RU2651781C1 - Манипулятор-трипод промышленного назначения - Google Patents
Манипулятор-трипод промышленного назначения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651781C1 RU2651781C1 RU2017112648A RU2017112648A RU2651781C1 RU 2651781 C1 RU2651781 C1 RU 2651781C1 RU 2017112648 A RU2017112648 A RU 2017112648A RU 2017112648 A RU2017112648 A RU 2017112648A RU 2651781 C1 RU2651781 C1 RU 2651781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- links
- base
- stage controlled
- load
- gripper
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 101150085091 lat-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
- B66C23/36—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes
- B66C23/44—Jib-cranes adapted for attachment to standard vehicles, e.g. agricultural tractors
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению, в частности к робототехнике. Манипулятор-трипод содержит основание, шарниры, исполнительные звенья, соединенные между собой с помощью пятиподвижного сферического шарнира и с грузозахватным органом. Исполнительные звенья выполнены в виде линейных приводов, каждый из которых соединяется между собой и с двухстепенным управляемым захватом, который представлен в виде двух независимых последовательно соединенных между собой звеньев в виде полусфер и грузозахватным органом. Звенья соединены между собой посредством вращательных цилиндрических шарниров с кинематической парой пятого класса, оси симметрии звеньев двухстепенного управляемого захвата перпендикулярны друг другу, а ось симметрии пятиподвижного сферического шарнира совпадает с одной из осей двухстепенного управляемого захвата, каждое звено имеет жесткое крепление с шаговым двигателем, основание выполнено в виде равностороннего треугольника, на котором установлены датчики технического зрения. Достигается повышение скорости выполнения технологической операции, увеличение функциональных возможностей, возможность точнее позиционировать. 2 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к манипуляторам, используемым в производственных линиях для выполнения технологических операций, связанных с сортировкой, укладкой и упаковкой продукции, применяемой в пищевой, химической промышленностях и прочих отраслях народного хозяйства.
Известен также кран-манипулятор, содержащий смонтированное на транспортном средстве поворотное в вертикальной плоскости основание в виде плоской треугольной фермы и три гидроцилиндра, корпуса которых шарнирно закреплены на вершинах основания, а штоки всех трех гидроцилиндров соединены между собой и с грузозахватным органом, при этом для поворота основания предусмотрены два гидроцилиндра, штоки которых закреплены на обращенной вверх стороне основания (патент РФ №2053191, опубл. 1996).
Известен кран-манипулятор, содержащий смонтированное на транспортном средстве поворотное в вертикальной плоскости основание в виде плоской треугольной фермы и три гидроцилиндра, корпуса которых шарнирно закреплены на вершинах основания, а штоки всех трех гидроцилиндров соединены между собой и с грузозахватным органом, при этом для поворота основания предусмотрены два гидроцилиндра, штоки которых закреплены на обращенной вверх стороне основания, при этом вершина основания, противолежащая упомянутой стороне основания, снабжена горизонтальной балкой, параллельной этой стороне основания, гидроцилиндры поворота основания расположены параллельно друг другу, их штоки закреплены на вершинах основания, соединенных между собой верхней его стороной, при этом между горизонтальной балкой и наклонными сторонами основания расположены укосины, при этом упомянутая горизонтальная балка соединена с фермой, установленной на вертикальных стойках, охватывающих кабину и закрепленных на раме транспортного средства (Патент РФ №2207317, опубл. 2003).
Известен грузоподъемный кран, содержащий смонтированное на транспортном средстве поворотное в вертикальной плоскости основание в виде плоской треугольной фермы, на котором с помощью шарниров закреплены три гидроцилиндра, штоки которых соединены между собой и с грузозахватным органом, для поворота основания предусмотрен дополнительный гидроцилиндр (Патент РФ №594021, опубл. 1978).
К недостаткам известных технических решений следует отнести: недостаточные функциональные возможности грузозахватного органа из-за ограниченной степени подвижности с одной вращательной кинематической парой 5-го класса, отсутствие возможности управления грузозахватным органом; нерациональная загрузка гидроцилиндров из-за их расположения в различных плоскостях; необходимо много времени на выполнение технологической операции, возникновение опасности утечки масла при разрушении гидросистемы.
Технический результат - повышение скорости выполнения технологической операции, увеличение функциональных возможностей, возможность точнее позиционировать.
Указанный технический результат достигается манипулятором-триподом промышленного назначения, содержащим основание, шарниры, исполнительные звенья, соединенные между собой с помощью пятиподвижного сферического шарнира и с грузозахватным органом, согласно изобретению исполнительные звенья выполнены в виде линейных приводов, каждый из которых соединяется между собой и с двухстепенным управляемым захватом, который представлен в виде двух независимых последовательно соединенных между собой звеньев в виде полусфер и грузозахватным органом, при этом звенья соединены между собой посредством вращательных цилиндрических шарниров с кинематической парой пятого класса, оси симметрии звеньев двухстепенного управляемого захвата перпендикулярны друг другу, а ось симметрии пятиподвижного сферического шарнира совпадает с одной из осей двухстепенного управляемого захвата, каждое звено имеет жесткое крепление с шаговым двигателем, основание выполнено в виде равностороннего треугольника, на котором установлены датчики технического зрения.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид манипулятора-трипода промышленного назначения.
