WO2021091411A1 - Electromechanical gripping device - Google Patents

Electromechanical gripping device Download PDF

Info

Publication number
WO2021091411A1
WO2021091411A1 PCT/RU2019/000785 RU2019000785W WO2021091411A1 WO 2021091411 A1 WO2021091411 A1 WO 2021091411A1 RU 2019000785 W RU2019000785 W RU 2019000785W WO 2021091411 A1 WO2021091411 A1 WO 2021091411A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electromechanical
driven
roller
gripping device
driven roller
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000785
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Альберт Руфимович ЕФИМОВ
Алексей Сергеевич ГОННОЧЕНКО
Евгений Дмитриевич ХМЕЛЕВ
Дмитрий Александрович СТАТОВОЙ
Никита Алексеевич МОЛЧАНОВ
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Сбербанк России"
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 Публичное Акционерное Общество "Сбербанк России" filed Critical Публичное Акционерное Общество "Сбербанк России"
Publication of WO2021091411A1 publication Critical patent/WO2021091411A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/42Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles
    • B66C1/44Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles and applying frictional forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/42Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles
    • B66C1/44Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles and applying frictional forces
    • B66C1/48Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles and applying frictional forces to vertical edge portions of sheets, tubes, or like thin or thin-walled articles

Definitions

  • This technical solution in General, relates to the field of gripping elements or devices, structurally coupled or adapted for use by mechanisms for lifting, lowering or moving a load, and in particular to gripping robotic manipulators designed to grip, hold, release elastic products such as cash bags with coins or bags of coins.
  • the first roller is driven by a reversible motor with a pulley, which is connected by a belt to the axle of the wheel of said roller.
  • the second roller is driven by the rotation of the first roller.
  • the rollers are fixed on an elastic bracket in such a way that, at the moment of tightening the elastic product, the rollers move away from each other.
  • the fixation of the elastic product in the gripper is carried out by turning off the engine and, accordingly, stopping the rotation of the rollers.
  • a common problem with grips in the prior art is that most of the existing grips are not designed to grip coin cash bags or bags of coins, and existing grippers that are currently used to carry out such operations require a lot of contact area with the package and high accuracy in relation to the gripping point. Also, this kind The gripper should provide an acceptable level of noise during operation and a high holding capacity with a small size.
  • the technical problem (or technical problem) in this technical solution is to ensure reliable grip and retention of heavy elastic products with a small contact area for interaction.
  • the technical result manifested when solving the above problem is to increase the efficiency of the gripping operation by increasing the area of interaction of the gripping device with the elastic product.
  • the specified technical result is achieved due to the implementation of an electromechanical gripping device containing a fastening bracket on which an electromechanical motor, a drive roller and a driven roller are fixed, while the electromechanical motor is connected to the drive shaft, on which the drive roller is installed, and provides rotation of the specified shaft around its axis, and the second end of the drive shaft is fixed on the hub fixed to the housing of the mounting bracket; the driven roller is mounted on the driven shaft, which is fixed on ball bearings on each side of the mounting bracket, the first ball bearing being rigidly fixed to the mounting bracket body, and the second ball bearing being fixed on a movable spring-loaded guide providing movement of the second ball supports along the vertical axis; in this case, the driven roller is driven by the drive roller due to the friction of the mating surfaces, ensuring the capture of the elastic product between the rollers rotating towards each other and its further fixation by stopping the electromechanical motor.
  • the electromechanical motor is a gear motor.
  • the movement of the second ball joint along the vertical axis provides a horizontal deflection of the axis of the driven roller by an angle of inclination in the range of ⁇ 10 °.
  • the drive and driven rolls are made of a polymer material.
  • the surface of the drive and / or driven roll is coated with a rubber or silicone spray.
  • FIG. 1 shows a general view of the structure of an electromechanical gripper
  • FIG. 2 shows a constructive implementation of the drive roller of the electromechanical gripper
  • FIG. 3 shows the constructive implementation of the bucket roller of the electromechanical gripper.
  • the electromechanical gripper 100 is a mounting bracket 110, on which the drive roller 120, the driven roller 130, the electromechanical motor 140 are fixed by assembly operations.
  • the elements of the claimed electromechanical gripper 100 are fixed between themselves and the supporting elements of the structure using a wide range of assembly operations, for example, screwing, joining, soldering, riveting, etc., depending on the most suitable method of fastening the elements.
  • the basic principle of operation of the electromechanical gripper 100 is that an electromechanical motor 140, such as an electric motor with a gearbox and the like, drives a drive roller 120, causing said roller 120 to rotate about its axis (clockwise) ...
