SU1337253A1

SU1337253A1 - Manipulator arm

Info

Publication number: SU1337253A1
Application number: SU853960985A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Смирнов; Анатолий Владимирович Бабич; Людмила Васильевна Баженова; Александр Федорович Луцык
Original assignee: Предприятие П/Я П-6930
Priority date: 1985-10-02
Filing date: 1985-10-02
Publication date: 1987-09-15

Abstract

Изобретение относитс к области машиностроени и может быть использовано при создании промьшшенных роботов и автооператоров. Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей за счет работы с гор чими заготовками и повьшение точности позиционировани за счет возможности выборки зазоров в зубчатом зацеплении. Дл достижени этой цели рука манипул тора снабжена охлаждающей системой,включающей источник охлаждающей среды, плоские и кольцевые 56 радиаторы с каналами, установленные соответственно на корпусе- кисти б и обойме 27 корпуса каретки. При этом в корпусе ка ретки имеютс две параллельные полости, образованные корпусом каретки и двум коаксиальными трубами 31 и 32 центрального вала 30 привода ротации кисти 6, кажда . из параллельных полостей св зана соответственно с источником охлаждающей среды и внешней средой, а также соответствующими каналами и отверсти ми с каналами плоских и кольцевого 56 радиаторов. Кроме того, ролики корпуса установлены на ос х, снабженных эксцентриками и имеющих наружные эксцентриковые каналы, предназначенные дл взаимодействи с регулировочными винтами, установленными в корпусе. При .этом векторы эксцентриситетов наружных эксцентриковых каналов могут быть равны по величине или больше эксцентриситетов эксцентриков и направлены в одну сторону. 2 з.п. ф-лы, 16 ил. в-ff Л1 it2 $ (Л 47The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used to create industrial robots and auto operators. The aim of the invention is to expand the technological capabilities by working with hot workpieces and increasing the accuracy of positioning due to the possibility of sampling gaps in the gearing. To achieve this goal, the arm of the manipulator is equipped with a cooling system, including a source of cooling medium, 56 flat and annular radiators with channels, installed respectively on the body-brush b and the holder 27 of the carriage body. In addition, in the carriage body there are two parallel cavities formed by the carriage body and two coaxial pipes 31 and 32 of the central shaft 30 of the rotation drive of the brush 6, each. from the parallel cavities are connected respectively to the source of the cooling medium and the external medium, as well as the corresponding channels and openings to the channels of the flat and ring 56 radiators. In addition, the body rollers are mounted on axles fitted with eccentrics and having external eccentric channels designed to interact with the adjusting screws mounted in the body. With this, the eccentricity vectors of the outer eccentric channels can be equal in size or more eccentric eccentricities and directed in one direction. 2 hp f-ly, 16 ill. in-ff L1 it2 $ (L 47

Description

1one

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при создании промышленных роботов и автооператоров.The invention relates to mechanical engineering and can be used to create industrial robots and auto operators.

Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей за счет работы с гор чими заготовками .The aim of the invention is the expansion of technological capabilities by working with hot blanks.

На фиг. 1 представлена рука манипул тора , общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - вид Г на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Ж-Ж на фиг. 5; на фиг. 8 - разрез Е-Е на фиг. 6; на фиг. 9 - разрез 3-3 на фиг. 5; на фиг. 10 - разрез К-К на фиг. 5; на фиг. 11 - разрез Л-Л на фиг. 5; на фиг. 12 - разрез М-М на фиг. 8; на фиг. 13 - разрез Н-Н на фиг. 4; на фиг. 14 - разрез П-П на фиг. 13; на фиг. 15 - разрез Р-Р на фиг. 13; на фиг. 16 - эксцен рикова ось с радиусной канавкой.FIG. 1 shows the hand of a manipulator, a general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one; in fig. 4 shows a section B-B in FIG. 3; in fig. 5 is a view of FIG. four; in fig. 6 is a section d-d in FIG. five; in fig. 7 - section MF in FIG. five; in fig. 8 is a section E-E of FIG. 6; in fig. 9 shows section 3-3 in FIG. five; in fig. 10 is a section C-C in FIG. five; in fig. 11 is a section LL in FIG. five; in fig. 12 is a section M-M in FIG. eight; in fig. 13 is a section HH in FIG. four; in fig. 14 is a section through the PP in FIG. 13; in fig. 15 is a P-P slit in FIG. 13; in fig. 16 - eccentric axis with radius groove.

