RU1799724C

RU1799724C - Rolling module

Info

Publication number: RU1799724C
Application number: SU914937230A
Authority: RU
Inventors: Евгений Константинович Морозовский; Андрей Юрьевич Хусаинов; Олег Николаевич Охотниченко
Original assignee: Одесский Политехнический Институт
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1993-03-07

Abstract

Использование: область машиностроени , а именно конструкции манипул торов дл механизации и автоматизации основных и вспомогательных технологических процессов . На подвижном звене 2 закреплен сектор 3. Сектор 3 имеет профильные пазы. На звене 1 закреплён подпружиненный толкатель 10, сопр гаемый своей профильной частью с профильными пазами сектора 3 в конечных положени х подвижного звена 2 и св занный с двигателем 16 линейных перемещений . Кроме того на конце профильной части толкател Юустановлен свободно вращающийс ролик 11. Дл компенсации износа элементов трени профильные пазы сектора 3 выполнены в виде регулируемых кулачков 6,7,8,9.2 з. п.ф -лы , 1 ил.Usage: the field of mechanical engineering, namely, the design of manipulators for mechanization and automation of the main and auxiliary technological processes. Sector 3 is fixed to the movable link 2. Sector 3 has profile grooves. A spring-loaded plunger 10 is fixed on the link 1, mating with its profile portion with the profile grooves of the sector 3 in the end positions of the movable link 2 and connected to the linear displacement motor 16. In addition, a freely rotating roller 11 is installed at the end of the profile part of the pusher Yu. To compensate for wear of the friction elements, the profile grooves of sector 3 are made in the form of adjustable cams 6,7,8,9.2 h. p. f-l, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к области машиностроени , а именно к конструкци м манипул торов дл механизации и автоматизации основных и вспомогательных процессов . The invention relates to the field of mechanical engineering, and in particular, to constructions of manipulators for mechanization and automation of basic and auxiliary processes.

Цель изобретени - упрощение и удешевление модул качани .The purpose of the invention is to simplify and reduce the cost of the swing module.

Эта цель достигаетс тем, что в модуль качани , состо щий из двух звеньев, сопр женных вращательной парой п того класса, введен упорно-поворотный сектор с профильными пазами и нормально замкнутый пружинный толкатель, сопр гаемый своей профильной частью с профильными пазами упорно-поворотного сектора в конечных по- ложени х подвижного звена и св занный с двигателем линейных перемещений.This goal is achieved by the fact that in the swing module, consisting of two links mated by a rotary pair of the fifth class, a thrust-rotor sector with profile grooves and a normally closed spring pusher mating with its profile part with profile grooves of the thrust-rotary sector are introduced in the end positions of the movable link and associated with the linear displacement engine.

С целью уменьшени износа профильных пазов упорно-поворотного сектора, на конус профильной части толкател установ- лен свободно вращающийс ролик,In order to reduce the wear of the profile grooves of the thrust-turning sector, a freely rotating roller is installed on the cone of the profile part of the pusher.

С целью компенсации износа элементов профильных пазов и кулачков регулировки отрабатываемой координаты подвижным звеном, профильные пазы сек- тора образованы регулируемыми по положению кулачками.In order to compensate for the wear of the elements of the profile grooves and cams of adjustment of the worked-out coordinate by the moving link, the profile grooves of the sector are formed by position-adjustable cams.

Новым в предлагаемой конструкции вл етс введение в модуль качани упорно- поворотного сектора с профильными пазами и нормально замкнутого пружинного толкател , соединенного с двигателем линейных перемещений и имеющего профильную часть, сопр гаемую с профильными пазами упорно-поворотного сектора в конечных положени х подвижного звена.New in the proposed design is the introduction of a swing-thrust sector with profile grooves and a normally closed spring pusher connected to the linear displacement motor and having a profile part mating with the profile grooves of the rotary-sector sector in the end positions of the movable link.

Техническим преимуществом за вл емой конструкции по сравнению с прототи- пом вл етс упрощение и удешевление исполнительной и управл ющей систем, а также высока долговечность исполнительной части, св занна с возможностью компенсации и уменьшени износа элементов конструкции,The technical advantage of the claimed design in comparison with the prototype is the simplification and cheapening of the executive and control systems, as well as the high durability of the executive part, associated with the possibility of compensating and reducing wear of structural elements.

На чертеже приведен предлагаемый мо- дуль.The drawing shows the proposed module.