  • the driven roller 130 is driven by the drive roller 120 by friction of the mating surfaces, causing the driven roller 130 to rotate about its axis in the opposite direction from the drive roller 120 (counterclockwise).
  • Such rotation of the rollers 120-130, at the time of the gripping operation, upon contact with an elastic product, for example, a bag with coins, a collection bag, etc., provides a tightening of a part of the material of the elastic product due to the resulting frictional force between said rollers 120-130 and material of the elastic product, and the driven roll 130 is capable of deviating from the horizontal axis by an angle in the range of ⁇ 10 ° as shown in FIG. 3, thereby increasing the area of contact with the elastic product material and increasing the likelihood of a successful grip by drawing in a sufficient amount of material.
  • Further retention of the elastic article is provided by stopping the electromechanical motor 140, thereby stopping the rotation of the rollers 120-130.
  • the rigid fixation of the rollers 120-130 on the mounting bracket 110 prevents the rollers 120-130 from deflecting relative to each other, thereby ensuring that the elastic article is securely held between them. Also, the frictional force between the rollers 120-130 and the elastic article prevents the held elastic article from sliding out of the rollers 120-130.
  • the stop of the electromechanical motor 140 is performed at the moment when a sufficient amount of material of the elastic product is pulled between the rollers 120-130 of the electromechanical gripper 100.
  • the electromechanical gripper 100 is equipped with mechanisms that determine the degree of tightening / gripping of the elastic product by rollers 120-130 ...
  • the mechanism that determines the degree of tightening / gripping of the elastic product by rollers 120-130 may be, for example, an encoder mounted on a drive shaft 220 (see Fig. 2).
  • the encoder reads the speed data of the drive shaft 220 to obtain the movement parameters of the part (angle of rotation / direction / speed) in digital form.
  • force-torque sensors can be used as a mechanism that determines the degree of tightening / gripping of the elastic product by the rollers 120-130, designed to convert the forces arising from the physical contact of the gripper with an object into an electrical signal.
  • Electromechanical motor 140 similar to the tightening operation, drives the drive roller 120, causing it to rotate about its axis in the opposite direction from the initial rotation (counterclockwise).
  • the driven roller 130 is driven by the drive roller 120 by friction of the mating surfaces, causing the driven roller 130 to rotate about its axis in the opposite direction from the drive roller 120 (clockwise).
  • any polymer material having a high frictional force for example, rubber, silicone, etc. can be used.
  • the rollers can additionally be coated with polymer spraying, for example, silicone, rubber, etc.
  • FIG. 2 discloses an implementation of the drive roller 120 of the electromechanical gripper 100.
  • the drive roller 120 is rigidly secured to the drive shaft 220 to rotate the roller 120.
  • One end of the drive shaft 220 is secured in a mounting bracket 110 on the hub 240, which is assembled to the body of the mounting bracket 110.
  • the hub 240 allows the drive shaft 220 to rotate freely.
  • the other end of the drive shaft 220 is connected to an electromechanical motor 140 as shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 describes the implementation of the structure of the driven roller 130 of the electromechanical gripper 100.
  • the driven roller 130 is rigidly fixed to the driven shaft 330 to rotate the specified roller 130.
  • the driven roller 130 is driven by the rotation of the drive roller 120.
  • the driven shaft 330 is attached to the mounting bracket 110 in ball bearings 350-1, 350-2 on each side of the mounting bracket 110.
  • the first ball bearing 350-1 is rigidly fixed to the mounting bracket by assembly operations to ensure constant contact of the driven roller 130 with the drive roller 120.
  • the second ball bearing 350- 2 is secured to the mounting bracket 110 with a movable a spring-loaded guide 360 that allows the second ball bearing 350-2 to move up and down along the vertical axis. Due to this design, the driven roller 330 is capable of deviating from the horizontal axis by an angle in the range of ⁇ 10 °.
  • Deflection of the driven roll 130 may occur when said roll 130 contacts the surface of the elastic product.
  • a collection bag filled with coins is positioned at a given starting point.
  • the completed collection bag can take a spherical or round shape.
  • the drive roller 120 when performing the operation of gripping such a collection bag, the drive roller 120 will only partially touch the material of the bag with coins, because the drive roller 120 is disposed horizontally in the mounting bracket.
  • the driven roller 130 by virtue of the movable ball bearing 350-2, will be pressed by the greater part of the roller body against the bag of coins.
  • Fixation and further retention of the elastic product between the rollers 120-130 occurs by stopping the electromechanical motor 140, as described above. Fixing the elastic product between the rollers 120-130, as well as stopping the electromechanical motor 140, prevents the involuntary rotation of the driven roller 130 due to the friction force arising between the rollers 120-130 and the elastic product, as well as due to the electromechanical motor 140 itself, which prevents the rotation of the drive roller 120 at rest (in a state where the electromechanical motor 140 is off). [0034] Thus, all the features of the claimed set of essential features, expressing the essence of the utility model as a technical solution, are in a causal relationship with the specified technical result, affecting its receipt.

