RU2303520C1 - Combination mechanism with complex motion of outlet links - Google Patents

Combination mechanism with complex motion of outlet links Download PDF

Info

Publication number
RU2303520C1
RU2303520C1 RU2006100427/02A RU2006100427A RU2303520C1 RU 2303520 C1 RU2303520 C1 RU 2303520C1 RU 2006100427/02 A RU2006100427/02 A RU 2006100427/02A RU 2006100427 A RU2006100427 A RU 2006100427A RU 2303520 C1 RU2303520 C1 RU 2303520C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
link
output
pusher
transmission mechanism
links
Prior art date
Application number
RU2006100427/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Спиридонович Горлатов (RU)
Аркадий Спиридонович Горлатов
Ирина Сергеевна Аржанова (RU)
Ирина Сергеевна Аржанова
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет"
Priority to RU2006100427/02A priority Critical patent/RU2303520C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2303520C1 publication Critical patent/RU2303520C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: apparatuses for maintaining machines and equipment providing gripping of articles for moving it from one position to other.
SUBSTANCE: combination mechanism includes transfer mechanism with kinematically coupled driving and outlet links where outlet link is movably joined with rotary guide jointly coupled with strut and actuating mechanism with outlet links and jaws for gripping articles and also with intermediate link - follower. Outlet link of transfer mechanism serves as driving link of actuating mechanism. Kinematics connection of driving and outlet links of transfer mechanism includes intermediate links in the form of rocker arm performing reciprocation motion and pusher joined with it. Rocker arm is movably joined with driving link; pusher is jointly coupled with outlet link of mechanism. Outlet link of transfer mechanism is double-arm one; its one arm is movably joined with rotary guide and its other arm is jointly coupled with actuating mechanism outlet links engaged with shaped grooves of follower body.
EFFECT: impact-free motion mode of outlet links, enhanced efficiency, possibility for transferring increased-mass articles.
10 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым для выполнения технологических операций при обслуживании машин, станков, прессов и другого оборудования. Такие манипуляционные механизмы, имитируя определенные движения человека, обеспечивают захват изделия (объекта манипулирования), 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 machines, machine tools, presses and other equipment. Such manipulation mechanisms, imitating certain human movements, provide capture of the product (manipulation object), 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 handling 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 repetition rate of duty cycles, i.e. low productivity. The indicated drawback is the result of using separate engines for gripping and turning mechanisms, as well as the use of a low-speed hydraulic drive. The disadvantage is especially noticeable when aggregating the device with automatic machines and high-performance lines.

Известно также устройство для передачи изделий, выполненное в виде комбинированного механизма, содержащего передаточный механизм с выходным звеном, исполнительный механизм с выходными звеньями и губками для захвата изделий, ведущим звеном которого является выходное звено передаточного механизма, и привод (Патент №2191107, опубл. в БИПМ, 2003. - №33 - прототип).A device for transmitting products is also known, made in the form of a combined mechanism containing a transmission mechanism with an output link, an actuator with output links and jaws for gripping products, the leading link of which is the output link of the transmission mechanism, and a drive (Patent No. 2191107, publ. BIPM, 2003. - No. 33 - prototype).

Основной недостаток прототипа заключается в том, что при поворотном движении выходного звена передаточного механизма, которое несет выходные звенья исполнительного механизма, на границах интервалов прямого и обратного ходов возникают мягкие удары, когда при нулевом значении скорости выходного звена ускорение последнего мгновенно возрастает от нуля до конечного значения или мгновенно падает от конечного значения до нуля. В периоде кинематического цикла, т.е. за время одного оборота кривошипа, мягкий удар возникает четыре раза. Мягкие удары негативно сказываются на работе устройства, поскольку приводят к необходимости уменьшения частоты повторения рабочих циклов и соответствующему снижению производительности. Удары также снижают точность работы устройства. Это особенно ощутимо при передаче изделий повышенной массы.The main disadvantage of the prototype is that when the output link of the transmission mechanism rotates, which carries the output links of the actuator, soft blows occur at the boundaries of the intervals of the forward and reverse strokes, when at zero speed of the output link the acceleration of the latter instantly increases from zero to the final value or instantly drops from the final value to zero. In the period of the kinematic cycle, i.e. during one turn of the crank, a soft blow occurs four times. Soft strokes adversely affect the operation of the device, since it leads to the need to reduce the frequency of repetition of duty cycles and a corresponding decrease in productivity. Shocks also reduce the accuracy of the device. This is especially noticeable when transferring products of increased mass.