Рука манипул тора содержит корпус 1, в котором на роликах 2 и 3 установлена каретка 4 с приводом 5 ее перемещени . На каретке 4 установлена кисть 6 с зажимными рычагами 7 и приводами ротации кисти 6 и перемещени зажимных рычагов 7, Ролики 2 при помощи подшипниковThe manipulator arm includes a housing 1, in which a carriage 4 is installed on the rollers 2 and 3 with a drive 5 for moving it. The carriage 4 is equipped with a brush 6 with clamping levers 7 and drives for rotating the brush 6 and moving the clamping levers 7, Rollers 2 by means of bearings

8установлены на ос х 9 и 10, а ролики 3 при помощи подшипников 11 - на ос х 9. Оси 10 размещены в крьш1- ках 12, посредством штифтов 13 св занных с корпусом 1, оси 9 установлены в проушинах 14 корпуса 1. Оси и 10 снабжены эксцентриками 15 и имеют наружные эксцентриковые коЛьц вые каналы 16. Цапфы 17 и 18 осей8 are installed on axles 9 and 10, and the rollers 3 with bearings 11 are on axles 9. Axes 10 are placed in crankshaft 12, by means of pins 13 connected to housing 1, axes 9 are installed in eyes 14 of housing 1. Axes and 10 are equipped with eccentrics 15 and have external eccentric center channels 16. Axles 17 and 18 axes

9и 10 выполнены соосно, а векторы эксцентриситетов эксцентриков 159 and 10 are made coaxially, and eccentric eccentricity vectors 15

и кольцевых каналов 16 направлены в одну сторону, величины этих векторов могут быть равны или же вектор эксцентриситета кольцевых каналов 16 по величине может быть больше вектора эксцентриситета эксцентрико 15. Оси 9 снабжены квадратными хвостовиками 19, а ось 10 - двум квадратными хвостовиками 20. В проушина 14 и в крышках 12 корпуса 1 установлены регулировочные винты 21 со сферическими концами 22, предназначенными дл взаимодействи с наружными эксцентриковыми кольцевыми канала3372532and annular channels 16 are directed in the same direction, the magnitudes of these vectors can be equal or the eccentricity vector of annular channels 16 can be larger in magnitude than eccentric eccentricity vector 15. Axis 9 is equipped with square shanks 19, and axis 10 - with two square shanks 20. In eye 14 and in the covers 12 of the housing 1, the adjusting screws 21 are installed with spherical ends 22, designed to interact with the outer eccentric annular channel 3372532

ми 16. Привод 5 перемещени каретки 4 выполнен в виде двигател 23 и зубчато-реечной передачи, рейка 24 которой смонтирована на каретке 4, а зубчатое колесо 25 св зано с выходным валом двигател 23. Корпус каретки 4 выполнен в виде трубы квадратного сечени , образованной16. The drive 5 for moving the carriage 4 is made in the form of an engine 23 and rack and pinion gear, the rail 24 of which is mounted on the carriage 4, and the gear wheel 25 is connected to the output shaft of the engine 23. The body of the carriage 4 is made in the form of a square tube formed

1Q из двух угольников 26, по торцам которой смонтированы две обоймы 27 и 28.1Q of two squares 26, on the ends of which two clips 27 and 28 are mounted.

