RU2333827C1 - Manipulator for items transfer - Google Patents
Manipulator for items transfer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333827C1 RU2333827C1 RU2007102542/02A RU2007102542A RU2333827C1 RU 2333827 C1 RU2333827 C1 RU 2333827C1 RU 2007102542/02 A RU2007102542/02 A RU 2007102542/02A RU 2007102542 A RU2007102542 A RU 2007102542A RU 2333827 C1 RU2333827 C1 RU 2333827C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- link
- pusher
- output link
- manipulator
- transmission mechanism
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к устройствам, которые применяются для выполнения вспомогательных операций при обслуживании машин, станков, прессов и устройств различного назначения. Манипуляторы, имитирующие определенные движения рук человека, обеспечивают захват изделия (объекта манипулирования), его перемещение из одной позиции в другую, освобождение и передачу изделия.The present invention relates to devices that are used to perform auxiliary operations in the maintenance of machines, machine tools, presses and devices for various purposes. Manipulators imitating certain movements of a person’s hands provide for the capture of the product (object of manipulation), its movement from one position to another, release and transfer of the product.
Известно, например, манипуляционное устройство, обеспечивающее захват изделия, его перемещение по дуге окружности и освобождение, содержащее исполнительный механизм с губками для захвата изделий, механизм поворота и гидропривод (Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М.: Машиностроение, 1987. - С.9 и 10, рис.а).It is known, for example, a manipulation device that provides for the capture of the product, its movement along an arc of a circle and its release, containing an actuator with jaws for gripping the products, a rotation mechanism and a hydraulic drive (Krainev A.F. Dictionary of Mechanisms. - M.: Mechanical Engineering, 1987. - S. 9 and 10, fig.a).
Основным недостатком 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 в линиях высокой производительности.The main disadvantage of the 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 in high-performance lines.
Известно также устройство типа «рука» для передачи изделий, выполненное в виде комбинированного механизма, содержащего передаточный механизм в виде кривошипно-коромыслового механизма с выходным звеном, исполнительный механизм с ведущим и выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий и шарнирно связаны с выходным звеном передаточного механизма, и привод (патент РФ №2193963, опубл. в БИПМ, 2002. - №34 - прототип). Данное устройство является средством того же назначения, что и предлагаемое изобретение.It is also known a device of the "hand" type for transferring products, made in the form of a combined mechanism containing a transmission mechanism in the form of a crank-rocker mechanism with an output link, an actuator with a drive and output links, the last of which are provided with jaws for gripping the products and are pivotally connected to the output link of the transmission mechanism, and the drive (RF patent No. 2193963, publ. in BIPM, 2002. - No. 34 - prototype). This device is a tool for the same purpose as the invention.
Основным недостатком прототипа является криволинейность траектории движения выходных звеньев исполнительного механизма с губками для захвата изделий. Это нередко снижает эффективность применения таких устройств для выполнения операций между машинами в технологических линиях, поскольку приводит к необходимости уменьшения скорости движения выходных звеньев при выполнении рабочих ходов, т.е. при переносе изделий от машины к машине. В результате уменьшается частота повторения рабочих циклов и производительность.The main disadvantage of the prototype is the curvature of the trajectory of the output links of the actuator with jaws to capture products. This often reduces the effectiveness of the use of such devices to perform operations between machines in technological lines, since it leads to the need to reduce the speed of movement of the output links when performing work moves, i.e. when transferring products from machine to machine. As a result, the repetition rate of work cycles and productivity are reduced.
Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей использования манипулятора и повышение производительности.The objective of the present invention is to expand the technological capabilities of using the manipulator and increase productivity.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в манипуляторе, содержащем передаточный механизм с выходным звеном, исполнительный механизм с ведущим и выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий и шарнирно связаны с выходным звеном передаточного механизма, привод и стойку, передаточный механизм выполнен в виде многозвенного шарнирно-рычажного механизма, который включает базовый кривошипно-коромысловый механизм и кинематически связанное с коромыслом базового механизма выходное звено, последнее выполнено в виде толкателя, при этом упомянутая кинематическая связь содержит ползун, шарнирно связанный с коромыслом и сопряженный с направляющей рамкой, жестко закрепленной на выходном звене, а ведущим звеном исполнительного механизма является выходное звено передаточного механизма.The solution to this problem is achieved by the fact that in the manipulator containing the transmission mechanism with the output link, the actuator with the leading and output links, the last of which are equipped with jaws for gripping the products and are pivotally connected to the output link of the transmission mechanism, the drive and the rack, the transmission mechanism is made in as a multi-link articulated link mechanism, which includes a basic crank-beam mechanism and an output link kinematically connected with the beam of the basic mechanism, the last olneno as a pusher, with said kinematic linkage comprises a slide pivotally connected with a yoke and coupled with the guide frame, rigidly fixed on the output link, as the driving link of the actuator is the output member of the transmission mechanism.