Landscapes

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

Abstract

An electromechanical gripping device comprises a supporting bracket, to which are attached an electromechanical motor, a driving roller, and a driven roller. The electromechanical motor is coupled to a driving shaft, on which the driving roller is mounted, and provides for rotation of the shaft about its own axis. The other end of the driving shaft is fastened to a hub attached to the body of the supporting bracket. The driven roller is mounted on a driven shaft that is fastened to ball bearings on either side of the supporting bracket. A first ball bearing is rigidly fastened to the body of the supporting bracket, and a second ball bearing is fastened in a movable spring-loaded guide that allows for the movement of the second ball bearing along a vertical axis. The driven roller is actuated by the driving roller as a result of friction between the mating surfaces, thus allowing an elastic article to be gripped between the counter-rotating rollers and subsequently immobilized when the electromechanical motor is stopped. This results in a more efficient gripping operation as a result of an increase in the area of interaction between the gripping device and the elastic article.

Description

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО ELECTROMECHANICAL GRIPPER
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Данное техническое решение, в общем, относится к области захватных элементов или устройств, конструктивно сопряженных или приспособленных для использования механизмами для подъема, опускания или перемещения груза, а в частности к захватам роботизированных манипуляторов, предназначенных для захвата, удержания, отпускания эластичных изделий, таких как инкассаторские пакеты с монетами или мешки с монетами. [0001] This technical solution, in General, relates to the field of gripping elements or devices, structurally coupled or adapted for use by mechanisms for lifting, lowering or moving a load, and in particular to gripping robotic manipulators designed to grip, hold, release elastic products such as cash bags with coins or bags of coins.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ LEVEL OF TECHNOLOGY
[0002] В настоящее время существует множество разновидностей электромеханических, пневматических и вакуумных захватных приспособлений, в частности, параллельные, радиальные, угловые, трехточечные захваты, одиночные присоски, массивы присосок, захват Бернулли. Использование разных типов захватов в зависимости от характера выполняемых операций и рекомендаций по применению имеет весьма существенное значение. [0002] Currently, there are many varieties of electromechanical, pneumatic and vacuum grippers, in particular, parallel, radial, angular, three-point grippers, single suction cups, arrays of suction cups, Bernoulli gripper. The use of different types of grippers, depending on the nature of the operations performed and the recommendations for use, is very important.
[0003] Некоторые из вышеперечисленных захватных устройств нашли широкое применение в финансовой области, а более конкретно, в расчетно- кассовых центрах (РКЦ). Расчетно-кассовые центры — это структуры, обеспечивающие работу платежной системы страны. В РКЦ ежедневно производятся различные манипуляции с огромным количеством как бумажных купюр, так и с монетами. Для повышения производительности таких центров в них стали внедрять роботизированные манипуляторы с захватами, предназначенными для захвата, удержания и перемещения денежных средств (бумажные купюры, монеты). Самыми распространенными захватами, используемыми на данный момент в РКЦ, являются вакуумные захваты. Вакуумные захваты хорошо зарекомендовали себя для выполнения операций с паллетами с купюрами, т.к. для корректной работы такого захвата требуется выполнение ряда жестких условий, в частности большая площадь взаимодействия с захватываемым объектом, достаточно плотное наполнение содержимого. Однако, для аналогичных операций с инкассаторскими пакетами с монетами, выполнение такого ряда условий для корректной работы вакуумных захватов является весьма проблематичной задачей из-за особенностей геометрии и малой площади контакта с указанными пакетами. [0004] Из уровня техники известно захватное устройство, раскрытое в патенте США US 4578013 (SOCIETE ANONYME REDOUTE CATALOGUE), опубл. 25.03.1986. Указанное устройство предназначено для захвата и удержания одного эластичного изделия из специального контейнера за один раз. Операция захвата осуществляется за счет конструкции захватного механизма, которая представляет собой два прижатых друг к другу валика, которые располагаются в горизонтальной плоскости, причем валики выполнены с возможностью вращения в противоположных направлениях. Первый валик приводится в движение реверсивным двигателем со шкивом, который при помощи ремня соединен с осью колеса указанного валика. Второй валик приводится в движение за счет вращения первого валика. Валики закреплены на упругом кронштейне таким образом, что, в момент затягивания эластичного изделия, валики отдаляются друг относительно друга. Фиксация эластичного изделия в захватном устройстве осуществляется посредством отключения двигателя и соответственно прекращения вращения валиков. [0005] Недостатком такого решения является то, что с течением времени приводной ремень растягивается, а, следовательно, появляются проскальзывания, что приводит к нестабильной работе захвата. Кроме того, такой механизм крепления валиков не предназначен для захвата тяжелых пакетов с монетами, поскольку заполненные пакеты с монетами имеют сферообразную (округлую) форму, что снижает площадь взаимодействия валиков с пакетом, тем самым усложняя сам процесс захвата, к тому же упругая конструкция крепления валиков (возможность их отдаления друг относительно друга) при малой площади захвата не всегда обеспечивает удержание тяжелых изделий, таких как пакеты с монетами. [0003] Some of the above grippers have found widespread use in the financial field, and more specifically, in cash settlement centers (RCC). Cash settlement centers are structures that ensure the operation of the country's payment system. In the RCC, various manipulations are performed daily with a huge amount of both paper notes and coins. To increase the productivity of such centers, they began to introduce robotic manipulators with grippers designed to capture, hold and move money (paper bills, coins). The most common grippers currently used in RCC are vacuum grippers. Vacuum grippers are well proven for operations with pallets with banknotes. for the correct operation of such a capture, a number of stringent conditions must be met, in particular, a large area of interaction with the captured object, rather dense filling of the content. However, for similar operations with cash collector bags with coins, the fulfillment of such a number of conditions for the correct operation of vacuum grippers is a very