RU2691155C1 - Vacuum gripping aggregate module - Google Patents

Vacuum gripping aggregate module Download PDF

Info

Publication number
RU2691155C1
RU2691155C1 RU2018139475A RU2018139475A RU2691155C1 RU 2691155 C1 RU2691155 C1 RU 2691155C1 RU 2018139475 A RU2018139475 A RU 2018139475A RU 2018139475 A RU2018139475 A RU 2018139475A RU 2691155 C1 RU2691155 C1 RU 2691155C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gripping
product
possibility
head
sealing element
Prior art date
Application number
RU2018139475A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Сысоев
Юрий Владимирович Черкасов
Виктория Юрьевна Романова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority to RU2018139475A priority Critical patent/RU2691155C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2691155C1 publication Critical patent/RU2691155C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to machine building, robotics and can be used in taking and installing articles on working surface with required travel of gripping head. Vacuum gripping aggregate module is made with possibility of gripping surface of article and installation on working surface. Module comprises movable drive element coupled with possibility of relative axial movement with grip head spring-loaded in middle position and consisting of housing with sealing element. Locking head is provided with retainer configured to limit its axial displacement relative to movable drive member, and on peripheral surface of sealing element is fixed at least one link, connected to movable element of drive and made with possibility of removing sealing element from surface of article after its installation on working surface.EFFECT: invention provides faster operation and reliability of operation in the entire range of required values of movement of the gripping head with force action on different elements of the lifted head.1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области машиностроения, роботостроения и может применяться при взятии и установке изделий на рабочую поверхность с требуемым ходом перемещения захватной головки. Наиболее эффективно применение устройств, использующих безнасосные вакуумные захваты.The proposed device relates to the field of engineering, robotics and can be used when taking and installing products on the working surface with the desired course of movement of the gripping head. The most effective use of devices using pumpless vacuum grippers.

Известны захватные агрегатные модули (см. патент России №2256549 «Захватная головка», Сысоев С.Н., Жиров М.Ю.), в которых применяются безнасосные захваты, где для питания привода перемещения также применяется избыточное давление воздуха. Захватный модуль состоит из захватной головки (присоски) и привода ее вертикального перемещения, выполненный в виде пневмоцилиндра одностороннего действия, а поршневая полость соединена с линией нагнетания через распределитель и с атмосферой через предохранительный клапан. Присоска выполнена безнасосной с рабочей камерой, соединенной с атмосферой через распределитель. Однако, выполнение функции установить изделие, имеет низкую надежность, так как изделие не удерживается захватом в процессе опускания его на рабочую поверхность.Known gripping modular modules (see the Russian patent №2256549 "Gripping head", Sysoyev SN, Zhirov M.Yu.), in which pumpless grippers are used, where excess air pressure is also used to power the displacement drive. The gripping module consists of a gripping head (sucker) and a drive for its vertical movement, made in the form of a single-acting pneumatic cylinder, and the piston cavity is connected to the discharge line through a distributor and the atmosphere through a safety valve. The suction cup is made without pumping with a working chamber connected to the atmosphere through a distributor. However, the function to install the product has low reliability, since the product is not held by the grip in the process of lowering it to the working surface.

Известны захватные агрегатные модули (см. патент РФ №2304505 «Вакуумная захватная головка», Сысоев С.Н., Бакутов А.В., Прохоров А.В, опубл. 20.08.2007 в БИ №23; патент РФ №2312762 «Вакуумная захватная головка», Сысоев С.Н., Приведенец И.А., опубл. 11.12.2007 в БИ №35; патент РФ №2370359 «Вакуумная захватная головка», Сысоев С.Н. и др., опубл. 20.10.09 в БИ №29. В данных устройствах для выполнения функции отпускания изделия безнасосным захватом с целью разгерметизации рабочей полости применяют метод отведения периферийной части уплотнения присоски от поверхности изделия. Для этого используют рычаги, установленные на устройстве, выполненные с возможностью силового взаимодействия с рабочей поверхностью после выполнения функции опускания изделия. Данные устройства имеют конструктивную простоту и повышают быстродействие выполнения функции «отпустить изделие». Однако применение рычагов приводит к возникновению ударных явлений, что ограничивает скоростные характеристики перемещения захватной головки и, соответственно, быстродействие и надежность работы известных устройств.Known gripping modular modules (see RF patent №2304505 "Vacuum gripping head", Sysoev S.N., Bakutov AV, Prokhorov A.V., published on 08/08/2007 in BI No. 23; RF Patent No. 2312762 "Vacuum gripping head ", Sysoev S.N., Privedenets I.A., published on 12/12/2007 in BI No. 35; RF patent No. 2370359" Vacuum gripping head ", Sysoyev SN, etc., published on 20.10.09 in BI No. 29. In these devices, in order to perform the function of releasing the product with a non-pumping gripper, in order to depressurize the working cavity, the method of diverting the peripheral part of the suction cup seal from the surface of the product is used. To do this, use levers installed on the device, made with the possibility of force interaction with the working surface after performing the product lowering function.These devices have constructive simplicity and increase the speed of performing the function of “releasing the product.” However, the use of levers gives rise to shock phenomena, which limits speed characteristics of the movement of the gripping head and, accordingly, the speed and reliability of the known devices.

