CS262779B1

CS262779B1 - Gripper for handling geometric abjectaml

Info

Publication number: CS262779B1
Application number: CS874160A
Authority: CS
Inventors: Stefan Ing Csc Valencik; Maria Ing Valencikova
Original assignee: Stefan Ing Csc Valencik; Maria Ing Valencikova
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1987-06-08
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS416087A1

Abstract

Chápadlo pre manipuláciu s geomerický- mi objektanii podlá AO č. 243 771, u ktorého je sústava ramlen ukončená nepriamymi če- .lusfami, ktorých činná časť je vytvořená v čeíustlach pevne uloženou gulou a v čelustl odpružené uloženým valcom, prispósobenými rozmeroin a tvaru uchopovaných objektov. Chápadlo je možné použiť zejména pri konštrukcií manipulačných zariadení.Gripper for manipulating geometric objects according to AO No. 243 771, in which the arm system is terminated by indirect jaws, the active part of which is formed by a ball firmly mounted in the jaws and a spring-loaded cylinder mounted in the jaws, adapted to the dimensions and shape of the objects being gripped. The gripper can be used in particular in the construction of handling devices.

Description

Chápadlo pre manipuláciu s geomerickými objektanii podlá AO č. 243 771, u ktorého je sústava ramlen ukončená nepriamymi če.lusfami, ktorých činná časť je vytvořená v čeíustlach pevne uloženou gulou a v čelustl odpružené uloženým valcom, prispósobenými rozmeroin a tvaru uchopovaných objektov. Chápadlo je možné použiť zejména pri konštrukcií manipulačných zariadení.Gripper for manipulation with geomeric objects according to AO no. 243 771, in which the arm assembly is terminated by indirect jaws, the active part of which is formed in the jaws by a fixed ball and in the jaw spring-loaded cylinder, adapted to the size and shape of the gripped objects. The gripper can be used especially in the construction of handling equipment.

Vynález sa týká chápadla pre manipuláciu s geometrickými objektami pódia základného vynálezu chráněného čs. AO 243 771.The present invention relates to a gripper for manipulating geometric objects of the basic invention protected by the Czechoslovak Republic. AO 243,771.

V súčasnosti známe chápadlá s mechanickým uchopováním objektov majú pohon prstov vytvořený na principe práce nožníc, zverákov., klieští, paralelogramov, pružných prstov alebo článkov chobotnic. U týchto chápadiel je možné dosiahnuť len malý uchopovací a tvarový rozsah, čím sa zužuje rozsah použitia týchto v malosériovej koncentrovanej výrobě. Chápadlá sú riešené váčšinou ako dvojčeiusťové, čím sa zváčšuje obtiažnosť centrovania uchopených objektov.The currently known gripper with mechanical gripping of objects has a finger drive formed on the principle of scissors, vices, pliers, parallelograms, flexible fingers or octopus links. With these grippers, only a small gripping and shape range can be achieved, thereby narrowing the scope of use of these in small series concentrated production. The grippers are usually designed as twin-wire, which increases the difficulty of centering the gripped objects.

Zo súčasného stavu techniky sú známe klieštiny, ktoré upínajú bremená tak, že zverná sila medzi čeiusťami a bremenom sa vyvodí gravitačným účinkom břemena klieštiny, t. j. zverné čeíuste. Uzavretie čelustí sa deje působením sily na pákový mechanizmus, ktorý uzatvára funkčnú časť čelustí, zviera břemeno a ďalším působením zdviho-vej sily vyvodzuje zvernú silu v čelustiach minimálně tak velkú, že trecie zložky tejto sily sú vyššie ako gravitačně sila břemena.Collets are known from the prior art which clamp loads so that the clamping force between the jaws and the load is due to the gravitational effect of the collet load, i. j. clamping jaws. The closing of the jaws is effected by a force on the lever mechanism that closes the functional part of the jaws, the animal load and by further action of the lifting force exerts a gripping force in the jaws at least so great that the friction components of this force are higher than the gravitational force.

Nevýhodou riešenia je, že oíváranie čeiustí musí vo váčšine prípadov vykonávat obsluha.The disadvantage of the solution is that the jaws must be activated by the operator in most cases.