problematic task due to the peculiarities of the geometry and the small area of contact with these bags. [0004] From the prior art known gripping device disclosed in US patent US 4578013 (SOCIETE ANONYME REDOUTE CATALOGUE), publ. 03/25/1986. The specified device is designed to grip and hold one elastic product from a special container at a time. The gripping operation is carried out due to the design of the gripping mechanism, which consists of two rollers pressed against each other, which are located in a horizontal plane, and the rollers are made with the possibility of rotation in opposite directions. The first roller is driven by a reversible motor with a pulley, which is connected by a belt to the axle of the wheel of said roller. The second roller is driven by the rotation of the first roller. The rollers are fixed on an elastic bracket in such a way that, at the moment of tightening the elastic product, the rollers move away from each other. The fixation of the elastic product in the gripper is carried out by turning off the engine and, accordingly, stopping the rotation of the rollers. [0005] The disadvantage of this solution is that over time the drive belt is stretched, and therefore slippage occurs, which leads to unstable operation of the gripper. In addition, such a mechanism for attaching the rollers is not intended for gripping heavy bags with coins, since the filled bags with coins have a spherical (rounded) shape, which reduces the area of interaction of the rollers with the bag, thereby complicating the gripping process itself, moreover, the elastic structure of fastening the rollers (the possibility of their distance from each other) with a small gripping area does not always ensure the retention of heavy products, such as bags with coins.
[0006] Общей проблемой захватов, имеющихся в уровне техники, является то, что большинство из существующих разновидностей захватов не предназначены для захвата инкассаторских пакетов с монетами или мешков с монетами, а существующим захватам, которые используются в настоящее время для выполнения таких операций, требуется большая площадь контакта с пакетом и высокая точность относительно места захвата. Также, такого рода захват должен обеспечивать приемлемый уровень шума при работе и высокую удерживающую способность при малых габаритах. [0006] A common problem with grips in the prior art is that most of the existing grips are not designed to grip coin cash bags or bags of coins, and existing grippers that are currently used to carry out such operations require a lot of contact area with the package and high accuracy in relation to the gripping point. Also, this kind The gripper should provide an acceptable level of noise during operation and a high holding capacity with a small size.
СУЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ESSENCE OF THE TECHNICAL SOLUTION
[0007] Данное техническое решение направлено на устранение недостатков, присущих существующим решениям, известным из уровня техники. [0007] This technical solution is aimed at eliminating the disadvantages inherent in existing solutions known from the prior art.
[0008] Технической проблемой (или технической задачей) в данном техническом решении является обеспечение надежного захвата и удержания тяжелых эластичных изделий с малой площадью контакта для взаимодействия. [0008] The technical problem (or technical problem) in this technical solution is to ensure reliable grip and retention of heavy elastic products with a small contact area for interaction.
[0009] Техническим результатом, проявляющимся при решении вышеуказанной задачи, является повышение эффективности операции захвата, за счет увеличения площади взаимодействия захватного устройства с эластичным изделием. [0009] The technical result manifested when solving the above problem is to increase the efficiency of the gripping operation by increasing the area of interaction of the gripping device with the elastic product.
[0010] Дополнительным техническим результатом, проявляющимся при решении вышеуказанной задачи, является повышение надежности операции захвата и удержания эластичного изделия за счет прямого соединения электромеханического двигателя с приводным валиком захватного устройства. [0010] An additional technical result manifested when solving the above problem is to increase the reliability of the operation of gripping and holding the elastic product due to the direct connection of the electromechanical motor with the drive roller of the gripping device.
[0011] Другим техническим результатом, проявляющимся при решении вышеуказанной задачи, является расширение арсенала технических средств. [0012] Указанный технический результат достигается благодаря осуществлению электромеханического захватного устройства, содержащего крепежный кронштейн, на котором закреплены электромеханический двигатель, приводной валик и ведомый валик, при этом электромеханический двигатель соединен с приводным валом, на котором установлен приводной валик, и обеспечивает вращение указанного вала вокруг своей оси, причем второй конец приводного вала зафиксирован на ступице, закрепленной на корпусе крепежного кронштейна; ведомый валик установлен на ведомом валу, который закреплен на шаровых опорах с каждой стороны крепежного кронштейна, причем первая шаровая опора жестко закреплена на корпусе крепежного кронштейна, а вторая шаровая опора закреплена на подвижной подпружиненной направляющей, обеспечивающей движение второй шаровой опоры вдоль вертикальной оси; при этом, ведомый валик приводится в движение приводным валиком за счет трения сопрягаемых поверхностей, обеспечивая захват эластичного изделия между вращающимися навстречу друг другу валиками и его дальнейшую фиксацию посредством остановки электромеханического двигателя. [0011] Another technical result manifested when solving the above problem is the expansion of the arsenal of technical means. [0012] The specified technical result is achieved due to the implementation of an electromechanical gripping device containing a fastening bracket on which an electromechanical motor, a drive roller and a driven roller are fixed, while the electromechanical motor is connected to the drive shaft, on which the drive roller is installed, and provides rotation of the specified shaft around its axis, and the second end of the drive shaft is fixed on the hub fixed to the housing of the mounting bracket; the driven roller is mounted on the driven shaft, which is fixed on ball bearings on each side of the mounting bracket, the first ball bearing being rigidly fixed to the mounting bracket body, and the second ball bearing being fixed on a movable spring-loaded guide providing movement of the second ball supports along the vertical axis; in this case, the driven roller is driven by the drive roller due to the friction of the mating surfaces, ensuring the capture of the elastic product between the rollers rotating towards each other and its further fixation by stopping the electromechanical motor.
