SU1296397A1

SU1296397A1 - Manipulator

Info

Publication number: SU1296397A1
Application number: SU853911394A
Authority: SU
Inventors: Олег Борисович Николаев
Original assignee: Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Местной Промышленности Рсфср
Priority date: 1985-06-14
Filing date: 1985-06-14
Publication date: 1987-03-15

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к средствам автоматизации технологических процессов производства деталей, и может быть использовано, например, в штамповочном производстве. Целью изобретени вл етс упрощение конструкции за счет уменьшени числа приводных двигателей . Кинематическа цепь привода дл вертикального и горизонтального перемеш;ений механической руки 4 выполнена в виде двух разомкнутых гибких звеньев 8 и 10. Гибкое звено 8 содержит компенсационную пружину 15, одним концом прикреплено к основанию 1 и охватьшает первый ролик 17, свободно установленный на выходном валу 19 передачи с гибкой св зью, и ролики соответственно установленные на стойке 2, корпусе 3 и руке 4. При этом второй конец гибкого звена закреплен на руке. Гибкое звено 10 также содержит компенсационную пружину 16, одним концом закреплено на основании и охватывает второй ролик, свободно установленный на выходном валу упом нутой передачи, а также ролик, установленный на основании, охватывает цршиндрическую часть корпуса и вторым концом закреплено на основании. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. The invention relates to mechanical engineering, in particular, to means of automating technological processes for the production of parts, and can be used, for example, in stamping production. The aim of the invention is to simplify the design by reducing the number of drive motors. The kinematic drive chain for vertical and horizontal mixing; mechanical arm 4 is made in the form of two open flexible links 8 and 10. Flexible link 8 contains a compensation spring 15, is attached to the base 1 at one end and covers the first roller 17, which is freely mounted on the output shaft 19 transmissions with flexible coupling, and rollers, respectively, mounted on a rack 2, body 3 and arm 4. In this case, the second end of the flexible link is fixed on the arm. The flexible link 10 also contains a compensation spring 16, is fixed at one end to the base and covers the second roller freely mounted on the output shaft of the said gear, and also the roller mounted on the base covers the central part of the body and the second end fixed to the base. 1 hp f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к средствам автоматизации технологических процессов производства деталей и может быть использовано, например, в штамповочном производстве.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to means of automating technological processes for the production of parts and can be used, for example, in stamping production.

Цель изобретени - упрощение конструкции за счет уменьшени числа приводных двигателей.The purpose of the invention is to simplify the design by reducing the number of drive motors.

На фиг. 1 схематически изображен манипул тор, общий вид{ на фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - схема работы манипул тора.FIG. 1 shows schematically a manipulator, a general view {in FIG. 2 - the same, top view; Fig. 3 is a diagram of the manipulator operation.

Манипул тор состоит из основани The manipulator consists of a base.

1,на котором установлена цилиндрическа стойка 2, несуща корпус 3,1, on which a cylindrical strut 2 is mounted, carrying the body 3,

.посаженный на нее центральным отверстием с возмолшостыо продольного и углового смещени и несущий механическую руку 4, выполненную в виде штанги, размещенной с возможностью, пр молинейного перемещени между направл ющими роликами 5 корпуса 3, механизма вертикального перемещени механической руки, включающего пару продольного скольжени :, стойка 2 - корпус 3 с упорами 6 и 7 на стойкеplanted on it with a central hole with longitudinal and angular displacement and carrying a mechanical arm 4, made in the form of a rod, placed with the possibility of a straight line movement between the guide rollers 5 of the housing 3, the mechanism of vertical displacement of a mechanical arm, including a pair of longitudinal slip: rack 2 - body 3 with stops 6 and 7 on the rack