Привод ротации кисти 6 выполнен в виде двигател (не показ ан), выход 5 ной вал которого кинематически св зан с зубчатьи колесом 29, жестко св занным с корпусом кисти 6 посредством центрального вала 30, установленного соосно корпусу каретки 4 и выполнен20 ного в виде двух коаксиальных труб 31 и 32, жестко св занных с цапфами 33, установленными в подшипниках 34 шаровых опор 35 и 36, размещенных в обоймах 27 и 28. Вкладыши 37 шаро- 25 вых опор 35 и 36 выполнены с цилиндрическими по сками 38, в которые установлены уплотн ющие манжеты 39, обеспечиваюшд1е защиту подшипников 34 от воды в случае большой несоос30 ности обойм 27 и 28. Вкладьш1И 37 и обоймы 27 и 28 снабжены ушютни- тельными кольцами 40. Привод перемещени зажимных рычагов 7 выполнен в виде двух силовых цилиндров 41, штоки 42 которых св заны с одним концом т ги 43 посредством коромысел 44. Другой конец т ги 43 посредством подшипника 45 установлен на ползуне 46, с которым св заны поворотные чаги 47, шарнирно установленные посредством осей 48 на корпусе кисти 6, образованном из щек 49 и кожухов 50, жестко св занных между собой и с зажимными рычагами 7.The rotation drive of the brush 6 is made in the form of an engine (not shown en), the output of the 5th shaft of which is kinematically connected to the gear wheel 29, rigidly connected to the body of the brush 6 by means of a central shaft 30 mounted coaxially to the carriage body 4 and made 20 in the form of two coaxial pipes 31 and 32, rigidly connected to pins 33, mounted in bearings 34 of ball bearings 35 and 36, housed in cages 27 and 28. Inserts 37 of ball bearings 25 and 36 are made with cylindrical sleeves 38, in which sealing cuffs 39, ensuring protection from water in the event of a large misalignment of the clips 27 and 28. The inserts 37 and the clips 27 and 28 are equipped with lugs 40. The movement of the clamping levers 7 is made in the form of two power cylinders 41, the rods 42 of which are connected to one end gi 43 by means of rockers 44. The other end of the gi 43 by means of a bearing 45 is mounted on a slider 46, to which are connected rotary bumps 47, hingedly mounted by means of axes 48 on the body of the brush 6 formed from the cheeks 49 and the housings 50 rigidly connected to each other and with clamping levers 7.

Щеки 49 установлены на противоположные стороны сухар 51 держател 52 и жестко с ним св заны, между щеками 49 и ос ми 48 установлен про- ставок 53, жестко св занный с ще50 The cheeks 49 are mounted on opposite sides of the cracker 51 of the holder 52 and are rigidly connected with it; between the cheeks 49 and the axles 48 there are projections 53, which are rigidly connected to the right 50

Рука манипул тора снабжена охлаждающей системой, включающей источник охлаждающей среды, плоские 54 и 55 и кольцевой 56 радиаторы. Кольцевой gg радиатор 56 установлен на держателе 52 коаксиально обойме 27 и состоит из внутренней 57 и наружной 58 оболочек с каналами, образованными между этими оболочками в виде двух винто35The arm of the manipulator is equipped with a cooling system that includes a source of cooling medium, flat 54 and 55, and annular 56 radiators. The ring gg radiator 56 is mounted on the holder 52 coaxially to the holder 27 and consists of the inner 57 and outer 58 shells with channels formed between these shells in the form of two screws35

4545

вых полостей посредством перемычек 59. При этом с одного конца кольцевого радиатора 56 каналы сообщаютс между собой, а на торце другого конца во внутренней оболочке 57 выполнены отверсти 60 и 61, каждое из которых св зано с соответствующими каналами кольцевого радиатора 56. На наружных поверхност х щек 49 установлены плоские радиаторы 54 иoutput cavities by means of jumpers 59. At the same time, the channels communicate with each other at one end of the ring radiator 56, and at the end of the other end, holes 60 and 61 are made in the inner shell 57, each of which is connected to the corresponding channels of the ring radiator 56. At the outer surfaces cheeks 49 installed flat radiators 54 and