На фиг. 2 - кинематическая схема двухстепенного управляемого захвата.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Предлагаемый манипулятор-трипод промышленного назначения состоит из пространственного приводного трехстержневого механизма в виде треугольной пирамиды со звеньями переменной длины. Механизм содержит основание 1, выполненное в виде равностороннего треугольника, в вершинах которого с помощью шарниров 2 закреплены концы трех линейных приводов 3-5 с одной стороны (фиг. 1). Штоки противоположных концов трех линейных приводов 3-5 соединены между собой и с двухстепенным управляемым захватом 6 посредством пятиподвижного сферического шарнира 7. На сторонах равностороннего треугольника конструкции основания 1 установлены датчики технического зрения 8 таким образом, чтобы манипулятор мог распознать и определить координаты объекта манипулирования.
Двухстепенной управляемый захват 6 (фиг. 2) содержит два независимых звена 9 и 10 в виде полусфер и грузозахватный орган 11, расположенных последовательно друг за другом, при этом звенья 9 и 10 соединены между собой посредством вращательных цилиндрических шарниров с кинематической парой пятого класса. При этом ось симметрии Z1 пятиподвижного сферического шарнира 7 совпадает с осью симметрии Z2 звена 9 двухстепенного управляемого захвата 6, а ось Z3 звена 10 располагается под углом 90° к осям симметрии Z1 пятиподвижного сферического шарнира 7 и Z2 звена 9. Грузозахватный орган 11 жестко смонтирован на звене 10. Для вращения двух звеньев 9 и 10 предусмотрены шаговые двигатели 12, которые жестко крепятся корпусами или выходными валами к конструкциям звеньев 9 и 10.
Работа манипулятора-трипода промышленного назначения осуществляется следующим образом.
Датчики технического зрения 8, установленные на основании 1, распознают объект манипулирования и определяют его координаты расположения, далее блок управления отдает команды манипулятору-триподу на перемещения объекта.
Основную работу по перемещению грузозахватного органа 11 по траектории в заданную точку позиционирования выполняет пространственный трехстержневой механизм, представленный в виде пирамиды, который первоначально располагает двухстепенным управляемым захватом 6 непосредственно над указанным объектом. Дальнейшие манипуляции проделываются с помощью двухстепенного управляемого захвата 6, который ориентирует (разворачивает) грузозахватный орган 11 посредством двух независимых последовательно расположенных звеньев 9 и 10.
Изменение длины штока хотя бы одного линейного привода 3, 4 или 5 пространственного стержневого механизма способствует изменению геометрии всей пространственной структуры, представленной в виде пирамиды, образованной основанием 1 и звеньями переменной длины механизмов 3-5. Шарниры 2 обеспечивают необходимую двухстепенную подвижность звеньев 3-5 относительно основания 1. Вследствие изменения геометрии пространственной структуры манипулятора-трипода перемещается сферический пятиподвижный шарнир 7, который уводит за собой двухстепенной управляемый захват 6 и грузозахватный орган 11. Таким образом, максимальное перемещение грузозахватного органа 11 выполняет параллельно-пространственная структура манипулятора-трипода. Дальнейшее регулирование оптимального положения грузозахватного органа 11 в пространстве осуществляется под управлением независимых звеньев 9 и 10 двухстепенного подвижного управляемого захвата 6. На каждом из звеньев 9 или 10 установлено по одному шаговому двигателю 12, которые жестко крепятся к конструкциям звеньев 9 и 10 корпусами или выходными валами двигателя. При включении какого-либо шагового двигателя 12, конструкция любого из звеньев 9 и 10 управляемого захвата 6 начинает поворачиваться на определенный угол относительно своей оси симметрии. При этом конструкция звена 9 поворачивается на угол α вокруг оси Z2, а конструкция звена 10 на угол β - вокруг оси Z3. Повороты углов α и β ограничены из-за размеров конструкций звеньев 9 и 10, выполненных в виде полусфер. После того как грузозахватный орган 11 полностью с ориентируется в нужное положение происходит заключительный этап - захват и перенос указанного объекта в другое место.
Таким образом, манипулятор-трипод промышленного назначения, обладая линейными приводами, дополнительными степенями подвижности в конструкции грузозахватного органа, датчиками технического зрения позволяет повысить скорость выполнения технологической операции с высокой точностью позиционирования грузозахватного органа, а также увеличить функциональные возможности манипулятора-трипода.
