RU2303519C1 - Combination mechanism with complex motion of outlet links - Google Patents
Combination mechanism with complex motion of outlet links Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303519C1 RU2303519C1 RU2005141009/02A RU2005141009A RU2303519C1 RU 2303519 C1 RU2303519 C1 RU 2303519C1 RU 2005141009/02 A RU2005141009/02 A RU 2005141009/02A RU 2005141009 A RU2005141009 A RU 2005141009A RU 2303519 C1 RU2303519 C1 RU 2303519C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pusher
- link
- output
- links
- rotary guide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым для выполнения технологических операций при обслуживании машин и оборудования. Такие механизмы обеспечивают захват изделия, его перемещение из одной позиции в другую, освобождение и передачу изделия.The present invention relates to mechanisms with a complex movement of the output links used to perform technological operations when servicing machinery and equipment. Such mechanisms ensure the capture of the product, its movement from one position to another, the release and transfer of the product.
Известно, например, 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 device that provides the capture of the product, its movement along the arc of a circle and the release containing the actuator with jaws to capture the products, the rotation mechanism and hydraulic drive (Krainev A.F. Dictionary-reference on the mechanisms. - M .: Mechanical Engineering, 1987 . - С.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 для передачи изделий, выполненное в виде комбинированного механизма, содержащего передаточный механизм с ведущим и выходным звеньями, исполнительный механизм с выходными звеньями и губками для захвата изделий и привод (Патент №2217296, опубл. в БИПМ, 2003. - №33 - прототип).Also known is a device for transferring products, made in the form of a combined mechanism containing a transmission mechanism with drive and output links, an actuator with output links and jaws for gripping products and a drive (Patent No. 2217296, publ. In BIPM, 2003. - No. 33 - prototype).
Основной недостаток прототипа заключается в том, что выходное звено передаточного механизма, выполненное в виде толкателя, сопряженного с неподвижным кулачком и ведущим кривошипом, несущего выходные звенья исполнительного механизма с губками для захвата изделий, совершает сложное движение: возвратно-поступательное от взаимодействия с профилем неподвижного кулачка и вращательное от взаимодействия с кривошипом. При этом выходные звенья исполнительного механизма с губками совершают непрерывное круговое движение без каких-либо выстоев на границах рабочего и холостого ходов, т.е. без выстоев в позициях "схват изделия" и "выдача изделия". Это снижает точность работы механизма, поскольку ухудшается взаимодействие губок с изделием в моменты начала и конца рабочего хода. Указанный недостаток лимитирует повышение производительности устройства.The main disadvantage of the prototype is that the output link of the transmission mechanism, made in the form of a pusher, coupled with a fixed cam and a leading crank, carrying the output links of the actuator with jaws to capture products, makes a complex movement: reciprocating from interacting with the profile of the fixed cam and rotational from interacting with a crank. At the same time, the output links of the actuator with jaws perform continuous circular motion without any dwells at the boundaries of the working and idling, i.e. without standing in the positions of "gripping the product" and "issue of the product." This reduces the accuracy of the mechanism, since the interaction of the jaws with the product at the moments of the beginning and end of the working stroke deteriorates. This drawback limits the increase in device performance.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности работы механизма и частоты повторения рабочих циклов.The objective of the present invention is to improve the accuracy of the mechanism and the frequency of repetition of duty cycles.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в комбинированном механизме со сложным движением выходных звеньев, содержащем передаточный механизм с кинематически связанными ведущим и выходным звеньями, исполнительный механизм с выходными звеньями, в котором последние снабжены губками для захвата изделий, ведущим звеном является выходное звено передаточного механизма, стойку и привод, кинематическая связь ведущего и выходного звеньев передаточного механизма содержит промежуточные звенья, выполненные в виде толкателя и поворотной направляющей, при этом толкатель сопряжен с ведущим звеном и шарнирно связан с выходным звеном, поворотная направляющая подвижно соединена с выходным звеном и шарнирно связана со стойкой.The solution to this problem is achieved by the fact that in a combined mechanism with a complex movement of the output links, containing a transmission mechanism with kinematically connected driving and output links, an actuator with output links, in which the latter are equipped with jaws for gripping the products, the leading link is the output link of the transmission mechanism, the rack and the drive, the kinematic connection of the leading and output links of the transmission mechanism contains intermediate links made in the form of a pusher and rotary guide, the pusher is associated with the drive link and pivotally connected with the output member, the rotational guide movably coupled to the output member and pivotally connected to the reception.
