SU1186464A1

SU1186464A1 - Manipulator

Info

Publication number: SU1186464A1
Application number: SU833675603A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Петрович Снисарь
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1985-10-23

Abstract

1. МАНИПУЛЯТОР, содержащий руку, вл ющуюс звеном щарнирного параллелограммного механизма, кинематически св занного с кулисным механизмом, и силовые цилиндры плоскопараллельного и вертикального перемещений руки, отличающийс тем, что, с целью улучщени динамических характеристик и расщирени технологических возможностей, он снабжен приводной стойкой, установленной на щтоке силового цилиндра вертикального перемещени руки и жестко св занной с несущим звеном щарнирного параллелограммного механизма , приводной зубчато-реечной передачей , рейка которой жестко св зана с штоком силового цилиндра плоскопараллельного перемещени руки, установленного на приводной стойке, а зубчатое колесо приводной зубчато-реечной передачи установлено на оси одного из шарниров несущего звена щарнирного параллелограммного механизма и цепной передачей, звездочки которой установлены на ос х щарниров несущего звена, при этом одна из звездочек жестко св зана с зубчатым колесом приводной зубчато-реечной передачи, а друга - с кривощипом кулисного механизма, при этом два других параллельных звена щарнирного параллелограммного механизма св заны с зубчатым колесом приводной зубчато-реечной передачи и с звездочкой цепной передачи, жестко св занной с кривощипом кулисного механизма , соответственно, дополнительной зубчато-реечной передачей, рейка которой установлена в направл ющей, жестко св занiS ной с подвижной стойкой и кинематически (Л св занной через блок зубчатых колес, установленных на приводной стойке с рейкой щтока силового цилиндра вертикального перемещени руки, причем рейка дополнительной зубчато-реечной передачи жестко соединена с кулисным механизмом. 2. Манипул тор по п. 1, отличающийс тем, что, он снабжен управл ющим механизмом , выполненным в виде цилиндра, кор00 Од пус которого жестко св зан с подвижной стойкой, а шток - с кулисным механизмом. 4: О5 1. A MANIPULATOR containing a hand, a link of a hinged parallelogram mechanism, kinematically connected with a rocker mechanism, and power cylinders of plane-parallel and vertical arm movements, characterized in that, in order to improve the dynamic characteristics and the degradation of technological capabilities, it is equipped with a drive rack, mounted on the stem of the power cylinder of the vertical displacement of the arm and rigidly connected to the bearing link of the hinged parallelogram mechanism, the driving gear rack A gear whose rack is rigidly connected to the rod of a power cylinder of plane-parallel movement of a hand mounted on a drive strut, and a gear drive of a gear-rack drive gear is mounted on the axis of one of the hinges of a hinge parallelogram of a hinge parallelogram mechanism and a chain gear whose sprockets are mounted on an axis of hinges the carrier link, while one of the stars is rigidly connected to the gear drive gear rack and pinion, and the other is connected to the curvature of the rocker mechanism, while the other two The arallean links of the hinged parallelogram mechanism are associated with a gear-rack drive gear and with a chain drive sprocket rigidly connected to the curvature of the link mechanism, respectively, with an additional gear-rack gear, the rail of which is mounted in a rail that is rigidly connected with a moving gear. rack and kinematically (L connected through a block of gears mounted on the drive rack with the rail of the power cylinder vertical arm movement, and the additional gear The rack and pinion gear is rigidly connected to the rocker mechanism. 2. The manipulator device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a control mechanism made in the form of a cylinder, the box 100 of which is rigidly connected with the movable stand, and the rod is connected with the rocker mechanism. 4: O5

Description

Изобретение относитс к машиностроению , преимущественно к робототехнике, и предназначено дл автоматизации технологических процессов сн ти , переноса деталей и установки их на станки дл дальнейшей обработки.The invention relates to mechanical engineering, primarily robotics, and is intended to automate technological processes of removal, transfer parts and install them on machines for further processing.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей манипул тора за счет максимального использовани всей длины руки манипул тора и улучшени динамических характеристик уравновешивани механической системы манипул тораThe purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the manipulator by maximizing the use of the entire length of the manipulator arm and improving the dynamic characteristics of balancing the mechanical manipulator system.

На фиг. 1 изображен манипул тор, кинематическа схема; на фиг. 2 - то же, расчетна схема.FIG. 1 shows a manipulator, a kinematic scheme; in fig. 2 - the same, the calculated scheme.