Шарнирная связь ползуна с коромыслом содержит палец, жестко закрепленный на ползуне, а направляющая рамка для ползуна жестко закреплена на свободном конце выходного звена перпендикулярно продольной оси выходного звена.The hinge connection of the slider with the beam contains a finger rigidly fixed to the slider, and the guide frame for the slider is rigidly fixed to the free end of the output link perpendicular to the longitudinal axis of the output link.
Выходное звено передаточного механизма смонтировано в неподвижных направляющих, жестко связанных со стойкой.The output link of the transmission mechanism is mounted in fixed guides, rigidly connected with the rack.
Передаточный механизм удовлетворяет структурной формуле кинематической цепиThe transmission mechanism satisfies the structural formula of the kinematic chain
W=3·n-2p5-p4=3·5-2·7=1,W = 3 · n-2p 5 -p 4 = 3 · 5-2 · 7 = 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=5;n is the number of movable links, n = 5;
p5 - число низших кинематических пар, р5=7;p 5 is the number of lower kinematic pairs, p 5 = 7;
р4 - число высших кинематических пар, р4=0.p 4 is the number of higher kinematic pairs, p 4 = 0.
Связь передаточного и исполнительного механизмов удовлетворяет структурной формуле кинематической цепиThe connection of the transmission and actuator mechanisms satisfies the structural formula of the kinematic chain
W=3·n-2p5-p4=3·6-2·8-1=1,W = 3 · n-2p 5 -p 4 = 3 · 6-2 · 8-1 = 1,
где W=1; n=6; p5=8; р4=1.where W = 1; n is 6; p 5 = 8; p 4 = 1.
В предложенном манипуляторе передаточный механизм выполнен в виде многозвенного шарнирно-рычажного механизма с выходным звеном, совершающим движение по прямолинейной траектории, при этом кинематическая связь выходного звена с коромыслом базового механизма позволяет обеспечивать (в зависимости от длины плеча коромысла) практически любой ход выходного звена. Это расширяет технологические возможности использования манипулятора в линиях с различной компоновкой оборудования. Выходное звено передаточного механизма является ведущим звеном исполнительного механизма. Этим обеспечивается поступательное движение выходных звеньев исполнительного механизма в интервалах их прямого (с изделием) и обратного (без изделия) ходов. Поступательное движение выходного звена генерирует поворотное движение выходных звеньев исполнительного механизма путем взаимодействия последних с фигурными пазами в теле неподвижного кулачка, при этом соответствующие текущие положения выходных звеньев формируют разжатое или сжатое положения губок.In the proposed manipulator, the transmission mechanism is made in the form of a multi-link articulated link mechanism with an output link that moves along a straight path, while the kinematic connection of the output link with the rocker of the base mechanism makes it possible to provide (depending on the length of the rocker arm) virtually any output link stroke. This extends the technological possibilities of using the manipulator in lines with various equipment layouts. The output link of the transmission mechanism is the leading link of the actuator. This ensures the forward movement of the output links of the actuator in the intervals of their direct (with the product) and reverse (without the product) moves. The translational movement of the output link generates a rotational movement of the output links of the actuator by interacting the latter with the figured grooves in the body of the fixed cam, while the corresponding current positions of the output links form the expanded or compressed position of the jaws.
Использование пальца для шарнирной связи ползуна с одним из плеч коромысла базового механизма и жесткое крепление пальца на ползуне является наиболее простым и технологичным решением.Using a finger to swivel the slider with one of the arms of the rocker of the base mechanism and rigidly fastening the finger on the slider is the simplest and most technologically advanced solution.
Компоновка выходного звена (ползуна) передаточного механизма в неподвижных направляющих представляет собой наиболее простую и надежную кинематическую связь звеньев.The layout of the output link (slider) of the transmission mechanism in the fixed guides is the most simple and reliable kinematic connection of the links.