Звень 1 и 2 образуют вращательную кинематическую пару с центром 0. На звене 2 установлен сектор 3, на котором под углом в размещены две пары направл ющих 4 и 5, развернутые под углом /3 . К направл ющим 4 креп тс кулачки 6 и 7, а к направл ющим 5 - кулачки 8 и 9. Пара кулачков образует профильный паз, характеризуе- мый углом . Крепление кулачков позвол ет смещать их вдоль направл ющей в процессе монтажа и наладки с последующей жесткой фиксацией.Link 1 and 2 form a rotational kinematic pair with center 0. On link 2, sector 3 is mounted, on which two pairs of guides 4 and 5 are deployed at an angle of β, turned at an angle of / 3. Cams 6 and 7 are attached to the guides 4, and cams 8 and 9 are attached to the guides 5. A pair of cams forms a profile groove characterized by an angle. Fastening the cams allows them to be shifted along the guide during installation and commissioning, followed by rigid fixation.

В исходном положении звена 2 в фасонном пазу, образованном кулачками 8 и 9, размещена профильна часть толкател 10 характеризуема углом профил a, т. е. таким , каким характеризуетс профильный паз, На конце профильной части толкател 10 размещен свободно вращающийс ролик 11.In the initial position of link 2, in the shaped groove formed by the cams 8 and 9, the profile part of the pusher 10 is located, characterized by the angle of the profile a, i.e., as the profile groove is characterized. At the end of the profile part of the pusher 10, a freely rotating roller 11 is placed.

На звене 1 расположены направл ющие 12 и 13, обеспечивающие фиксацию направлени движени толкател 10, а также кронштейн 14. Пружина сжати 15 одним концом упираетс в буртик на толкателе 10, а другим в кронштейн 14, обеспечива силовой контакт в профильной части толкател 10 с кулачками, образующими профильные пазы, Двигатель 16 линейных перемещений подвижной частью сопр жен с толкателем 10, а неподвижной - со звеном 1. Пружина раст жени 17, закреплена одним концом на звене 1 (точка D), а другим на секторе 3 (точка А)и находитс , при сопр жении профильной части толкател 10 с профильным пазом на секторе 3, в статически нагруженном состо нии, воздейству на сектор 3 силой F. При этом в треугольнике ОАО угол между сторонами ОА и OD равен в /2.Guides 12 and 13 are located on link 1, which fix the direction of movement of the pusher 10, as well as the bracket 14. The compression spring 15 abuts against the shoulder on the pusher 10 with one end and the bracket 14 with the other, providing force contact in the profile of the pusher 10 with the cams forming the profile grooves, the linear motion motor 16 is connected by a moving part with a pusher 10, and a fixed part - with a link 1. A tension spring 17 is fixed at one end on link 1 (point D) and the other on sector 3 (point A) and is, when paired profile the second part of the pusher 10 with a groove profile on sector 3, in a statically loaded state, the impact force on sector 3 F. In this case, the angle of the triangle between the sides OD and OA is equal to / 2.

Работает модуль следующим образом. При нахождении звена 2 в исходном положении двигатель 16 отключен и, под действием пружины 15, толкатель 10 фиксирует положение звена 2. При необходимости .перемещени звена 2 на величину q2 0 включаетс двигатель 16, который обеспечивает перемещение толкател 10 на величину h, что обеспечивает свободное прохождение сектора 3 под толкателем. Одновременно с началом движени толкател 10 начинает двигатьс и звено 2 с сектором 3 под действием силы F, развиваемой пружиной 17. При этом .потенциальна энерги , накопленна в пружине 17, начинает уменьшатьс , переход в кинематическую энергию движени звена 2. При повороте звена 2 на величину /2 точка креплени пружины на секторе 3 перемещаетс из точки А в точку В, котора лежит на пр мой OD. При этом пружина 17 максимально разгружаетс и потенциальна энерги , остающа с в пружине, достигает минимального значени , а кинематическа энерги звена 2 - максимального .The module works as follows. When the link 2 is in the initial position, the engine 16 is turned off and, under the action of the spring 15, the pusher 10 fixes the position of the link 2. If necessary, the link 2 is moved by q2 0, the engine 16 is turned on, which moves the pushrod 10 by the value of h, which ensures free passing sector 3 under the pusher. Simultaneously with the beginning of the movement, the pusher 10 begins to move and the link 2 with the sector 3 under the action of the force F developed by the spring 17. At the same time, the potential energy accumulated in the spring 17 begins to decrease, the transition into the kinematic energy of the movement of the link 2. When the link 2 is rotated by value / 2, the spring attachment point on sector 3 moves from point A to point B, which lies on the direct OD. In this case, the spring 17 is unloaded as much as possible and the potential energy remaining in the spring reaches a minimum value, and the kinematic energy of link 2 is maximized.

При дальнейшем движении звена ЬWith further movement of the link b

2() пружина 17 начинает снова2 () spring 17 starts again

раст гиватьс , а, следовательно, начинает возрастать, накапливаема в ней потенциальна энерги , и одновременно уменьшатьс кинематическа энерги звена 2.stretch, and, therefore, begins to increase, the potential energy accumulates in it, and at the same time the kinematic energy of link 2 decreases.