Передаточный механизм выполнен в виде многозвенного кулачково-рычажного механизма с ведущим кулачком и центрально расположенным толкателем, при этом механизм удовлетворяет зависимостиThe transmission mechanism is made in the form of a multi-link cam-lever mechanism with a leading cam and a centrally located pusher, while the mechanism satisfies the dependencies
W=3·n-2p5-p4=3·4-2·5-1=1,W = 3 · n-2p 5 -p 4 = 3 · 4-2 · 5-1 = 1,
где W - степень подвижности механизма, W=1;where W is the degree of mobility of the mechanism, W = 1;
n - число подвижных звеньев, n=4;n is the number of movable links, n = 4;
р5 - число низших кинематических пар, p5=5;p 5 is the number of lower kinematic pairs, p 5 = 5;
р4 - число высших кинематических пар, р4=1.p 4 is the number of higher kinematic pairs, p 4 = 1.
Выходное звено передаточного механизма выполнено двуплечим, при этом на одном из плеч закреплен палец для шарнирной связи с выходными звеньями исполнительного механизма, другое плечо подвижно связано с поворотной направляющей, а в месте сопряжения упомянутых плеч выполнено сквозное отверстие для шарнирной связи выходного звена с толкателем посредством закрепленного на толкателе пальца.The output link of the transmission mechanism is made of two shoulders, while a finger is fixed on one of the arms for articulating with the output links of the actuator, the other arm is movably connected to the pivoting guide, and a through hole for the articulating connection of the output link with the pusher is made through the fixed link on the finger pusher.
Поворотная направляющая выполнена в виде пустотелой призмы со сквозным продольным отверстием, размеры и форма которого в поперечном сечении соответствуют размерам и форме поперечного сечения плеча выходного звена, взаимодействующего с направляющей, на боковине призмы закреплен палец для шарнирной связи ее со стойкой.The pivoting guide is made in the form of a hollow prism with a through longitudinal hole, the dimensions and cross-sectional shape of which correspond to the size and cross-sectional shape of the arm of the output link interacting with the guide, a finger is fixed on the side of the prism for articulating it with the column.
Выходное звено передаточного механизма совершает движение, которое генерируется посредством кулачка, толкателя и поворотной направляющей и соответствует зависимостиThe output link of the transmission mechanism makes a movement, which is generated by means of a cam, a pusher and a rotary guide and corresponds to the dependence
где γ - полный угол размаха выходного звена;where γ is the total angle of the output link;
h - расстояние между границами интервалов движения толкателя: полный ход толкателя;h is the distance between the boundaries of the intervals of movement of the pusher: the full stroke of the pusher;
l - отстояние оси поворотной направляющей от линии хода толкателя.l - the distance of the axis of the rotary guide from the stroke line of the pusher.
Расстояние между крайними положениями пальца шарнирной связи выходных звеньев передаточного и исполнительного механизмов соответствует зависимостиThe distance between the extreme positions of the swivel pin of the output links of the transmission and actuating mechanisms corresponds to the dependence
где Н - расстояние между положениями упомянутого пальца на границах интервалов движения;where H is the distance between the positions of the said finger at the boundaries of the intervals of movement;
S - длина плеча выходного звена передаточного механизма с пальцем для шарнирной связи.S is the length of the shoulder of the output link of the transmission mechanism with a finger for articulation.
Включение промежуточных звеньев в виде толкателя и поворотной направляющей в кинематическую связь ведущего и выходного звеньев передаточного механизма обеспечивает движение выходного звена передаточного механизма, которое является ведущим звеном исполнительного механизма, и соответственно выходных звеньев исполнительного механизма с выстоями на границах интервалов движения, т.е. в позициях "схват изделия" и "выдача изделия". Это повышает точность работы комбинированного механизма.The inclusion of intermediate links in the form of a pusher and a rotary guide in the kinematic connection of the leading and output links of the transmission mechanism provides the movement of the output link of the transmission mechanism, which is the leading link of the actuator, and accordingly the output links of the actuator with dwells at the boundaries of the intervals of movement, i.e. in the positions “product gripping” and “product issuing”. This increases the accuracy of the combined mechanism.