Ďalším známým typom klieštiny je zvierka, ktorá upíná břemeno medzi pevnú opornú plochu přítlačným palcom, ktorý je vytvořený pákovým mechanizmom, kde jeden koniec páky je přítlačným palcom a na druhý působí zdvihová sila. Změnou polohy otočného čapu sa dosahuje změna velkosti prítlačnej sily medzi palcom, bremenom a pevnou čelusťou. Uvolnenie zovretia sa dosahuje uvolněním výstredníka pevnej čel'uste.Another known type of collet is a clamp that clamps a load between a fixed support surface by a pressing thumb, which is formed by a lever mechanism, wherein one end of the lever is a pressing thumb and the other is exerted by a lifting force. By varying the position of the pivot pin, the amount of contact force between the thumb, the load and the fixed jaw is changed. The clamping release is achieved by releasing the eccentric of the fixed jaw.

Nevýhodou riešenia je, že zmenšením hrůbky upínaného břemena sa nedá vždy zabezpečit rovnobežnosť přítlačných plůch zvierky.The disadvantage of the solution is that it is not always possible to ensure parallelism of the clamping surfaces of the clamp by reducing the depth of the clamped load.

Podlá DE 2 916 899 je známe chápadlo, konštrukčne převedené tak, že okrem výkyvného ramena má ešte na klieštine pohyblivo uložené ďalšie rameno, opatřené dorazom a tiež výkyvným palcom, ktorý slúži na blokovanie uchytených objektov vo vnútri klieštiny a súčasne spolu s dalším objektom výkyvem smerom dovnútra umožňuje uchopenie a prenášanie súčasne viacerých objektov, například gulatiny. Dopravujúce výkyvné rameno má na svojom konci kíbovité predíženie pre dopredný pohyb a spatný pohyb je obmedzený dorazom.According to DE 2 916 899, a gripper is known to be constructed such that, in addition to the pivot arm, it has a movable arm on the pliers, provided with a stop and also a pivot thumb which serves to block the gripped objects inside the pliers. it allows you to grab and carry multiple objects, such as logs, simultaneously. The conveying swinging arm has at its end a hinged extension for forward movement and the backward movement is limited by the stop.

Riešenie je všestranné použitelné, konŠtrukčné prevedenie však poměrně komplikované. Hodí sa skůr pre dosahovanie zvýšeného výkonu při objemných a dlhých přenášených súčastí ako gulatina, rúry a pod. Uspůsobením konštrukcie by mohlo slúžiť aj pre upotrebenie prenášania menších súčastí.The solution is versatile, but the design is rather complicated. It is suitable for skins to achieve increased performance with bulky and long carrying parts such as logs, pipes and the like. Due to the design, it could also serve to carry smaller parts.

Sú známe tiež chápadlá založené na principe postupného odvalovania sa prilnajúcich článkov po povrchu objektu. Charakteristické pre chápadlá chobotnicového typu je, že určité množstvo rovnako velkých článkov postupné dělí dráhu uchopenia. Bezpečnost uchopenia možno zvačšovaf vučším počtom článkov prstov, čo spůsobuje konštrukčnú a funkčnú zložitosf.There are also known grippers based on the principle of gradual rolling of adherent cells on the surface of the object. A characteristic of the octopus-type grippers is that a number of equally sized cells gradually divide the gripping path. The grip safety can be increased by a greater number of finger links, which causes structural and functional complexity.

Druhý spůsob riešenia sa vyznačuje tým, že kolíky, ktoré tvoria osadenia výstupných prvkov chápadla, majú možnost doplňkových pohybov pre potřeby dokonalého zabezpečenia styku s premenlivým tvarom objektu uchopenia.The second method is characterized in that the pins, which form the shoulder of the gripper outlet elements, have the possibility of complementary movements in order to ensure perfect contact with the variable shape of the gripping object.

Nevýhodou riešenia je konstrukčně zložitosť, velké rozměrové parametre a určitost rozměrového rozsahu.The disadvantage of the solution is the structural complexity, large dimensional parameters and certainty of the dimensional range.

