SU1558663A1 - Manipulator of module type - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к подъемному оборудованию, предназначенному дл  перемещени  различных изделий, и может быть использовано в робототехнике. Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей за счет использовани  агрегатно-модульного принципа построени  и обеспечени  инвариантности компоновок. Это достигаетс  тем, что в зависимости от технологической задачи может быть собрана конструкци  манипул тора из унифицированных деталей, их которых состоит модуль перемещени  1. Каждый из модулей перемещени  1 состоит из привода перемещени  в виде силового цилиндра, шток которого св зан с рейкой зубчатой передачи и корпуса 7, во взаимно перпендикул рных плоскост х которого выполнены отверсти . Дл  св зи модулей перемещений 1 между собой служат стыковочные элементы в виде штанг 4, расположенных в отверсти х корпусов смежных модулей, при этом корпуса могут быть установлены на штангах как жестко св занными с ними, так и с возможностью перемещений. 8 ил.The invention relates to lifting equipment designed to move various products, and can be used in robotics. The aim of the invention is the expansion of technological capabilities through the use of an aggregate-modular principle of building and ensuring the invariance of layouts. This is achieved because, depending on the technological task, the manipulator can be assembled from standardized parts, of which the displacement module 1 consists. Each of the displacement modules 1 consists of a displacement drive in the form of a power cylinder, the stem of which is connected to the gear rack and housing 7, in which mutually perpendicular planes holes are made. For the connection of the displacement modules 1, the connecting elements in the form of rods 4 located in the openings of the housings of the adjacent modules serve each other, and the housings can be mounted on the rods both rigidly connected with them and with the possibility of displacements. 8 il.

Description

пользовани  агрегатно-модульного ПРИН-JQ ординатных сквозных и параллельныхuse of modular-modular PRIN-JQ ordinate through and parallel

ципа построени  манипул торов и обеспечени  инвариантности компоновки, а также применени  механизма увеличени  хода исполнительного звена модул  перемещени  оmanipulation of the manipulator and ensuring the invariance of the layout, as well as the use of the mechanism to increase the course of the executive unit of the displacement module

На фиг,1 показан манипул тор с трем  степен ми подвижности, собранный из трех модулей перемещений; на фиг.2 - разрез А-А на фиг01; на фиг,3 - манипул тор с п тью степен ми подвижности, собранный из п ти модулей перемещений; на фиг„4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг,5 - модуль перемещени , общий вид; на фиг06 - разрез В-В на фиг,5; на фиг.7 - модуль перемещени , вид сверху; на фиг,8 - модуль перемещени , аксонометрическое изображение.Fig. 1 shows a manipulator with three degrees of mobility, assembled from three displacement modules; figure 2 - section aa on Fig; Fig. 3 shows a manipulator with five degrees of mobility, assembled from five modules of displacements; in Fig „4 - section BB in fig.Z; Fig. 5 shows the displacement module, a general view; on Fig - section bb In Fig, 5; Fig. 7 is a top view displacement module; Fig. 8 shows a displacement module, an axonometric image.

Манипул тор модульного типа состоит из последовательно соединенных модулей 1 перемещени , первый из которых св зан с основанием 2, а последний - с исполнительным органом 3, и стыковочных элементов, выполненных в виде штанг 4,The modular-type manipulator consists of series-connected displacement modules 1, the first of which is connected to the base 2, and the last to the actuator 3, and connecting elements made in the form of rods 4,

Основание 2 манипул тора может быть выполнено в виде двух опор 5, св занных между собой штангами 4 (фиг,1 и 2) или в виде дополнительной опоры 6 и модул  1 перемещени s св занных также штангами 4 (фиг03 и 4).The base 2 of the manipulator can be made in the form of two supports 5 connected between each other by rods 4 (figs, 1 and 2) or in the form of an additional support 6 and module 1 of displacement s also connected by rods 4 (figs 03 and 4).

Каждый модуль перемещени  состоит из корпуса 7 с клеммовым зажимом 8 дл  креплени  к колонне и привода перемещени  в виде зубчато-реечной и цепной передач и силового цилиндра 9, шток которого при помощи поводка 10 с клеммовыми зажимами жестко св зан с рейкой 11 зубчато-реечной передачи, а зубчатое колесо 12 этой передачи закреплено на валу, установленном в подшипниках 13 и несущем - звездочку 14 цепной передачи, котора  при необходимости может быть заменена зубчатым колесом или полумуфтой . Зубчатое колесо 12 выполнено мел ко модульным и с малым числом зубьев так, что его делительный диаEach displacement module consists of a housing 7 with a terminal clip 8 for attachment to the column and a movement drive in the form of a rack and pinion and chain transmission and a power cylinder 9, the rod of which is rigidly connected with the rack and pinion gear 11 by means of a driver 10 with terminal clamps and the gear wheel 12 of this gear is fixed to the shaft mounted in the bearings 13 and bearing - the sprocket 14 of the chain gear, which can be replaced with a gear wheel or a half coupling if necessary. The gear wheel 12 is made chalk to a modular and with a small number of teeth so that its dividing diameter

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

отверсти , расположенные по углам квадрата со стороной L и два таких же отверсти , перпендикул рных первым четырем отверсти м, рассто ние между которыми также равно L, В эти отверсти  в определенном пор дке (в зависимости от конкретной схемы манипул тора ) установлены и закреплены винтами  а фланцы четыре втулки 15, в которых по скольз щей посадке могут перемещатьс  штанги 4.holes located at the corners of a square with side L and two similar holes perpendicular to the first four holes, the distance between which is also equal L, To these holes in a certain order (depending on the particular manipulator circuit) are fixed and fixed with screws and the flanges have four sleeves 15 in which the rods 4 can move along a sliding fit.