Передаточный механизм в системе предлагаемого манипулятора отличается от передаточного механизма в системе прототипа числом звеньев и кинематических пар, при этом работоспособность предложенной структуры кинематической цепи подтверждается формулой Чебышева.The transmission mechanism in the system of the proposed manipulator differs from the transmission mechanism in the prototype system by the number of links and kinematic pairs, while the performance of the proposed structure of the kinematic chain is confirmed by the Chebyshev formula.
Система кинематической связи в составе передаточного и исполнительного механизмов манипулятора также удовлетворяет условию работоспособности.The kinematic communication system as part of the transmission and actuator mechanisms of the manipulator also satisfies the condition of operability.
Заявляемый манипулятор отличается от прототипа сочетанием конструктивных элементов и характером связи между ними, обеспечивающими расширение технологических возможностей для использования манипулятора и повышение производительности.The inventive manipulator differs from the prototype in the combination of structural elements and the nature of the relationship between them, providing enhanced technological capabilities for using the manipulator and increased productivity.
Предлагаемый манипулятор для передачи изделий поясняется чертежом, на котором представлена его кинематическая схема.The proposed manipulator for transferring products is illustrated in the drawing, which shows its kinematic diagram.
Манипулятор для передачи изделий содержит передаточный механизм 1, исполнительный механизм 2 с губками 3 для захвата изделии и привод, последний на чертеже не показан.The manipulator for transmitting products contains a gear 1, an actuator 2 with jaws 3 for gripping the product and a drive, the latter is not shown in the drawing.
Механизм 1 выполнен в виде многозвенного шарнирно-рычажного механизма, который включает базовый кривошипно-коромысловый механизм 4 в составе кривошипа 5, шатуна 6, двуплечего коромысла 7 (плечи А и Б), выходное звено 8, выполненное в виде толкателя и кинематически связанное с плечом Б коромысла. Кинематическая связь выходного звена с плечом Б коромысла содержит ползун 9, шарнирно связанный с упомянутым плечом посредством пальца 10 и сопряженный с направляющей рамкой 11, последняя расположена перпендикулярно продольной оси выходного звена и жестко закреплена на конце звена. Толкатель 8 смонтирован в направляющих 12, жестко связанных со стойкой.The mechanism 1 is made in the form of a multi-link articulated lever mechanism, which includes a basic crank mechanism 4 comprising a crank 5, a connecting rod 6, a two-shouldered rocker arm 7 (shoulders A and B), the output link 8, made in the form of a pusher and kinematically connected with the shoulder B rocker. The kinematic connection of the output link with the rocker arm B comprises a slider 9 pivotally connected to the said arm by means of a finger 10 and mated with the guide frame 11, the latter being located perpendicular to the longitudinal axis of the output link and rigidly fixed to the end of the link. The pusher 8 is mounted in the guides 12, rigidly connected with the rack.
Исполнительный механизм 2 выполнен в виде рычажно-кулачкового механизма, он включает ведущее звено, которым является толкатель 8 передаточного механизма, выходные звенья 13 и 14 с губками 3 для захвата изделий и неподвижный кулачок - копир 15 с фигурными пазами 16 и 17 для сопряжения с выходными звеньями. На свободном конце толкателя 8 жестко закреплен палец 18 для шарнирной связи с выходными звеньями. На свободных концах выходных звеньев смонтированы ролики 19 и 20 для сопряжения с фигурными пазами 16 и 17 копира 15. Поворотное движение выходных звеньев на пальце 18 осуществляется по закону, определяемому рабочими профилями фигурных пазов 16 и 17.The actuator 2 is made in the form of a lever-cam mechanism, it includes a driving link, which is a pusher 8 of the transmission mechanism, output links 13 and 14 with jaws 3 for gripping products and a fixed cam - a copier 15 with curly grooves 16 and 17 for pairing with the output links. On the free end of the pusher 8, a pin 18 is rigidly fixed for articulating with the output links. At the free ends of the output links, rollers 19 and 20 are mounted for interfacing with the figured grooves 16 and 17 of the copier 15. The rotation movement of the output links on the finger 18 is carried out according to the law determined by the working profiles of the figured grooves 16 and 17.