Задачей настоящего изобретения является улучшение динамических характеристик и повышение точности работы комбинированного механизма.The present invention is to improve the dynamic characteristics and increase the accuracy of the combined mechanism.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в комбинированном механизме со сложным движением выходных звеньев, содержащем передаточный механизм с кинематически связанными между собой ведущим и выходным звеньями, в котором выходное звено подвижно соединено с поворотной направляющей, шарнирно связанной со стойкой, исполнительный механизм с выходными звеньями и губками для захвата изделий, ведущим звеном которого является выходное звено передаточного механизма, и привод, кинематическая связь ведущего и выходного звеньев передаточного механизма содержит промежуточные звенья, выполненные в виде кулисы, совершающей возвратно-поступательные движения, и сопряженного с ней толкателя, при этом кулиса подвижно соединена с ведущим звеном, а толкатель шарнирно связан с выходным звеном механизма.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 drive and output links, in which the output link is movably connected to a rotary guide pivotally connected to the rack, an actuator with output links and jaws for gripping products, the leading link of which is the output link of the transmission mechanism, and the drive, the kinematic connection of the leading and output links is transmitted Nogo mechanism comprises intermediate members formed as a backstage reciprocating movement therein and conjugated with the pusher, wherein the rocker is movably connected with the driving member and the plunger is pivotally connected to the output link mechanism.

Кулиса передаточного механизма содержит жестко связанные между собой подвижное основание и рамку, при этом подвижное основание выполнено в виде стержня, смонтированного в неподвижных направляющих, а рамка расположена под прямым углом к продольной оси стержня.The transmission link contains a movable base and a frame rigidly interconnected, while the movable base is made in the form of a rod mounted in fixed guides, and the frame is located at right angles to the longitudinal axis of the rod.

Сопряжение кулисы с толкателем включает две зубчатые рейки, одна из которых закреплена на подвижном основании кулисы, а другая - на толкателе, и два зубчатых колеса для сопряжения с упомянутыми рейками, при этом зубчатые колеса смонтированы на общей оси и жестко связаны между собой.The link between the wings and the pusher includes two gear racks, one of which is mounted on the movable base of the link and the other on the pusher, and two gear wheels for interfacing with the said racks, while the gears are mounted on a common axis and are rigidly interconnected.

Зубчатые колеса имеют разные диаметры делительных окружностей, при этом колесо меньшего диаметра сопряжено с рейкой на неподвижном основании кулисы, а колесо большего диаметра - с рейкой на толкателе.Gear wheels have different diameters of pitch circles, while a smaller wheel is mated to a rack on the fixed base of the wings, and a larger wheel is connected to a rack on the pusher.

Подвижное соединение кулисы с ведущим звеном передаточного механизма содержит ползун, который смонтирован в рамке кулисы и шарнирно связан с ведущим звеном.The movable connection of the scenes with the leading link of the transmission mechanism contains a slider that is mounted in the frame of the wings and pivotally connected to the leading link.

Шарнирная связь толкателя передаточного механизма с выходным звеном последнего содержит палец, жестко закрепленный на конце толкателя.The articulated connection of the pusher of the transmission mechanism with the output link of the latter contains a finger rigidly fixed to the end of the pusher.

Выходное звено передаточного механизма выполнено двуплечим, одно из плеч подвижно соединено с поворотной направляющей, с другим плечом шарнирно связаны выходные звенья исполнительного механизма.The output link of the transmission mechanism is made of two shoulders, one of the shoulders is movably connected to the rotary guide, and the output links of the actuator are pivotally connected to the other shoulder.

Передаточный механизм выполнен в виде рычажно-зубчатого многозвенника, структура кинематической цепи которого удовлетворяет зависимостиThe transmission mechanism is made in the form of a lever-toothed multi-link, the structure of the kinematic chain of which satisfies the dependence

Figure 00000002
Figure 00000002

где W - степень подвижности механизма, W=1;where W is the degree of mobility of the mechanism, W = 1;

n - число подвижных звеньев, n=7;n is the number of movable links, n = 7;

р5 - число низших кинематических пар, р5=9;p 5 is the number of lower kinematic pairs, p 5 = 9;

р4 - число высших кинематических пар, р4=2.p 4 is the number of higher kinematic pairs, p 4 = 2.

Законы движения выходного звена передаточного механизма соответствуют зависимостям:The laws of motion of the output link of the transmission mechanism correspond to the dependencies:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где φ, γ - текущий угол поворота соответственно ведущего и выходного звена;where φ, γ is the current rotation angle of the leading and output links, respectively;

γ=f(λ, φ) - функция положения выходного звена;γ = f (λ, φ) is the function of the position of the output link;

Figure 00000006
- относительная длина ведущего звена;
Figure 00000006
- relative length of the leading link;

r - длина ведущего звена;r is the length of the leading link;

i - передаточное число зубчатых колес, связывающих основание кулисы с толкателем;i is the gear ratio of the gears connecting the base of the wings to the pusher;

h - расстояние от оси поворота выходного звена до линии хода толкателя;h is the distance from the axis of rotation of the output link to the stroke line of the pusher;

Figure 00000007
- первая передаточная функция - аналог угловой скорости выходного звена;
Figure 00000007
- the first transfer function is an analog of the angular velocity of the output link;

φв.з - угловая скорость выходного звена;φ vz - the angular velocity of the output link;

φ - угловая скорость ведущего звена;φ is the angular velocity of the leading link;

Figure 00000008
- вторая передаточная функция - аналог углового ускорения выходного звена;
Figure 00000008
- the second transfer function is an analog of the angular acceleration of the output link;

εв.з - угловое ускорение выходного звена.ε vz - angular acceleration of the output link.

