RU2650473C1 - Универсальный механизм перемещения - Google Patents
Универсальный механизм перемещения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650473C1 RU2650473C1 RU2017109362A RU2017109362A RU2650473C1 RU 2650473 C1 RU2650473 C1 RU 2650473C1 RU 2017109362 A RU2017109362 A RU 2017109362A RU 2017109362 A RU2017109362 A RU 2017109362A RU 2650473 C1 RU2650473 C1 RU 2650473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- axis
- rotation
- housing
- possibility
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000020347 spindle assembly Effects 0.000 description 3
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для создания сложных роботизированных станков и манипуляторов с возвратно-поступательным осевым перемещением исполнительного звена и одновременным вращением его вокруг этой оси. Механизм содержит корпус с расположенным в нем цилиндрическим валом, имеющим по крайней мере на одном из его концов крепление для исполнительного звена и выполненным с возможностью одновременного вращения и поступательного осевого перемещения посредством установленных в корпусе по крайней мере одного привода вращения и одного привода подачи, при этом на наружной цилиндрической поверхности вала выполнена зубчатая нарезка, посредством которой вал кинематически связан с упомянутыми приводами. При этом зубчатая нарезка выполнена в виде продольной нарезки, расположенной вдоль оси вала, и поперечной кольцевой нарезки, расположенной поперек оси вала, с образованием прямых зубьев в виде усеченных пирамидок, обеспечивающих возможность передачи на вал вращения и осевого движения. Кроме того, зубья выполнены с возможностью образования поверхностью вершин опорной поверхности вала для взаимодействия с подшипниками скольжения, размещенными в корпусе. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к элементам машин, станков, манипуляторов, роботов и предназначено для перемещения в пространстве исполнительного звена возвратно-поступательно вдоль оси и одновременно вращения его в обе стороны вокруг этой оси. Может быть использовано для создания сложных роботизированных станков и манипуляторов за счет комбинирования в комплексы по несколько таких универсальных механизмов перемещения.
Известны реечные передачи для преобразования вращательного движения цилиндрического зубчатого колеса в поступательное движение прямоугольной в сечении зубчатой рейки с прямыми поперечными зубьями [1-я интернет-ссылка http://delta-grup.ru/bibliot/11/58.htm].
Недостатком подобных устройств является то, что если рейка жестко связана с рабочим исполнительным звеном, то достичь одновременно поступательной подачи этого звена и его вращательного движения вокруг оси подачи становится непростой проблемой.
Известны конструкции с одновременным вращением и подачей исполнительного звена, например сверлильные и хонинговальные станки.
Известен хонинговальный станок, в котором вращательное движение исполнительного звена создается отдельным электродвигателем через систему шестерен и промежуточных валов, а прямолинейное возвратно-поступательное движение подачи - реечной передачей или гидроцилиндрами, причем усилие подачи приложено к каретке с гильзой, где закреплен в подшипниках вал исполнительного звена шлифовальной головки, имеющей и собственную радиальную подачу абразивных брусков [3-я интернет-ссылка http://stanki-katalog.ru/sprav_3k833.htm].
В примере с хонинговальным станком в цепи передач движений много специфических деталей, поэтому как наиболее близкое техническое решение за прототип предлагаемого универсального механизма перемещения выбран шпиндельный узел сверлильного станка, который обеспечивает осевую подачу исполнительного звена с одновременным его вращением вокруг этой оси (SU 795871 A1, B23Q 5/32, 15.01.1981).
Прототип механизма перемещения содержит корпус, в котором смонтирован шпиндельный узел, привод вращения и привод подачи. Цилиндрический вал шпиндельного узла смонтирован в гильзе на шарикоподшипниках и получает вращение от привода вращения через шлицевое соединение. Прямолинейное возвратно-поступательное движение подачи вала осуществляется за счет взаимодействия вращающейся шестерни привода подачи и находящейся с ней в зацеплении зубчатой рейки гильзы.
Недостатками механизма перемещения исполнительного звена в прототипе являются ограничение осевого хода подачи длинами зубчатой рейки и шлицов вала, а также неточность минимальных перемещений вследствие люфтов шестеренных пар.