55,кансшы 62 и 63 которых образованы стенками щек 49 и плоских радиаторов 54 и 55 и перемычками 64, при этом.каналы 62 и 63 взаимно перпендикул рны . Внутри корпуса каретки 4 выполнены две параллельные полости 65 и 66, образованные соответственно корпусом каретки 4 и коак сиально трубами 31 и 32, при этом полость 65 св зана каналом 67, выполненным в корпусе каретки, с источник охлаждающей среды, а полость 66 каналом 68, выполненным в цапфе 33, св зана с внещней средой. В цапфе 33 и держателе 52 выполнены каналы 6955, which 62 and 63 are formed by the walls of the cheeks 49 and the flat radiators 54 and 55 and the jumpers 64, wherein the channels 62 and 63 are mutually perpendicular. Inside the carriage body 4, there are two parallel cavities 65 and 66, formed respectively by the carriage body 4 and coaxially by pipes 31 and 32, wherein the cavity 65 is connected by a channel 67 made in the carriage body to a source of cooling medium, and the cavity 66 is channel 68, made in pin 33, associated with the external environment. Trunks 33 and holder 52 have channels 69

и 70. Канал 70 соедин ет полость 65 с отверстием 60 кольцевого радиатораand 70. Channel 70 connects cavity 65 with a hole 60 of an annular radiator

56,а канал 69 соедин етс с полостью 66.56, and the channel 69 is connected to the cavity 66.

В ос х 48 выполнены осевые 71 и рдиальные 72 отверсти . Отверстие 61 кольцевого радиатора посредством канала 73 в держателе 52 и сухаре 51 св зано с крайним каналом 62. При этом осевое отверстие 71 св зано с каналами 62 и 63 плоских радиаторов 54 и 55, а осевое отверстие 71 другой оси 48 через радиальное отверAxial x 48 has axial 71 and radial 72 holes. The hole 61 of the ring radiator through channel 73 in the holder 52 and the cracker 51 is connected with the extreme channel 62. The axial hole 71 is connected with the channels 62 and 63 of the flat radiators 54 and 55, and the axial hole 71 of the other axis 48 through the radial hole

стие 12 - с каналами 63 и 74, последний из которых выполнен в плоском радиаторе 55 и сообщаетс с каналом 69.Stage 12 is with channels 63 and 74, the last of which is made in a flat radiator 55 and communicates with channel 69.

Рука манипул тора работает следующим образом.Hand manipulator works as follows.

Ротаци кисти.Rotation brush.

При подаче движени на зубчатое колесо 29 центральный вал 30 вращаетс в подщипниках 34 и вращает кисть 6.When motion is applied to the gear wheel 29, the central shaft 30 rotates in the support 34 and rotates the brush 6.

Дл работы в термальных услови х кисть 6 и каретка 4 подвергаютс охлаждению. Охлаждающа среда, например вода, по каналу 67 подводитс в каретку 4 и через полость 65, канал 70 в цапфе 33 и держателе 52 попадает в один из каналов кольцевог радиатора 56, затем охлаждающа среда попадает из одного канала кольцешFor operation under thermal conditions, the brush 6 and the carriage 4 are subjected to cooling. Cooling medium, such as water, is fed through channel 67 into carriage 4 and through cavity 65, channel 70 in trunnion 33 and holder 52 enters one of the channels of the annular radiator 56, then the cooling medium enters from one channel

1515

м -. 25 m - 25

2020

3725337253

вого радиатора 56 в другой и, проход по второму каналу, возвращаетс в начало кольцевого радиатора 56, а затем через отверстие 61 канала 73 поступает в каналы 62 плоского радиатора 54, далее через отверсти 72 и 71 оси 48 - в каналы 63 другого плоского радиатора 55, а из него через отверсти 72 и 71 другой оси 48 - в канал 74. Затем охлаждающа среда через канал 69 цапфы 33 попадает в полость 66, из нее по каналу 68 другой цапфы 33 поступает во внещнюю среду. Таким образом, при работе руки, например, в печи за счет отвода тепла от каретки 4 кисти 6, а также за счет защиты передней обоймы 27 кольцевым радиатором 56 сохран етс работоспособность подвижных элементов руки.radiator 56 to another and passage through the second channel returns to the beginning of the ring radiator 56, and then through the opening 61 of the channel 73 enters the channels 62 of the flat radiator 54, then through the holes 72 and 71 of the axis 48 - into the channels 63 of another flat radiator 55 and from it through the openings 72 and 71 of the other axis 48 - into the channel 74. Then the cooling medium through the channel 69 of the axle 33 enters the cavity 66, from it through the channel 68 of the other axle 33 enters the external environment. Thus, when the arm is operated, for example, in an oven, heat from the carriage 4 of the brush 6 is removed, as well as by protecting the front cage 27 by an annular radiator 56, the operability of the mobile elements of the arm is maintained.