При полном исчерпании кинематической энергии звеном 2, оно останавливаетс . При этом ввиду рассе ни части энергии, отработка координаты перемещени звена 2 будет с(, где вф - фактический угол поворота звена 2 и точка креплени , пружины на секторе 3 переместитс в т. С. Одновременно с подходом звена 2 к месту остановки отключаетс двигатель 16 и толкатель 10 под действием пружины 15 начинает движение, в исходное положение. Так как при остановке звена 2 им недоработана координата поворота на величину Aq 2 0 - #ф , то ролик 11, вступит в контакт с кулачком 7 и усилие Fnp со стороны пружины 15 обеспечит доработку перемещени звена 2 на величину q 2 9 - вф и точка креплени пружины 17 на секторе 3 переместитс из точки С в точку С при одновременном окончательном фиксировании сектора 3 путем сопр жени профильной части толкател 10с кулачками 6 и 7. При этом накопленна потенциальна энерги в пружине 17 обуславливает ее воздействие с усилием F, приложенным в точке С. Поэтому при включении двигател 16 цикл движени звена 2 повтор етс в обратном направлении, т. е. q 2 - В, что обес- печивает движени периодического качани звена 2 с минимальной затратой энергии. Так как процесс вступлени в контакт толкател 10 с кулачками 6, 7, 8 и 9 начинаетс с контактировани кулачков со свободно вращающимс роликом 11, то доработка координаты звеном 2 на величину A q 2происходит при относительном движении в основном с трением качени в зоне контакта, что обуславливает минимум рассеивани энергии и износа сопр гаемых поверхностей .When the kinematic energy is completely depleted by link 2, it stops. In this case, due to the dissipation of part of the energy, the development of the coordinate of movement of link 2 will be with (, where bf is the actual angle of rotation of link 2 and the attachment point, the springs on sector 3 will move to t. With the approach of link 2 to the stopping point, engine 16 is turned off and the pusher 10 starts to move to its original position under the action of the spring 15. Since when the link 2 stops, the rotation coordinate by the value Aq 2 0 - # f is not worked out, the roller 11 will come into contact with the cam 7 and the force Fnp from the side of the spring 15 will provide refinement of the movement of the link 2 n and the value q 2 9 is wf and the attachment point of the spring 17 on sector 3 will move from point C to point C while final fixing the sector 3 by pairing the profile of the pusher 10 with cams 6 and 7. In this case, the potential energy accumulated in spring 17 determines it action with the force F applied at point C. Therefore, when the engine 16 is turned on, the cycle of movement of link 2 is repeated in the opposite direction, that is, q 2 - B, which ensures the periodic rolling motion of link 2 with minimal energy consumption. Since the process of contacting the pusher 10 with the cams 6, 7, 8, and 9 begins with the cams contacting the freely rotating roller 11, the coordinate 2 is finalized by the value of A q 2 during relative motion mainly with rolling friction in the contact zone, which causes a minimum of energy dissipation and wear of mating surfaces.

Ввиду того, что угол /5 а и кулачки 6, 7, 8 и 9 могут быть смещены вдоль направл ющих 4 и 5, становитс возможным компенсировать износ при одновременном смещении кулачков к центру вращени и корректировать отработку координаты q2 при смещении кулачков в парах 6-7 и 8-9 вDue to the fact that the angle / 5 a and the cams 6, 7, 8 and 9 can be offset along the guides 4 and 5, it becomes possible to compensate for wear while shifting the cams to the center of rotation and to adjust the workout of the coordinate q2 when the cams are offset in pairs of 6- 7 and 8-9 in

разные стороны.different sides.

Техническими преимуществами за вл емой конструкции по сравнению с прототипом вл етс упрощение и удешевление исполнительной и управл ющей систем, аThe technical advantages of the claimed design in comparison with the prototype is the simplification and cheapening of the executive and control systems, and

также высока долговечность исполнительной части, св занна с возможностью компенсации и уменьшени износа элементов конструкции.the high durability of the actuator is also associated with the ability to compensate and reduce wear of structural elements.

Claims

1. A swing module comprising two links conjugated by a rotational kinematic pair, a linear displacement motor, and a spring accumulator of mechanical energy, characterized in

in that, in order to simplify the design, it is equipped with a sector fixed on one link having profile grooves and a spring-loaded pusher fixed on the other link, paired with its profile part to the profile grooves of the sector and connected to the linear displacement motor.

2. The module according to claim 1, characterized in that, in order to reduce wear of the profile grooves of the sector, it is equipped with a roller located at the end of the profile part of the pusher.

3. The module according to claim 1, characterized in that, in order to compensate for the wear of the friction elements, the profile grooves of the sector are made in the form of adjustable cams.