Выполнение ведущего звена передаточного механизма в виде кулачка, толкатель которого шарнирно связан с выходным звеном, позволяет обеспечивать на границах ходов толкателя и выходного звена не только мгновенные выстои, связанные с изменением направления их движения, но и выстои любой требуемой продолжительности. Последнее обеспечивается при постоянных радиус-векторах кулачка на соответствующих участках профиля. При центральном расположении толкателя упрощается изготовление кулачка с симметричными профилями в интервалах прямого (рабочего) и обратного (холостого) ходов толкателя. Многозвенный кулачково-рычажный передаточный механизм удовлетворяет формуле Чебышева. Он соответствует структурной формуле кинематической цепи - первому условию работоспособности.The implementation of the leading link of the transmission mechanism in the form of a cam, the pusher of which is pivotally connected to the output link, allows not only instantaneous dwellings associated with a change in the direction of their movement, but also dwells of any desired duration at the boundaries of the moves of the pusher and the output link. The latter is provided with constant radius vectors of the cam in the corresponding sections of the profile. With the central location of the pusher, the manufacture of a cam with symmetrical profiles in the intervals of the forward (working) and reverse (idle) strokes of the pusher is simplified. The multi-link cam lever mechanism satisfies the Chebyshev formula. It corresponds to the structural formula of the kinematic chain - the first condition for performance.
При выполнении выходного звена передаточного механизма двуплечим, шарнирно связанным с толкателем и подвижно соединенным с поворотной направляющей, обеспечивается движение выходных звеньев исполнительного механизма по криволинейной траектории, центр кривизны которой занимает фиксированное положение, совпадая с осью поворотной направляющей, а расстояние от упомянутого центра до точек на кривой изменяется, достигая максимального значения на границах ходов выходного звена. Длина кривой между ее конечными точками зависит от величины хода толкателя, длины плеча выходного звена передаточного механизма, несущего выходные звенья с губками, и отстояния оси поворота направляющей от линии хода толкателя. Выполнение шарнирной связи выходного звена передаточного механизма с толкателем посредством пальца является наиболее простым, технологичным и надежным конструктивным решением.When the output link of the transmission mechanism is double-armed, pivotally connected to the pusher and movably connected to the rotary guide, the output links of the actuator are moved along a curved path, the center of curvature of which occupies a fixed position, coinciding with the axis of the rotary guide, and the distance from the center to the points on curve changes, reaching a maximum value at the borders of the moves of the output link. The length of the curve between its end points depends on the size of the stroke of the pusher, the length of the arm of the output link of the transmission mechanism carrying the output links with jaws, and the distance of the axis of rotation of the guide from the stroke line of the pusher. Performing a swivel connection of the output link of the transmission mechanism with the pusher by means of a finger is the most simple, technologically advanced and reliable design solution.
Выполнение поворотной направляющей в виде пустотелой призмы со сквозным продольным отверстием, формы и размеры которого в сечении соответствуют форме и размерам плеча выходного звена, взаимодействующего с призмой, обеспечивает возможность движения выходного звена относительно призмы без перекосов и заклинивания. Применение пальца в шарнирной связи поворотной направляющей со стойкой является наиболее простым и надежным решением.The execution of the rotary guide in the form of a hollow prism with a through longitudinal hole, the shape and dimensions of which in section correspond to the shape and dimensions of the arm of the output link interacting with the prism, allows the output link to move relative to the prism without distortions and jamming. The use of a finger in the articulation of the rotary guide with the rack is the most simple and reliable solution.
Формула (1) определяет величину поворотного движения выходного звена передаточного механизма в функции двух аргументов: хода h толкателя и отстояния l оси поворота направляющей от линии хода толкателя. Варьируя аргументами h и l, можно обеспечить требуемый угол размаха выходного звена.Formula (1) determines the magnitude of the rotational movement of the output link of the transmission mechanism as a function of two arguments: the stroke h of the pusher and the distance l of the axis of rotation of the guide from the stroke line of the pusher. By varying the arguments h and l, it is possible to provide the required sweep angle of the output link.