Задачей предлагаемого решения является расширение арсенала универсальных механизмов перемещения исполнительного звена, реализующих возможность осевой подачи исполнительного звена с одновременным его вращением вокруг этой оси.
Технический результат предлагаемого изобретения - реализация поставленной задачи путем расширения технических возможностей устройства как манипулятора за счет увеличения хода осевой подачи при тех же габаритах вала и роста точности микроперемещений исполнительного механизма при одновременном снижении габаритов и трудоёмкости изготовления механизма за счет исключения подшипников качения, гильз и шлицевых втулок.
Дополнительный технический результат - возможность комбинирования нескольких предложенных универсальных механизмов перемещения для создания сложных роботизированных станков и манипуляторов.
Поставленная задача решается тем, что в известный механизм перемещения исполнительного звена, содержащий корпус с приводами вращения и подачи и цилиндрический вал, выполненный с возможностью одновременного вращения и поступательного осевого перемещения и содержащий на конце крепление для исполнительного звена, внесены следующие новые признаки:
- вал по всей наружной цилиндрической поверхности, за исключением установочных технологических поясков по краям, имеет продольную нарезку зубьев для передачи вращения и поперечную кольцевую нарезку зубьев для передачи валу осевого перемещения, что обеспечивает одновременное осуществление вращения и осевого движения вала и при этом позволяет увеличить ход подачи вала примерно в два раза, т.к. нарезка зубьев выполнена практически по всей длине вала, за исключением технологических поясков по краям, в то время как в прототипе длина шлицов составляет примерно половину длины вала;
- опорной поверхностью вала в минимум двух подшипниках скольжения, укрепленных либо расточенных непосредственно на стенках корпуса, является наружная цилиндрическая поверхность вала на технологических поясках и на вершинах нарезанных на нем зубьев, имеющих вид усеченных пирамидок;
- приводов вращения и подачи может быть по два и более, и предпочтительно располагать их симметрично относительно оси вала для точности его центровки, равномерности усилия нагружения, что обеспечивает точность микроперемещений и роста надежности всего механизма.
Сущность изобретения поясняется иллюстрациями,
где на фиг.1 показан разрез универсального механизма перемещения исполнительного звена;
- на фиг. 2 – пример исполнения цилиндрического вала из трубы с продольной и поперечной нарезками;
- на фиг. 3 показан пример механизма с парными симметричными приводами подачи и вращения;
- на фиг. 4 схематически показан пример комбинирования двух предложенных универсальных механизмов перемещения;
- на фиг. 5 схематически показан прототип.
Универсальный механизм перемещения (фиг. 1) содержит корпус 1, внутри которого расположены привод вращения 2 с выходной шестерней 3 и привод подачи 4 с его выходной шестерней 5. Цилиндрический трубчатый вал 6 может иметь крепление 7 для исполнительного звена как на одном конце вала 6 (фиг.1), так и на двух концах вала 6 (фиг.3). Вал 6 установлен в двух подшипниках скольжения 8, которые расположены на стенках корпуса 1 и соприкасаются своей внутренней цилиндрической поверхностью с наружной поверхностью вала 6 на технологических поясках и на вершинах 9 нарезанных на нем зубьев 10, имеющих вид усеченных пирамидок (фиг.2). При этом прямые зубья 10, выполненные на валу 6 для возможности осуществления вращательного движения вокруг своей оси, имеют прорези, выполненные в поперечном направлении, что позволяет валу 6 одновременно выполнять и функцию зубчатой рейки для осуществления осевого перемещения.
Устройство работает следующим образом.
При включении двигателя (на чертеже условно не показан) выходная шестерня 3 привода 2 приводит во вращение вал 6, поскольку он почти на всю длину представляет собой шестерню с прямыми зубьями (вид А на фиг. 2). Поскольку эти прямые зубья не сплошные, а с прорезями в направлении поперек оси цилиндрического вала 6 (фронтальная проекция на фиг. 2), это позволяет валу 6 выполнять функцию зубчатой рейки, находящейся в зацеплении с выходной шестерней 5 привода подачи 4, т.е. одновременно с вращением вала 6 осуществлять осевое перемещение вала 6 за счет того, что каждый зуб шестерни 5 поочередно взаимодействует с одним-двумя поперечными рядами зубьев 10 вала 6 в зоне их максимального сближения. В результате весь вал 6 двигается в осевом направлении в подшипниках 8 одновременно с вращательным движением вокруг своей оси.