Ďalšie riešenie představuje dvojprsté chápadlo, skladajúce sa z viacerých článkov pospájaných navzájom hriadelmi s otočné uloženými pármi kladiek. Prsty sú obohnané bubon, spojený cez spojku s elektromotorom.Another solution is a two-finger gripper consisting of a plurality of links interconnected by shafts with rotatably mounted pairs of pulleys. The fingers are enclosed by a drum connected via a clutch to an electric motor.

Nevýhodou riešenia je obtiažnosť zabezpečenia rovnakého tlaku po upínacej ploché, centrickosť uchopenia a konštrukčná zložitosť.The disadvantage of the solution is the difficulty of ensuring the same pressure after clamping flat, centric grip and structural complexity.

Iným riešením je přetlaková hlavica s pružnými prstami, ktorá pri působeni tlakového vzduchu v elastickej komorovej hadici, upevnenej jednostranné na nerozťažnom, ale ohybnom elemente je deformovaná tak, že je schopná uchopovat objekty 1'ubovol'nélio tvaru, no v obmedzenom rozsahu ich rozmerov a pri menších presnostiach polohovania.Another solution is an elastic finger pressurized head which, when compressed air is applied in an elastic chamber hose, mounted unilaterally on a non-extensible but flexible element, is deformed so that it is capable of gripping objects of arbitrary shape but within a limited range of dimensions and at lower positioning accuracy.

V súčasnosti sú známe riešenia viacúčelového alebo- univerzálneho charakteru, ktoré umožňujú manipuláciu s poměrně širokým rozsahom tvar-ov a rozmerov objektov založené na štúdiách 1'udskej ruky s viacerými pohyblivými čeiusťami, iné využívajú natáčanie dvoch čelustí pri tretej pevnej podlá tvaru uchopovanej súčiastky.Multipurpose or universal solutions are currently known which allow manipulation of a relatively wide range of shapes and dimensions of objects based on studies of a human hand with multiple movable jaws, while others utilize the twisting of the jaws at the third fixed shape of the gripped component.

Napriek vlacúčelovosti každé z týchto chápadiel má obmedzenia pre určitý rozměr, hmotnost a tvar súčiastok. Univerzálnost sa dosahuje relativné nákladnou technológiou, zaistenie potřebných funkcií je nákladné, poměr hmotnosti k nosnosti je vel'ký.Despite the rolling purpose of each of these grippers, it has limitations on a certain size, weight and shape of the components. Versatility is achieved by a relatively costly technology, providing the necessary functions is expensive, and the weight to load ratio is large.

Jedno z riešení, vhodné pre využitie v malosériovej koncentrovanej výrobě, poskytuje chápadlo podlá čs. AO — 243 771, u ktorého teleso chápadla je pevne spojené s lineárnym valcom, ktorého piestna tyč je opatřená priamou čelusťou, na ktorej sú kyvné a súčasne suvne z oboch stráň usporiadané ramená, ukončené v tvare ozubených segmentov, uložených v čapoch, spoluzaberajúc s dalšími, opačné uloženými ramenovými če1'usťami, ktoré sú zo strany ozubených segmentov uložené v čapoch a druhý koniec tvoří nepriama čelusť, spojené ešte pomocným ramenom, ktoré umožňuje priamočiary posuv čelustí.One of the solutions, suitable for use in small-lot concentrated production, provides a gripper according to MS. AO-243 771, in which the gripper body is rigidly connected to a linear cylinder, the piston rod of which is provided with a straight jaw, on which the arms arranged at the same time are pivoted and slidable from both sides. The opposite end forms an indirect jaw connected by an auxiliary arm, which allows the jaws to move directly.

Prax ukázala potřebu prisposobenia tvaru čelistí a doplňujúcej funkčnosti tohto typu chápadiel pre geometrické (gul'a, válec, hranol, kváder, ihlan, kužel', hyperboloid...) objekty, zabezpečujúce stabilně uchopenie a držanie bez potřeby centrovania tohoto v priebehu manipulácie a pre zabránenie jeho vypadnutou.Practice has shown the need to adapt the shape of the jaws and the complementary functionality of this type of gripper for geometric (ball, cylinder, prism, block, pyramid, cone, hyperboloid ...) objects ensuring stable grip and holding without the need for centering this during handling and to prevent it from falling out.