2,гибкое звено 8 и возвратную пружину 9 сжати , расположенную между упором 6 и нижним торцом корпуса 3, механизма горизонтального перемещени механической руки, состо щего из механизма поворота механической руки, включающего шарнирную пару скольжени : стойка 2 - корпус 3 с двум упорами, ограничивающими поворот корпуса 3 относительно стойки 2 в обе стороны (упоры не показаны ) , гибкое звено 10, которое огибает цилиндрическую часть поверхности корщ са 3, возвратную прзокину 11 раст жений с неподвижно зафиксированным одним концом, и механизма пр молинейного перемещени механической руки, включающего линейную кинематическую пару: корпус 3 - рука 4 с упорами 12 и 13 на корпусе 3, гибкое звено 8, которое закреплено одним концом на механической руке 4, и возвратную пружину 14 раст жени , закрепленную одним концом па корпусе 3, а другим - на механической руке 4, Гибкие звень включают компенсационные пружины 15 и 16 раст жений с телескопическим ограничителем сжати с неподвюкно зафиксированными одними концами и другими -концами , соединенными с гибкими звень ми 8 и 10, огибающими шарнирные ролики 17, установленные на- выходном валу передачи с гибкой св зью привода , при этом возвратные и компен- сационные пружины подобраны такими, что сила пружины 15 больше суммы сил пружин 14 и 9, сила пружины 9 больше силы 14, а сила пружины 16 больше силы пружины 11,2, a flexible link 8 and a compression spring 9, located between the stop 6 and the lower end of the body 3, the mechanism for horizontal movement of a mechanical arm, consisting of a mechanism for rotating the mechanical arm, including a hinged slip pair: leg 2 - body 3 with two stops limiting rotation of the housing 3 relative to the rack 2 in both directions (the stops are not shown), the flexible link 10, which bends around the cylindrical part of the surface of the worm 3, the return stretch of tension 11 with a fixed one end, and the mechanism the linear movement of a mechanical arm comprising a linear kinematic pair: body 3 - arm 4 with stops 12 and 13 on body 3, flexible link 8 which is fixed at one end to mechanical arm 4, and stretch return spring 14 fixed at one end to body 3 and the other on the mechanical arm 4, Flexible links include compensating springs 15 and 16 extensions with a telescopic compression limiter with oddly fixed ends and other ends connected to flexible links 8 and 10, enveloping the hinge pins 17, mounted on the output shaft of the transmission with a flexible coupling of the drive, with return and compensation springs selected such that the force of the spring 15 is greater than the sum of the forces of the springs 14 and 9, the force of the spring 9 is greater than the force 14, and the force of the spring 16 is greater spring force 11,

Привод выполнен в виде вертикально установленного на основании 1 ведомого колеса 18 с выходным валом 19, на котором размещены шарнирные ролики 17, и цепи 20, огибающей колесо 18 и одним концом соединенной с возвратной пружиной 21 раст жени , второй конец которой зафиксирован неподвижно, а другим - шарнирно закрепленной на конце входного вала The drive is made in the form of a driven wheel 18 vertically mounted on the base 1 with an output shaft 19 on which the hinged rollers 17 are placed, and a chain 20, an envelope wheel 18 and one end connected to the return spring 21 of the extension, the other end of which is fixed and the other - hinged at the end of the input shaft

22 .двигател , установленного также на основании 1.22. An engine installed also on the base 1.

Механическа рука 4 манипул тора снабжена вакуумным захватом 23, сое- диненным гибким трубопроводом 24 с установленным на основании 1 мембранным вакуумным насосом 25, подпружиненный рабочий шток 26 которого упираетс в кулачковьш копир 27 ведомо- го колеса 18,The mechanical arm 4 of the manipulator is equipped with a vacuum gripper 23 connected by a flexible pipe 24 with a membrane vacuum pump 25 installed on the base, the spring-loaded working rod 26 of which abuts the cam cam 27 of the driven wheel 18,

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

В исходном положении рука 4 находитс в крайнем верхнем положении и вт нута, а ролики 17 выходного валаIn the initial position, the arm 4 is in the extreme upper position and retracted, and the output shaft rollers 17

19занимают положение, показанное на фиг, 1 и обозначенное на фиг, 3 позицией О,19 occupy the position shown in FIG. 1 and indicated in FIG. 3 by the position O,

При движении входного вала 22 двигател по часовой стрелке из положени , показанного на фиг, 1, цепьWhen the engine input shaft 22 moves clockwise from the position shown in FIG. 1, the circuit

20под действием пружины 21 смещаетс , поворачива колесо 18 и соответственно выходной вал 19 с роликами 17 по часовой стрелке, В исходном положении корпус 3 с рукой 4 находитс в крайнем правом угловом положении - упираетс в правый упор, ограничивающий поворот корпуса 3 20 under the action of the spring 21 is displaced by turning the wheel 18 and, accordingly, the output shaft 19 with the rollers 17 clockwise. In the initial position, the body 3 with the hand 4 is in the extreme right angular position - abuts against the right stop, limiting the rotation of the body 3

