RU2333829C1 - Manipulator for items transfer - Google Patents
Manipulator for items transfer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333829C1 RU2333829C1 RU2007109176/02A RU2007109176A RU2333829C1 RU 2333829 C1 RU2333829 C1 RU 2333829C1 RU 2007109176/02 A RU2007109176/02 A RU 2007109176/02A RU 2007109176 A RU2007109176 A RU 2007109176A RU 2333829 C1 RU2333829 C1 RU 2333829C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- sector
- link
- manipulator
- rack
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, применяемым для выполнения вспомогательных операций при обслуживании машин, станков, прессов и устройств различного назначения. Такие манипуляционные механизмы, имитирующие определенные движения рук человека, обеспечивают захват изделия (объекта манипулирования), его перемещение из одной позиции в другую, освобождение и передачу изделия.The invention relates to mechanisms with a complex movement of the output links used to perform auxiliary operations in the maintenance of machines, machine tools, presses and devices for various purposes. Such manipulation mechanisms that simulate certain movements of a person’s hands provide for the capture of the product (object of manipulation), its movement from one position to another, release and transfer of the product.
Известно, например, манипуляционное устройство, обеспечивающее захват изделия, его перемещение по дуге окружности и освобождение, содержащее исполнительный механизм с губками для захвата изделий, механизм поворота и гидропривод (Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М.: Машиностроение, 1987. - С.9 и 10, рис.а).It is known, for example, a manipulation device that provides for the capture of the product, its movement along an arc of a circle and its release, containing an actuator with jaws for gripping the products, a rotation mechanism and a hydraulic drive (Krainev A.F. Dictionary of Mechanisms. - M.: Mechanical Engineering, 1987. - S. 9 and 10, fig.a).
Основным недостатком данного устройства является усложненность привода и малая частота повторения рабочих циклов, т.е. невысокая производительность. Указанный недостаток является результатом использования отдельных двигателей для механизмов захвата и поворота, а также применения тихоходного гидравлического привода. Недостаток особенно ощутим при агрегатировании устройства с машинами-автоматами в линиях 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 in high-performance lines.
Известно также устройство типа «рука» для передачи изделий, выполненное в виде комбинированного механизма, содержащего передаточный механизм с ведущим и выходным звеньями, исполнительный механизм с ведущим и выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий, и привод, в котором выходное звено передаточного механизма сопряжено с ведущим звеном исполнительного механизма, при этом сопряжение выполнено в виде зубчатого зацепления (патент №2224638 РФ, опубл. в БИПМ, 2004. - №6 - 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 with drive and output links, an actuator with drive and output links, the latter of which are provided with jaws for gripping the products, and a drive in which the output link the transmission mechanism is coupled with the leading link of the actuator, while the pairing is made in the form of gearing (RF patent No. 2224638, published in BIPM, 2004. - No. 6 - prototype). This device is a tool for the same purpose as the invention.
Основной недостаток прототипа заключается в том, что длина ходов ведущего звена исполнительного механизма ограничена, что снижает технологические возможности устройства. Лимитирование технологических возможностей связано с тем, что всякое увеличение ходов возможно лишь при увеличении размеров ведущего кулачка, длины коромысла и рабочей дуги зубчатого сектора.The main disadvantage of the prototype is that the length of the strokes of the leading link of the actuator is limited, which reduces the technological capabilities of the device. The limitation of technological capabilities is due to the fact that any increase in strokes is possible only with an increase in the sizes of the leading cam, the length of the rocker arm and the working arc of the gear sector.
Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей использования манипулятора.The objective of the present invention is to expand the technological capabilities of using the manipulator.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в манипуляторе для передачи изделий, содержащем комбинированный механизм, выполненный в виде передаточного механизма с выходным звеном в виде поворотного стержня с зубчатым сектором, исполнительного механизма с ведущим звеном в виде толкателя с зубчатой рейкой и выходными звеньями с губками для захвата изделий, в котором зубчатый сектор и зубчатая рейка кинематически связаны, и привод, кинематическая связь сектора и рейки снабжена дополнительными элементами зубчатого зацепления в виде системы зубчатых колес для сопряжения с зубчатым сектором и зубчатой рейкой.The solution to this problem is achieved by the fact that in the manipulator for transferring products containing a combined mechanism made in the form of a transmission mechanism with an output link in the form of a rotary rod with a gear sector, an actuator with a drive link in the form of a pusher with a gear rack and output links with jaws for capture products, in which the gear sector and the gear rack are kinematically connected, and the drive, the kinematic connection of the sector and the rack is equipped with additional gear elements in the form gear systems for interfacing with the gear sector and gear rack.