Tieto požiadavky a technický problém rieši konštrukčné prevedenie podfa vynálezu, ktorého podstatou je sústava ramien ukončená nepriamymi čelustami, pričom činná časť jednej nepriamej čeluste je tvořená odpružené uloženým valcom a činná časť θ'statných nepriamych čelustí je převedená v tvare gule.These requirements and the technical problem are solved by a construction according to the invention which consists of a system of arms terminated by indirect jaws, the active part of one indirect jaw being formed by a spring-mounted cylinder and the active part of the other indirect jaws being transferred in the shape of a ball.

Převedením pohybu čelustí pomocou kombinovaných prvkov podfa vynálezu sa dosiahne rozšírenie tvarov uchopenia. Tým, že priama čelist je rovinná a dve nepriame čefuste majú gufový tvar pri tretej odpruženej válcového tvaru, dosiahne sa eliminácia změny polohy osi uchopovaných objektov z příslušného rozsahu rozmerov a tvarov, čím sa zvýši bezpečnost a přesnost uchopenia, odstráni sa potřeba dodatočného centrovania manipulovaných objektov k osi uchopenia. Univerzálnost použitia chápadla sa dosiahne tvarom uchopovacím čeíustí v rámci geometrických objektov symetrických tvarov. Výhodou navrhovaného riešenia je predovšetkým nový přístup konštrukčného riešenia a usporiadania prvkov chápadla, umožňujúc zlepšenie kontaktného uhla chápadla.By converting the movement of the jaws by means of the combined elements according to the invention, an extension of the gripping shapes is achieved. Because the straight jaw is planar and the two indirect jaws have a spherical shape in the third spring-shaped cylindrical shape, elimination of the position change of the gripped object axis from the appropriate range of dimensions and shapes is achieved, thereby increasing grip safety and accuracy. to the grip axis. The versatility of gripper use is achieved by the shape of the gripping jaws within the geometric objects of symmetrical shapes. The advantage of the proposed solution is, above all, a new approach to the design and arrangement of the gripper elements, allowing the gripper contact angle to be improved.

Na pripojenom výkrese je na obr. 1 v náryse a čiastočnom řeze a na obr. 2 v pódoryse znázorněné chápadlo podfa vynálezu, so znázorněním jeho funkcie.In the attached drawing, FIG. 1 in a front and partial cross-section, and FIG. 2 is a top view of a gripper according to the invention, showing its function.

Chápadlo podfa vynálezu, ako je znázorněné na obr. 1, pozostáva z telesa chápadla 1, ktoré je pevne spojené s lineárnym valcom 2, ktorého piestna tyč 3 je opatřená priamou čeíusťou 7. Na danej príamej čefusti 7 sú kývne a súčasne suvne, z troch stráň usporiadané ramená 4, ukončené v tvare ozubených segmentov 11, uložených v čapoch 12, spoluzaberajúc s dalšími, opačné uloženými ramenovými čelustami 5, ktoré sú zo strany ozubených segmentov 11 uložené v čapoch 13 a druhým koncom volné spojené s nepriamymi čelustami 8 a 9, kde těženým valcom a činná časť ostatných nemocnými ramenami 6 s nepriamymi čelisťami 8 a 9, u ktorých činná, uchopovacia a zvieracia časť plochy je převedená v tvare gule a v tvare valea 10 odpruženého v čeIusti 8.The gripper of the invention as shown in FIG. 1, consists of a gripper body 1, which is fixedly connected to a linear cylinder 2, the piston rod 3 of which is provided with a straight jaw 7. On said straight jaw 7, the arms 4 are arranged in the form of toothed segments. 11, located in pins 12, co-engaging with other, oppositely arranged arm jaws 5, which are loosely connected to the toothed segments 11 in pins 13 and the other end loosely connected to the indirect jaws 8 and 9, where the extracted cylinder and active part of the other diseased arms 6 with indirect jaws 8 and 9, in which the operative, gripping and clamping part of the surface is in the form of a ball and in the form of a cylinder 10 springed in the jaw 8.

