RU2729690C1 - Hinged clamping device - Google Patents
Hinged clamping device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729690C1 RU2729690C1 RU2019136961A RU2019136961A RU2729690C1 RU 2729690 C1 RU2729690 C1 RU 2729690C1 RU 2019136961 A RU2019136961 A RU 2019136961A RU 2019136961 A RU2019136961 A RU 2019136961A RU 2729690 C1 RU2729690 C1 RU 2729690C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rhombus
- clamping
- link
- support
- links
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
Abstract
Description
Изобретение относится к подвижным зажимным устройствам и может быть использовано в качестве схвата роботов-манипуляторов, обрабатывающих центров и транспортирующих систем и может найти применение в автоматических линиях и различном технологическом автоматизированном оборудовании в машиностроении.The invention relates to movable clamping devices and can be used as a gripper for robotic manipulators, processing centers and transport systems and can be used in automatic lines and various technological automated equipment in mechanical engineering.
Известно многозвенное подвижное зажимное устройство, выполненное в виде установленных в одной плоскости двух коромысловых рычажных механизмов, сблокированных с двумя параллелограммными рычажными механизмами с двухдвигательным приводом (статья Кобзарь Д.М., Гольдшмидт М.Г. "Пути сокращения вспомогательного времени при утилизации покрышек фрезерованием" // Материалы V Межд. конф. «Проблемы механики современных машин»: Улан-Удэ, Изд-во ВСГТУ, 2012. Том 1, стр. 70, рис. 3 со схемой зажимного устройства) - аналог.A multi-link movable clamping device is known, made in the form of two rocker link mechanisms installed in one plane, interlocked with two parallelogram link mechanisms with a two-motor drive (article Kobzar D.M., Goldschmidt M.G. "Ways to reduce auxiliary time when disposing of tires by milling" // Proceedings of the V International Conference "Problems of Mechanics of Modern Machines": Ulan-Ude, VSGTU Publishing House, 2012. Volume 1, page 70, Fig. 3 with a diagram of the clamping device) - analog.
Недостатками известного зажимного устройства являются:The disadvantages of the known clamping device are:
1. Сложность конструкции и сборки между собой механизмов разного типа.1. The complexity of the design and assembly of mechanisms of different types among themselves.
2. Невозможность наружного зажима изделий любой формы.2. Impossibility of external clamping of products of any shape.
3. Низкая жесткость и точность позиционирования из-за зажима крупного объекта только в двух точках по его окружности приводит к его выскальзыванию из зоны зажима.3. Low rigidity and positioning accuracy due to clamping a large object at only two points along its circumference leads to its slipping out of the clamping zone.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является шарнирное зажимное устройство, содержащее зажимные элементы и привод их перемещения, выполненный в виде многозвенного рычажного механизма с установленными в нем под разными пространственными углами между собой вращательными кинематическими парами и пересекающимися между собой в пространстве подвижными рычагами с установленными на них длинными упругими стрежнями для зажима детали только в двух противоположных точках (Шарнирное зажимное устройство для манипулятора по RU 193126.U1, B25J 15/08, 15.10/2019) -прототип.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed invention is a hinged clamping device containing clamping elements and a drive for their movement, made in the form of a multi-link lever mechanism with rotary kinematic pairs installed in it at different spatial angles and intersecting with each other in space. levers with long elastic rods installed on them for clamping the workpiece only at two opposite points (Articulated clamping device for the manipulator according to RU 193126.U1,
Недостатками указанного шарнирного зажимного устройства являются:The disadvantages of the specified hinged clamping device are:
1. Установка кинематический пар и рычагов под разными пространственными углами усложняет конструкцию, ее изготовление и сборку.1. Installation of kinematic pairs and levers at different spatial angles complicates the design, manufacturing and assembly.
2. Низкая надежность двухточечного зажима деталей круглой формы.2. Low reliability of two-point clamping of round parts.
3. Возникающий при зажиме консольной изгиб зажимных стержней приводит к угловому перекосу, зажимаемой детали, что нарушает ее требуемое ориентирование в рабочем пространстве манипулятора.3. The cantilever bending of the clamping rods arising during clamping leads to angular misalignment of the clamped part, which violates its required orientation in the manipulator working space.