Известен вакуумный захватный агрегатный модуль (см. патент РФ №2397857 «Захватный модуль», Сысоев С.Н. и др., опубл. 27.08.2010 в Бюл. №24), отличающийся высоким быстродействием выполнения функции «взять изделие». Устройство содержит корпус, захватную головку в виде присоски, закрепленную на подвижном органе привода ее перемещения, подпружиненном к корпусу возвратной пружиной. Данное устройство повышает быстродействие и надежность работы при увеличении диапазона перемещения присоски.Known vacuum gripping modular module (see RF patent №2397857 "Gripping module", Sysoyev SN, and others, publ. 27.08.2010 in Bull. No. 24), characterized by high speed performance of the function "take the product." The device includes a housing, a gripping head in the form of a sucker, mounted on a moving body of a drive for its movement, spring-loaded to the housing by a return spring. This device improves the speed and reliability of operation by increasing the range of movement of the suction cup.

Однако в данном устройстве, особенно при увеличении величины хода присоски, надежность ограничивает существующее противоречие. А именно: для повышения быстродействия выполнения функции «взять изделие» необходимо уменьшать усилие удержания присоски относительно корпуса путем уменьшения силового воздействия возвратной пружины, а после захвата изделия - увеличивать данное силовое воздействие. При этом негативное влияние противоречия на эффективность работы устройства возрастает с увеличением хода присоски и массы захватываемого изделия, так как масса подвижной части устройства изменяется на величину массы захватываемого изделия. Кроме этого, не решена задача установки изделия на рабочую поверхность путем последовательного выполнения функций опускания изделия на рабочую поверхность, отпускания его и подъема присоски.However, in this device, especially with an increase in the size of the suction cup stroke, reliability limits the existing contradiction. Namely: to improve the performance of the “take the product” function, it is necessary to reduce the force of holding the suction cup relative to the body by reducing the force effect of the return spring, and after gripping the product - to increase this force effect. At the same time, the negative impact of the contradiction on the efficiency of the device increases with an increase in the suction stroke and the mass of the product being captured, since the mass of the moving part of the device changes by the amount of the mass of the product being captured. In addition, the problem of installing the product on the working surface is not solved by successively performing the functions of lowering the product on the working surface, releasing it and raising the suction cup.

Наиболее близким из известных технических решений является захватный агрегатный модуль (см. патент России №115710 «Вакуумный захватный агрегатный модуль», МПК B25J 15/00, Сысоев С.Н., Карцев К.А., Шемякин А.С., заявл. 19.12.2011, опубл. 10.05.2012 в БИ №13), включающий захватную головку, закрепленную на подвижном элементе привода ее перемещения, а между захватной головкой и подвижным элементом дополнительно установлен аккумулятор механической энергии. Аккумулирование механической энергии реализуется путем установки захватной головки на подвижном элементе с возможностью осевого относительного перемещения, при этом захватная головка подпружинена в среднем положении.The closest of the known technical solutions is the gripping modular module (see Russian patent №115710 "Vacuum gripping modular module", IPC B25J 15/00, Sysoyev SN, Kartsev KA, Shemyakin AS, claimed. 12/19/2011, published on 10.05.2012 in BI No. 13), including a gripping head fixed on the moving element of the drive for its movement, and an accumulator of mechanical energy is additionally installed between the gripping head and the moving element. Accumulation of mechanical energy is realized by installing the gripping head on the moving element with the possibility of axial relative movement, while the gripping head is spring-loaded in the middle position.

В данном устройстве используют энергию, применяемую для выполнения функции опускания изделия с целью выполнения функции подъема, повышая быстродействие и надежность выполнения данных функций.This device uses the energy used to perform the function of lowering the product in order to perform the function of lifting, increasing the speed and reliability of these functions.