по часовой стрелке, если смотреть сверху, поэтому при перемещении роликов 17 из позиции О в позицию 1 пружина 11 нагружена: находитс в раст нутом состо нии и в работе неclockwise when viewed from above, therefore when moving the rollers 17 from the position O to position 1, the spring 11 is loaded: it is in the stretched state and is not in operation

участвует, а раст гиваетс прулсина 16, предотвраща обрыв гибкого Звена 10, так как усилие срабатывани (возврата в исходное состо ние) npji жины 11 меньше усили , необходимогоparticipates, and prullsin 16 is stretched, preventing the flexible link 10 from breaking, since the response force (return to the initial state) of the npji of gin 11 is less than the force required

дл раст жени пружины 16, Одновре- , менно смещаетс гибкое звено 8, выдвига руку 4 и раст гива пружину 14,. при этом пружины 9 и 15 неподвижны , так как дл их соответственно сжати и раст жени необходимо усилие большее, чем дл пружины 14, Когда рука 4 своим выступом упираетс в упор.13 корпуса 3, выдвижение руки заканчиваетс , в этот момент ролики. 17 занимают позицию 1, На фиг, 1 и 2 стрелками показаны направлени движени конструктивных элементов манипул тора во врем выдвижени руки 4,to stretch the spring 16, at the same time, the flexible link 8, extending the arm 4 and stretching the spring 14, shift at the same time. while the springs 9 and 15 are fixed, since for them to be compressed and stretched, respectively, a greater force is needed than for the spring 14. When arm 4 rests against the abutment 13 of body 3 with its protrusion, the extension of the arm ends at this point the rollers. 17 occupy the position 1; FIGS. 1 and 2 show the direction of movement of the structural elements of the manipulator during the extension of the arm 4,

При перемещении роликов 17 из позиции 1 в позицию 2 пружина 11 остаетс неподвижной, а пружина 16 продолжает раст гиватьс , предотвраща обрыв, и затем сжиматьс , сохран нат жение гибкого звена 10, Продолжающеес смещатьс гибкое звено 8, сжима пружину 9, опускает корпус 3 с рукой 4 до упора 6, при зтом пружины 14 и 15 неподвижны, так как упор 13 предохран ет пружину 14 от дальнешиего раст жени , а дл раст жени пружины 15 необходимо уси- ,лие большее, чем дл пружины 9,When the rollers 17 move from position 1 to position 2, the spring 11 remains stationary, and the spring 16 continues to stretch, preventing breakage, and then compress, retaining the tension of the flexible link 10, Continuously moving the flexible link 8, compressing the spring 9, lowers the body for 3 seconds with the hand 4 up to the stop 6, while this spring 14 and 15 are stationary, since the stop 13 prevents the spring 14 from further stretching, and to stretch the spring 15 it is necessary to force more than the spring 9,

Во врем перемещени роликов 17 из позиции 2 в позицию 3 работа гибкого звена 10 аналогична работе предыдущего режима, а упор 6 предохраfODuring the movement of the rollers 17 from position 2 to position 3, the operation of the flexible link 10 is similar to that of the previous mode, and the stop 6 is secured

сжимаетс , сохран нат жение гибкого звена 8, Пауза продолжаетс .compressing, preserving the tension of the flexible link 8, the pause continues.

Во врем вращени колеса 18 насос 25 посто нно упираетс подпружиненным штоком 26 в кулачковый копир 27 колеса 18 и в интервале позиций 0-2 включен, а в паузе - между позици ми 2 и 4 шток 26, соединенный с мембраной насоса 25, выключает и включает насос, после чего деталь за счет разности давлений прижимаетс к захвату 23,During the rotation of the wheel 18, the pump 25 constantly rests with the spring-loaded rod 26 on the cam cam 27 of the wheel 18 and in the position range 0-2 on, and in the pause between positions 2 and 4 the rod 26 connected to the diaphragm of the pump 25 turns off and on a pump, after which the part is pressed against the grip 23 by the pressure difference,