Формула (2) определяет расстояние между положениями концевых точек выходных звеньев исполнительного механизма на границах интервалов движения, т.е. длину хорды между крайними точками на траектории движения пальца в шарнирной связи выходных звеньев передаточного и исполнительного механизмов. Зная угол γ размаха выходного звена передаточного механизма и отстояние l оси поворотной направляющей, смотри формулу (1), варьируя длину S плеча выходного звена, можно вычислить фактическую длину хорды H. Необходимая длина Н может быть известна по технологическим и конструктивным требованиям, тогда следует определить искомую длину S плеча по формуле, вытекающей из зависимости (2)Formula (2) determines the distance between the positions of the end points of the output links of the actuator at the boundaries of the intervals of movement, i.e. the length of the chord between the extreme points on the trajectory of the finger in the articulated connection of the output links of the transmission and actuating mechanisms. Knowing the angle γ of the span of the output link of the transmission mechanism and the distance l of the axis of the rotary guide, see formula (1), by varying the length S of the arm of the output link, we can calculate the actual length of the chord H. The required length H can be known from the technological and design requirements, then determine the desired shoulder length S according to the formula resulting from the dependence (2)
Предлагаемый механизм поясняется чертежами.The proposed mechanism is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена кинематическая схема механизма; на фиг.2 - схема к расчету параметров движения выходных звеньев.Figure 1 presents the kinematic diagram of the mechanism; figure 2 is a diagram for calculating the motion parameters of the output links.
Комбинированный механизм со сложным движением выходных звеньев содержит передаточный механизм 1, исполнительный механизм 2 с губками 3 для захвата изделий и привод (последний на чертеже не показан).The combined mechanism with a complex movement of the output links contains a transmission mechanism 1, an
Механизм 1 выполнен в виде многозвенного кулачково-рычажного механизма, который включает ведущее звено - кулачок 4, промежуточные звенья - толкатель 5, сопряженный с кулачком, и поворотную направляющую 6, шарнирно связанную со стойкой, и выходное звено 7, шарнирно связанное с толкателем и подвижно соединенное с поворотной направляющей.The mechanism 1 is made in the form of a multi-link cam-lever mechanism, which includes a leading link -
Толкатель 5 выполнен с нулевым эксцентриситетом, на конце толкателя смонтирован ролик 8 для взаимодействия с профилем кулачка. Поворотная направляющая 6 представляет собой пустотелую призму со сквозным продольным отверстием для подвижного соединения с выходным звеном 7. Форма и размеры отверстия в поперечном сечении соответствуют форме и размерам сечения выходного звена. Призма снабжена пальцем 9, жестко закрепленным на ее боковине, для связи со стойкой. Выходное звено 7 выполнено двуплечим, при этом плечо А связано с механизмом 2, а плечо Б подвижно соединено с поворотной направляющей, в месте сопряжения плеч А и Б выходное звено имеет сквозное отверстие для шарнирной связи с толкателем 5 посредством пальца 10. Длина плеча А равна расстоянию от пальца 10 до точки связи плеча с механизмом 2. Длина плеча Б изменяется, ее текущее значение равно расстоянию между пальцами 9 и 10.The
Исполнительный механизм 2 выполнен в виде рычажно-кулачкового механизма, содержащего ведущее звено, которым является выходное звено передаточного механизма, выходные звенья 11 и 12 с губками 3 для захвата изделий и неподвижный кулачок - копир 13.The
Выходные звенья 11 и 12 шарнирно связаны с выходным звеном передаточного механизма посредством пальца 14, закрепленного на свободном конце плеча А. На концах выходных звеньев 11 и 12 смонтированы ролики соответственно 15 и 16 для взаимодействия с фигурными пазами 17 и 18 в теле неподвижного копира 13.The output links 11 and 12 are pivotally connected to the output link of the transmission mechanism by means of a pin 14 mounted on the free end of the arm A. At the ends of the output links 11 and 12, rollers 15 and 16 are mounted, respectively, to interact with the figured grooves 17 and 18 in the body of the stationary copier 13.
Губки для захвата изделий выполнены по форме передаваемых изделий, при этом закрепление губок на выходных звеньях 11 и 12 выполнено жестким, но разъемным. Это обеспечивает быструю смену губок при переналадке механизма на передачу изделий другой формы.The sponges for gripping the products are made in the form of the transferred products, while fixing the jaws on the output links 11 and 12 is made rigid, but detachable. This provides a quick change of jaws when changing the mechanism to transfer products of a different shape.
Фигурные пазы 17 и 18 в теле копира 13 генерируют взаимное положение выходных звеньев 11 и 12 в интервалах движения, при этом на границах интервалов, т.е. в позициях "схват изделия" и "выдача изделия", губки, имитирующие движение выходных звеньев, занимают разжатое положение.The curly grooves 17 and 18 in the body of the copier 13 generate the mutual position of the output links 11 and 12 in the intervals of movement, while at the borders of the intervals, i.e. in the positions “product gripping” and “product dispensing”, sponges imitating the movement of the output links occupy an unclamped position.
