SU1646848A1

SU1646848A1 - Traversing modulus of manipulator

Info

Publication number: SU1646848A1
Application number: SU894711086A
Authority: SU
Inventors: Игорь Валентинович Надеждин; Евгений Петрович Солдаткин
Original assignee: Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1989-06-27
Publication date: 1991-05-07

Abstract

Изобретение относитс к общему машиностроению , в частности к манипул торам промышленных роботов дл автоматизации технологических процессов. Цель изобретени - улучшение динамических характеристик. В корпусе 1 расположено установленное в подшипниках исполнительное звено 2. Привод включает размещенный в корпусе 1 силовой цилиндр 5 и механизм передачи, состо щий из зубчатого колеса 6 и водила, жестко соединенных между собой при помощи, ступицы и укрепленных на подшипниках оси 8, закрепленной на штоке 9 силового цилиндра 5. Зубчатое колесо 6 находитс в посто нном зацеплении с рейкой 11, неподвижно установленной в корпусе между зубчатым колесом б и исполнительным звеном 2. При таком размещении рейки 11 траектори движени цевки 10, кинематически св занной с кулисой исполнительного звена 2, имеет вид перевернутой циклоиды. Скорость и ускорение кулисы и звена в моменты начала и конца движени равны нулю. В процессе поворота звена 2 траектори движени цевки 10 удал етс от центра вращени кулисы, что существенным образом улучшает динамику поворотного механизма . 2 ил. ел сThe invention relates to general engineering, in particular, to industrial robot manipulators for automating technological processes. The purpose of the invention is to improve the dynamic characteristics. In housing 1 there is an actuator mounted in bearings 2. The drive includes a power cylinder 5 placed in housing 1 and a transmission mechanism consisting of a gear wheel 6 and a carrier rigidly interconnected by means of a hub and fixed on axle bearings 8 fixed to the rod 9 of the power cylinder 5. The gear wheel 6 is in constant engagement with the rail 11, which is fixedly mounted in the housing between the gear wheel b and the actuating element 2. With this arrangement of the rail 11, the trajectory of the bobbin 10, kin aticheski associated with side scene actuator 2 has the form of an inverted cycloid. The speed and acceleration of the link and link at the moments of the beginning and end of the movement are zero. In the process of rotating link 2, the trajectory of movement of the fringe 10 moves away from the center of rotation of the link, which significantly improves the dynamics of the turning mechanism. 2 Il. ate with

Description

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к манипуляторам промышленных роботов для автоматизации технологических процессов.The invention relates to general engineering, in particular to the manipulators of industrial robots for the automation of technological processes.

Цель изобретения- улучшение динами- 5 ческих характеристик.The purpose of the invention is the improvement of dynamic characteristics.

Нафиг. 1 изображен модуль поворота манипулятора: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Haha. 1 shows the manipulator rotation module: in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Модуль поворота манипулятора содержит корпус 1 с расположенным в нем испол- 10 нительным звеном 2, установленным в подшипниках 3 на оси 4, привод, включающий силовой цилиндр 5 двухстороннего действия, установленный в корпусе, и механизм передачи, состоящий из зубчатого ко- 15 леса 6 и водила в виде диска 7, жестко соединенных между собой при помощи ступицы и укрепленных на подшипниках оси 8, закрепленной на штоке 9 силового цилиндра 5. На диске 7 установлена ведущая цевка 20The manipulator rotation module comprises a housing 1 with an executive link 2 located therein, mounted in bearings 3 on the axis 4, a drive including a double-acting power cylinder 5 mounted in the housing, and a transmission mechanism consisting of a gear wheel 15 of the forest 6 and drove in the form of a disk 7, rigidly interconnected by a hub and mounted on the bearings of the axis 8, mounted on the rod 9 of the power cylinder 5. On the disk 7 is installed the drive pin 20

10. Зубчатое колесо 6 находится в постоянном зацеплении с рейкой 11, неподвижно установленной в корпусе между зубчатым колесом 6 и исполнительным звеном 2. При таком размещении рейки 11 траектория 25 движения цевки 10, кинематически связанной с кулисой 12 исполнительного звена 2, имеет вид перевернутой циклоиды (показанапунктиром). Скорость и ускорение кулисы 12 и исполнительного звена. 2 в моменты 30 начала и конца движения равны нулю, так как направления из векторов: в указанные моменты совпадают с осью паза кулисы. В процессе поворота исполнительного звена 2 траектория движения цевки удаляется от 35 центра вращения кулисы, что существенным образом улучшает динамику поворотного механизма.10. The gear 6 is in constant engagement with the rack 11, fixedly mounted in the housing between the gear 6 and the executive link 2. With this arrangement of the rack 11, the path 25 of the pin 10, kinematically connected with the link 12 of the executive link 2, has the form of an inverted cycloid (shown by the dotted line). The speed and acceleration of the wings 12 and the executive link. 2 at moments 30 of the beginning and end of the movement are equal to zero, since the directions from the vectors: at the indicated moments coincide with the axis of the backstage groove. In the process of rotation of the executive link 2, the trajectory of the forearm is removed from the 35 center of rotation of the wings, which significantly improves the dynamics of the rotary mechanism.