Однако в данном устройстве, также как во всех известных не решена задача отпускания изделия после его установки на рабочую поверхность, что ограничивает быстродействие устройства в целом.However, in this device, as well as in all known, the problem of releasing the product after its installation on the working surface is not solved, which limits the speed of the device as a whole.

Задачей предполагаемого изобретения является повышение быстродействия и надежности работы устройства во всем диапазоне требуемых величин перемещения захватной головки, организуя силовое воздействие на разные элементы поднимаемой головки.The objective of the proposed invention is to increase the speed and reliability of the device in the entire range of the required values of movement of the gripping head, organizing a force on the various elements of the raised head.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве, выполненном с возможностью захвата за поверхность изделия и установки на рабочую поверхность, включающим подвижный элемент привода, соединенный с возможностью относительного осевого перемещения с захватной головкой, подпружиненной в среднем положении и состоящей из корпуса с уплотнительным элементом, на захватной головке установлен фиксатор, выполненный с возможностью ограничения величины ее осевого перемещения относительно подвижного элемента привода, а на периферийной поверхности уплотнительного элемента закреплена по крайней мере одна тяга, соединенная с подвижным элементом привода, и выполненная с возможностью отведения уплотнительного элемента от поверхности изделия после его установки на рабочую поверхность.The task is achieved by the fact that in the proposed device, made with the possibility of capture for the surface of the product and install on the work surface, including a movable element of the actuator, connected with the possibility of relative axial movement with a gripping head, spring-loaded in the middle position and consisting of a housing with a sealing element, a retainer is mounted on the gripping head, configured to limit its axial displacement relative to the moving element of the actuator, and on the periphery malarial surface of the sealing element is fixed along at least one rod coupled to the movable actuator member, and configured to exhaust the sealing member from the surface of the article after its installation on the working surface.

Пример реализации предлагаемого устройства показан на чертежах фиг. 1, 2. Этапы выполнения функции «взять изделие» показан фиг. 1, а «установить изделие» - на фиг. 2.An example implementation of the proposed device is shown in the drawings of FIG. 1, 2. The steps of performing the “take the product” function are shown in FIG. 1, and the “install product” is in FIG. 2

Устройство (фиг. 1,а) состоит из корпуса 1, в котором подпружинен возвратной пружиной 2 подвижный рабочий орган 3 привода перемещения захватной головки 4, предназначенной для захвата изделия 5 с рабочей поверхности 6 и установке ее на эту поверхность. Захватная головка закреплена на подвижном органе привода с возможностью осевого перемещения и подпружинена в среднем положении пружиной 7. Фиксатор 8 установлен с возможностью ограничения перемещения присоски относительно подвижного рабочего органа. Захватная головка состоит из корпуса 9 с уплотнительным элементом 10. Периферийная часть уплотнительного элемента связана тягой 11 с подвижным рабочим органом.The device (Fig. 1, a) consists of a housing 1, in which the movable working body 3 of the actuator for moving the gripping head 4 is spring-loaded by the return spring 2 and is intended to grip the product 5 from the working surface 6 and install it on this surface. The gripping head is fixed on the movable drive body with the possibility of axial movement and is spring-loaded in the middle position by the spring 7. The latch 8 is installed with the possibility of limiting the movement of the sucker relative to the movable working member. The gripping head consists of a housing 9 with a sealing element 10. The peripheral part of the sealing element is connected by a rod 11 with a movable working body.

Захватный модуль работает следующим образом.Capture module works as follows.

Так как в исходном положении (фиг. 1, поз. а) подвижный рабочий орган привода перемещения захватной головки подпружинен в сторону корпуса, присоска занимает крайнее верхнее положение. Фиксатор 8 занимает крайнее левое положение и ограничивает увеличение расстояния от точек крепления тяги 11. Силовое воздействие со стороны тяги на периферийную часть уплотнительного элемента отсутствует.Since in the initial position (Fig. 1, pos. A), the movable working body of the actuator for moving the gripping head is spring-loaded towards the body, the suction cup occupies the extreme upper position. The latch 8 occupies the leftmost position and limits the increase in distance from the attachment points of the thrust 11. There is no force effect from the thrust on the peripheral part of the sealing element.

По команде «взять изделие» (фиг. 1, поз. б) подвижный рабочий орган с присоской перемещается в сторону захватываемого изделия, расположенного на рабочей поверхности.By the command "take the product" (Fig. 1, pos. B), the movable working body with suction cup moves towards the captured product located on the working surface.