Для повышения надежности и технических возможностей устройства как манипулятора возможно выполнение предлагаемого устройства с наличием двух и более приводов вращения 2 и подачи 4, предпочтительно расположенных симметрично относительно оси вала 6, что повышает точность его центровки и равномерность усилия нагружения, уменьшает износ подшипников 8 скольжения и обеспечивает точность микроперемещений вала 6.
Пример исполнения механизма с двумя парами приводов – одна пара приводов 2 для вращения, другая пара приводов 4 для поступательного движения - показан на фиг. 3, где также представлена возможность наличия креплений 7 для исполнительного звена на обоих концах вала 6, что удваивает производительность, например, за счет того, что при использовании в работе хонинговального станка, появляется возможность обрабатывать одновременно две детали вместо одной. За счет регулировки расстояний приводов 2 и 4 от оси вала 6 при монтаже и реальной разницы в скоростях приводов можно убрать люфты зубчатых зацеплений и повысить точность перемещений вала 6 на малые расстояния.
Таким образом, этот признак даёт ещё одно преимущество предлагаемому устройству перед прототипом.
Пример комбинирования двух универсальных механизмов перемещения для автоматического сварочного манипулятора изображен на фиг.4. Вал механизма перемещения I жестко соединен с корпусом механизма перемещения II, который в данном случае выполняет функцию исполнительного звена для механизма перемещения I. В свою очередь, вал механизма перемещения II на конце содержит шарнирное крепление для исполнительного звена - электрода Е. Механизм перемещения I выполнен с возможностью независимо двигаться по оси Y вдоль направляющей, при этом вал его может одновременно двигаться по оси Х. Механизм перемещения II в результате имеет возможность перемещения как по оси Y, так и по оси Х, а вал механизма II может одновременно двигаться по оси Z. Таким образом электрод Е перемещается по трем осям координат и дополнительно вращается вокруг осей, параллельных X, Y и Z, поэтому имеет доступ ко всем точкам внутри объема, сечение которого очерчено пунктирными линиями.
Таким образом, за счет сочетания известных и новых признаков в предлагаемом устройстве решена поставленная задача и достигнут заявленный технический результат: расширение технических возможностей устройства как манипулятора за счет увеличения хода подачи при тех же габаритах вала и роста точности микроперемещений исполнительного механизма при одновременном снижении габаритов и трудоёмкости изготовления механизма за счет исключения подшипников качения, гильз и шлицевых втулок, а также возможность комбинирования нескольких предложенных универсальных механизмов перемещения для создания сложных роботизированных станков и манипуляторов.
Claims (2)
1. Механизм для перемещения исполнительного звена технологической машины, содержащий корпус с расположенным в нем цилиндрическим валом, имеющим по крайней мере на одном из его концов крепление для упомянутого исполнительного звена и выполненным с возможностью одновременного вращения и поступательного осевого перемещения посредством установленных в корпусе по крайней мере одного привода вращения и одного привода подачи, при этом на наружной цилиндрической поверхности вала выполнена зубчатая нарезка, посредством которой вал кинематически связан с упомянутыми приводами, отличающийся тем, что зубчатая нарезка выполнена в виде продольной нарезки, расположенной вдоль оси вала, и поперечной кольцевой нарезки, расположенной поперек оси вала, с образованием прямых зубьев в виде усеченных пирамидок, обеспечивающих возможность передачи на вал вращения от по крайней мере одного привода вращения и передачи на вал осевого движения от по крайней мере одного привода подачи, при этом зубья выполнены с возможностью образования поверхностью вершин опорной поверхности вала для взаимодействия с подшипниками скольжения, размещенными в корпусе.