[0013] Указанный технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков в рамках реализации назначения. Элементы и узлы электромеханического захватного устройства, характеризуемые соответствующими существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны. Все элементы и узлы устройства для возможности его эксплуатации объединены в единое изделие и при его изготовлении соединяются между собой сборочными операциями. [0013] The specified technical result is provided by the entire set of essential features in the implementation of the assignment. Elements and assemblies of the electromechanical gripper, characterized by the corresponding essential features, are in structural unity and functionally interconnected. All elements and assemblies of the device for the possibility of its operation are combined into a single product and during its manufacture are interconnected by assembly operations.
[0014] В некоторых вариантах реализации технического решения электромеханический двигатель представляет собой электродвигатель с редуктором. [0014] In some embodiments, the electromechanical motor is a gear motor.
[0015] В некоторых вариантах реализации технического решения движение второй шаровой опоры вдоль вертикальной оси обеспечивает горизонтальное отклонение оси ведомого валика на угол наклона в диапазоне ± 10°. [0015] In some embodiments of the technical solution, the movement of the second ball joint along the vertical axis provides a horizontal deflection of the axis of the driven roller by an angle of inclination in the range of ± 10 °.
[0016] В некоторых вариантах реализации технического решения приводной и ведомый валики изготавливаются из полимерного материала. [0017] В некоторых вариантах реализации технического решения поверхность приводного и/или ведомого валика покрывается резиновым или силиконовым напылением. [0016] In some embodiments, the drive and driven rolls are made of a polymer material. [0017] In some embodiments of the technical solution, the surface of the drive and / or driven roll is coated with a rubber or silicone spray.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
[0018] Признаки и преимущества настоящего технического решения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых: [0019] На Фиг. 1 показан общий вид конструкции электромеханического захватного устройства; [0018] The features and advantages of the present technical solution will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, in which: [0019] FIG. 1 shows a general view of the structure of an electromechanical gripper;
[0020] На Фиг. 2 показана конструктивная реализация приводного валика электромеханического захватного устройства; [0021] На Фиг. 3 показана конструктивная реализация ведрмого валика электромеханического захватного устройства. [0020] FIG. 2 shows a constructive implementation of the drive roller of the electromechanical gripper; [0021] FIG. 3 shows the constructive implementation of the bucket roller of the electromechanical gripper.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ DETAILED DESCRIPTION
[0022] Как показано на Фиг. 1 электромеханическое захватное устройство 100 представляет собой крепежный кронштейн 110, на котором закреплены, посредством сборочных операций, приводной валик 120, ведомый валик 130, электромеханический двигатель 140. Более детальное описание конструктивных особенностей элементов захватного устройства раскрывается на Фиг. 2, Фиг.З. [0022] As shown in FIG. 1, the electromechanical gripper 100 is a mounting bracket 110, on which the drive roller 120, the driven roller 130, the electromechanical motor 140 are fixed by assembly operations. A more detailed description of the structural features of the gripper elements is disclosed in FIG. 2, Fig. 3.
[0023] Элементы заявленного электромеханического захватного устройства 100 фиксируются между собой и несущими элементами конструкции, с помощью широкого спектра сборочных операций, например, свинчивания, сочленения, спайки, склепки и др., в зависимости от наиболее подходящего способа крепления элементов. [0023] The elements of the claimed electromechanical gripper 100 are fixed between themselves and the supporting elements of the structure using a wide range of assembly operations, for example, screwing, joining, soldering, riveting, etc., depending on the most suitable method of fastening the elements.
[0024] Основной принцип работы электромеханического захватного устройства 100 заключается в том, что электромеханический двигатель 140, например, электродвигатель с редуктором и т.п., приводит в действие приводной валик 120, обеспечивая вращение указанного валика 120 вокруг своей оси (по часовой стрелке). Ведомый валик 130 приводится в действие приводным валиком 120, за счет трения сопрягаемых поверхностей, обеспечивая вращение ведомого валика 130 вокруг своей оси в противоположном направлении от приводного валика 120 (против часовой стрелки). Такое вращение валиков 120-130, в момент операции захвата, при контакте с эластичным изделием, например, мешком с монетами, инкассаторским пакетом и т.п., обеспечивает затягивание части материала эластичного изделия за счет возникающей силы трения между указанными валиками 120-130 и материалом эластичного изделия, причем ведомый валик 130 способен отклоняться от горизонтальной оси на угол в диапазоне ± 10° как показано на Фиг. 3, увеличивая тем самым площадь контакта с материалом эластичного изделия и повышая вероятность успешного захвата за счет втягивания достаточного количества материала. [0025] Дальнейшее удержание эластичного изделия обеспечивается остановкой электромеханического двигателя 140, за счет чего прекращается вращение валиков 120-130. Жесткая фиксация валиков 120-130 на крепежном кронштейне 110 не позволяет отклонятся валикам 120-130 относительно друг друга, тем самым обеспечивая надежное удержание эластичного изделия между ними. Также, сила трения, возникающая между валиками 120-130 и эластичным изделием, не дает выскользнуть удерживаемому эластичному изделию из валиков 120-130. [0024] The basic principle of operation of the electromechanical gripper 100 is that an electromechanical motor 140, such as an electric motor with a gearbox and the like, drives a drive roller 120, causing said roller 120 to rotate about its axis (clockwise) ... The driven roller 130 is driven by the drive roller 120 by friction of the mating surfaces, causing the driven roller 130 to rotate about its axis in the opposite direction from the drive roller 120 (counterclockwise). Such rotation of the rollers 120-130, at the time of the gripping operation, upon contact with an elastic product, for example, a bag with coins, a collection bag, etc., provides a tightening of a part of the material of the elastic product due to the resulting frictional force between said rollers 120-130 and material of the elastic product, and the driven roll 130 is capable of deviating from the horizontal axis by an angle in the range of ± 10 ° as shown in FIG. 3, thereby increasing the area of contact with the elastic product material and increasing the likelihood of a successful grip by drawing in a sufficient amount of material. [0025] Further retention of the elastic article is provided by stopping the electromechanical motor 140, thereby stopping the rotation of the rollers 120-130. The rigid fixation of the rollers 120-130 on the mounting bracket 110 prevents the rollers 120-130 from deflecting relative to each other, thereby ensuring that the elastic article is securely held between them. Also, the frictional force between the rollers 120-130 and the elastic article prevents the held elastic article from sliding out of the rollers 120-130.