Шарнирная связь ползуна с ведущим звеном передаточного механизма включает палец, жестко закрепленный на упомянутом ползуне.The articulated connection of the slider with the leading link of the transmission mechanism includes a finger, rigidly fixed to the said slider.

Заявляемый механизм отличается от прототипа конструктивными элементами, связью между элементами, формой выполнения и взаимного расположения элементов. Эти отличия способствуют снижению динамических нагрузок, повышению точности работы и в целом эффективности функционирования.The inventive mechanism differs from the prototype structural elements, the relationship between the elements, the form of execution and the relative position of the elements. These differences contribute to the reduction of dynamic loads, increase the accuracy and overall performance.

Включение в кинематическую связь ведущего и выходного звеньев передаточного механизма промежуточных звеньев в виде кулисы возвратно-поступательного движения и сопряженного с ней толкателя обеспечивает движение выходного звена передаточного механизма без каких-либо мягких или жестких ударов. При этом, поскольку выходное звено передаточного механизма является ведущим звеном исполнительного механизма, несущим выходные звенья с губками, выходные звенья исполнительного механизма при их движении вместе с ведущим звеном будут совершать безударное движение.The inclusion in the kinematic connection of the leading and output links of the transmission mechanism of the intermediate links in the form of a backstage of the reciprocating movement and a pusher associated with it ensures the movement of the output link of the transmission mechanism without any soft or hard blows. Moreover, since the output link of the transmission mechanism is the leading link of the actuator, carrying the output links with jaws, the output links of the actuator, when moving together with the leading link, will perform an unstressed motion.

Кулиса возвратно-поступательного движения (прямолинейная кулиса) осуществляет чисто гармоническое колебательное движение, при этом движение рамки и подвижного основания будет следовать гармоническому закону - происходить по закону синуса. Такое движение кулисы будет генерироваться посредством толкателя в синусоидальный закон движения выходного звена передаточного механизма. Этим предопределяется безударное движение выходного звена передаточного механизма.The backstage of the reciprocating movement (rectilinear backstage) carries out a purely harmonic oscillatory movement, while the movement of the frame and the moving base will follow a harmonic law - occur according to the law of sine. Such a backstage movement will be generated by means of a pusher in the sinusoidal law of motion of the output link of the transmission mechanism. This determines the shockless movement of the output link of the transmission mechanism.

Выполнение сопряжения основания кулисы с толкателем посредством двух зубчатых колес и двух зубчатых реек позволяет толкателю передаточного механизма совершать движение, аналогичное закону движения кулисы. Использование зубчатых колес и реек для сопряжения звеньев, совершающих возвратно-поступательные движения, является предпочтительным конструктивным решением.The pairing of the base of the backstage with the pusher by means of two gears and two gear racks allows the pusher of the transmission mechanism to make a movement similar to the law of motion of the backstage. The use of gears and racks for mating links performing reciprocating movements is the preferred constructive solution.

Для увеличения длины хода толкателя передаточного механизма его зубчатая рейка сопряжена с зубчатым колесом большего диаметра, а рейка подвижного основания кулисы - с колесом меньшего диаметра. В предлагаемом передаточном механизме ход (прямой и обратный) кулисы равняется удвоенной длине ведущего звена. При заданной длине ведущего звена и соответствующем ходе кулисы применение зубчатых колес разного диаметра формирует ход толкателя (больший, чем ход кулисы), зависящий от передаточного числа между зубчатыми колесами. При этом обеспечивается соответственно больший угол размаха выходного звена и больший ход выходных звеньев исполнительного механизма с губками для захвата изделий. Это расширяет технологические возможности механизма и диапазон его практического использования.To increase the stroke length of the pusher of the transmission mechanism, its gear rack is paired with a gear wheel of a larger diameter, and the rail of the movable base of the wings is connected with a wheel of a smaller diameter. In the proposed transmission mechanism, the stroke (forward and reverse) of the wings is equal to twice the length of the drive link. For a given length of the drive link and the corresponding backstage stroke, the use of gears of different diameters forms a pusher stroke (larger than the backstage stroke), depending on the gear ratio between the gears. This ensures a correspondingly larger sweep angle of the output link and a larger stroke of the output links of the actuator with jaws for gripping the products. This extends the technological capabilities of the mechanism and the range of its practical use.

