RU2022769C1 - Manipulator - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering, in particular, automatization of processing. SUBSTANCE: manipulator has mechanical arm in the form of pivot parallelogram. Link 12 of arm is connected with rotational drive. Connecting rod 15 couples second link 10 of parallelogram with side link 13. EFFECT: wider operational capabilities and enhanced reliability in operation. 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для автоматизации производственных процессов. The invention relates to mechanical engineering and can be used in various industries for the automation of production processes.

Известен промышленный робот, содержащий основание, вертикальный вал с установленной на нем механической рукой, привод ее поворота, выполненный в виде пневмодвигателя и приводы подъема и выдвижения руки. Known industrial robot containing a base, a vertical shaft with a mechanical arm mounted on it, a drive for its rotation, made in the form of an air motor and drives lifting and extending the arms.

Основным недостатком этого технического решения является применение пневмодвигателя в приводе поворота механической руки. Его применение ведет к тому, что нужно дополнительно подводить к манипулятору пневмолинию, что ведет к повышению эксплуатационных затрат. The main disadvantage of this technical solution is the use of an air motor in the drive rotation of a mechanical arm. Its use leads to the fact that it is necessary to additionally bring a pneumatic line to the manipulator, which leads to an increase in operating costs.

Близким техническим решением, принятым за прототип, является манипулятор, содержащий на основании вал, на котором установлена опора, несущая рука со схватом, устройство перемещения руки, включающее двигатель, соединенные последовательно ременную и червячную передачи, основной кулачковый механизм с роликами, гипоциклоидный механизм, три зубчатые передачи, дополнительный кулачковый механизм. A close technical solution adopted for the prototype is a manipulator containing, on the base of the shaft, on which a support is mounted, a supporting arm with a grip, a hand moving device including an engine, serially connected belt and worm gears, the main cam mechanism with rollers, a hypocycloid mechanism, three gears, additional cam mechanism.

Однако данное техническое решение имеет сложную конструкцию, кроме того, применение ременной передачи от электродвигателя к валу червячной передачи может привести к проскальзыванию, а значит и снижению точности позиционирования. However, this technical solution has a complex structure, in addition, the use of a belt drive from an electric motor to a worm gear shaft can lead to slippage and, therefore, to a decrease in positioning accuracy.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности позиционирования. The aim of the invention is to simplify the design and improve positioning accuracy.

Это достигается тем, что манипулятор, содержащий основание, электродвигатель, зубчатую передачу, связывающую электродвигатель с поворотной вертикальной колонкой, посаженной на вертикальный вал, установленный на основании, на верхнем окончании вала жестко эксцентрично закреплен плоский горизонтальный элемент, сопричастный с упорными роликами, снабжен механической рукой, выполненной в виде шарнирного параллелограмма с консольно выступающим звеном, шарнирным шатуном, штоком, верхнее трубчатое звено с входящим в него штоком связано с захватом, причем шток связан через шарнирный шатун с консольно выступающим звеном, а нижнее горизонтальное звено шарнирного параллелограмма жестко связано с вертикальной поворотной колонкой, а на верхнем трубчатом звене жестко закреплены упорные ролики. This is achieved by the fact that the manipulator comprising a base, an electric motor, a gear linking the electric motor with a rotary vertical column mounted on a vertical shaft mounted on the base, a flat horizontal element connected with the thrust rollers is rigidly eccentrically attached to the thrust rollers, equipped with a mechanical arm made in the form of a hinged parallelogram with a cantilever protruding link, an articulated connecting rod, a rod, the upper tubular link with the rod included in it is connected with grip, and the rod is connected through an articulated connecting rod with a cantilever protruding link, and the lower horizontal link of the articulated parallelogram is rigidly connected to the vertical rotary column, and thrust rollers are rigidly fixed on the upper tubular link.

Сравнение заявляемого технического решения с другими разработками показывает, что аналогичные конструкции известны, однако заявляемое технического решение обладает следующими отличительными признаками. Comparison of the claimed technical solution with other developments shows that similar designs are known, however, the claimed technical solution has the following distinctive features.

Манипулятор снабжен механической рукой, выполненной в виде шарнирного параллелограмма, причем нижнее звено его жестко связано с вертикальной поворотной колонкой. Это позволяет без применения дополнительного двигателя при повороте манипулятора производить подъем и опускание захвата. Шток верхнего трубчатого звена шарнирного параллелограмма связан через шарнирный шатун с консольно выступающим звеном. Это обеспечивает при поднятии или опускании манипулятора выдвижение или зависание захвата. На верхнем трубчатом звене жестко закреплены упорные ролики, сопричастные с плоским горизонтальным элементом. Причем плоский горизонтальный элемент выполнен в виде диска с диаметральной прорезью, что позволяет применять эксцентриситет при закреплении, а также производить поворот вокруг вертикального вала. Это позволяет при повороте поворотной вертикальной колонны производить подъем (опускание) и задвигание (выдвижение) захвата. The manipulator is equipped with a mechanical arm made in the form of a hinged parallelogram, and its lower link is rigidly connected with a vertical rotary column. This allows without the use of an additional engine when turning the manipulator to raise and lower the gripper. The rod of the upper tubular link of the articulated parallelogram is connected through an articulated connecting rod with a cantilever protruding link. This ensures that when raising or lowering the manipulator, the grip extends or hangs. Thrust rollers associated with a flat horizontal element are rigidly fixed on the upper tubular link. Moreover, the flat horizontal element is made in the form of a disk with a diametrical slot, which allows the use of eccentricity when securing, as well as rotate around a vertical shaft. This makes it possible to raise (lower) and retract (extend) the gripper when turning the rotary vertical column.