[0026] Остановка электромеханического двигателя 140 производится в момент, когда достаточное количество материала эластичного изделия затянуто между валиками 120-130 электромеханического захватного устройства 100. Для этого, в электромеханическом захватном устройстве 100 установлены механизмы, определяющие степень затягивания/зажатия валиками 120-130 эластичного изделия. [0026] The stop of the electromechanical motor 140 is performed at the moment when a sufficient amount of material of the elastic product is pulled between the rollers 120-130 of the electromechanical gripper 100. For this, the electromechanical gripper 100 is equipped with mechanisms that determine the degree of tightening / gripping of the elastic product by rollers 120-130 ...
[0027] Механизмом, определяющим степень затягивания/зажатия валиками 120-130 эластичного изделия может являться, например, энкодер, установленный на приводном валу 220 (см. Фиг.2). Энкодер считывает данные оборотов приводного вала 220 для получения параметров движения детали (угол поворота/направление/скорость) в цифровом виде. Также, в качестве механизма, определяющего степень затягивания/зажатия валиками 120-130 эластичного изделия могут использоваться силомоментные датчики, предназначенные для преобразования сил, возникающих при физическом контакте захвата с объектом, в электрический сигнал. [0027] The mechanism that determines the degree of tightening / gripping of the elastic product by rollers 120-130 may be, for example, an encoder mounted on a drive shaft 220 (see Fig. 2). The encoder reads the speed data of the drive shaft 220 to obtain the movement parameters of the part (angle of rotation / direction / speed) in digital form. Also, force-torque sensors can be used as a mechanism that determines the degree of tightening / gripping of the elastic product by the rollers 120-130, designed to convert the forces arising from the physical contact of the gripper with an object into an electrical signal.
[0028] Операция отпускания удерживаемого эластичного изделия осуществляется приведением валиков 120-130 в движение в обратном направлении от начального. Электромеханический двигатель 140, по аналогии с операцией затягивания, приводит в действие приводной валик 120, обеспечивая его вращение вокруг своей оси в противоположном направлении от начального вращения (против часовой стрелки). Ведомый валик 130 приводится в действие приводным валиком 120, за счет трения сопрягаемых поверхностей, обеспечивая вращение ведомого валика 130 вокруг своей оси в противоположном направлении от приводного валика 120 (по часовой стрелке). [0029] В качестве материала, из которого изготавливаются валики, может выступать любой полимерный материал, имеющий высокую силу трения, например, резина, силикон и т.д. Валики дополнительно могут быть покрыты полимерным напылением, например, силиконовым, резиновым и т.п. [0028] The operation of releasing the held elastic article is carried out by driving the rollers 120-130 in the opposite direction from the initial direction. Electromechanical motor 140, similar to the tightening operation, drives the drive roller 120, causing it to rotate about its axis in the opposite direction from the initial rotation (counterclockwise). The driven roller 130 is driven by the drive roller 120 by friction of the mating surfaces, causing the driven roller 130 to rotate about its axis in the opposite direction from the drive roller 120 (clockwise). [0029] As the material from which the rollers are made, any polymer material having a high frictional force, for example, rubber, silicone, etc. can be used. The rollers can additionally be coated with polymer spraying, for example, silicone, rubber, etc.
[0030] Фиг.2 раскрывает реализацию конструкции приводного валика 120 электромеханического захватного устройства 100. Как показано на Фиг.2 приводной валик 120 жестко закреплен на приводном валу 220 для обеспечения вращения валика 120. Один конец приводного вала 220 закреплен в крепежном кронштейне 110 на ступице 240, которая посредством сборочных операций зафиксирована на корпусе крепежного кронштейна 110. Ступица 240 обеспечивает свободное вращение приводного вала 220. Другой конец приводного вала 220 соединен с электромеханическим двигателем 140 как показано на Фиг. 2. Такое соединение обеспечивает надежную работу захватного устройства, т.к. прямое соединение электромеханического двигателя 140 с приводным валом 220 позволяет передавать всю энергию вращения на приводной вал 220 без проскальзывания, что гарантирует равномерное вращение приводного вала 220 и, следовательно, равномерное затягивание материала эластичного изделия между вращающимися навстречу друг другу валиками 120-130. Кроме того, использование в качестве электромеханического двигателя 140, например, червячного редуктора, исключает возможность непроизвольной прокрутки приводного валика 120 под силой тяжести захваченного эластичного изделия, когда электромеханический двигатель 240 находится в выключенном состоянии (непроизвольная операция отпускания). [0030] FIG. 2 discloses an implementation of the drive roller 120 of the electromechanical gripper 100. As shown in FIG. 2, the drive roller 120 is rigidly secured to the drive shaft 220 to rotate the roller 120. One end of the drive shaft 220 is secured in a mounting bracket 110 on the hub 240, which is assembled to the body of the mounting bracket 110. The hub 240 allows the drive shaft 220 to rotate freely. The other end of the drive shaft 220 is connected to an electromechanical motor 140 as shown in FIG. 2. This connection ensures reliable operation of the gripper, because direct connection of the electromechanical motor 140 to the drive shaft 220 allows all the rotational energy to be transferred to the drive shaft 220 without slipping, which guarantees uniform rotation of the drive shaft 220 and, therefore, uniform pulling of the elastic product material between the counter-rotating rollers 120-130. In addition, using, for example, a worm gear as the electromechanical motor 140, prevents the drive roller 120 from spinning unintentionally under the gravity of the gripped elastic article when the electromechanical motor 240 is off (involuntary release operation).
