RU2521934C1 - Multiunit mechanism with compound motion of output links - Google Patents
Multiunit mechanism with compound motion of output links Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521934C1 RU2521934C1 RU2012151427/02A RU2012151427A RU2521934C1 RU 2521934 C1 RU2521934 C1 RU 2521934C1 RU 2012151427/02 A RU2012151427/02 A RU 2012151427/02A RU 2012151427 A RU2012151427 A RU 2012151427A RU 2521934 C1 RU2521934 C1 RU 2521934C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- link
- gear
- rack
- output links
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к механизмам со сложным движением выходных звеньев, которые применяются для выполнения вспомогательных операций при обслуживании работы машин, станков, прессов и устройств различного назначения. Такие манипуляционные механизмы, имитирующие определенные движения рук человека, обеспечивают захват («схват») 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, which are used to perform auxiliary operations when servicing the operation of machines, machine tools, presses and devices for various purposes. Such manipulation mechanisms that mimic certain movements of a person’s hands provide for the capture (“grab”) of the product - the 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 Л.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 L.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 frequency of repetition of duty cycles, i.e. low productivity. This drawback is the result of the use of separate engines for gripping and turning mechanisms, as well as the use of low-speed hydraulic drive. The disadvantage is especially noticeable when aggregating the device with automatic machines in high-performance lines.
Известно также устройство типа «рука» для передачи изделий, содержащее комбинированный механизм, выполненный в виде передаточного механизма с ведущим, промежуточным и выходным звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий, и привод, в котором ведущее звено передаточного механизма выполнено в виде зубчатого колеса, выходное - в виде зубчатой рейки, при этом промежуточное звено состоит из двух блоков шестерен, в каждом из которых одна шестерня для взаимодействия с ведущим звеном, другая - с ведомым звеном (патент РФ №2217297 (РФ), опубл. в БИ, 2003. - №33 - прототип).It is also known a device of the "hand" type for transferring products, containing a combined mechanism made in the form of a transmission mechanism with a drive, intermediate and output links, the last of which are equipped with jaws for gripping the products, and a drive in which the drive link of the transmission mechanism is made in the form of a gear wheels, the output is in the form of a gear rack, while the intermediate link consists of two gear blocks, each of which has one gear for interacting with the driving link, the other with the driven link (RF patent No. 22 17297 (RF), published in BI, 2003. - No. 33 - prototype).
Основным недостатком прототипа являются большое число подвижных звеньев и кинематических пар. Это снижает точность работы устройства, уменьшает производительность, увеличивает энергозатраты на процесс передачи изделий.The main disadvantage of the prototype are a large number of moving links and kinematic pairs. This reduces the accuracy of the device, reduces productivity, increases the energy consumption for the process of transferring products.
Задачей настоящего изобретения является упрощение структуры кинематической цепи устройства, повышение его производительности и точности работы.The objective of the present invention is to simplify the structure of the kinematic circuit of the device, increasing its performance and accuracy.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в комбинированном механизме со сложным движением выходных звеньев, содержащем передаточный механизм с ведущим звеном в виде зубчатого колеса и выходным звеном в виде зубчатой рейки, исполнительный механизм с ведущим звеном, которым является выходное звено передаточного механизма, и выходными звеньями, снабженными губками для захвата изделий, ведущее зубчатое колесо передаточного механизма выполнено с неполным числом зубьев, а выходное звено снабжено силовым упругим элементом для выполнения холостых ходов.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 a drive link in the form of a gear wheel and an output link in the form of a gear rack, an actuator with a drive link, which is the output link of the transmission mechanism, and output links equipped with jaws for gripping the products, the drive gear of the transmission mechanism is made with an incomplete number of teeth, and the output link is equipped with a power elastic element for neniya idling.
В ведущем зубчатом колесе передаточного механизма зубья расположены на ½ дуги его делительной окружности.In the drive gear of the gear mechanism, the teeth are located on ½ of the arc of its pitch circle.
Силовой упругий элемент выполнен в виде пружины растяжения, один конец которой закреплен на конце зубчатой рейки, другой - на стойке.The elastic force element is made in the form of a tension spring, one end of which is fixed at the end of the rack, the other on the rack.