При силовом взаимодействии присоски с поверхностью изделия выполняется функция захвата изделия. При этом кинетическая энергия перемещения захватной головки переходит в потенциальную энергию сжатия пружины 7 (фиг. 1, поз. в). Силовое воздействие тяги на периферийную поверхность уплотнительного элемента отсутствует.When the force interaction of the suction cup with the surface of the product, the function of capturing the product is performed. In this case, the kinetic energy of movement of the gripping head transforms into the potential energy of compression of the spring 7 (Fig. 1, pos. C). The force effect of thrust on the peripheral surface of the sealing element is absent.

При дальнейшем возврате пружин 7 и 2 (фиг. 1, поз. г) их энергия преобразуется в кинетическую энергию возвратного перемещения подвижного рабочего органа с захваченным изделием в направлении исходного положения захватной головки.Upon further return of the springs 7 and 2 (Fig. 1, pos. D), their energy is converted into kinetic energy of the return movement of the movable working body with the captured product in the direction of the initial position of the gripping head.

Воздействие пружин 2 и 7 приводит к подъему изделия 5 (фиг. 1, поз. д). Далее головка с захваченным изделием занимает конечное положение относительно корпуса (фиг. 1, поз. е).The impact of the springs 2 and 7 leads to the rise of the product 5 (Fig. 1, pos. D). Next, the head with the captured product occupies the final position relative to the body (Fig. 1, pos. E).

В исходном положении (фиг. 2, поз. а) перед командой «установить изделие» на рабочую поверхность в захватном агрегатном модуле фиксатор 8 занимает крайнее правое положение, не ограничивая увеличение расстояния от точек крепления тяги 11.In the initial position (Fig. 2, pos. A), before the command “set the product” on the working surface in the gripping modular module, the latch 8 occupies the extreme right position without limiting the increase in distance from the attachment points of the thrust 11.

По команде «установить изделие» (фиг. 2, поз. б) подвижный рабочий орган с присоской и захваченным изделием перемещаются в сторону рабочей поверхности.By the command "install the product" (Fig. 2, pos. B), the movable working body with the suction cup and the seized product moves to the side of the working surface.

При силовом взаимодействии присоски и изделия с рабочей поверхностью выполняется функция установки изделия. При этом кинетическая энергия перемещения захватной головки переходит в потенциальную энергию сжатия пружины 7 (фиг. 2, поз. в). Так как расстояние между точками крепления тяги 11 уменьшено, то силовое воздействие на периферийную поверхность уплотнительного элемента отсутствует.When the force interaction of the suction cup and the product with the working surface, the function of the product installation is performed. In this case, the kinetic energy of movement of the gripping head transforms into the potential energy of compression of the spring 7 (Fig. 2, pos. C). Since the distance between the attachment points of the thrust 11 is reduced, the force effect on the peripheral surface of the sealing element is absent.

При дальнейшем распрямлении пружины 7 (фиг. 2, поз. г) ее энергия преобразуется в кинетическую энергию возвратного перемещения подвижного рабочего органа в направлении исходного положения захватной головки.With further straightening of the spring 7 (Fig. 2, pos. D), its energy is converted into the kinetic energy of the return movement of the movable working member in the direction of the initial position of the gripping head.

При этом силовое воздействие подъема со стороны подвижного рабочего органа привода на захватную головку осуществляется через тягу 11, что приводит к отведению периферийной части уплотнительного элемента от поверхности изделия, разгерметизации полости присоски и выполнению функции «отпустить изделие» (фиг. 2, д). Дальнейшее воздействие пружин 2, 7 приводит к подъему захватной головки и она занимает конечное положение относительно корпуса (фиг. 2, поз. е).In this case, the force effect of lifting from the side of the movable drive unit to the gripping head is carried out through the thrust 11, which leads to the removal of the peripheral part of the sealing element from the surface of the product, depressurization of the suction cavity and the function “release the product” (Fig. 2e). Further action of the springs 2, 7 leads to the lifting of the gripping head and it occupies the final position relative to the body (Fig. 2, pos. E).

Повышение быстродействия и надежности работы устройства достигается за счет скоростного выполнения функции отпускания изделия после установки его на рабочую поверхность. Данная функция может выполняться и без взаимодействия изделия с рабочей поверхностью, например, при загрузке изделия в тару.Improving the speed and reliability of the device is achieved due to the high-speed execution of the function of releasing the product after installing it on the working surface. This function can be performed without interaction of the product with the working surface, for example, when loading the product into the container.