Манипул тор содержит силовой цилиндр 1 плоскопараллельного перемещени руки 2, вл ющейс звеном шарнирного параллелограммного механизма, зубчато-реечную передачу , рейка 3 которой жестко св зана с штоком силового цилиндра 1 плоскопараллельного перемещени руки, установленного на приводной стойке 4. При этом приводна стойка 4 установлена на штоке силового цилиндра 5 вертикального перемещени руки. Приводна стойка 4 жестко св зана с несущим звеном 6 параллелограммного механизма. Зубчатое колесо 7 приводной зубчато-реечной передачи установлено на оси одного из шарниров несущего звена 6 параллелограммного механизма.The manipulator contains a power cylinder 1 of the plane-parallel movement of the arm 2, which is a link of the hinge parallelogram mechanism, a rack-and-pinion gear, the rail 3 of which is rigidly connected to the rod of the power cylinder 1 of the plane-parallel movement of the arm mounted on the drive rack 4. The drive rack 4 is installed on the rod of the power cylinder 5 of the vertical movement of the arm. The drive post 4 is rigidly connected to the carrier link 6 of the parallelogram mechanism. A gear wheel 7 of a gear rack and pinion transmission is mounted on the axis of one of the hinges of the carrier link 6 of the parallelogram mechanism.

Манипул тор содержит цепную передачу , звездочки которой установлены на ос х шарниров несущего звена 6, при этом одна звездочка 8 жестко св зана с зубчатым коле сом 7 приводной зубчато-реечной передачи, а друга звездочка 9 жестко св зана с кривошипом 10 кулисного механизма. Между собой звездочки 8 и 9 св заны цепью 11. Звено 12 параллелограммного механизма жестко св зано с зубчатым колесом 7 приводной зубчато-реечной передачи, а звено 13 параллелограммного механизма - с звездочкой 9 цепной передачи. Ползун 14 установлен в пр молинейной кулисе 15, причем кривошип 10 установлен в ползуне с регулируемым радиусом. Манипул тор имеет дополнительную зубчато-реечную передачу, рейка 16 которой жестко св зана с кулисой 15 с одной стороны и с штоком цилиндра 17 уравновешивающего механизма.The manipulator contains a chain transmission, the stars of which are mounted on the axles of the hinges of the carrier link 6, while one star 8 is rigidly connected to the gear wheel 7 of the gear-rack drive gear, and the other star 9 is rigidly connected to the crank 10 of the link mechanism. The sprockets 8 and 9 are interconnected by a chain 11. The link 12 of the parallelogram mechanism is rigidly connected with the gear wheel 7 of a gear rack and pinion gear, and the link 13 of the parallelogram mechanism is connected with an asterisk 9 of the chain gear. The slider 14 is installed in the linear slide 15, and the crank 10 is installed in the slider with an adjustable radius. The manipulator has an additional rack-and-pinion gear, the rail 16 of which is rigidly connected to the slide 15 on one side and to the rod of the cylinder 17 of the counterbalancing mechanism.

Корпус цилиндра 17 урвановешивающего механизма жестко св зан с подвижной стойкой 4.The cylinder body 17 of the urnaring mechanism is rigidly connected to the movable column 4.

Дополнительна зубчато-реечна передача имеет блок зубчатых колес, шарнирно установленных на подвижной стойке 4. Кулиса 15 посредством рейки 16 соединена с зубчатым колесом 18 блока зубчатых колес, а зубчатое колесо 19 этого блока находитс в зацеплении с рейкой 20, жестко св занной с штоком силового цилиндра 5 вертикального перемещени руки. На подвижной стойке 4 жестко установлена шестерн 21 привода поворота (не показан).The additional gear-rack gear has a block of gear wheels pivotally mounted on the movable rack 4. The arm 15 is connected via a rail 16 to the gear wheel 18 of the gear wheel block, and the gear wheel 19 of this block is in engagement with the rail 20, which is rigidly connected to the power rod cylinder 5 vertical arm movement. On the movable rack 4 is rigidly mounted gear 21 of the drive rotation (not shown).

Манипул тор работает следующим образом .The manipulator works as follows.

В исходном положении по команде из системы управлени (не показана) рабоча среда, например сжатый воздух, подаетс в порщневую полость силового цилиндра 1 плоскопараллельного перемещени руки 2, и его шток, жестко св занный с рейкой 3, поворачивает зубчатое колесо 7 на определенный угол f . На этот же угол поворачиБаютс звень 12 и 13 параллелограммного механизма, звездочки 8 и 9 и кривошип 10 кулисного механизма, при этом наличие цепной передачи предотвращает снижение точности позиционировани в мертвой точке. Рука 2 совершает плоскопараллельное движение , величина вертикальной составл ющей которого Нг Г(з( 1 -cosy), где г - длина звена 13 параллелограммного механизма.In the initial position, on command from the control system (not shown), the working medium, such as compressed air, is supplied to the piston cavity of the power cylinder 1 of the plane-parallel movement of the arm 2, and its rod rigidly connected to the rack 3 rotates the gear wheel 7 through a certain angle f . The links 12 and 13 of the parallelogram mechanism, sprockets 8 and 9, and the crank 10 of the rocker mechanism are located at the same angle of rotation, while the presence of a chain transmission prevents a decrease in positional accuracy at dead center. Arm 2 performs a plane-parallel motion, the vertical component of which is Hg H (3 (1-cosy), where r is the length of the link 13 of the parallelogram mechanism.