Система зубчатых колес включает малое и большое зубчатые колеса, жестко и соосно связанные между собой, при этом малое колесо сопряжено с зубчатым сектором, а большое - с зубчатой рейкой.The gear system includes small and large gears rigidly and coaxially interconnected, while the small wheel is associated with the gear sector, and the large one with the gear rack.
Передаточный механизм выполнен в виде многозвенного рычажно-зубчатого механизма, который включает кинематически связанные звенья: кривошип, ползун, выходное звено с зубчатым сектором, систему зубчатых колес, при этом механизм соответствует первому условию работоспособности - формуле ЧебышеваThe transmission mechanism is made in the form of a multi-link lever-gear mechanism, which includes kinematically connected links: a crank, a slider, an output link with a gear sector, a system of gear wheels, while the mechanism corresponds to the first condition of operability - the Chebyshev formula
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, р5=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.
Центры вращения кривошипа, качания выходного звена с зубчатым сектором и возвратно-поворотного движения системы зубчатых колес расположены на одной прямой.The centers of rotation of the crank, the swing of the output link with the gear sector and the reciprocating movement of the gear system are located on one straight line.
Ход ведущего звена исполнительного механизма соответствует зависимостиThe progress of the leading link of the actuator corresponds to the dependence
где S - полный ход ведущего звена;where S is the full stroke of the leading link;
R - радиус делительной окружности зубчатого сектора;R is the radius of the pitch circle of the gear sector;
r2 - радиус делительной окружности малого колеса в системе зубчатых колес;r 2 is the radius of the pitch circle of the small wheel in the gear system;
r3 - радиус делительной окружности большого колеса в системе зубчатых колес;r 3 is the radius of the pitch circle of the large wheel in the gear system;
i - передаточное число, 
Введение в кинематическую связь выходного звена передаточного механизма с ведущим звеном исполнительного механизма дополнительных элементов зубчатого зацепления в виде системы зубчатых колес для сопряжения с упомянутыми звеньями позволяет увеличить ход поступательного движения ведущего звена исполнительного механизма, несущего выходные звенья с губками для захвата изделий. Это открывает возможность для использования манипулятора в случаях увеличенного расстояния между обслуживаемыми машинами или первичными операциями. Благоприятно и то, что передача изделий осуществляется по прямолинейной траектории.The introduction into the kinematic connection of the output link of the transmission mechanism with the leading link of the actuator of the additional gearing elements in the form of a system of gear wheels for interfacing with the mentioned links allows to increase the course of the translational motion of the leading link of the actuator carrying the output links with jaws for gripping the products. This opens up the possibility of using the manipulator in cases of increased distance between serviced machines or primary operations. It is also favorable that the transfer of products is carried out along a straight path.
Предложенная система зубчатых колес позволяет реализовать три пути увеличения хода выходного звена исполнительного механизма: за счет увеличения передаточного числа между зубчатым сектором и малым зубчатым колесом; за счет увеличения диаметра большого колеса при постоянном значении упомянутого передаточного числа; сочетанием обоих вариантов.The proposed system of gears allows you to implement three ways to increase the stroke of the output link of the actuator: by increasing the gear ratio between the gear sector and the small gear; by increasing the diameter of the large wheel with a constant value of said gear ratio; a combination of both options.
Предложенный передаточный механизм манипулятора соответствует структурной формуле кинематической цепи. Это подтверждает его работоспособность по условию Чебышева.The proposed transmission mechanism of the manipulator corresponds to the structural formula of the kinematic chain. This confirms its performance by Chebyshev's condition.