[0031] Фиг. 3 описывает реализацию конструкции ведомого валика 130 электромеханического захватного устройства 100. Ведомый валик 130 жестко закреплен на ведомом валу 330 для обеспечения вращения указанного валика 130. Ведомый валик 130 приводится в действие за счет вращения приводного валика 120. Ведомый вал 330 закреплен на крепежном кронштейне 110 в шаровых опорах 350-1, 350-2 с каждой стороны крепежного кронштейна 110. Первая шаровая опора 350-1 жестко закреплена на крепежном кронштейне, при помощи сборочных операций, для обеспечения постоянного контакта ведомого валика 130 с приводным валиком 120. Вторая шаровая опора 350-2 закреплена на крепежном кронштейне 110 с помощью подвижной подпружиненной направляющей 360, обеспечивающей движение второй шаровой опоры 350-2 вверх и вниз вдоль вертикальной оси. Благодаря такой конструкции ведомый валик 330 способен отклоняться от горизонтальной оси на угол в диапазоне ± 10°. [0031] FIG. 3 describes the implementation of the structure of the driven roller 130 of the electromechanical gripper 100. The driven roller 130 is rigidly fixed to the driven shaft 330 to rotate the specified roller 130. The driven roller 130 is driven by the rotation of the drive roller 120. The driven shaft 330 is attached to the mounting bracket 110 in ball bearings 350-1, 350-2 on each side of the mounting bracket 110. The first ball bearing 350-1 is rigidly fixed to the mounting bracket by assembly operations to ensure constant contact of the driven roller 130 with the drive roller 120. The second ball bearing 350- 2 is secured to the mounting bracket 110 with a movable a spring-loaded guide 360 that allows the second ball bearing 350-2 to move up and down along the vertical axis. Due to this design, the driven roller 330 is capable of deviating from the horizontal axis by an angle in the range of ± 10 °.
[0032] Отклонение ведомого валика 130 может происходить в момент соприкосновения указанного валика 130 с поверхностью эластичного изделия. Например, инкассаторский пакет, наполненный монетами, располагается в заданной начальной точке. Заполненный инкассаторский пакет может принимать сферообразную или округлую форму. В этом случае при совершении операции захвата такого инкассаторского пакета приводной валик 120 будет только частично касаться материала мешка с монетами, т.к. приводной валик 120 располагается горизонтально в крепежном кронштейне. В свою очередь, ведомый валик 130, благодаря подвижной шаровой опоре 350-2, будет прижат большей частью корпуса валика к мешку с монетами. Это достигается посредством того, что в начальный момент контакта ведомого валика 130 с частью заполненного инкассаторского пакета с монетами только одна часть валика 130 прилегает к материалу эластичного изделия. Однако, с продолжением опускания захватного устройства 100 вторая часть, не прилегающая к материалу эластичного изделия в начальный момент контакта, за счет подвижной шаровой опоры и давления, создаваемого опусканием захватного устройства 100, отклоняется от горизонтальной плоскости на допустимый угол, тем самым приобретая большую площадь контакта с материалом эластичного изделия и повышая эффективность операции захвата. [0032] Deflection of the driven roll 130 may occur when said roll 130 contacts the surface of the elastic product. For example, a collection bag filled with coins is positioned at a given starting point. The completed collection bag can take a spherical or round shape. In this case, when performing the operation of gripping such a collection bag, the drive roller 120 will only partially touch the material of the bag with coins, because the drive roller 120 is disposed horizontally in the mounting bracket. In turn, the driven roller 130, by virtue of the movable ball bearing 350-2, will be pressed by the greater part of the roller body against the bag of coins. This is achieved by the fact that at the initial moment of contact of the driven roller 130 with a part of the filled collection bag with coins, only one part of the roller 130 bears against the material of the elastic product. However, with the continuation of the lowering of the gripper 100, the second part, not adjacent to the material of the elastic product at the initial moment of contact, due to the movable ball bearing and the pressure created by the lowering of the gripper 100, deviates from the horizontal plane by an allowable angle, thereby acquiring a large contact area with the material of the elastic product and increasing the efficiency of the gripping operation.
[0033] Фиксация и дальнейшее удержание эластичного изделия между валиками 120-130 происходит за счет остановки электромеханического двигателя 140, как было описано выше. Фиксация эластичного изделия между валиками 120-130, а также остановка электромеханического двигателя 140, препятствует непроизвольному проворачиванию ведомого валика 130 за счет силы трения, возникающей между валиками 120-130 и эластичным изделием, а также за счет самого электромеханического двигателя 140, препятствующего прокрутке приводного валика 120 в состоянии покоя (в состоянии, когда электромеханический двигатель 140 выключен). [0034] Таким образом, все признаки заявленной совокупности существенных признаков, выражающей сущность полезной модели как технического решения, находятся в причинно-следственной связи с указанным техническим результатом, влияя на его получение. [0035] Модификации и улучшения вышеописанных вариантов осуществления настоящего технического решения будут ясны специалистам в данной области техники. Предшествующее описание представлено только в качестве примера и не несет никаких ограничений. Таким образом, объем настоящего технического решения ограничен только объемом прилагаемой формулы полезной модели. [0033] Fixation and further retention of the elastic product between the rollers 120-130 occurs by stopping the electromechanical motor 140, as described above. Fixing the elastic product between the rollers 120-130, as well as stopping the electromechanical motor 140, prevents the involuntary rotation of the driven roller 130 due to the friction force arising between the rollers 120-130 and the elastic product, as well as due to the electromechanical motor 140 itself, which prevents the rotation of the drive roller 120 at rest (in a state where the electromechanical motor 140 is off). [0034] Thus, all the features of the claimed set of essential features, expressing the essence of the utility model as a technical solution, are in a causal relationship with the specified technical result, affecting its receipt. [0035] Modifications and improvements to the above-described embodiments of the present technical solution will be apparent to those skilled in the art. The foregoing description is provided by way of example only and is not intended to be limiting in any way. Thus, the scope of this technical solution is limited only by the scope of the attached utility model claims.