4. Низкая жесткость зажима изделий, и следовательно, низкая точность их позиционирования под нагрузкой из-за применения упругих зажимных рычагов, что снижает точность выполнения технологических операций манипулятором.4. Low rigidity of clamping products, and, consequently, low accuracy of their positioning under load due to the use of elastic clamping levers, which reduces the accuracy of technological operations by the manipulator.
5. Ограниченная область применения в качестве схвата манипуляторов для автоматических линий, обрабатывающих переналаживаемых приводов и подвесных транспортирующих устройств - из-за отсутствия возможности дистанционного управления зажимом и освобождением изделия.5. Limited scope of application as a gripper of manipulators for automatic lines, processing convertible drives and overhead conveying devices - due to the lack of remote control of the clamp and release of the product.
В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в обеспечении гарантированного зажима изделий различной формы (круглой, овальной, плоской) как снаружи, так и внутри их полой поверхности, а также повышения жесткости рычажного зажимного механизма и за счет этого повышения точности позиционирования зажимаемого объекта (изделия или инструмента на выходном звене манипулятора) для расширения областей и эффективности его применения в технике в сочетании с простотой его конструкции, технологичности изготовления, сборки и управления с применением только одного приводного двигателя.The invention is based on a technical problem, which consists in providing guaranteed clamping of products of various shapes (round, oval, flat) both outside and inside their hollow surface, as well as increasing the rigidity of the lever clamping mechanism and thereby increasing the positioning accuracy of the clamped object (product or a tool on the output link of the manipulator) to expand the scope and efficiency of its application in technology, combined with the simplicity of its design, manufacturability, assembly and control using only one drive motor.
Получение технического результата достигается за счет того, что шарнирное зажимное устройство содержит многозвенный рычажный механизм, выполненный в виде двух шарнирных четырехзвенных опорного и зажимного ромбов, установленных между собой с параллельным расположением соответствующих звеньев и соединенных между собой посредством соединительных двухшарнирных рычагов одинаковой длины с параллельно отогнутыми между собой обоими концами и двойных цилиндрических шарниров с параллельными осями вращения.Obtaining the technical result is achieved due to the fact that the hinged clamping device contains a multi-link lever mechanism made in the form of two hinged four-link support and clamping rhombuses installed with each other with a parallel arrangement of the corresponding links and interconnected by means of connecting double-hinged levers of the same length with parallel bent between both ends and double cylindrical joints with parallel axes of rotation.
Одно из звеньев шарнирного опорного ромба выполнено с возможностью закрепления на выходном звене манипулятора, другое смежное с ним звено опорного ромба соединено с приводным двигателем, а зажимные элементы выполнены в виде поворотных зажимных роликов.One of the links of the hinged support rhombus is made with the possibility of fastening to the output link of the manipulator, the other link of the support rhombus adjacent to it is connected to the drive motor, and the clamping elements are made in the form of rotary clamping rollers.
Все многозвенное подвижное зажимное устройство выполнено с возможностью подвешивания на выходном звене манипулятора через шарнирный подвес, соединенный с двумя противоположными вершинами его ромбовидной кинематической цепи установлен подвижный привод в виде цилиндра с расположенным в нем поршнем со штоком для изменения длины диагоналей шарнирного опорного ромба в процессе дистанционного управления манипулятором.The entire multi-link movable clamping device is designed to be suspended on the output link of the manipulator through a hinged suspension connected to two opposite vertices of its rhomboid kinematic chain, a movable drive in the form of a cylinder with a piston with a rod located in it is installed to change the length of the diagonals of the hinged support rhombus in the process of remote control manipulator.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7.The essence of the invention is illustrated by drawings in Fig. 1, fig. 2, fig. 3, fig. 4, figs. 5, figs. 6 and FIG. 7.