Выполнение ведущего звена передаточного механизма в виде зубчатого колеса с неполным числом зубьев, периодически сопрягаемого с выходным звеном, позволяет уменьшить до минимума число подвижных звеньев и кинематических пар в составе передаточного механизма. Из схемы передаточного механизма иключены промежуточные звенья и соответствующие им кинематические пары, при этом работоспособность механизма сохраняется. Так, для рабочего хода механизма (движение с изделием в губках) получаемThe implementation of the leading link of the transmission mechanism in the form of a gear wheel with an incomplete number of teeth, periodically interfaced with the output link, allows to reduce to a minimum the number of movable links and kinematic pairs in the transmission mechanism. Intermediates and the corresponding kinematic pairs are included from the transmission mechanism circuit, while the operability of the mechanism is maintained. So, for the working stroke of the mechanism (movement with the product in the jaws) we get
W=3·n-2р5-р4=3·2-2·2-1=1,W = 3 · n-2p 5 -p 4 = 3 · 2-2 · 2-1 = 1,
где W - степень подвижности механизма, W=1;where W is the degree of mobility of the mechanism, W = 1;
n - число подвижных звеньев (зубчатое колесо и рейка), n=2;n is the number of movable links (gear and rack), n = 2;
р5 - число низших кинематических пар (зубчатое колесо-стойка иp 5 - the number of lower kinematic pairs (gear rack and
рейка - неподвижная направляющая), р5=2;rail - fixed guide), p 5 = 2;
р4 - число высших кинематических пар (сопряжение зубчатого колеса с рейкой), р4=1.p 4 - the number of higher kinematic pairs (pair of gears with a rack), p 4 = 1.
При работе прототипа промежуточные звенья, связывающие ведущее звено с выходным звеном (рейкой), работают поочередно, т.е. спаренные зубчатые колеса поочередно связывают ведущее колесо с рейкой. При этом, однако, пара, не участвующая в сопряжении с рейкой, также совершает движение, аналогичное работающей паре. Это увеличивает число движущихся масс и приводит к неоправданным энергозатратам. В предлагаемом изобретении этот недостаток исключен.During the operation of the prototype, the intermediate links connecting the leading link to the output link (rail) work alternately, i.e. twin gears alternately connect the drive wheel to the rack. In this case, however, a pair not participating in pairing with the rail also makes a movement similar to a working pair. This increases the number of moving masses and leads to unjustified energy consumption. In the present invention, this disadvantage is eliminated.
Силовой упругий элемент обеспечивает обратный (холостой) ход выходного звена при отсутствии взаимодействия зубьев ведущего колеса с рейкой и при отсутствии изделия в губках исполнительного механизма. Как следует, холостой ход комбинированного механизма выполняется при отсутствии внешней технологической нагрузки, т.е. при минимальном силовом нагружении. Этим предопределяется возможностью использования силового упругого элемента для осуществления холостых ходов в предлагаемом комбинированном механизме.The elastic force element provides a reverse (idle) stroke of the output link in the absence of interaction of the teeth of the drive wheel with the rail and in the absence of the product in the jaws of the actuator. As follows, the idling of the combined mechanism is performed in the absence of an external technological load, i.e. with minimum power loading. This determines the possibility of using a power elastic element for the implementation of idle strokes in the proposed combined mechanism.
Расположение зубьев только на половине делительной окружности ведущего зубчатого колеса обеспечивает взаимодействие последнего с выходным звеном лишь в интервале рабочего хода, т.е. в период переноса изделия из позиции «схват изделия» в позицию «выдача изделия». При обратном (холостом) ходе ведущее зубчатое колесо не взаимодействует с рейкой.The arrangement of the teeth only on half of the pitch circle of the driving gear provides the interaction of the latter with the output link only in the interval of the stroke, i.e. during the period of transferring the product from the position of “gripping the product” to the position of “issuing the product”. In the reverse (idle) stroke, the drive gear does not interact with the rack.
Силовой упругий элемент, выполненный в виде пружины растяжения, предпочтительнее элемента в виде пружины сжатия при креплении (соединении) его концов на зубатой рейке и на стойке. Концы пружины выполнены прямолинейными и снабжены резьбой. Такое выполнение пружины является наиболее простым, конструктивно выполнимым и надежным решением.The elastic force element, made in the form of a tension spring, is preferable to the element in the form of a compression spring when attaching (connecting) its ends to the rack and rack. The ends of the spring are made straight and threaded. This embodiment of the spring is the most simple, structurally feasible and reliable solution.