Claims

ФОРМУЛА FORMULA
1. Электромеханическое захватное устройство, содержащее: 1. Electromechanical gripping device containing:
• крепежный кронштейн, на котором закреплены электромеханический двигатель, приводной валик и ведомый валик, при этом о электромеханический двигатель соединен с приводным валом, на котором установлен приводной валик, и обеспечивает вращение указанного вала вокруг своей оси, причем второй конец приводного вала зафиксирован на ступице, закрепленной на корпусе крепежного кронштейна; о ведомый валик установлен на ведомом валу, который закреплен на шаровых опорах с каждой стороны крепежного кронштейна, причем первая шаровая опора жестко закреплена на корпусе крепежного кронштейна, а вторая шаровая опора закреплена на подвижной подпружиненной направляющей, обеспечивающей движение второй шаровой опоры вдоль вертикальной оси; при этом, ведомый валик приводится в движение приводным валиком за счет трения сопрягаемых поверхностей, обеспечивая захват эластичного изделия между вращающимися навстречу друг другу валиками и его дальнейшую фиксацию посредством остановки электромеханического двигателя. • a mounting bracket on which the electromechanical motor, the drive roller and the driven roller are fixed, while the electromechanical motor is connected to the drive shaft, on which the drive roller is installed, and provides rotation of the specified shaft around its axis, and the second end of the drive shaft is fixed to the hub, a mounting bracket fixed to the body; the driven roller is mounted on the driven shaft, which is fixed on ball bearings on each side of the mounting bracket, the first ball bearing being rigidly fixed to the mounting bracket body, and the second ball bearing being fixed on a movable spring-loaded guide providing movement of the second ball bearing along the vertical axis; in this case, the driven roller is driven by the drive roller due to the friction of the mating surfaces, ensuring the capture of the elastic product between the rollers rotating towards each other and its further fixation by stopping the electromechanical motor.
2. Электромеханическое захватное устройство по п.1 , характеризующееся тем, что электромеханический двигатель представляет собой электродвигатель с редуктором. 2. An electromechanical gripper according to claim 1, wherein the electromechanical motor is a gear motor.
3. Электромеханическое захватное устройство по п.1 , характеризующееся тем, что движение второй шаровой опоры вдоль вертикальной оси обеспечивает горизонтальное отклонение оси ведомого валика на угол наклона в диапазоне ± 10°. 3. Electromechanical gripping device according to claim 1, characterized in that the movement of the second ball joint along the vertical axis provides a horizontal deflection of the driven roller axis by an inclination angle in the range of ± 10 °.
4. Электромеханическое захватное устройство по п.1 , характеризующееся тем, что приводной и ведомый валики изготавливаются из полимерного материала. 4. Electromechanical gripping device according to claim 1, characterized in that the driving and driven rollers are made of a polymer material.
5. Электромеханическое захватное устройство по п.1 , характеризующееся тем, что поверхность приводного и/или ведомого валика покрывается резиновым или силиконовым напылением. 5. Electromechanical gripping device according to claim 1, characterized in that the surface of the driven and / or driven roller is coated with a rubber or silicone spray.
PCT/RU2019/000785 2019-11-05 2019-11-05 Electromechanical gripping device WO2021091411A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135326 2019-11-05
RU2019135326 2019-11-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021091411A1 true WO2021091411A1 (en) 2021-05-14

Family

ID=75848538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000785 WO2021091411A1 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Electromechanical gripping device

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA038992B1 (en)
WO (1) WO2021091411A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020113448A1 (en) * 2000-12-07 2002-08-22 Homayoon Kazerooni Mechanical grapple for manipulating objects
US20020125727A1 (en) * 2000-12-07 2002-09-12 Homayoon Kazerooni Mechanical grapple for grabbin and holding sacks and bags
DE102012013566A1 (en) * 2012-07-06 2014-05-08 Carl Stahl Gmbh connecting device
JP2018016425A (en) * 2016-07-26 2018-02-01 太平電業株式会社 Bag roll-in hanging jig

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2743208C3 (en) * 1977-09-26 1981-02-05 Windmoeller & Hoelscher, 4540 Lengerich Gripping device for filled sacks
DE2749908A1 (en) * 1977-11-08 1979-05-10 Union Special Gmbh Fabric grab for facilitating sewing - has rollers on grab arms picking up top fabric layer in stack
FR2555558B1 (en) * 1983-11-29 1986-10-24 Redoute Catalogue UNITARY GRIPPING DEVICE FOR BULK LAYOUT ARTICLES
SU1409571A1 (en) * 1986-12-03 1988-07-15 Центральная Научно-Исследовательская Лаборатория Полимерных Контейнеров Device for engaging filled bags
US10335951B2 (en) * 2015-07-29 2019-07-02 Canon Kabushiki Kaisha Information processing apparatus, information processing method, robot control apparatus, and robot system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020113448A1 (en) * 2000-12-07 2002-08-22 Homayoon Kazerooni Mechanical grapple for manipulating objects
US20020125727A1 (en) * 2000-12-07 2002-09-12 Homayoon Kazerooni Mechanical grapple for grabbin and holding sacks and bags
DE102012013566A1 (en) * 2012-07-06 2014-05-08 Carl Stahl Gmbh connecting device
JP2018016425A (en) * 2016-07-26 2018-02-01 太平電業株式会社 Bag roll-in hanging jig

Also Published As

Publication number Publication date
EA201992660A2 (en) 2021-05-31
EA038992B1 (en) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230321964A1 (en) Sticking machine
CN201186438Y (en) Manipulator for holding ampoule bottle
CN109704036A (en) Solar battery packaging production line conveying device
CN108792612B (en) Carrying manipulator
US9573774B2 (en) Device for handling plate-shaped objects
WO2021091411A1 (en) Electromechanical gripping device
CN108328316A (en) A kind of material conveying device
RU198037U1 (en) ELECTROMECHANICAL CAPTURE DEVICE
CN200970453Y (en) Ball pick-up machine for tennis
CN209052076U (en) A kind of terminal-collecting machine
CN209565719U (en) Automatic blanking fitting apparatus
CN210650462U (en) Attached equipment of dyestripping
CN207390442U (en) A kind of swing arm manipulator
CN211619258U (en) Star wheel conveying mechanism
CN115302487A (en) Photovoltaic silicon chip get piece material loading manipulator
CN208249301U (en) A kind of material conveying device
US20230028437A1 (en) Gripping device, robot and control method
CN112340123B (en) Automatic boxing device for wet tissues
CN211945388U (en) Stacking unstacker with vacuum chuck
CN209404035U (en) A kind of drawing cabinet
CN112407970A (en) Stacking machine for forward and reverse grabbing of color steel heat-insulation plates
CN208893603U (en) Mahjong machine and its pick up board handling system, component of registering the license
CN217914946U (en) Workpiece positioning device
CN214692091U (en) Rotary suction cup carrier for gypsum boards
CN219729717U (en) Box dragging device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19952047

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19952047

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1