При перемещении роликов 17 из позиции 4 в позицию 5 работа гибко- .5 го звена 10 аналогична работе пре- дьщущего режима: пружина 16 сжимаетс , при этом разжимаетс пружина 9, поднима корпус 3 с вьщвинутой рукой 4 и прижатой к захвату 23 деталью до упора 7,When the rollers 17 move from position 4 to position 5, the operation of the flexible .5 link 10 is similar to the operation of the previous mode: the spring 16 is compressed, while the spring 9 is unclamped, lifting the body 3 with the arm 4 pressed and the part pressed to the grip 23 7,

При перемещении роликов 17 из позиции 5 в позицию 6 пружина 16 продолжает сжиматьс , а в подн том корпусе 3 под действием сжимающейс пружины 14 вт гиваетс 4 с деталью до упора 12,When the rollers 17 move from position 5 to position 6, the spring 16 continues to compress, and in the raised body 3, under the action of the compressive spring 14, it is pulled in 4 with the part up to the stop 12,

При перемещении роликов 17 из позиции 6 в позицию 7 гибкое звено 8When moving the rollers 17 from position 6 to position 7 flexible link 8

сначала ослабл етс , затем нат гиваетс , пружины 15, Г4 и 9 неподвижны , а пружина 16 сжата, сжимаетс пружина 11, поворачива подн тый корпус 3 с вт нутой рукой 4 с деталью.first loosened, then tensioned, springs 15, G4 and 9 are stationary, and spring 16 is compressed, the spring 11 is compressed, turning the raised body 3 with a retracted arm 4 with the part.

2020

2525

30thirty

опирающейс на разжатую пружину 9. н ет пружину 9 от дальнейшего сжати , гleaning on the decompressed spring 9. there is no spring 9 from further compression, g

I,35 против часовой стрелки, если смотт .е, пружина 9 также, как и пружинаI, 35 counterclockwise, if see., Spring 9 as well as spring

- реть сверху до ограничивающего пово14 , неподвижна, при этом сжимаетс - pull down from above to limit bound 14, immobile while compressing

пружина 15, предотвраща обрыв гибкого звена 8, Во врем паузы рука 4spring 15, preventing breakage of the flexible link 8, During the pause, arm 4

1-1 Г1-1 g

4040

рот левого упора.mouth left stop.

2323

вьщвинута и опущена и захватом упираетс в деталь.Installed and lowered and gripped against the part.

При достижении роликами 17 позиции 3 входной вал 22, продолжа движение по часовой стрелке, проходит .свое крайнее положение, после кото- 45 рого пружина 21 перестает сжиматьс и смещать на себ цепь 20, так как шарнирный конец входного вала 22, к которому прикреплена цепь 20, перестает приближатьс к колесу 18 и 0 начинает удал тьс , перемеща цепь 20 в обратном направлении, в результате чего колесо 18 движетс против часовой стрелки.When the rollers 17 reach position 3, the input shaft 22, continuing to move clockwise, passes its extreme position, after which the spring 21 ceases to compress and shift to itself the chain 20, since the hinged end of the input shaft 22 to which the chain is attached 20, ceases to approach the wheel 18 and 0 begins to move away, moving the chain 20 in the opposite direction, with the result that the wheel 18 moves counterclockwise.

Во врем перемещени роликов 17 из позиции 3 в позицию 4 работа гиб-- кого звена 10 обратна предыдущей, при зтом работа гибкого звена 8 также обратна предьщущей: пружина 15During the movement of the rollers 17 from position 3 to position 4, the operation of the flexible link 10 is the reverse of the previous one, while this the work of the flexible link 8 is also the reverse of the previous one: spring 15

При дальнейшем перемещении роликов 17 в интервале позиций 7-13 рабо та манипул тора повтор етс , т.е, ру ка 4 выдвигаетс и опускаетс и после паузы поднимаетс и вт гиваетс , с той разницей, что гибкое звено 10 сначала ослабл етс , затем нат гиваетс при неподвьганой сжатой пружине. 16, а деталь при отключенном насосе 25 во врем середины паузы отсоедин етс от захвата- 23, например за счет силы т жести детали, .Upon further movement of the rollers 17 in the range of positions 7-13, the operation of the manipulator is repeated, i.e., the arm 4 is pushed and lowered and after a pause rises and retracted, with the difference that the flexible link 10 is first weakened, then nat Fits when the spring is not compressed. 16, and the part when the pump 25 is turned off during the middle of the pause is disconnected from the gripper-23, for example, due to the gravity of the part,.