Základným pohonným prvkom chápadla podfa vynálezu je lineárny válec 2, ktorý je pevne spojený s telesom chápadla 1. Pohyb od lineárneho valea 2 je prenášaný priamo na priamu čefusť 7, ktorá tvoří jednu z uchopovacích čelustí a zároveň zabezpečuje přenos uchopovacej sily a pohybu na sústavu ramien 4 a 5. Pohyb z ramenových čelustí 5 je priamo prenášaný na nepriame čeluste 8 a 9 vofne spojené s příslušným ramenom 5. Centrickost uchopenia sa dosahuje pomocou gufového tvaru čefustí 9, valea 10 odpružené uloženého v čelustí 8 a pomocného ramena 6.The basic driving element of the gripper according to the invention is a linear cylinder 2 which is fixedly connected to the gripper body 1. Movement from the linear barrel 2 is transmitted directly to the straight gripper 7, which forms one of the gripping jaws while ensuring gripping force transmission and movement to the arm system The movement from the arm jaws 5 is directly transmitted to the indirect jaws 8 and 9 freely coupled to the respective arm 5. The centric gripping is achieved by means of the spherical shape of the jaws 9, valea 10 sprung mounted in the jaws 8 and the auxiliary arm 6.

Claims

Practice has shown the need to adjust the shape of the gel and the complementary functionality of this type of turret for geometrical (spherical, cylindrical, cuboid, cuboid, cone, cone, hyperboloid ...) objects that provide a stable grip without the need to center this manipulation and prevent it from falling out. These requirements and the technical problem are solved by an embodiment of the invention, the essence of which is a system of arms terminated by indirect jaws, wherein the active part of one indirect jaw is formed by a spring-loaded cylinder and the active part of the other indirect jaws is converted into a ball shape. By converting the motion of the jaws with the combined elements of the invention, the widening of the grip shapes is achieved. Thus, the claw face is planar and the two indirect jaws have a spherical shape at the third spring-shaped cylindrical shape, eliminating the change in position of the gripping objects axis of the appropriate size and shape, thereby increasing the safety and grip accuracy, eliminating the need for additional centering manipulated objects. to the axis of attachment. The versatility of the use of the gripper is achieved by the gripping jaws in the frameometric objects of symmetrical shapes. The advantage of the proposed solution is, in particular, a new approach to the design and arrangement of the gripper elements, enabling the contact angle of the grip to be improved. FIG. 1 is a cross-sectional view of FIG. 1, and FIG.

2 shows a gripper according to the invention, illustrated with its function. The gripper according to the invention, as shown in Fig. 1, consists of a gripper body 1 which is rigidly connected to a linear val-com 2, whose piston rod 3 is provided with a straight gripper 7. On a given straight gripper 7, they sloping, three-legged arms 4, terminated in the form of toothed segments 11, accommodated in part 12, co-engaging with other, oppositely extending leg jaws S, which are located on the side of the toothed segments 11 in the pins 13 and the second end of the loose sleeve with indirect jaws S and 9, where the driven cylinder and the active part of the other non-powerful arms 6 with indirect jaws 8 and 9, in which the gripping and clamping portion of the surface is transferred in the shape and in the shape of the cylinder 10 sprung The basic driving element of the invention is a linear cylinder 2 which is rigidly connected to the gripper body 1. The movement of the linear cylinder 2 is transmitted by a straight line p The jaw 7, which forms one of the jaws and simultaneously transfers the gripping force and movement to the arm system 4 and S. The movement of the arm jaws 5 is directly transmitted to the indirect jaws 8 and 9 loosely associated with the respective jaws. 5. The centering of the grip is achieved by means of a spherical shape of the jaws 9, the spring 10 mounted in the jaw 8 and the auxiliary arm 6. The object of the gripper for manipulating the geometric objects according to the certificate No. 243 771, characterized in that the arm system [4, 5] is terminated by indirect jaws (8, 9), wherein the active part of the single direct jaw is formed by a spring-loaded cylinder and the active part of the other non-straight jaws is ball-shaped. 1 sheet of drawings