Губки 3 выполнены по форме передаваемых изделий и закреплены на выходных звеньях жестко, но разъемно. Границы прямого и обратного ходов выходных звеньев соответствуют позициям «схват изделия» и «выдача изделия». Ролики выходных звеньев взаимодействуют с фигурными пазами копира 15 как при рабочем, так и при холостом ходах.Sponges 3 are made in the form of the transmitted products and are fixed to the output links rigidly, but demountably. The boundaries of the forward and reverse strokes of the output links correspond to the positions “product gripper” and “product delivery”. The rollers of the output links interact with the curly grooves of the copier 15 both during working and at idle.
Манипулятор для передачи изделий работает следующим образом.The manipulator for the transfer of products works as follows.
При работе привода вращение кривошипа 5 передаточного механизма 1 преобразуется посредством системы промежуточных звеньев в сложное движение выходных звеньев 13 и 14 с губками 3 для захвата изделий. Выходные звенья совершают поступательное движение вместе с толкателем 8 и возвратно-поворотное движение относительно толкателя с выстоями определенной продолжительности.When the drive is operating, the rotation of the crank 5 of the transmission mechanism 1 is converted by means of a system of intermediate links into the complex movement of the output links 13 and 14 with jaws 3 for gripping the products. The output links perform translational motion together with the pusher 8 and the reciprocating movement relative to the pusher with the dwells of a certain duration.
На границах прямого и обратного ходов выходные звенья занимают положение, при котором губки оказываются разжатыми. В позиции «схват изделия» в разжатые губки подается объект манипулирования. В момент начала рабочего хода ролики 19 и 20, взаимодействуя с фигурными пазами 16 и 17 копира 15, обеспечивают такое положение выходных звеньев 13 и 14, при котором губки сжимаются. При рабочем ходе губки контактируют с изделием по большей части его периметра, надежно удерживая изделие, переносимое из одной позиции в другую.At the boundaries of the forward and reverse strokes, the output links occupy a position in which the jaws are unclenched. In the position of “gripping the product”, the manipulated object is fed into the open lips. At the beginning of the working stroke, the rollers 19 and 20, interacting with the figured grooves 16 and 17 of the copier 15, provide such a position of the output links 13 and 14, in which the jaws are compressed. During the working stroke, the sponges come into contact with the product over most of its perimeter, reliably holding the product, transferred from one position to another.
В интервалах прямого и обратного ходов палец 18, несущий выходные звенья с губками, перемещается по прямолинейной траектории - траектории движения толкателя 8.In the intervals of the forward and reverse strokes, the finger 18, carrying the output links with jaws, moves along a rectilinear trajectory - the trajectory of the pusher 8.
В позиции «выдача изделия» губки разжимаются, перестают удерживать изделие и последнее выводится из манипулятора. При обратном ходе (без изделия) губки также занимают сжатое положение, поскольку ролики выходных звеньев взаимодействуют с теми же фигурными пазами, что и при рабочем ходе.In the position “product delivery” the jaws are unclenched, cease to hold the product and the latter is removed from the manipulator. During the reverse stroke (without the product), the jaws also occupy a compressed position, since the rollers of the output links interact with the same curly grooves as during the working stroke.
Последующие рабочие циклы выполняются аналогичным образом.Subsequent work cycles are performed in a similar manner.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007102542/02A RU2333827C1 (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Manipulator for items transfer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007102542/02A RU2333827C1 (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Manipulator for items transfer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2333827C1 true RU2333827C1 (en) | 2008-09-20 |
Family
ID=39867867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007102542/02A RU2333827C1 (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Manipulator for items transfer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2333827C1 (en) |
-
2007
- 2007-01-23 RU RU2007102542/02A patent/RU2333827C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
| RU2333827C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2331507C1 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2356726C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2243882C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2312763C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2390406C1 (en) | Transfer manipulator | |
| RU2191109C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2412046C2 (en) | Device for transfer of items | |
| RU2224638C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2344031C2 (en) | Manipulator for transmission of items | |
| RU2356725C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2331506C2 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2276009C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2312008C1 (en) | Combination type mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2264907C1 (en) | Device for transporting articles | |
| RU2245780C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2245781C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2284262C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2245782C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
| RU2438856C2 (en) | Device for items transmission | |
| RU2191108C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2521933C1 (en) | Handler for transfer of items | |
| RU2265509C1 (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: 20100124 |