Регулирование положени каретки 4 и зубчатой рейки 24 относительно корпуса 1 и зубчатого колеса 25 привода перемещени 5 каретки 4.Adjusting the position of the carriage 4 and the toothed rack 24 relative to the housing 1 and the gear wheel 25 of the drive for movement 5 of the carriage 4.

Дп регулировани зацеплени зубчатой рейки 24 с зубчатым колесом 25 зубчата рейка 24 вместе с кареткой 4 могут перемещатьс вдоль вертикальной оси, т.е. приближатьс к зубчатому колесу 25 или удал тьс от него на величину, равную двойному эксцентриситету осей 9 и 10, при этом добиваютс совпадени делительной пр мой зубчатой рейки 24 и зубчатого колеса 25.The adjustment of the engagement of the toothed rack 24 with the toothed wheel 25 of the toothed rack 24 together with the carriage 4 can move along a vertical axis, i.e. approaching or moving away from the gear wheel 25 by an amount equal to the double eccentricity of the axes 9 and 10, while achieving a matching dividing straight gear rack 24 and the gear wheel 25.

Дл ликвидации перекоса боковых поверхностей зубьев зубчатой рейки .24 относительно боковых поверхностей зубьев зубчатого колеса 25 зубчатую рейку 24 вместе с кареткой 4 разворачивают в горизонтальной плоскости , использу эксцентриситеты боковых осей 9 обоих заделок jcapeT- ки 4 относительно корпуса 1 ( при этом используют по одной оси 9 в каждой заделке, расположенной с разных сторон относительно каретки 4). Таким образом, каретку 4 можно разворачивать как по часовой, так и против часовой стрелки.To eliminate the skewing of the side surfaces of the teeth of the toothed rack .24 relative to the side surfaces of the teeth of the gear wheel 25, the gear rack 24 together with the carriage 4 is rotated in a horizontal plane using the eccentricities of the side axes 9 of both jcapeT 4 terminations relative to the housing 1 9 in each seal, located on different sides relative to the carriage 4). Thus, the carriage 4 can be turned both clockwise and counterclockwise.

Направл ющие каретки 4, а также ролики 2 и 3 в процессе эксплуатации изнашиваютс , что ведет к ухудшению условий работы реечно-зубчатого зацеплени , снижению точности позиционировани , интенсивному износу роликов 2 и 3 и направл ющих каретки 4. Ликвидировать последстви износаThe guide carriages 4, as well as the rollers 2 and 3, wear out during operation, which leads to deterioration of the working conditions of the pinion gearing, reduced positioning accuracy, intensive wear of the rollers 2 and 3 and the guide carriages 4. Eliminate wear and tear.

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

элементов поэвол ют оси 9 и 10 за счет эксцентриситета роликов 2 и 3, установленных на них, относительно цапф осей.the elements allow the axes 9 and 10 due to the eccentricity of the rollers 2 and 3 mounted on them relative to the axles axles.

Дл того, чтобы оси 9 и 10 не поворачивались относительно корпуса 1 , необходимо, чтобы отношение диаметра, на котором сидит подшипни к эксцентриситету этого диаметра по отношению к цапфам было бы больше 14, т.е. чтобы соблюдалось условие самоторможени . Однако в процессе работы во врем переходных процессов , а также в том случае, если отношение - Н, необходимо оси 9In order for the axes 9 and 10 not to rotate relative to the housing 1, it is necessary that the ratio of the diameter on which the bearings sit to the eccentricity of this diameter with respect to the trunnions be greater than 14, i.e. to meet the self-braking condition. However, in the process of work during transient processes, and also in the event that the ratio is H, axis 9 is necessary.