Выполнение подвижного соединения ведущего звена передаточного механизма с кулисой посредством ползуна, смонтированного в рамке кулисы и шарнирно связанного с ведущим звеном, обеспечивает получение рычажного механизма с двумя вращательными и двумя поступательными кинематическими парами. Механизм соответствует центральному кривошипно-шатунному механизму с ползуном, у которого длина шатуна равна бесконечности. Такой механизм является синусным, т.е. механизмом с поступательно движущейся кулисой.The implementation of the movable connection of the leading link of the transmission mechanism with the rocker by means of a slider mounted in the frame of the wings and pivotally connected to the leading link, provides a linkage with two rotational and two translational kinematic pairs. The mechanism corresponds to the central crank mechanism with a slider, in which the length of the connecting rod is equal to infinity. Such a mechanism is sinus, i.e. a mechanism with a progressive backstage.

Выполнение шарнирной связи толкателя передаточного механизма с выходным звеном последнего посредством пальца, закрепленного на конце толкателя, является наиболее простым, технологичным и надежным конструктивным решением.Performing articulation of the pusher of the transmission mechanism with the output link of the latter by means of a finger, mounted on the end of the pusher, is the most simple, technologically advanced and reliable design solution.

Выполнение выходного звена передаточного механизма двуплечим имеет свои преимущества: значительно упрощает компоновку звеньев и подвижную связь выходного звена с толкателем, поворотной направляющей и с выходными звеньями исполнительного механизма.The execution of the output link of the transmission mechanism with two shoulders has its advantages: it greatly simplifies the layout of the links and the movable connection of the output link with the pusher, the rotary guide and with the output links of the actuator.

Выражение (1) определяет правильность построения кинематической цепи многозвенника, т.е. соответствие числа звеньев и кинематических пар. Это указывает на работоспособность передаточного механизма. Компоновка передаточного механизма такова, что при положении ведущего звена перпендикулярно направлению движения кулисы (φ=0) выходное звено занимает положение параллельно ведущему звену (γ=0).Expression (1) determines the correctness of the construction of the kinematic chain of the multi-link, i.e. correspondence of the number of links and kinematic pairs. This indicates the operability of the transmission mechanism. The arrangement of the transmission mechanism is such that, when the leading link is perpendicular to the direction of movement of the link (φ = 0), the output link is parallel to the leading link (γ = 0).

Зависимости (2), (3) и (4) характеризуют безударное поворотное движение выходного звена передаточного механизма, несущего выходные звенья исполнительного механизма с губками для захвата изделий. Упомянутые зависимости показывают, что при непрерывном вращении ведущего звена удары на границах ходов отсутствуют. Это улучшает динамические характеристики передаточного механизма.Dependencies (2), (3) and (4) characterize the shockless rotary movement of the output link of the transmission mechanism, carrying the output links of the actuator with jaws for gripping the products. The mentioned dependences show that with continuous rotation of the leading link there are no blows at the borders of the moves. This improves the dynamic characteristics of the gear mechanism.

Выполнение шарнирной связи ползуна, смонтированного в рамке кулисы, с ведущим звеном посредством пальца принято из условий простоты, технологичности и надежности работы механизма.The implementation of the articulated connection of the slider mounted in the frame of the scenes with the leading link by means of a finger is taken from the conditions of simplicity, manufacturability and reliability of the mechanism.

Предлагаемый комбинированный механизм поясняется чертежами. На фигуре 1 представлена кинематическая схема комбинированного механизма; на фиг.2 - схема к расчету параметров движения передаточного механизма; на фиг.3 - траектория движения выходного звена передаточного механизма; на фиг.4 - циклограмма; на фиг.5 - графики функций движения при λ=0,7.The proposed combined mechanism is illustrated by drawings. The figure 1 presents the kinematic diagram of the combined mechanism; figure 2 is a diagram for calculating the motion parameters of the transmission mechanism; figure 3 - the trajectory of the output link of the transmission mechanism; figure 4 is a sequence diagram; figure 5 - graphs of the functions of motion at λ = 0.7.

Комбинированный механизм со сложным движением выходных звеньев содержит передаточный механизм 1, исполнительный механизм 2 с губками 3 для захвата изделий и привод, последний на чертежах не показан.The combined mechanism with a complex movement of the output links contains a gear 1, an actuator 2 with jaws 3 for gripping products and a drive, the latter is not shown in the drawings.