Предлагаемый комбинированный механизм со сложным движением выходных звеньев поясняется чертежом, на фиг.1 представлена кинематическая схема механизма.The proposed combined mechanism with a complex movement of the output links is illustrated in the drawing, figure 1 shows the kinematic diagram of the mechanism.
Комбинированный механизм содержит передаточный механизм 1, исполнительный механизм 2 с губками 3 для захвата изделий и привод 4.The combined mechanism comprises a
Передаточный механизм 1 выполнен в виде зубчатого механизма, ведущее зубчатое колесо 5 которого связано с валом привода 4, выходное звено выполнено в виде зубчатой рейки 6, смонтированной в неподвижных прямолинейных направляющих 7 и 8. Колесо 5 имеет неполное число зубьев для периодического сопряжения с зубчатой рейкой 6, при этом зубья выполнены на ½ их периметра (на половине дуги делительной окружности). Выходное звено 6 подвижно сопряжено с направляющими 7 и 8 и снабжено силовым упругим элементом 9, выполненным в виде пружины растяжения, один конец которой закреплен на торце звена 6, другой - на стойке 10.The
Механизм 2 включает ведущее звено, функцию которого выполняет звено 6 передаточного механизма, выходные звенья 11 и 12, шарнирно сопряженные посредством пальца 13 со звеном 6, и неподвижный копир 14 с продольными фигурными пазами 15 и 16 для взаимодействия с выходными звеньями 11 и 12. На концах выходных звеньев 11 и 12 закреплены губки 3 для захвата изделий, а на других концах звеньев смонтированы ролики 17 и 18 для взаимодействия с фигурными пазами неподвижного копира.The mechanism 2 includes a leading link, the function of which is performed by the
Форма губок 3 соответствует форме передаваемых изделий. При захвате и переносе изделий обеспечивается жесткое сопряжение губок с изделием по большей части периметра последнего. Губки закреплены на выходных звеньях жестко, но разъемно.The shape of the
Концы пружины 9 выполнены прямолинейными и снабжены резьбой для ее сопряжения с рейкой 6 и стойкой 10. Резьбовые концы 19 и 20 пружины выполнены одинаковыми по длине, диаметру и шагу.The ends of the
Комбинированный механизм со сложным движением выходных звеньев работает следующим образом.The combined mechanism with the complex movement of the output links works as follows.
При работе привода 4 выходной вал последнего совершает вращательное движение, обеспечивая вращение ведущего зубчатого колеса 5 с постоянной угловой скоростью. При рабочем ходе, т.е. в интервале сопряжения зубьев колеса 5 с зубьями рейки 6, последняя совершает поступательное движение, генерируя работу исполнительного механизма 2 и обеспечивая растяжение пружины 9. При этом пружина 9 аккумулирует (накапливает) энергию для последующего ее сжатия и выполнения рейкой 6 холостого хода (без изделия в губках 3 и без сопряжения колеса 5 с рейкой 6).When the
При движении рейки 6 ролики 17 и 18 выходных звеньев 11 и 12 взаимодействуют с фигурными пазами 15 и 16 копира 14, при этом губки 3 занимают разжатое или сжатое положение соответственно текущему положению упомянутых звеньев 11 и 12. Началу рабочего хода комбинированного механизма соответствует его положение, при котором рейка 6 механизма 1 находится в крайнем положении, соответствующем границе интервалов рабочего и холостого ходов. В этом положении комбинированного механизма пружина 9 занимает сжатое положение, губки 3 разжаты и готовы для «схвата» изделия.When the
В интервале рабочего хода комбинированного механизма губки 3 занимают сжатое положение, выполняя операцию переноса изделия в позицию выдачи, при этом губки удерживают изделие, переносимое по прямолинейной траектории. До завершения рабочего хода губки 3 разжимаются и перестают удерживать изделие, переданное из одной позиции в другую.In the interval of the working stroke of the combined mechanism, the
В позиции выдачи изделия рейка 6 занимает текущие положения, при которых губки оказываются разжатыми до начала холостого хода. В крайнем положении рейки 6 ведущее зубчатое колесо 5 выходит из сопряжения с рейкой, при этом последняя совершает холостой ход, генерируемый силовым упругим элементом 9.In the position of delivery of the product,
В интервале кинематического (рабочего) цикла комбинированного механизма губки 3 совершают сложное движение, состоящее из двух простых движений: возвратно-поступательного вместе с рейкой 6 и возвратно-поворотного с выстоями относительно рейки 6.In the interval of the kinematic (working) cycle of the combined mechanism, the