Расположение на одной прямой центров вращения кривошипа, качания кулисы с зубчатым сектором и поворотного движения системы зубчатых колес принято с учетом компоновки. Предложенная компоновка центров упрощает наладку, настройку и переналадку манипулятора в случаях изменения величины хода ведущего звена исполнительного механизма.The location on one straight line of the centers of rotation of the crank, rocking the wings with the gear sector and the rotary movement of the system of gears is taken into account the layout. The proposed arrangement of centers simplifies the setup, adjustment, and readjustment of the manipulator in cases of changes in the magnitude of the stroke of the leading link of the actuator.
Формула (1) определяет влияние размеров зубчатого сектора, малого и большого зубчатых колес на величину хода ведущего звена исполнительного механизма. Из формулы (1) следует, что увеличение радиусов (диаметров) делительных окружностей зубчатого сектора и большого колеса системы зубчатых колес при r2=const приводит к увеличению хода S толкателя, а увеличение размеров малого зубчатого колеса при неизменных значениях параметров R и r3 приводит к уменьшению хода толкателя. Такое влияние аргументов на величину функции S=f(R, r2, r3,) необходимо учитывать при наладке и регулировке хода манипулятора.Formula (1) determines the influence of the size of the gear sector, small and large gears on the stroke value of the driving link of the actuator. From formula (1) it follows that an increase in the radii (diameters) of the pitch circles of the gear sector and the large wheel of the gear system at r 2 = const leads to an increase in the stroke S of the pusher, and an increase in the size of the small gear with constant values of the parameters R and r 3 leads to reduce the stroke of the pusher. Such an influence of the arguments on the value of the function S = f (R, r 2 , r 3 ,) must be taken into account when adjusting and adjusting the stroke of the manipulator.
Заявляемый манипулятор отличается от прототипа сочетанием конструктивных элементов и характером связи между ними, обеспечивающими более широкие возможности его использования при передаче изделий на различные расстояния между позициями «схват изделия» и «выдача изделия».The inventive manipulator differs from the prototype by the combination of structural elements and the nature of the relationship between them, providing greater opportunities for its use when transferring products at different distances between the positions of "gripping the product" and "delivery of the product."
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 изделий и привод, последний на чертеже не показан.The manipulator for transmitting products contains a transmission mechanism 1, an actuator 2 with jaws 3 for gripping products and a drive, the latter is not shown in the drawing.
Механизм 1 выполнен в виде многозвенного рычажно-зубчатого механизма, который включает кинематически связанные звенья: кривошип 4, с которым шарнирно связан ползун 5, подвижно сопряженный с выходным звеном 6 с жестко закрепленным на нем зубчатым сектором 7, малое зубчатое колесо 8, сопряженное с зубчатым сектором и жестко и соосно связанное с большим зубчатым колесом 9 для сопряжения последнего с ведущим звеном исполнительного механизма. Кривошип 4 закреплен на валу 10 привода, выполненное в виде поворотного стержня выходное звено 6 представляет собой качающуюся кулису, смонтированную на оси 11, жестко связанной со стойкой, зубчатые колеса 8 и 9 закреплены на оси 12. Вал 10, оси 11 и 12 лежат на одной прямой.The mechanism 1 is made in the form of a multi-link lever-gear mechanism, which includes kinematically connected links: a crank 4, to which a slider 5 is pivotally connected, movably coupled to an output link 6 with a gear sector 7 fixed thereon, a small gear wheel 8, coupled with a gear sector and rigidly and coaxially connected with a large gear wheel 9 for pairing the latter with the leading link of the actuator. The crank 4 is mounted on the drive shaft 10, the output link 6, made in the form of a pivoting rod, is a swinging arm mounted on an axis 11 rigidly connected to the strut, gears 8 and 9 are fixed on the axis 12. The shaft 10, axes 11 and 12 lie on one straight line.