Передаточный механизм 1 выполнен в виде многозвенного рычажно-зубчатого механизма, построенного на базе кривошипно-кулисного механизма 4 с поступательным движением кулисы. Механизм 4 содержит ведущее звено-кривошип 5, закрепленный на валу привода, кулису 6 и ползун 7 для связи кривошипа с кулисой. Кулиса 6 состоит из подвижного основания 8, выполненного в виде стержня, смонтированного в неподвижных направляющих, и рамки 9, жестко закрепленной на подвижном основании под прямым углом к продольной оси последнего. Ползун 7 расположен в рамке 9 и снабжен пальцем 10 для шарнирной связи с кривошипом. Механизм 1 также включает толкатель 11, сопряженный с основанием 8 кулисы, выходное звено 12, шарнирно связанное с толкателем, поворотную направляющую 13, подвижно соединенную с выходным звеном, зубчатые колеса 14 и 15 и зубчатые рейки 16 и 17.The transmission mechanism 1 is made in the form of a multi-link lever-gear mechanism, built on the basis of the crank-link mechanism 4 with the translational movement of the wings. The mechanism 4 contains the leading link-crank 5, mounted on the drive shaft, the link 6 and the slider 7 for connecting the crank with the link. The link 6 consists of a movable base 8, made in the form of a rod mounted in fixed guides, and a frame 9, rigidly mounted on a movable base at right angles to the longitudinal axis of the latter. The slider 7 is located in the frame 9 and provided with a finger 10 for articulation with the crank. The mechanism 1 also includes a pusher 11, coupled with the base 8 of the scenes, an output link 12 pivotally connected to the pusher, a rotary guide 13 movably connected to the output link, gears 14 and 15 and gear racks 16 and 17.

Зубчатые колеса и рейки обеспечивают сопряжение основания 8 кулисы 6 с толкателем 11. Колеса 14 и 15 имеют разные диаметры делительных окружностей, они смонтированы на общей оси 18 и жестко связаны между собой. Зубчатые рейки 16 и 17 жестко закреплены соответственно на основании кулисы и на толкателе 11. Колесо 14 меньшего диаметра сопряжено с рейкой 16, а колесо 15 большего диаметра - с рейкой 17. Шарнирная связь толкателя 11 с выходным звеном 12 обеспечивается посредством пальца 19, жестко закрепленного на конце толкателя. Выходное звено 12 выполнено двуплечим, при этом плечо А подвижно соединено с поворотной направляющей 13, а плечо Б кинематически связано с исполнительным механизмом 2. Поворотная направляющая выполнена в виде пустотелой призмы с центральным отверстием для подвижного соединения с выходным звеном 12 и снабжена пальцем 20, закрепленным на боковине призмы, для шарнирной связи ее со стойкой (фиг.1).Gears and racks provide the interface between the base 8 of the wings 6 with the pusher 11. Wheels 14 and 15 have different diameters of pitch circles, they are mounted on a common axis 18 and are rigidly connected to each other. The gear racks 16 and 17 are rigidly fixed respectively on the base of the wings and on the pusher 11. A smaller wheel 14 is connected to the rack 16, and a larger diameter wheel 15 is connected to the rack 17. The pusher 11 is articulated with the output link 12 by means of a pin 19, rigidly fixed at the end of the pusher. The output link 12 is made of two shoulders, while the arm A is movably connected to the rotary guide 13, and the arm B is kinematically connected to the actuator 2. The rotary guide is made in the form of a hollow prism with a central hole for movable connection with the output link 12 and is equipped with a finger 20 fixed on the side of the prism, for articulating it with the stand (figure 1).

Исполнительный механизм 2 выполнен в виде рычажно-кулачкового механизма, ведущим звеном последнего является выходное звено передаточного механизма. Выходные звенья 21 и 22 исполнительного механизма шарнирно связаны с выходным звеном 12 посредством пальца 23, жестко закрепленного на свободном конце плеча Б упомянутого звена. На свободных концах звеньев 21 и 22 смонтированы ролики 24 для сопряжения с фигурными пазами 25 и 26 в теле промежуточного звена - копира 27.The actuator 2 is made in the form of a lever-cam mechanism, the leading link of the latter is the output link of the transmission mechanism. The output links 21 and 22 of the actuator are pivotally connected to the output link 12 by means of a finger 23, rigidly fixed to the free end of the shoulder B of the mentioned link. At the free ends of links 21 and 22 mounted rollers 24 for pairing with curly grooves 25 and 26 in the body of the intermediate link - copier 27.

Губки 3 для захвата изделий выполнены по форме передаваемых изделий и закреплены на выходных звеньях 21 и 22, при этом закрепление губок выполнено жестким, но разъемным. Это обеспечивает быструю смену губок при переналадке механизма на передачу изделий другой формы. На границах ходов, т.е. в позициях «схват изделия» и «выдача изделия» губки занимают разжатое положение.The jaws 3 for gripping the products are made in the form of the transmitted products and are fixed to the output links 21 and 22, while the jaws are fixed, but detachable. This provides a quick change of jaws when changing the mechanism to transfer products of a different shape. At the borders of moves, i.e. in the positions “product gripping” and “product delivery”, the sponges are in an unstressed position.