иand

10 дополнительно фиксировать относительно корпуса 1, дл этого на ос х 9 и 10 выполнены эксцентричные кольцевые каналы 16 и векторы эксцентриситетов этих каналов 16 и эксцентриков 15 осей 9 и 10 направлены в одну сторону. Эксцентриковые кольцевые каналы 16 предназначены дл взаимодействи с регулировочными винтами 21, которые контр т оси 9 и 10 относительно корпуса 1. При стремлении осей 9 цапфами 17 и 18 провернутьс в проушинах 14, т.е. при стремлении эксцентриков 15 оси 9 с сид щими на ней роликом 2 .и подшипником 8 отойти от направл ющей каретки 4, поверхность эксцентриковых каналов 16 давит на сферически конец 22 регулировочного винта 21, стрем сь вытолкнуть его из проушины 14. Таким образом, регулировочный винт 21 преп тствует отхождению ролика 2 от направл ющей каретки 4, причем чем больше эксцентриситет эксцентрикового канала 16 относительно оси 9, тем надежнее стопорение. Такой же принцип стопорени применим дл фиксации оси 10 относительно крышек 12, а сами крышки 12 относительно корпуса 1 фиксируютс штифтами 13.10 additionally fix relative to the housing 1, for this purpose, axes 9 and 10 are made with eccentric annular channels 16 and the eccentricity vectors of these channels 16 and eccentrics 15 of axes 9 and 10 are directed to one side. The eccentric annular channels 16 are designed to interact with the adjusting screws 21, which control the axes 9 and 10 relative to the housing 1. As the axes 9 move, the axles 17 and 18 rotate in the lugs 14, i.e. as the eccentrics 15 of the axis 9 with the roller 2. and the bearing 8 moving on it move away from the guide carriage 4, the surface of the eccentric channels 16 presses the spherical end 22 of the adjusting screw 21, pushing it out of the eyelet 14. Thus, the adjusting screw 21 prevents the roller 2 from ejecting from the guide carriage 4, and the greater the eccentricity of the eccentric channel 16 about the axis 9, the more reliable the locking. The same principle of locking is applicable for fixing the axis 10 relative to the covers 12, and the covers 12 themselves relative to the housing 1 are fixed by pins 13.

, ,

10ten

х й 15xy 15

337253337253

Claims

1. The handle of the manipulator, containing the housing, on which axes the rollers are located, the carriage mounted on

these rollers and a carrier brush with clamping levers, as well as drives for moving the carriage and clamping elements and rotating the brush, the latter having an engine kinematically connected with a central shaft mounted coaxially in the carriage body by means of ball bearings and rigidly connected with the brush, featuring due to the fact that, in order to expand technological capabilities due to work with hot billets, it is equipped with a cooling system including a source of cooling medium, flat and ring radiators with ducts installed the brush and the carriage body, while the central shaft of the brush rotation drive is made in the form of coaxial pipes, and the cavities formed by the carriage body and coaxial pipes are connected respectively with the source of cooling medium, atmosphere and between themselves through radiator channels.

2. Hands according to claim I, characterized in that the channels of the flat radiators are located in mutually perpendicular planes, and the channels of the ring radiator are made between the outer and inner shells of the radiator housing in the form of two screw cavities communicating with each other.

3. Hand under item 1, characterized in that, in order to improve positioning accuracy by sampling gaps, it is equipped with eccentrics mounted on the axles of the rollers and adjusting screws mounted on the housing, while on the axes of the rollers are made eccentric channels for interfacing with adjustment screws.

20

25

thirty

35

40

45

AT

Fi.g.5 L- L

five/

6

74

Fig 9

50. 48

49

50

m-m

V

f jf jf f XX

eleven

AxV.

fig12

59

P

/

FIG. 15

Fig.Yu

Compiled by A. Shir eva Editor L. Veselovska Tehred M. Dndyk Proofreader A. Obruchar

, -t- -. I-j .- ---, -. „- -.- - - .. - - - - -

Order 4083/15 Circulation 951 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/3

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4