Claims (1)
- Манипулятор-трипод промышленного назначения, содержащий основание, шарниры, исполнительные звенья, соединенные между собой с помощью пятиподвижного сферического шарнира и с грузозахватным органом, отличающийся тем, что исполнительные звенья выполнены в виде линейных приводов, каждый из которых соединяется между собой и с двухстепенным управляемым захватом, который представлен в виде двух независимых последовательно соединенных между собой звеньев в виде полусфер и грузозахватным органом, при этом звенья соединены между собой посредством вращательных цилиндрических шарниров с кинематической парой пятого класса, оси симметрии звеньев двухстепенного управляемого захвата перпендикулярны друг другу, а ось симметрии пятиподвижного сферического шарнира совпадает с одной из осей двухстепенного управляемого захвата, каждое звено имеет жесткое крепление с шаговым двигателем, основание выполнено в виде равностороннего треугольника, на котором установлены датчики технического зрения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017112648A RU2651781C1 (ru) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Манипулятор-трипод промышленного назначения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017112648A RU2651781C1 (ru) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Манипулятор-трипод промышленного назначения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2651781C1 true RU2651781C1 (ru) | 2018-04-23 |
Family
ID=62045453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017112648A RU2651781C1 (ru) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Манипулятор-трипод промышленного назначения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2651781C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU183544U1 (ru) * | 2018-07-12 | 2018-09-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Манипулятор-трипод промышленного назначения |
RU2722960C1 (ru) * | 2019-10-22 | 2020-06-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Автоматизированный сортировщик-подборщик манипулятора-трипода |
RU212663U1 (ru) * | 2022-02-10 | 2022-08-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Погрузчик-штабелер |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU594021A1 (ru) * | 1976-10-25 | 1978-02-25 | Волгоградский сельскохозяйственный институт | Грузоподъемный кран |
US20070113700A1 (en) * | 2002-07-09 | 2007-05-24 | Amir Khajepour | Light weight Parallel manipulators using active/passive cables |
RU2616493C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Манипулятор-трипод параллельно-последовательной структуры |
-
2017
- 2017-04-12 RU RU2017112648A patent/RU2651781C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU594021A1 (ru) * | 1976-10-25 | 1978-02-25 | Волгоградский сельскохозяйственный институт | Грузоподъемный кран |
US20070113700A1 (en) * | 2002-07-09 | 2007-05-24 | Amir Khajepour | Light weight Parallel manipulators using active/passive cables |
RU2616493C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Манипулятор-трипод параллельно-последовательной структуры |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU183544U1 (ru) * | 2018-07-12 | 2018-09-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Манипулятор-трипод промышленного назначения |
RU2722960C1 (ru) * | 2019-10-22 | 2020-06-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Автоматизированный сортировщик-подборщик манипулятора-трипода |
RU212663U1 (ru) * | 2022-02-10 | 2022-08-02 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Погрузчик-штабелер |
RU213090U1 (ru) * | 2022-02-10 | 2022-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Погрузчик-штабелер с манипулятором-триподом |
RU218887U1 (ru) * | 2022-12-23 | 2023-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Манипулятор-трипод |
RU221214U1 (ru) * | 2023-04-04 | 2023-10-25 | Владимир Николаевич Сопот | Грузоподъемное устройство |
RU218886U1 (ru) * | 2023-04-06 | 2023-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Манипулятор-трипод |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2252437B1 (en) | Two degree-of-freedom parallel manipulator | |
Tavakoli et al. | A hybrid pole climbing and manipulating robot with minimum DOFs for construction and service applications | |
CN107081760A (zh) | 一种基于平动并联机构的六自由度机械臂 | |
US10414041B2 (en) | Platform for a parallel robot for acting on an object | |
CZ302911B6 (cs) | Zarízení pro rízení sférického pohybu telesa | |
CN107471197A (zh) | 一种仿人双臂多自由度工业机器人 | |
WO2015115887A1 (en) | Robot comprising series-arranged delta assemblies | |
RU183544U1 (ru) | Манипулятор-трипод промышленного назначения | |
RU2651781C1 (ru) | Манипулятор-трипод промышленного назначения | |
RU2700304C1 (ru) | Робот-манипулятор | |
US11491645B2 (en) | Scissor linkage design and method of operation | |
JP2019530586A (ja) | 把持を可能にする6段階の自由度を有するロボット構造体 | |
Viegas et al. | A novel grid-based reconfigurable spatial parallel mechanism with large workspace | |
US20200009746A1 (en) | Robotic forearms | |
RU2722747C1 (ru) | Робот-погрузчик сеток с овощами | |
Dindorf et al. | Contour error of the 3-DoF hydraulic translational parallel manipulator | |
Hesselbach et al. | Connecting assembly modes for workspace enlargement | |
JP4124232B2 (ja) | 水平アームを有するロボット | |
RU2616493C1 (ru) | Манипулятор-трипод параллельно-последовательной структуры | |
Ma et al. | Design, Simulation and Implementation of a 3-PUU Parallel Mechanism for a Macro/mini Manipulator. | |
RU2722960C1 (ru) | Автоматизированный сортировщик-подборщик манипулятора-трипода | |
CN106695766B (zh) | 一种基于抓取并联机构的六自由度并联装置 | |
Giberti et al. | Design and experimental test of a pneumatic translational 3dof parallel manipulator | |
KR20200130460A (ko) | 로봇용 그리퍼 | |
Selvakumar et al. | Kinematic and singularity analysis of 3 PRR parallel manipulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190413 |