Фигурные пазы 25 и 26 в теле копира 27 и взаимодействующие с ними ролики 24 формируют взаимное относительное положение выходных звеньев 21 и 22, при этом губки 3 имитируют движение выходных звеньев в периоде всего кинематического цикла. Поворотное движение звеньев 21 и 22 относительно выходного звена 12 может быть синхронным либо смещенным во времени, когда движение одного выходного звена не будет совпадать по времени с движением другого.Figured grooves 25 and 26 in the body of the copier 27 and the rollers 24 interacting with them form a relative relative position of the output links 21 and 22, while the jaws 3 simulate the movement of the output links during the entire kinematic cycle. The rotational movement of the links 21 and 22 relative to the output link 12 can be synchronous or offset in time, when the movement of one output link will not coincide in time with the movement of the other.

Производительность предлагаемого механизма зависит от частоты повторения рабочих циклов, зависящей от массы передаваемых изделий и закона движения выходных звеньев 21 и 22 при взаимодействии их роликов 24 с фигурными пазами в теле копира 27. Прогнозируемая производительность механизма при передаче изделий повышенной массы составляет до 40 рабочих циклов в минуту.The performance of the proposed mechanism depends on the frequency of repetition of the work cycles, depending on the mass of the transmitted products and the law of movement of the output links 21 and 22 when their rollers 24 interact with the figured grooves in the copier body 27. The predicted performance of the mechanism when transmitting products of increased mass is up to 40 work cycles a minute.

Комбинированный механизм со сложным движением выходных звеньев работает следующим образом.The combined mechanism with a complex movement of the output links works as follows.

При работе привода вращение кривошипа 5 преобразуется в возвратно-поступательное движение кулисы 6 и толкателя 11. Движение кулисы и толкателя будет осуществляться по синусоидальному закону, при этом ход кулисы в интервале прямого или обратного хода будет равен удвоенной длине кривошипа, а ход толкателя будет больше хода кулисы на величину передаточного числа между зубчатыми колесами 14 и 15. Толкатель 11 при поступательном движении генерирует сложное движение выходного звена 12, состоящее из двух простых движений: возвратно-поступательного вместе с толкателем и возвратно-поворотного с центром качания на оси пальца 19. Благоприятно, что поворотное движение звена 12, в значительной мере определяющее траекторию движения пальца 23, несущего выходные звенья 21 и 22 исполнительного механизма, осуществляется по синусоидальному закону (фиг.5). Практически важно, что влияние поворотного движения выходного звена 12 на траекторию выходных звеньев исполнительного механизма заметно возрастает с увеличением плеча Б выходного звена.When the drive is operating, the rotation of the crank 5 is converted into the reciprocating motion of the link 6 and the pusher 11. The movement of the link and the pusher will be carried out according to a sinusoidal law, while the link in the interval of the forward or reverse stroke will be equal to twice the length of the crank, and the stroke of the pusher will be longer than the stroke backstage by the gear ratio between the gears 14 and 15. The pusher 11 during translational movement generates a complex movement of the output link 12, consisting of two simple movements: reciprocating together with the pusher and the pivot with the center of swing on the axis of the finger 19. It is favorable that the pivoting movement of the link 12, which largely determines the trajectory of the finger 23, carrying the output links 21 and 22 of the actuator, is carried out according to a sinusoidal law (figure 5) . It is practically important that the influence of the rotational movement of the output link 12 on the trajectory of the output links of the actuator noticeably increases with an increase in the arm B of the output link.

При движении звеньев 21 и 22 исполнительного механизма вместе с выходным звеном 12 передаточного механизма их ролики 24 взаимодействуют с фигурными пазами 25 и 26 копира 27, в результате этого выходные звенья с губками 3 совершают поворотные движения, обеспечивая сжатое либо разжатое положение губок.When the links 21 and 22 of the actuator move together with the output link 12 of the transmission mechanism, their rollers 24 interact with the figured grooves 25 and 26 of the copier 27, as a result of which the output links with the jaws 3 make rotary movements, providing a compressed or uncompressed position of the jaws.

В позиции «схват изделия» в разжатые губки подается изделие - объект манипулирования. При рабочем ходе губки 3 занимают сжатое положение, при этом они контактируют с изделием по большей части его периметра и, надежно удерживая изделие, переносят последнее из одной позиции в другую. По достижении позиции «выдача изделия» губки разжимаются и изделие выводится из механизма. При холостом ходе губки 3 также занимают сжатое положение, поскольку ролики 24 выходных звеньев взаимодействуют с теми же фигурными пазами в теле копира 27, что и при рабочем ходе. Поворотное движение выходных звеньев исполнительного механизма относительно выходного звена передаточного механизма также осуществляется по благоприятному закону, формируемому рабочими профилями фигурных пазов 25 и 26 в теле копира 27.In the “grip of the product” position, the product — the object of manipulation — is fed into the open lips. During the working stroke of the jaw 3 occupy a compressed position, while they are in contact with the product for the most part of its perimeter and, holding the product securely, transfer the latter from one position to another. Upon reaching the position of “product delivery”, the jaws are unclenched and the product is removed from the mechanism. At idle, the jaws 3 also occupy a compressed position, since the rollers 24 of the output links interact with the same curly grooves in the body of the copier 27 as during the working stroke. The rotary movement of the output links of the actuator relative to the output link of the transmission mechanism is also carried out according to the favorable law formed by the working profiles of the curly grooves 25 and 26 in the body of the copier 27.