На фиг. 1 изображено шарнирное зажимное в исходном положении (общий вид и Вид А на фиг. 1), содержащий многозвенное рычажное зажимное устройство, выполненное в виде двух шарнирных четырехзвенных опорного ромба ABCD (образованного двухшарнирными звеньями 1, 2, 3 и 4 одинаковой длины, т.е. АВ=ВС=CD=DA) и зажимного ромба FGHE (образованного двухшарнирными звеньями 5, 6, 7 и 8 одинаковый длины, т.е. FG=GH=HE=EF).FIG. 1 shows a hinged clamping in its original position (General view and View A in Fig. 1), containing a multi-link lever clamping device made in the form of two hinged four-link support rhombus ABCD (formed by double-hinged
Шарнирный зажимной ромб FGHE и шарнирный опорный ромб ABCD установлены симметрично между собой (Вид А) и соединены между собой посредством расположенных по их диагоналям АС и BD четырех соединительных двухшарнирных рычагов 9, 10, 11 и 12 одинаковой длины с параллельно отогнутыми между собой обоими концами (т.е. BF=АЕ=DH=CG) и восьми двойных цилиндрических шарниров с параллельными осями вращения (расположенных на всех восьми вершинах А, В, С, D, Е, F, G, Н обоих ромбов ABCD и FGHE) для образования двенадцатизвенной замкнутой кинематической цепи на основе только двухшарнирных звеньев. Все звенья шарнирного зажимного ромба EFGH могут быть выполнены меньшей длины или равной длины по сравнению с длиной звеньев шарнирного опорного ромба ABCD и снабжены расположенными с четырех сторон зажимного ромба EFGH поворотными зажимными роликами 13, 14, 15 и 16, установленными на каждом из звеньев 5, 6, 7 и 8 зажимного ромба EFGH с одинаковым смещением А относительно середины S длины каждого звена 5, 6, 7 и 8 (FS=SG=FG/2).The hinged clamping rhombus FGHE and the hinged support rhombus ABCD are installed symmetrically to each other (View A) and are connected to each other by means of four connecting double-
Одно из звеньев (например, №1) шарнирного опорного ромба ABCD может быть закреплено на выходном звене манипулятора, другое смежное с ним звено опорного ромба ABCD (например, №2) соединено с приводным двигателем 17, а между двумя противоположными вершинами А и С опорного ромба ABCD установлен упругий элемент 18, выполненный, например, в виде винтовой пружины.One of the links (for example, No. 1) of the articulated support rhombus ABCD can be fixed on the output link of the manipulator, the other adjacent link of the support rhombus ABCD (for example, No. 2) is connected to the drive motor 17, and between two opposite vertices A and C of the support The rhombus ABCD is equipped with an elastic element 18, made, for example, in the form of a helical spring.
Все многозвенное подвижное зажимное устройство может быть подвешено на выходном звене манипулятора через шарнирный подвес 19, соединенный с двумя противоположными вершинами B и D шарнирного опорного ромба ABCD, а между двумя другими противоположными вершинами А и С его ромбовидной кинематической цепи установлен привод в виде подвижного цилиндра 20 с расположенным в нем поршнем со штоком 21 для изменения длины диагоналей АС и BD шарнирного опорного ромба ABCD.The entire multi-link movable clamping device can be suspended on the output link of the manipulator through the articulated
На фиг. 2 представлен вариант привода зажимного устройства от приводного двигателя 17 для поворота в опорном ромбе ABCD звена 1 относительно зафиксированного звена 2.FIG. 2 shows a variant of the drive of the clamping device from the drive motor 17 for rotation in the support rhombus ABCD of the link 1 relative to the
На фиг. 3 представлен вариант привода зажимного устройства в виде, например, гидроцилиндра 20 с расположенным в нем поршнем со штоком 21.FIG. 3 shows a variant of the drive of the clamping device in the form of, for example, a
На фиг. 4 представлено зажимное устройство в положении зажима снаружи изделия круглой формы 22.FIG. 4 shows the clamping device in the clamping position on the outside of the
На фиг. 5 представлено зажимное устройство в положении зажима снаружи изделия овальной формы 23.FIG. 5 shows the clamping device in the clamping position outside the oval-
На фиг. 6 представлено зажимное устройство в положении зажима снаружи изделия плоской формы 24.FIG. 6 shows the clamping device in the clamping position outside of the
На фиг. 7 представлено зажимное устройство в положении зажима изнутри полого изделия с круглой формой отверстия 25.FIG. 7 shows the clamping device in the clamping position from the inside of a hollow product with a
Работа представленного зажимного устройства заключается в следующем.The work of the presented clamping device is as follows.