2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере по два привода вращения и подачи, расположенных в корпусе симметрично относительно оси вала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017109362A RU2650473C1 (ru) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Универсальный механизм перемещения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017109362A RU2650473C1 (ru) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Универсальный механизм перемещения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2650473C1 true RU2650473C1 (ru) | 2018-04-13 |
Family
ID=61976715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017109362A RU2650473C1 (ru) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Универсальный механизм перемещения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650473C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2819468C1 (ru) * | 2023-10-23 | 2024-05-21 | Антон Владимирович Сёмкин | Цепной актуатор |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU795871A1 (ru) * | 1971-09-22 | 1981-01-15 | Pestunov Vladimir M | Привод,например,хонинговальногоСТАНКА |
SU1036989A1 (ru) * | 1982-05-07 | 1983-08-23 | Kononov Gennadij M | Устройство дл преобразовани вращательного движени в возвратно-поступательное |
RU107311U1 (ru) * | 2011-04-04 | 2011-08-10 | Алексей Анатольевич Кириллов | Устройство преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, и наоборот |
WO2011137882A1 (de) * | 2010-05-03 | 2011-11-10 | Elau Gmbh | Gerät für die bearbeitung eines produkts mit einem element zur bearbeitung des produkts und vorrichtung zur bewegung eines bearbeitungselements |
RU125115U1 (ru) * | 2012-06-09 | 2013-02-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Привод для перемещения подвижного органа станка |
WO2014068539A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | Telerobot S.P.A. | Industrial automation device |
-
2017
- 2017-03-21 RU RU2017109362A patent/RU2650473C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU795871A1 (ru) * | 1971-09-22 | 1981-01-15 | Pestunov Vladimir M | Привод,например,хонинговальногоСТАНКА |
SU1036989A1 (ru) * | 1982-05-07 | 1983-08-23 | Kononov Gennadij M | Устройство дл преобразовани вращательного движени в возвратно-поступательное |
WO2011137882A1 (de) * | 2010-05-03 | 2011-11-10 | Elau Gmbh | Gerät für die bearbeitung eines produkts mit einem element zur bearbeitung des produkts und vorrichtung zur bewegung eines bearbeitungselements |
RU107311U1 (ru) * | 2011-04-04 | 2011-08-10 | Алексей Анатольевич Кириллов | Устройство преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, и наоборот |
RU125115U1 (ru) * | 2012-06-09 | 2013-02-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Привод для перемещения подвижного органа станка |
WO2014068539A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | Telerobot S.P.A. | Industrial automation device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2819468C1 (ru) * | 2023-10-23 | 2024-05-21 | Антон Владимирович Сёмкин | Цепной актуатор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK3003594T3 (en) | punching | |
US20150367490A1 (en) | Power tool | |
KR101120881B1 (ko) | 고효율 회전구동부를 겸비한 고속분할 인덱스 | |
JP2759032B2 (ja) | 減速機 | |
JP5171119B2 (ja) | 往復運動機構及びピックアンドプレイス装置 | |
RU2650473C1 (ru) | Универсальный механизм перемещения | |
US9925598B2 (en) | Vibratory machining device | |
US20170355026A1 (en) | Vibratory machining device | |
KR100918619B1 (ko) | 롤러 스크류 방식의 리니어 액츄에이터 | |
KR101972418B1 (ko) | 타원형 편심궤적을 이용한 고소작업 가지정리톱 | |
JP6807077B2 (ja) | ロボットの減速伝達装置 | |
US11060597B2 (en) | Rotation deceleration transmission apparatus | |
RU2123627C1 (ru) | Редуктор с циклоидальным зацеплением | |
JP6781753B2 (ja) | ガイド・ブッシュを含む旋盤 | |
JP6807076B2 (ja) | ロボットの減速伝達装置 | |
US2811860A (en) | Driving mechanism for imparting a reciprocal movement to a machine component | |
EP3677366B1 (en) | Turret tool post | |
EP2133194B1 (en) | Power transmission apparatus for press machine | |
CA2664106C (en) | Rotary transmission leadthrough for a pipe cutting machine | |
RU195136U1 (ru) | Актуатор для независимых или совместных поступательных и угловых перемещений | |
KR101931282B1 (ko) | 가변 편심궤적을 이용한 고소작업 가지정리톱 | |
RU2102203C1 (ru) | Каретка металлообрабатывающего станка | |
WO2022163789A1 (ja) | アームロボット | |
CZ2009239A3 (cs) | Prevodová skrín, zejména pro pohon polohovací upínací desky obrábecího stroje | |
JPH02298451A (ja) | 複合運動アクチュエータ |