Работа передаточного и исполнительного механизмов, составляющих структуру кинематической цепи предлагаемого комбинированного механизма со сложным движением выходных звеньев, протекает в режиме безударного движения выходных звеньев.The operation of the transmission and actuating mechanisms that make up the structure of the kinematic chain of the proposed combined mechanism with the complex movement of the output links proceeds in the mode of shockless movement of the output links.

Claims (10)

1. Комбинированный механизм со сложным движением выходных звеньев, содержащий передаточный механизм с кинематически связанными между собой ведущим и выходным звеньями, в котором выходное звено подвижно соединено с поворотной направляющей, шарнирно связанной со стойкой, исполнительный механизм с выходными звеньями и губками для захвата изделий, ведущим звеном которого является выходное звено передаточного механизма, и привод, отличающийся тем, что ведущее и выходное звенья передаточного механизма кинематически связаны посредством промежуточных звеньев, выполненных в виде кулисы, совершающей возвратно-поступательные движения, и сопряженного с ней толкателя, при этом кулиса подвижно соединена с ведущим звеном, а толкатель шарнирно связан с выходным звеном механизма.1. A combined mechanism with a complex movement of the output links, comprising a transmission mechanism with kinematically connected drive and output links, in which the output link is movably connected to a rotary guide pivotally connected to the rack, an actuator with output links and jaws for gripping the products leading the link of which is the output link of the transmission mechanism, and the drive, characterized in that the leading and output links of the transmission mechanism are kinematically connected by means of intermediate units are designed as wings, reciprocating movement therein and conjugated with the pusher, wherein the rocker is movably connected with the driving member and the plunger is pivotally connected to the output link mechanism. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что кулиса передаточного механизма содержит жестко связанные между собой подвижное основание и рамку, при этом подвижное основание выполнено в виде стержня, смонтированного в неподвижных направляющих, а рамка расположена под прямым углом к продольной оси стержня.2. The mechanism according to claim 1, characterized in that the link of the transmission mechanism contains rigidly interconnected movable base and frame, while the movable base is made in the form of a rod mounted in fixed guides, and the frame is located at right angles to the longitudinal axis of the rod. 3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что сопряжение кулисы с толкателем включает две зубчатые рейки, одна из которых закреплена на подвижном основании кулисы, а другая на толкателе, и два зубчатых колеса для сопряжения с упомянутыми рейками, при этом зубчатые колеса смонтированы на общей оси и жестко связаны между собой.3. The mechanism according to claim 1, characterized in that the link between the wings and the pusher includes two gear racks, one of which is mounted on a movable base of the wings, and the other on the pusher, and two gear wheels for interfacing with said racks, while the gears are mounted on a common axis and rigidly interconnected. 4. Механизм по п.3, отличающийся тем, что зубчатые колеса имеют разные диаметры делительных окружностей, при этом колесо меньшего диаметра сопряжено с рейкой на подвижном основании кулисы, а колесо большего диаметра с рейкой на толкателе.4. The mechanism according to claim 3, characterized in that the gears have different diameters of pitch circles, while a smaller wheel is coupled to a rail on the movable base of the wings, and a larger wheel with a rail on the pusher. 5. Механизм по п.1, отличающийся тем, что подвижное соединение кулисы с ведущим звеном передаточного механизма содержит ползун, который смонтирован в рамке кулисы и шарнирно связан с ведущим звеном.5. The mechanism according to claim 1, characterized in that the movable connection of the scenes with the leading link of the transmission mechanism contains a slider that is mounted in the frame of the wings and pivotally connected to the leading link. 6. Механизм по п.1, отличающийся тем, что шарнирная связь толкателя передаточного механизма с выходным звеном последнего содержит палец, жестко закрепленный на конце толкателя.6. The mechanism according to claim 1, characterized in that the articulated connection of the pusher of the transmission mechanism with the output link of the latter contains a finger, rigidly fixed to the end of the pusher. 7. Механизм по п.1, отличающийся тем, что выходное звено передаточного механизма выполнено двуплечим, одно из плеч подвижно соединено с поворотной направляющей, с другим плечом шарнирно связаны выходные звенья исполнительного механизма.7. The mechanism according to claim 1, characterized in that the output link of the transmission mechanism is two-armed, one of the shoulders is movably connected to the rotary guide, and the output links of the actuator are pivotally connected to the other shoulder. 8. Механизм по п.1, отличающийся тем, что передаточный механизм выполнен в виде рычажно-зубчатого многозвенника, структура кинематической цепи которого удовлетворяет зависимости8. The mechanism according to claim 1, characterized in that the transmission mechanism is made in the form of a lever-gear multi-link, the structure of the kinematic chain of which satisfies the dependence W=3·n-2p5-p4=3·7-2·9-2=1,W = 3 · n-2p 5 -p 4 = 3 · 7-2 · 9-2 = 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=7;n is the number of movable links, n = 7; р5 - число низших кинематических пар, p5=9;p 5 is the number of lower kinematic pairs, p 5 = 9; р4 - число высших кинематических пар, р4=2.p 4 is the number of higher kinematic pairs, p 4 = 2. 9. Механизм по п.1 или 7, отличающийся тем, что законы движения выходного звена передаточного механизма соответствуют зависимостям9. The mechanism according to claim 1 or 7, characterized in that the laws of motion of the output link of the transmission mechanism correspond to the dependencies γ=arctgλ·sinφ,γ = arctgλ
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000011
Figure 00000012
где φ, γ - текущий угол поворота соответственно ведущего и выходного звена;where φ, γ is the current rotation angle of the leading and output links, respectively; γ=f(λ, φ) - функция положения выходного звена;γ = f (λ, φ) is the function of the position of the output link;
Figure 00000013
- относительная длина ведущего звена;
Figure 00000013
- relative length of the leading link;
r - длина ведущего звена;r is the length of the leading link; i - передаточное число зубчатых колес, связывающих основание кулисы с толкателем;i is the gear ratio of the gears connecting the base of the wings to the pusher; h - расстояние от оси поворота выходного звена до линии хода толкателя;h is the distance from the axis of rotation of the output link to the stroke line of the pusher;
Figure 00000014
- первая передаточная функция - аналог угловой скорости выходного звена;
Figure 00000014
- the first transfer function is an analog of the angular velocity of the output link;
φв.з. - угловая скорость выходного звена;φ w - angular velocity of the output link; φ - угловая скорость ведущего звена;φ is the angular velocity of the leading link;
Figure 00000015
- вторая передаточная функция - аналог углового ускорения выходного звена;
Figure 00000015
- the second transfer function is an analog of the angular acceleration of the output link;
εв.з - угловое ускорение выходного звена.ε vz - angular acceleration of the output link.
10. Механизм по п.5, отличающийся тем, что шарнирная связь ползуна с ведущим звеном передаточного механизма включает палец, жестко закрепленный на упомянутом ползуне.10. The mechanism according to claim 5, characterized in that the articulated connection of the slider with the leading link of the transmission mechanism includes a finger, rigidly mounted on the said slider.
RU2006100427/02A 2006-01-10 2006-01-10 Combination mechanism with complex motion of outlet links RU2303520C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100427/02A RU2303520C1 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Combination mechanism with complex motion of outlet links