В исходном положении (без зажима изделия, что показано на фиг. 1 (Вид А)) диагонали АС и BD опорного ромба ABCD равны между собой, и соответственно через соединительные рычаги 9, 10, 11 и 12 диагонали EG и FH зажимного ромба FGHE тоже будут равны между собой, что вызовет удаление от центра ромба FGHE всех четырех зажимных поворотных роликов 13, 14, 15 и 16, и образование в ромбе рабочей зоны для зажима снаружи или внутри требуемого изделия (в виде детали или инструмента).In the initial position (without clamping the product, as shown in Fig. 1 (View A)), the diagonals AC and BD of the support rhombus ABCD are equal to each other, and, accordingly, through the connecting
Затем после установки зажимаемого изделия различной формы в рабочую зону (внутри или снаружи зажимных поворотных роликов 13, 14, 15 и 16 при повороте вала двигателя 17 (по часовой стрелке на фиг. 2) или при подаче жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 20 (на фиг. 3) происходит одновременное уменьшение диагонали EG и зажимного ромба FGHE и соответственное увеличение диагонали FH этого ромба, что приводит к сближению поворотных зажимных роликов 13, 14,15 и 16 между собой до контакта и надежного четырехстороннего зажима изделия различной формы (как это показано на фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7)). При отказе одного из приводов установленная внутри ромбы упругая пружина 17 обеспечивает гарантированный зажим изделия. Задавая в приводе 17 или 20 движение в противоположном направлении происходит выравнивание диагоналей в обоих ромбах (АС=BD, EG - FH), возврат в исходное положение (Вид А на фиг. 1) и освобождение зажатого изделия.Then, after installing the clamped product of various shapes into the working area (inside or outside the clamping
Достигаемый в предлагаемом шарнирном зажимном устройстве положительный эффект заключается в следующем:The positive effect achieved in the proposed hinged clamping device is as follows:
1. Упрощение конструкции шарнирного зажимного устройства за счет выполнения всех звеньев этого зажимного устройства предельно простыми в виде двухшарнирных рычагов одинаковой длины и легко собираемыми на вращательных кинематических парах с параллельными осями их поворота.1. Simplification of the design of the hinged clamping device by making all the links of this clamping device extremely simple in the form of double-hinged levers of the same length and easily assembled on rotary kinematic pairs with parallel axes of their rotation.
2. Обеспечение надежного четырехстороннего зажима как снаружи, так и внутри объемных и плоских изделий различной формы за счет переменной геометрии зажимного ромба, что обеспечивает одновременное сближение всех четырех зажимных роликов к центру зажимного ромба до их полного контакта с поверхностью зажимаемого изделия во всех четырех точках.2. Providing reliable four-sided clamping both outside and inside of bulk and flat products of various shapes due to variable geometry of the clamping rhombus, which ensures the simultaneous convergence of all four clamping rollers to the center of the clamping rhombus until they fully contact the surface of the clamped product at all four points.
3. Достижение большой жесткости в осевом направлении нагружения зажатого инструмента или детали, что повышает точность позиционирования и обработки и расширяет области применения манипуляторов с таким схватом.3. Achievement of high rigidity in the axial direction of loading of the clamped tool or part, which increases the accuracy of positioning and processing and expands the scope of manipulators with such a gripper.