При возврате манипул тора без детали в исходное положение: при перемещении роликов 17 из позиции 13 в позицию О, выходной вал 19, поворачива сь по часовой стрелке при неподвижной пружине 16 с помощью гибкого звена 10, поворачивает подн тый корпус 3 с вт нутой рукой 4 без детали по часовой стрелке, если смогWhen returning the manipulator without a part to its original position: when moving the rollers 17 from position 13 to position O, the output shaft 19, turning clockwise with the spring 16 fixed by means of the flexible link 10, rotates the raised body 3 with the extended hand 4 without parts clockwise if smog

||

сначала ослабл етс , затем нат гиваетс , пружины 15, Г4 и 9 неподвижны , а пружина 16 сжата, сжимаетс пружина 11, поворачива подн тый кор пус 3 с вт нутой рукой 4 с деталью.first loosened, then tensioned, springs 15, G4 and 9 are stationary, and spring 16 is compressed, the spring 11 is compressed, turning the raised case 3 with a retracted arm 4 with the part.

00

5five

00

рот левого упора.mouth left stop.

При дальнейшем перемещении роликов 17 в интервале позиций 7-13 работа манипул тора повтор етс , т.е, рука 4 выдвигаетс и опускаетс и после паузы поднимаетс и вт гиваетс , с той разницей, что гибкое звено 10 сначала ослабл етс , затем нат гиваетс при неподвьганой сжатой пружине. 16, а деталь при отключенном насосе 25 во врем середины паузы отсоедин етс от захвата- 23, например за счет силы т жести детали, .Upon further movement of the rollers 17 in the range of positions 7-13, the operation of the manipulator is repeated, i.e., the hand 4 is extended and lowered and after a pause rises and retracted, with the difference that the flexible link 10 is first weakened, then tightened when unattached compressed spring. 16, and the part when the pump 25 is turned off during the middle of the pause is disconnected from the gripper-23, for example, due to the gravity of the part,.

При возврате манипул тора без детали в исходное положение: при перемещении роликов 17 из позиции 13 в позицию О, выходной вал 19, поворачива сь по часовой стрелке при неподвижной пружине 16 с помощью гибкого звена 10, поворачивает подн тый корпус 3 с вт нутой рукой 4 без детали по часовой стрелке, если смогреть сверху, до ограничивающего поворот правого упора.When returning the manipulator without a part to its original position: when moving the rollers 17 from position 13 to position O, the output shaft 19, turning clockwise with the spring 16 fixed by means of the flexible link 10, rotates the raised body 3 with the extended hand 4 without parts in a clockwise direction, if you could from above, to the right stop that bounds turning.

Затем цикл работы манипул тора повтор етс .Then the cycle of the manipulator is repeated.

Claims

1. A manipulator containing a base, a rack, a rack mounted movably on the rack, a mechanical arm with a gripper and a kinematic chain of a drive, including a transmission with a flexible coupling, having a main flexible link and an output shaft, characterized in that In order to simplify the design by reducing the number of primitive engines, two open-ended flexible links and rollers are additionally introduced into the kinematic chain of the drive, —the first additional flexible link contains a compensation spring, mountable to the base and includes a first roller freely

ten

15

20

25

mounted on the output shaft of the specified gear, the second, third and fourth rollers, respectively, mounted on the rack, case and arm, while the second end of this flexible link is fixed on the arm, and the second additional flexible link of the kinematic chain also contains a compensation spring, one end It is fixed on the base and covers the fifth roller of the kinematic chain, also freely mounted on the output shaft of the said gear, the sixth roller mounted on the base, and the cylindrical part of the body, while the second The flexible end of the second end is fastened to the base.

2. Manipulator, as defined in claim 1, characterized in that it is equipped with. a vacuum pump and a copier, while the working cavity of the pump is connected by means of an additionally introduced pipe to the gripping body, and the rod of this pump is connected by means of a copier to the main flexible link.

cpua.Z

15 5 4

Getting pregnant 6

flodbefi

Pause

Rise

Olusnanie

dt gibanaye

Air / power supply

Reverse no6opofrj

Turn

Fig.Z

5b / 9 perforation