При повороте кривошипа 10 на угол f кулиса 15 совершает поступательное пере0 мещение, величина которого rio(l - созУ), где JTjo - длина кривошипа 10.When the crank 10 rotates through the angle f, the link 15 makes a forward displacement, the magnitude of which is rio (l means soS), where JTjo is the length of the crank 10.

Движение кулисы 15 через рейку 6 передаетс зубчатому колесу 18 блока зубчатых колес, при этом зубчатое колесо 19 блока зубчатых колес перекатываетс по рейке 20, жестко св занной с штоком силового цилиндра 5 вертикального перемещени руки 2, поднимает подвижную стойку 4, котора поджимает параллелограммный механизм. Величина этого перемещени определ етс соотноQ шением.The movement of the link 15 via the rail 6 is transmitted to the gear wheel 18 of the gear wheel block, while the gear wheel 19 of the gear wheel block rolls along the rail 20 rigidly connected with the rod of the power cylinder 5 of the vertical movement of the hand 2, lifting the movable strut 4, which presses the parallelogram mechanism. The magnitude of this movement is determined by the ratio.

, ..,..

гдес1 иав-диаметры делительных окружностей соответствующих зубчатых колес блока.where are the diameters of the pitch circles of the respective gear wheels of the block.

Дл обеспечени технологических операций в труднодоступных узких зонах и рука 2, и деталь, установленна в захватах руки , совершают строго пр молинейное поступательное перемещение, что достигаетс равенством вертикальной составл ющей плоскопараллельного движени руки 2 и поступательного перемещени приводной стойки 4, т.е. Ьг, Ьи или Гл5 (1-cosy)(l - cosy)-|,откудаr,,.In order to provide technological operations in tight narrow zones, both the hand 2 and the part installed in the grippers of the hand perform strictly straight forward translation, which is achieved by the equality of the vertical component of the plane parallel movement of the hand 2 and the translational movement of the drive stand 4, i.e. Li, Lu, or Ch 5 (1-cozy) (l - cozy) - |, from where

Рука 2, соверша строго пр молинейное поступательное движение, доставл ет деталь 5 в необходимую технологическую зону. Дл досылки детали непосредственно в установочное место технологического оборудовани или извлечени ее из этого установочного места необходимо осуществить определенное дополнительное перемещение, дл чего предП г-Т-ГUThe arm 2, having performed a strictly linear linear motion, delivers the piece 5 to the necessary technological zone. To send the part directly to the technological installation site or to extract it from this installation place, it is necessary to carry out a certain additional movement, for which the pre-ZPGU

назначен силовой цилиндр 5. Последний срабатывает после поступлени команды из системы управлени (не показана) и поднимает или опускает манипул тор на эту дополнительную высоту. assigned to the cylinder 5. The latter is triggered after a command is received from the control system (not shown) and raises or lowers the manipulator to this additional height.

5 Дл получени одним ходом руки 2 заданного вертикального ее перемещени при заданном горизонтальном кривошип 10 кулисного механизма выполнен с регулируемым радиусом, при этом его радиус измен 5 In order to obtain a given vertical movement of it with one stroke of a hand at a given horizontal crank 10, the link mechanism is made with an adjustable radius, while its radius varies

Claims

1. A MANIPULATOR containing a hand, which is a link in the articulated parallelogram mechanism, kinematically connected to the rocker mechanism, and power cylinders of plane-parallel and vertical movements of the hand, characterized in that, in order to improve dynamic characteristics and expand technological capabilities, it is equipped with a drive stand mounted on the stock cylinder of the vertical movement of the arm and rigidly connected with the bearing link of the articulated parallelogram mechanism, the gear rack and pinion gear whose rail is rigidly connected to the rod of the power cylinder of plane-parallel movement of the arm mounted on the drive rack, and the gear wheel of the drive rack and pinion gear is mounted on the axis of one of the hinges of the bearing link of the articulated parallelogram mechanism and a chain transmission, the sprockets of which are mounted on the axes of the bearing hinges link, while one of the sprockets is rigidly connected to the gear of the drive gear rack and pinion, and the other to the crank of the link mechanism, while the other two are parallel links of the articulated parallelogram mechanism are connected to the gear wheel of the drive rack and pinion gear and to the chain sprocket, rigidly connected to the crank of the rocker mechanism, respectively, an additional rack and pinion gear, the rack of which is mounted in the guide, rigidly connected to the movable strut and kinematically connected through the block gears mounted on a drive rack with a rod of the rod of the cylinder of vertical movement of the hand, and the rack of the additional rack and pinion transmission w tightly connected to the rocker mechanism.

2. The manipulator according to π. 1, characterized in that it is equipped with a control mechanism made in the form of a cylinder, the casing of which is rigidly connected with a movable stand, and the rod with a rocker mechanism.

>