Исполнительный механизм 2 выполнен в виде рычажно-кулачкового механизма, он включает ведущее звено 13, выполненное в виде толкателя с закрепленной на нем зубчатой рейкой 14 для сопряжения с зубчатым колесом 9, выходные звенья 15 и 16 с губками для захвата изделий и неподвижный кулачок - копир 17 с фигурными пазами 18 и 19 для сопряжения с выходными звеньями. На свободном конце толкателя 13 закреплен палец 20 для шарнирной связи с выходными звеньями, а на свободных концах последних смонтированы ролики 21 и 22 для сопряжения с фигурными пазами 18 и 19 копира 17. Поворотное движение выходных звеньев на пальце 20 относительно толкателя 13 формируется рабочими профилями фигурных пазов 18 и 19.The actuator 2 is made in the form of a lever-cam mechanism, it includes a driving link 13, made in the form of a pusher with a gear rack 14 mounted on it for interfacing with the gear wheel 9, output links 15 and 16 with jaws for gripping products and a stationary cam - a copier 17 with curly grooves 18 and 19 for interfacing with output links. A finger 20 is fixed on the free end of the pusher 13 for articulating with the output links, and on the free ends of the latter are mounted rollers 21 and 22 for pairing with the curly grooves 18 and 19 of the copier 17. The pivoting movement of the output links on the finger 20 relative to the pusher 13 is formed by the curly working profiles grooves 18 and 19.
Губки 3 для захвата изделий 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 17 как при рабочем, так и при холостом ходах.The sponges 3 for gripping the products 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 17 both during working and at idling.
Манипулятор для передачи изделий работает следующим образом. При работе привода вращение кривошипа 4 передаточного механизма 1 преобразуется посредством промежуточных звеньев в сложное движение выходных звеньев 15 и 16 с губками 3 для захвата изделий. Выходные звенья совершают поступательное движение вместе с толкателем 13 и возвратно-поворотное движение относительно толкателя с выстоями определенной продолжительности.The manipulator for the transfer of products works as follows. When the drive is operating, the rotation of the crank 4 of the transmission mechanism 1 is converted by means of intermediate links into the complex movement of the output links 15 and 16 with jaws 3 for gripping the products. The output links perform translational motion together with the pusher 13 and the reciprocating motion 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. Это обеспечивается в результате взаимодействия роликов 21 и 22 выходных звеньев с рабочими профилями фигурных пазов 18 и 19 копира 17. В позиции «схват изделия» в разжатые губки подается объект манипулирования. В момент начала рабочего хода ролики 21 и 22, взаимодействуя с фигурными пазами 18 и 19, обеспечивают такое положение выходных звеньев 15 и 16, 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. This is ensured as a result of the interaction of the rollers 21 and 22 of the output links with the working profiles of the curly grooves 18 and 19 of the copier 17. In the position of "gripping the product" the manipulated object is fed into the unclenched jaws. At the beginning of the working stroke, the rollers 21 and 22, interacting with the figured grooves 18 and 19, provide such a position of the output links 15 and 16, 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 20, несущий выходные звенья с губками, перемещается по прямолинейной траектории движения толкателя 13.In the intervals of the forward and reverse strokes, the finger 20, carrying the output links with jaws, moves along a rectilinear trajectory of the pusher 13.
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 манипулятора повторяются аналогичным образом.Subsequent manipulator cycles are repeated in a similar manner.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109176/02A RU2333829C1 (en) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Manipulator for items transfer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109176/02A RU2333829C1 (en) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Manipulator for items transfer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2333829C1 true RU2333829C1 (en) | 2008-09-20 |
Family
ID=39867869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007109176/02A RU2333829C1 (en) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Manipulator for items transfer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2333829C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521934C1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Multiunit mechanism with compound motion of output links |
-
2007
- 2007-03-12 RU RU2007109176/02A patent/RU2333829C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521934C1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Multiunit mechanism with compound motion of output links |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
| RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| CN106671113B (en) | Translational idle stroke transmission coupling self-adaptive robot finger device | |
| RU2331507C1 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| SE412173B (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION OF THE WORKPLACE IN MULTIPLE STEPING PRESSURES | |
| RU2356726C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2312763C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2390406C1 (en) | Transfer manipulator | |
| RU2333827C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2344031C2 (en) | Manipulator for transmission of items | |
| RU2191109C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2356725C1 (en) | Manipulator for transfer of products | |
| RU2438856C2 (en) | Device for items transmission | |
| RU2333828C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
| RU2224638C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2284262C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2303520C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2217297C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
| RU2264907C1 (en) | Device for transporting articles | |
| RU2247021C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2331506C2 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
| RU2243882C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2312008C1 (en) | Combination type mechanism with complex motion of outlet links | |
| RU2191107C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
| RU2276009C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100313 |