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100427/02A RU2303520C1 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Combination mechanism with complex motion of outlet links

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2303520C1 true RU2303520C1 (en) 2007-07-27

Family

ID=38431655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006100427/02A RU2303520C1 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Combination mechanism with complex motion of outlet links

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2303520C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2346804C2 (en) Manipulator for parts transfer
RU2303520C1 (en) Combination mechanism with complex motion of outlet links
RU2331507C1 (en) Integrated mechanism with compound motion of extending links
RU2356725C1 (en) Manipulator for transfer of products
RU2333829C1 (en) Manipulator for items transfer
RU2390406C1 (en) Transfer manipulator
RU2284262C1 (en) Hand type apparatus for handling articles
RU2236343C2 (en) Hand type apparatus for handling articles
RU2312763C1 (en) Combination mechanism with complex motion of outlet links
RU2265511C1 (en) Hand type apparatus for handling articles
RU2356726C1 (en) Manipulator for transfer of products
RU2264907C1 (en) Device for transporting articles
RU2312008C1 (en) Combination type mechanism with complex motion of outlet links
RU2303519C1 (en) Combination mechanism with complex motion of outlet links
RU2243083C1 (en) "hand" type device for transporting articles
RU2265509C1 (en) Hand type apparatus for handling articles
RU2333828C1 (en) Manipulator for items transfer
RU2191109C1 (en) Hand type apparatus for handling articles
RU2191108C1 (en) Hand type apparatus for handling articles
RU2245780C1 (en) Hand-like device for transporting articles
RU2224638C2 (en) Hand type apparatus for handling articles
RU2217297C1 (en) Hand type apparatus for transferring articles
RU2438856C2 (en) Device for items transmission
RU2344031C2 (en) Manipulator for transmission of items
RU2243882C1 (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: 20100111