Комбинированный механизм со сложным движением выходных звеньев работает следующим образом.The combined mechanism with the complex movement of the output links works as follows.
При работе привода вращение кулачка 4 преобразуется в возвратно-поступательное движение толкателя 5, при этом выходное звено 7 передаточного механизма совершает возвратно-поворотное движение с углом размаха γ (фиг.2) и центром качания, расположенным на оси пальца 9.When the drive is operating, the rotation of the
В интервале поворота звена 7 на угол γ палец 14 плеча А, несущий выходные звенья 11 и 12 исполнительного механизма, перемещается по криволинейной траектории, представляющей собой геометрическое место точек с общим центром кривизны, занимающим фиксированное положение на оси пальца 9, а расстояние от упомянутого центра до точек на кривой изменяется, достигая максимального значения на границах ходов толкателя 5 и соответственно выходного звена 7. Следует, что при постоянной длине плеча А, т.е. при S=const, и фиксированном положении центра качания выходного звена передаточного механизма траектория движения пальца 14 и выходных звеньев исполнительного механизма не является кривой одного радиуса. Расстояние Н между крайними точками траектории движения пальца 14 определяется зависимостью (2).In the interval of rotation of the
При движении выходного звена 7 генерируется движение выходных звеньев 11 и 12 исполнительного механизма. Ролики 16 и 17 выходных звеньев, взаимодействуя с фигурными пазами 17 и 18 в теле копира 13, обеспечивают текущее положение выходных звеньев с губками 3 для захвата изделий, при этом на границах ходов губки находятся в разжатом положении, а при выполнении ходов губки сжаты.When the movement of the
В позиции "схват изделия" в разжатые губки подается изделие (объект манипулирования). В момент начала рабочего хода губки сжимаются и, контактируя с изделием по большей части его периметра, надежно удерживают изделие, переносимое из одной позиции в другую. В позиции "выдача изделия" губки разжимаются и изделие выводится из механизма. При обратном ходе губки также занимают сжатое положение, поскольку ролики 16 и 17 взаимодействуют с теми же фигурными пазами, что и при прямом ходе.In the position of "gripping the product" in the unclenched jaws the product is supplied (object of manipulation). At the beginning of the working stroke, the jaws are compressed and, in contact with the product over most of its perimeter, reliably hold the product, transferred from one position to another. In the position "product delivery" the jaws are unclenched and the product is removed from the mechanism. With the reverse stroke, the jaws also occupy a compressed position, since the rollers 16 and 17 interact with the same curly grooves as with the forward stroke.
Предлагаемый комбинированный механизм обеспечивает транспортировку изделия из позиции в позицию по траектории близкой к прямолинейной, при этом увеличение длины плеча А выходного звена увеличивает прямолинейность траектории. Движение губок по прямой во многих случаях повышает точность передачи изделий.The proposed combined mechanism ensures the transportation of the product from position to position along a path close to straight, while increasing the length of the arm A of the output link increases the straightness of the path. The movement of the jaws in a straight line in many cases increases the accuracy of the transfer of products.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005141009/02A RU2303519C1 (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Combination mechanism with complex motion of outlet links |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005141009/02A RU2303519C1 (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Combination mechanism with complex motion of outlet links |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2303519C1 true RU2303519C1 (en) | 2007-07-27 |
Family
ID=38431654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005141009/02A RU2303519C1 (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Combination mechanism with complex motion of outlet links |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2303519C1 (en) |
-
2005
- 2005-12-27 RU RU2005141009/02A patent/RU2303519C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
| RU2303519C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2356726C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2356725C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2303520C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2312763C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2331507C1 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2344031C2 (en) | Manipulator for transmission of items | |
| RU2191108C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2312008C1 (en) | Combination type mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2331506C2 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2390406C1 (en) | Transfer manipulator | |
| RU2243083C1 (en) | "hand" type device for transporting articles | |
| RU2236343C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2191109C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2243882C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2438858C2 (en) | Device for items transmission | |
| RU2265509C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2276009C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2264907C1 (en) | Device for transporting articles | |
| RU2333827C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2438856C2 (en) | Device for items transmission | |
| RU2284262C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2179108C1 (en) | Device in form of arm for conveying workpieces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091228 |