Выполнение ведущего звена передаточного механизма в виде зубчатого колеса с неполным числом зубьев и применение силового упругого элемента для выполнения холостых ходов упрощает конструкцию комбинированного механизма, повышает точность его функционирования и производительность, снижает энергозатраты на осуществление процесса.The implementation of the leading link of the transmission mechanism in the form of a gear wheel with an incomplete number of teeth and the use of an elastic force element for idling simplifies the design of the combined mechanism, increases its accuracy and performance, reduces energy costs for the process.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151427/02A RU2521934C1 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Multiunit mechanism with compound motion of output links |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151427/02A RU2521934C1 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Multiunit mechanism with compound motion of output links |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012151427A RU2012151427A (en) | 2014-06-10 |
RU2521934C1 true RU2521934C1 (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=51214023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012151427/02A RU2521934C1 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Multiunit mechanism with compound motion of output links |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2521934C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2716400A1 (en) * | 1994-02-22 | 1995-08-25 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Manipulator device, with parallel structure, for moving an object in a cylindrical workspace. |
US5885052A (en) * | 1996-06-03 | 1999-03-23 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Transferring apparatus and robot arm |
RU2217297C1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-11-27 | Калининградский государственный технический университет | Hand type apparatus for transferring articles |
RU2333829C1 (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Manipulator for items transfer |
RU2438856C2 (en) * | 2010-02-24 | 2012-01-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Device for items transmission |
-
2012
- 2012-11-30 RU RU2012151427/02A patent/RU2521934C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2716400A1 (en) * | 1994-02-22 | 1995-08-25 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Manipulator device, with parallel structure, for moving an object in a cylindrical workspace. |
US5885052A (en) * | 1996-06-03 | 1999-03-23 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Transferring apparatus and robot arm |
RU2217297C1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-11-27 | Калининградский государственный технический университет | Hand type apparatus for transferring articles |
RU2333829C1 (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Manipulator for items transfer |
RU2438856C2 (en) * | 2010-02-24 | 2012-01-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Device for items transmission |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012151427A (en) | 2014-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102290673B1 (en) | Linear reciprocating/rotary motion converter and cylinder device | |
CN108425702A (en) | Cylinder straight reciprocating motion is transformed to the mechanism and working method of cycle movement | |
RU2346804C2 (en) | Manipulator for parts transfer | |
RU2521934C1 (en) | Multiunit mechanism with compound motion of output links | |
RU2521933C1 (en) | Handler for transfer of items | |
RU2521935C1 (en) | Handler for transfer of items | |
RU2438856C2 (en) | Device for items transmission | |
RU2217297C1 (en) | Hand type apparatus for transferring articles | |
RU2376130C1 (en) | Part transfer manipulator | |
RU2331507C1 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links | |
RU2312008C1 (en) | Combination type mechanism with complex motion of outlet links | |
RU2390406C1 (en) | Transfer manipulator | |
RU2191109C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
RU2438857C2 (en) | Device for items transmission | |
RU2245780C1 (en) | Hand-like device for transporting articles | |
RU2290296C1 (en) | Combination mechanism with complex motion of outlet links | |
RU2224638C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
RU2247021C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
RU2438858C2 (en) | Device for items transmission | |
RU2265511C1 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
RU2344031C2 (en) | Manipulator for transmission of items | |
RU2333829C1 (en) | Manipulator for items transfer | |
RU2193963C1 (en) | Hand-type apparatus for transfer of articles | |
RU2236343C2 (en) | Hand type apparatus for handling articles | |
RU2331506C2 (en) | Integrated mechanism with compound motion of extending links |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151201 |