Совокупность осуществляемых признаков заявляемого технического решения проявляет свойства, дающие положительный эффект, заключающийся в цели изобретения. The set of implemented features of the claimed technical solution exhibits properties that give a positive effect, which is the aim of the invention.

Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия". This allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг.1 показан общий вид манипулятора; на фиг.2 - то же, при повороте на 180^о; на фиг.3 - манипулятор, вид сверху; на фиг.4 - то же, при повороте механической руки на 180^о.Figure 1 shows a General view of the manipulator; figure 2 is the same when turning 180 ^about ; figure 3 - manipulator, top view; figure 4 is the same when turning a mechanical arm 180 ^about .

К основанию 1 смонтирован вертикальный вал 2 с надетой на него поворотной колонкой 3. Зубчатая передача состоит из закрепленной на колонке 3 ведомой шестерни 4, сопричастной с ведущей шестерней 5, закрепленной на валу электродвигателя 6, установленного на кронштейне 7. На верхнем окончании вертикального вала 2 жестко эксцентрично закреплен плоский горизонтальный элемент 8, сопричастный с упорными роликами 9, жестко установленными на верхнем трубчатом звене 10 механической руки 11, выполненной в виде параллелограмма 13 с жестким горизонтальным звеном 12. Выступающее консольно звено 14 соединено через шарнирный шатун 15 со штоком 16 и закрепленным на штоке 16 захватом 17. A vertical shaft 2 is mounted to the base 1 with a rotary column 3 mounted on it. The gear train consists of a driven gear 4 fixed to the column 3, connected with the driving gear 5, mounted on the shaft of the electric motor 6, mounted on the bracket 7. At the upper end of the vertical shaft 2 a flat horizontal element 8 rigidly eccentrically fixed, associated with the thrust rollers 9, rigidly mounted on the upper tubular link 10 of the mechanical arm 11, made in the form of a parallelogram 13 with a rigid horizontal vein 12. The protruding cantilever link 14 is connected via an articulated connecting rod 15 to the rod 16 and a grip 17 fixed to the rod 16.

Работа манипулятора состоит в следующем. The operation of the manipulator is as follows.

Подается питание на манипулятор с включением электродвигателя 6, связанного с шестерней 4 через шестерню 5, происходит поворот колонны 3 на заданный угол. Одновременно с этим происходит подъем верхнего трубчатого звена 10 за счет сопряжения роликов 9 с эксцентрично жестко закрепленным горизонтальным элементом 8. При этом происходит выдвижение (задвигание) штока 16 с захватом 17, осуществляемое связью консольно выступающего звена 14 через шарнирный шатун 5 со штоком 16. Power is supplied to the manipulator with the inclusion of an electric motor 6 connected to the gear 4 through the gear 5, the column 3 is rotated by a predetermined angle. At the same time, the upper tubular link 10 is lifted due to the mating of the rollers 9 with an eccentrically rigidly fixed horizontal element 8. At the same time, the rod 16 is extended (retracted) with a gripper 17, which is connected by the cantilever-protruding link 14 through an articulated connecting rod 5 with the rod 16.

Преимущество изобретения состоит в том, что манипулятор прост в изготовлении и надежен в эксплуатации вследствие применения в нем одного электродвигателя. Повышение точности позиционирования производится за счет применения негибких передач, что исключает проскальзывание. Данные преимущества снижают эксплуатационные затраты на 15-20%. An advantage of the invention is that the manipulator is simple to manufacture and reliable in operation due to the use of one electric motor. Improving the accuracy of positioning is due to the use of inflexible gears, which eliminates slippage. These benefits reduce operating costs by 15-20%.

Claims (1)

МАНИПУЛЯТОР, содержащий основание с вертикальной стойкой, на которой расположена приводная колонка, механическую руку с захватом, привод ее поступательного перемещения, выполненный в виде кулачкового механизма, содержащего параллельный руке кулачок и упорные ролики, отличающийся тем, что механическая рука выполнена в виде параллелограммного механизма, одно звено которого жестко связано с приводной колонкой, параллельное ему звено выполнено телескопическим, а одно боковое звено выполнено консольным и связано посредством дополнительно введенного шатуна с наружным элементом телескопического звена, при этом кулачок жестко связан со стойкой, а упорные ролики - с наружным элементом телескопического звена. MANIPULATOR, comprising a base with a vertical strut, on which the drive column is located, a mechanical arm with a grip, a drive of its translational movement, made in the form of a cam mechanism containing a cam parallel to the arm and thrust rollers, characterized in that the mechanical arm is made in the form of a parallelogram mechanism, one link of which is rigidly connected to the drive column, a parallel link to it is made telescopic, and one side link is made cantilever and connected by means of additional o the connecting rod with the outer element of the telescopic link, while the cam is rigidly connected to the rack, and the thrust rollers - with the outer element of the telescopic link.

Images