Во Владимирском государственном университете был изготовлен действующий макет захватного модуля. Натурные испытания подтвердили его промышленную применимость и эффективность.At Vladimir State University, a working model of the capture module was made. Field tests confirmed its industrial applicability and effectiveness.

Claims (1)

Вакуумный захватный агрегатный модуль, выполненный с возможностью захвата за поверхность изделия и установки на рабочую поверхность, включающий подвижный элемент привода, соединенный с возможностью относительного осевого перемещения с захватной головкой, подпружиненной в среднем положении и состоящей из корпуса с уплотнительным элементом, отличающийся тем, что на захватной головке установлен фиксатор, выполненный с возможностью ограничения величины ее осевого перемещения относительно подвижного элемента привода, а на периферийной поверхности уплотнительного элемента закреплена по меньшей мере одна тяга, соединенная с подвижным элементом привода и выполненная с возможностью отведения уплотнительного элемента от поверхности изделия после его установки на рабочую поверхность.Vacuum gripping modular module, made with the possibility of gripping the surface of the product and installing on the working surface, including a movable element of the drive, connected with the possibility of relative axial movement with a gripping head, spring-loaded in the middle position and consisting of a housing with a sealing element, characterized in that the gripping head is equipped with a clamp made with the possibility of limiting the magnitude of its axial movement relative to the moving element of the actuator, and on the peripheral one the surface of the sealing element is fixed at least one thrust connected to the movable element of the actuator and made with the possibility of diverting the sealing element from the surface of the product after its installation on the working surface.
RU2018139475A 2018-11-07 2018-11-07 Vacuum gripping aggregate module RU2691155C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139475A RU2691155C1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Vacuum gripping aggregate module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018139475A RU2691155C1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Vacuum gripping aggregate module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691155C1 true RU2691155C1 (en) 2019-06-11

Family

ID=66947742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018139475A RU2691155C1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Vacuum gripping aggregate module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691155C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070187965A1 (en) * 2006-02-06 2007-08-16 J. Schmalz Gmbh Vacuum gripper
RU2397857C2 (en) * 2008-06-30 2010-08-27 Сергей Николаевич Сысоев Gripping module
RU115710U1 (en) * 2011-12-19 2012-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) VACUUM CAPTURE UNIT MODULE
RU126281U1 (en) * 2011-12-28 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) CAPTURE CORRECTIVE MODULE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070187965A1 (en) * 2006-02-06 2007-08-16 J. Schmalz Gmbh Vacuum gripper
RU2397857C2 (en) * 2008-06-30 2010-08-27 Сергей Николаевич Сысоев Gripping module
RU115710U1 (en) * 2011-12-19 2012-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) VACUUM CAPTURE UNIT MODULE
RU126281U1 (en) * 2011-12-28 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) CAPTURE CORRECTIVE MODULE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206527749U (en) A kind of clamp for stacking
EP0396210A2 (en) Hand mechanism
CN105215982A (en) A kind of moveable anti-skidding manipulator
CN202411268U (en) Automatic feeding mechanical arm for punching machine
CN108621178A (en) Clamping device, mechanical paw and the method for carrying implemented by the mechanical paw
RU2691155C1 (en) Vacuum gripping aggregate module
RU2397857C2 (en) Gripping module
CN103962983B (en) Clamping device
CN104416396A (en) Hydraulic drive type clamping device
CN108278244B (en) Hydraulic cylinder for discharging device
CN204607241U (en) Cond leads the turnover system of chaff
CN112850182B (en) Plate separating device
CN206170106U (en) Manipulator of anticollision
RU2703771C1 (en) Vacuum gripping aggregate module
RU115710U1 (en) VACUUM CAPTURE UNIT MODULE
RU129044U1 (en) CAPTURE CORRECTIVE MODULE
RU200757U1 (en) Vacuum gripping aggregate module
CN201728866U (en) Material supporting device
CN209671314U (en) A kind of baffle safety type hydraulic tool
RU126281U1 (en) CAPTURE CORRECTIVE MODULE
RU2318653C2 (en) Clamping head
RU2431561C2 (en) Vacuum gripping correcting module
CN102829015A (en) Double-piston oil cylinder
RU129043U1 (en) VACUUM CAPTURE
CN203185353U (en) Novel robot carrying clamping hand mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201108