При этом остающиес  свободными втулки 15 корпуса 7 могут быть использованы дл  стыковки с другим модулем перемещени , например, установлены на подвижных штангах 4 последнего , т0е0 первый модуль перемещени  становитс  исполнительным звеном второго модул  перемещени ,, По этой схеме возможно создание целой гаммы компоновок манипул торов.The remaining free sleeves 15 of the housing 7 can be used for docking with another displacement module, for example, mounted on movable rods 4 of the latter, so the first displacement module becomes the executive link of the second displacement module. In this scheme, a whole range of manipulator assemblies can be created.

На фиг.1 и 2 модуль 1 перемещени  установлен на неподвижных штангах 4, в его клемме зажата колонна 16, на которой закреплен первый модуль 1 первмещени „ Через горизонтальные втулки 15 второго модул  1 перемещени  пропущены подвижные штанги 4, на которых закреплен третий модуль перемещени  с вертикальными подвижными штангами 4 и исполнительным органом 3 (схватом)In Figures 1 and 2, the displacement module 1 is mounted on stationary rods 4, a column 16 is clamped in its terminal, on which the first modulus 1 of the displacement is fixed. Through the horizontal bushings 15 of the second displacement module 1, the movable rods 4 are mounted, on which the third displacement module vertical movable rods 4 and the executive body 3 (tong)

На фиг.З модуль 1 перемещени  и дополнительна  опора 6 св заны между собой гатангами 4 и образуют основание, На штангах 4 установлен с возможностью горизонтального перемещени  первый модуль 1 перемещени , св занный цепным транспортером 17 со звездочками 14 и 18 модул  перемещени  1 и дополнительной опоры 6, На первом модуле 1 перемещени  закреплен корпус 19, в котором установлен с возможностью поворота вал 20, состыкованный при помощи муфты 21 с выходным валом первого модул  1 перемещени . На валу 20 закреплен при помощи второй модуль 1 перемещени , на штангах 4 которого установлена неподвижно дополнительна  опора 6, а также третий модуль 1 перемещени , имеющий возможность горизонтально персмещатьс о Цепной транспортер 17 осуществл ет св зь третьего модул  1 перемещени  со звездочками второго модул  1 и дополнительной опоры 60 Через вертикальные втулки третьего модул  1 пропущены штанги 4, на конце которых закреплен четвертый модуль I, На выходном валу четвертого модул  1 установлен схват 3.In FIG. 3, the displacement module 1 and the additional support 6 are interconnected by gatangs 4 and form a base. On the rods 4, the first displacement module 1 is mounted for horizontal movement, connected by a chain conveyor 17 with sprockets 14 and 18 of the displacement module 1 and an additional support 6, On the first displacement module 1, a housing 19 is fixed in which the shaft 20 is pivotably mounted, coupled by means of a coupling 21 to the output shaft of the first displacement module 1. A second displacement module 1 is fixed on the shaft 20, the additional support 6 is fixed on the rods 4, and a third displacement module 1, which is able to move horizontally on the Chain conveyor 17, communicates the third displacement module 1 with asterisks of the second module 1 and additional support 60 Through the vertical sleeves of the third module 1, the rods 4 are passed, at the end of which the fourth module I is fixed, a tongs 3 are mounted on the output shaft of the fourth module 1.

Манипул тор модульного типа работает следующим образом.The modular-type manipulator operates as follows.

Рассмотрим работу одного из модулей 1 перемещений.Consider the work of one of the modules 1 movements.

При перемещении штока силового цилиндра 9 с помощью поводка 10 перемещаетс  рейка 11, котора  поворачивает вал с зубчатым колесом 12 и с установленной на нем ведущей звездочкой 14, Ведуща  звездочка 14 прот гивает цепь, идущую к исполнительному звену, перемеща  его по штангам 4, которые могут устанавливатьс  во втулках 15 как параллельно оси силового цилиндра 9, так и перпендикул рно ей, чем и достигаетс  инвариантность компоновки исполнительных и силовых элементевоWhen the rod of the power cylinder 9 is moved with the help of the driver 10, the rail 11 moves, which turns the shaft with the gear wheel 12 and with the driving sprocket 14 installed on it. The driving sprocket 14 pulls the chain going to the executive link, moving it along the rods 4, which can installed in sleeves 15, both parallel to the axis of the power cylinder 9 and perpendicular to it, thus achieving the invariance of the layout of the actuating and power elements

Манипул торы, составленные из нескольких модулей 1 перемещений, работают следующим обраэомоManipulators composed of several modules of 1 displacements work as follows.

