич Бирюков | Pantograph |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005127697A (en) | 2007-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102229141B (en) | Parallel mechanism capable of realizing four-degree-of-freedom movement | |
| JP7071923B2 (en) | Robot with lightweight design multi-coupling transmission unit | |
| EP1612183B1 (en) | Load lifting device | |
| CN102161200B (en) | Parallel dislocation type parallel mechanism capable of three-dimensional translational motion and one-dimensional rotation | |
| CN101306534B (en) | Off-set output 3-dof spherical surface parallel mechanism articulated with center spherical surface | |
| CN109531543A (en) | Four-freedom-degree parallel-connection robot with double acting platform structure | |
| CN107139162B (en) | Sorting machine people in parallel with double acting platform structure | |
| CN103240729A (en) | Telescopic space triple-translation parallel manipulator | |
| CN102092049A (en) | Humanoid dexterous hand with variable-shape palm | |
| CN104708617B (en) | A kind of Three Degree Of Freedom detent mechanism and its multiple degrees of freedom series-parallel connection manipulator | |
| CN100581752C (en) | Space three-translational parallel connection mechanism with far-rack single-lever | |
| CN109531544A (en) | Two-freedom parallel robot with space branched structure | |
| WO2014187486A1 (en) | Compact parallel kinematics robot | |
| CN102152306B (en) | Bar-wheel combined type three-translation one-rotation parallel mechanism | |
| CN102848385A (en) | High-speed parallel manipulator with two-dimensional translation and one-dimensional rotation freedom degrees | |
| CN102490179A (en) | Parallel mechanism with three rotational degrees of freedom and one translational degree of freedom | |
| CN111168649B (en) | High-speed high-precision parallel robot | |
| CN110576426A (en) | Three-translation parallel mechanism | |
| RU2297974C1 (en) | Articulated lever mechanism | |
| CN102975197A (en) | Parallel manipulator with three-dimensional translation and two-dimensional rotation degree of freedom | |
| CN1267587A (en) | Spatial three-freedom parallel robot mechanism | |
| CN103231362A (en) | Parallel robot | |
| KR20190041714A (en) | Apparatus of robot joint | |
| CN102501249A (en) | Six-degree-of-freedom high-speed parallel mechanism and three-degree-of-freedom rotation mechanism thereof | |
| CN104942800B (en) | Three-translation one-rotation four-freedom rotation and translation complete decoupling parallel mechanism |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090819 |