Механизм регулирования угла поворота состоит из рычага 13, жестко установление)- 40 го на валу исполнительного звена 2, и регулируемых посредством винтов 15 упоров 14. Регулируемые упоры позволяют установить необходимую зону и угол поворота колонны. Подвод и Отвод воздуха к цилиндру 5 осу- 45 ществляются через штуцера 16 и 17. Контроль конечного положения испо!лнитедьного звена манипулятора осуществляется магнитоуправляемыми электрическими датчиками 18, установленными на упорах 14 и срабатывающими под действием магнитного поля магнитов 19, установленных на рычаге 13.The mechanism for adjusting the rotation angle consists of a lever 13, rigidly installed) - 40th on the actuator shaft 2, and stops 15 adjustable by means of screws 15. Adjustable stops allow you to set the required zone and angle of rotation of the column. The supply and exhaust of air to the cylinder 5 is carried out through fittings 16 and 17. The final position of the manipulator link is controlled by magnetically controlled electric sensors 18 mounted on the stops 14 and activated by the magnetic field of the magnets 19 mounted on the lever 13.

Крепление исполнительного звена 2 модуля углового перемещения с модулями подъема и горизонтального перемещения манипулятора осуществляется винтами (неThe executive link 2 of the angular displacement module with the lifting and horizontal modules of the manipulator is fixed with screws (not

4 показано) с дополнительной фиксацией пальцами 20.4 shown) with additional fixation with fingers 20.

Модуль поворота манипулятора работает следующим образом.The rotation module of the manipulator operates as follows.

Для поворота исполнительного эвена 2 на определенный угол сжатый воздух подается через один из штуцеров, например штуцер 17, в штоковую полость цилиндра 5. Шток 9 движется влево. Зубчатое колесо 6, размещенное на штоке 9, также вращаясь вместе с диском 7, перемещается влево, взаимодействуя при этом с зубчатой рейкойTo rotate the executive Even 2 at a certain angle, compressed air is supplied through one of the fittings, for example a fitting 17, into the rod cavity of the cylinder 5. The rod 9 moves to the left. The gear wheel 6, located on the rod 9, also rotating together with the disk 7, moves to the left, interacting with the gear rack

11. Установленная на диске 7 цевка ТО перемещается по циклоиде и, взаимодействуя с пазом кулисы 12, перемещает последнюю вместе с исполнительным звеном 2 на заданный угол. В крайнем левом положении штока 9 исполнительное звено поджимается рычагом 13 к неподвижному упору 14, тем самым фиксируя поворотную колонну и осуществляя выборку зазоров в механизме.11. Installed on the disk 7, the TO pin moves along the cycloid and, interacting with the backstage groove 12, moves the latter together with the executive link 2 by a predetermined angle. In the extreme left position of the rod 9, the executive link is pressed by the lever 13 to the fixed stop 14, thereby fixing the rotary column and sampling the gaps in the mechanism.

При движении штока цилиндра 5 в обратном направлении цикл работы механизма аналогичен.When the rod of the cylinder 5 moves in the opposite direction, the cycle of the mechanism is similar.

Предлагаемый механизм имеет улучшенные динамические характеристики вследствие циклоидального закона движения исполнительного звена. При этом повышается плавность пуска и останова модуля поворота, так как скорость и ускорение в рассматриваемые моменты равны нулю. В процессе поворота колонны манипулятора траектория движения цевки удаляется от центра вращения кулисы в отличие от известных кулисных механизмов, что дает существенное улучшение динамики за счет уменьшения максимальных значений ускорения ведомого звена.The proposed mechanism has improved dynamic characteristics due to the cycloidal law of movement of the executive link. This increases the smoothness of the start and stop of the rotation module, since the speed and acceleration at the considered moments are equal to zero. In the process of turning the column of the manipulator, the trajectory of the forearm moves away from the center of rotation of the wings, in contrast to the known link mechanisms, which gives a significant improvement in dynamics by reducing the maximum values of the acceleration of the driven link.

•А ·.•A ·.

Claims

Claim

The manipulator rotation module, comprising a housing with a rotary column, a drive including a power cylinder with a rod, a rack-and-pinion gear, a carrier with a pin, kinematically connected to a link mounted on a rotary column, and adjustable stops, st with the fact that, in order to improve dynamic characteristics by providing optimal acceleration of movement, the gear of the rack and pinion transmission is mounted on the axis of the rod of the power cylinder, and its gear rack is mounted on the housing between the gear and the swivel Olona, with a bobbin carrier rigidly fixed to the gear.