На фиг,1 и 2 первый модуль 1, приводимый собственным силовым цилиндром , перемещаетс  на втулках 15 по неподвижным штангам 4 основани , транспортиру  закрепленный на колонне 16 второй модуль 1, который своим силовым цилиндром 9 перемещает горизонтально , штанги 4 с закрепленным на них третьим модулем 1, который в свою очередь перемещает вертикально штанги 4 со схватом 30In Figs. 1 and 2, the first module 1, driven by its own power cylinder, moves on the sleeves 15 along stationary rods 4 of the base, transporting the second module 1 mounted on the column 16, which horizontally moves the rods 4 with the third module fixed on the column 16. 1, which in turn vertically moves the rods 4 with a gripper 30

На фиг„3 и 4 показаны возможные варианты использовани  приводных модулей дл  поворота (ротации ) исполнительных звеньев, а также использование модул  в качестве привода цепного транспортера. Так, цепной транспортер 17, св зывающий звездочки модуFigs. 3 and 4 show the possible uses of the drive modules for rotating (rotating) the actuators, as well as using the module as a drive for a chain conveyor. So, chain conveyor 17, linking sprockets

л  1 и дополнительной опоры 6 (установленной на штангах 4 модул  1 )t перемещает первый модуль 1 на горизонтальных втулках по штангам 4 осно- вани с, Привод первого модул  1 используетс  дл  поворота вертикального вала 20, установленного в подшипниках в корпусе 19, с закреплен .Q ным на нем вторым модулем 10 Второй модуль 1, звездочка которого св зана со звездочкой дополнительной опоры 6 цепным транспортером 17, перемещает с помощью последнего горизонтальноl 1 and additional support 6 (mounted on rods 4 module 1) t moves the first module 1 on horizontal bushings along the rods 4 of the base c. The drive of the first module 1 is used to rotate the vertical shaft 20 mounted in bearings in the housing 19, fixed to .Q second module 10 on it. The second module 1, the asterisk of which is associated with the asterisk of the additional support 6 by the chain conveyor 17, moves horizontally with the help of the latter

., по штангам 4 третий модуль , который в свою очередь перемещает вертикально закрепленный на штангах 4 четвертый модуль 1, Этот последний модуль 1 используетс  как привод рота20 ции закрепленного на его выходном валу ( вместо звездочки ) схвата 3„., along rods 4, the third module, which in turn moves the fourth module 1 vertically mounted on the rods 4, This last module 1 is used as a rotation drive mounted on its output shaft (instead of an asterisk) 3 „

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 25 Манипул тор модульного типа, содержащий последовательно соединенные модули перемещений, первый из которых св зан с основанием, а последний - с захватом, причем каждый из модулей25 A modular-type manipulator containing series-connected displacement modules, the first of which is associated with the base, and the last with a grab, each of which is до включаетс  в себ  корпус и привод перемещени , и стыковочные элементы, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей за счет обеспечени  инвариантности компоновок, в корпусе каждого модул  перемещени  во взаимно перпендикул рных плоскост х вьщолне- 1НЫ отверсти , а стыковочные элементы выполнены в виде штанг, установлен4Q ных в отверсти х корпусов смежныхuntil it includes a housing and a displacement drive, and docking elements, characterized in that, in order to expand technological capabilities by providing invariance of arrangements, in the housing of each displacement module in mutually perpendicular planes in the full holes, and the docking elements are made the form of rods installed in the openings of the housings of adjacent модулей посредством введенных втулок, причем корпус одного из смежных модулей перемещений жестко св зан штангами, а корпус другого модул  педе ремещений установлен с возможностью перемещени  вдоль этих штанг, при этом привод перемещени  каждого модул  выполнен в виде зубчато-реечной передачи и силового цилиндра, корпус которо50 -го смонтирован на корпусе модул , а шток жестко св зан с рейкой зубчато- реечной передачиоmodules by means of inserted bushings, the case of one of the adjacent displacement modules is rigidly connected by rods, and the case of the other module of the displacements is mounted for movement along these rods, while the movement drive of each module is made in the form of a rack and pinion and power cylinder; th is mounted on the module case, and the rod is rigidly connected to the rack and pinion gear 3535 ГR // ff 1one tt J ЛJl рR вat // Фие.1Phie.1 АBUT л-лll zz Е-dE-d ii /а„ii / a „ ,/, / .да.Yes 0tfe.20tfe.2 77 УHave Фие.дFi.e Ч 17 1H 17 1 Фие.ЬFi.by 1Кв1Q МM Фие.5FI.5 Фие.7Fie.7 Составитель А„Шир ева Редактор С.Патрушева ТехредМ.Дидык Корректор М.ШарогаиCompiled by A Shirova Editor S. Patrusheva Tehred.M.Didyk Corrector M.Sharoga Заказ 804Order 804 Тираж 688Circulation 688 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101 ПодписноеSubscription