4. Возможность шарнирного подвешивания зажимного устройства на выходном звене манипулятора и дистанционного управления им посредством гидро- или пневмопривода.4. Possibility of articulated suspension of the clamping device on the output link of the manipulator and its remote control by means of a hydraulic or pneumatic drive.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136961A RU2729690C1 (en) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | Hinged clamping device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136961A RU2729690C1 (en) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | Hinged clamping device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729690C1 true RU2729690C1 (en) | 2020-08-11 |
Family
ID=72086145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019136961A RU2729690C1 (en) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | Hinged clamping device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729690C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758374C1 (en) * | 2021-02-24 | 2021-10-28 | Владимир Иванович Пожбелко | Spatial relative manipulator |
RU2758607C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-11-01 | Владимир Иванович Пожбелко | Platform manipulator |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1419878A1 (en) * | 1987-01-12 | 1988-08-30 | Всесоюзный заочный машиностроительный институт | Gripping device of industrial robot |
CN203738810U (en) * | 2014-03-04 | 2014-07-30 | 重庆交通大学 | Variable-configuration multi-capturing-state mechanical hand claw |
CN104385290A (en) * | 2014-10-30 | 2015-03-04 | 周卫荣 | Connecting rod lever-type gripping device |
RU2570597C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-10 | Александр Фаритович Пермяков | Gripper tool |
RU163682U1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" им. М.В. Проценко" (ФГУП ФНПЦ "ПО "Старт" им. М.В. Проценко") | Grip Handler |
RU2673118C1 (en) * | 2018-06-20 | 2018-11-22 | Публичное акционерное общество "Институт электронных управляющих машин им. И.С. Брука" | Gripper |
RU193126U1 (en) * | 2019-06-17 | 2019-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | MANIPULATOR CAPTURE |
-
2019
- 2019-11-19 RU RU2019136961A patent/RU2729690C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1419878A1 (en) * | 1987-01-12 | 1988-08-30 | Всесоюзный заочный машиностроительный институт | Gripping device of industrial robot |
CN203738810U (en) * | 2014-03-04 | 2014-07-30 | 重庆交通大学 | Variable-configuration multi-capturing-state mechanical hand claw |
RU2570597C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-10 | Александр Фаритович Пермяков | Gripper tool |
CN104385290A (en) * | 2014-10-30 | 2015-03-04 | 周卫荣 | Connecting rod lever-type gripping device |
RU163682U1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" им. М.В. Проценко" (ФГУП ФНПЦ "ПО "Старт" им. М.В. Проценко") | Grip Handler |
RU2673118C1 (en) * | 2018-06-20 | 2018-11-22 | Публичное акционерное общество "Институт электронных управляющих машин им. И.С. Брука" | Gripper |
RU193126U1 (en) * | 2019-06-17 | 2019-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | MANIPULATOR CAPTURE |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758607C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-11-01 | Владимир Иванович Пожбелко | Platform manipulator |
RU2758374C1 (en) * | 2021-02-24 | 2021-10-28 | Владимир Иванович Пожбелко | Spatial relative manipulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2729690C1 (en) | Hinged clamping device | |
US3927424A (en) | Mechanical hand | |
RU2722165C1 (en) | Spatial platform vip-manipulator | |
WO2014125360A1 (en) | Industrial delta type robot | |
EP0125819B1 (en) | Flexible robot gripper for irregular shapes | |
JP6636950B2 (en) | Parallel robot acting on an object and method of implementing the same | |
KR20140075027A (en) | Parallel robot | |
US20200009746A1 (en) | Robotic forearms | |
SE516113C2 (en) | Grips with segmented arms | |
CN108858271A (en) | The manipulator of the super flexible skeleton of double drive abnormity | |
KR102133109B1 (en) | Parallel robot having extended workspace | |
EP0114096A1 (en) | Robotic arm | |
JP5177835B2 (en) | Double-arm robot manipulator | |
RU2737249C1 (en) | Platform mechanism | |
RU2651781C1 (en) | Industrial purpose tripod manipulator | |
RU186575U1 (en) | SPATIAL MECHANISM | |
RU2758385C1 (en) | Circular spatial spherical manipulator | |
RU2773552C1 (en) | Parallel structure mechanism with six degrees of freedom | |
KR20220012304A (en) | Asymmetric Dual End Effector Robot Arm | |
RU2009884C1 (en) | Manipulator arm | |
RU2804700C1 (en) | Folding multi-arm robot manipulator | |
EP3228425A1 (en) | Device for the movement and positioning of an element in space | |
RU2758391C1 (en) | Relative manipulation platform | |
RU207790U1 (en) | Spatial mechanism with six degrees of freedom | |
RU2758607C1 (en) | Platform manipulator |