BR112012032168B1

BR112012032168B1 - uma máquina paralela-cinemática com suportes de cardan

Info

Publication number: BR112012032168B1
Application number: BR112012032168-4A
Authority: BR
Inventors: Karl-Erik Neumann; Thomas Andersson; Kristoffer Larsson; Fredrik Palmquist
Original assignee: Exechon Technologies Holding Ab
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2020-12-08
Also published as: SE1050623A1; DK2582495T3; TWI573657B; KR20130043658A; IL223051A0; JP2013528505A; US20130087004A1; RU2558324C2; CA2802330C; JP5676756B2; CA2802330A1; SE535182C2; EP2582495A1; PT2582495E; ES2523592T3; RU2013102115A; KR101443545B1; MY164490A; MX2012014716A; PL2582495T3

Abstract

UMA MÁQUINA PARALELA-CINEMÁTICA COM SUPORTES DE CARDAN. A presente invenção se refere a uma máquina paralela-cinemática (20) que inclui três dispositivos de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3) cada um dos quais podendo ser alongado e encurtado individualmente, em que cada dispositivo de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3) é conectado para um primeiro, para um segundo e para um terceiro respectivo anel de cardan interno (23.1, 23.2, 23.3) de junções de cardan universais (UGJ) e em que cada anel de cardan interno (23.1, 23.2, 23.3) é montado em mancais (25, 26, 27) para rotação nos suportes de cardan (21, 22) que são rotacionalmente montados em mancais de cardan externos (28, 29, 39) em uma montagem externa (290), em que o primeiro anel de cardan interno (23.1) e o terceiro anel de cardan interno (23.3) são montados para rotação em um suporte de cardan externo comum (21) que é montado para rotação em torno de um eixo geométrico de cardan comum (32, 52) e em que o segundo anel de cardan interno (23.2) é montado para rotação em um suporte de cardan único (22) que é montado em dois mancais opostos para rotação em torno de um segundo eixo geométrico de cardan (31, 51) que não é alinhado com referido eixo geométrico de cardan comum (32, 52). (Figura 2)

Description

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um campo de ferramentas e robóticas de máquinas e, então, particularmente a máquinas paralelas-cinemáticas intencionadas para trabalho na indústria e seus suportes de cardan (balancim).

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO

0 pedido de patente internacional número WO 2006/054935 apresenta uma máquina paralela-cinemática, tipo para o qual a presente invenção se refere. A máquina paralela-cinemática apresentada neste documento inclui três dispositivos de ajustamento que podem ser alongados e encurtados individualmente de maneira a movimentar uma cabeça de posicionamento. Cada um dos três dispositivos de ajustamento é conectado para a cabeça de posicionamento por intermédio de uma primeira junção. Adicionalmente, cada dispositivo de ajustamento é conectado para uma base por intermédio de uma junção universal. A cabeça de posicionamento é movivel dentro de uma faixa de trabalho em resposta para manobra dos dispositivos de ajustamento.

A base apresentada no referido documento do estado da técnica é projetada como uma unidade de bloco fixada na qual cada uma das três junções universais para cada dispositivo de ajustamento é montada. Esta base, também conhecida como a plataforma superior, é complicada para produzir e bem como dificil para maquinar (usinar) de maneira a conseguir as corretas tolerâncias em cada um dos ajustamentos de cada junção universal o que é um tanto quanto dispendioso. Esta base é também muito pesada e é, consequentemente, sujeita a altos custos de transportamento e requer uma montagem precisa na localização onde a máquina é para ser colocada. Também o usuário final de uma tal máquina que é proporcionada com esta base tem que dispor para incorporação desta base para seu sistema de produção o que poderia ser dificil devido para o fato do volume e do peso da base.

A precisão das movimentações deste tipo de máquinas depende enormemente de sua rigidez, o que por sua vez, depende do número de mancais/graus de liberdade disponíveis e também da habilidade dos materiais componentes para minimizar estresses por torção e estresses por encurvamento em direções criticas. Na máquina paralela-cinemática apresentada cada junção universal montada de base requer superfícies maquinadas (usinadas) na base, superfícies que requerem altas tolerâncias de maneira para que a máquina venha a ganhar a rigidez requerida. Por conseqüência, é muito difícil manufaturar uma base fundida para uma tal máquina quando a mesma se aproxima para tolerâncias que são necessitadas para a máquina. A base de máquina conhecida é também proporcionada com uma cavidade (furo) central através da qual cabos devem chegar de lado a lado, cavidade que também enfraquece uma tal base.

OBJETIVO DA PRESENTE INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é o de proporcionar uma máquina paralela-cinemática com peso reduzido.

Um objetivo adicional da presente invenção é o de proporcionar uma máquina paralela-cinemática que também é mais eficiente em custos do que máquinas paralelas- cinemáticas previamente conhecidas.

Um objetivo adicional da presente invenção é também tornar uma tal máquina paralela-cinemática mais fácil de manufaturar.

Também um objetivo da presente invenção é o de proporcionar uma máquina paralela-cinemática possuindo rigidez global aumentada o que, por conseqüência, torna possivel ganhar tolerâncias mais altas em maquinação (usinagem) do que máquinas paralelas-cinemáticas do estado da técnica.

Um objetivo da presente invenção é o de proporcionar um suporte de cardan de uma máquina paralela-cinemática cuja rigidez e, em conseqüência disso, sua precisão desejada, é aumentada em comparação com aquelas de máquinas paralelas-cinemáticas conhecidas precedentemente. Por intermédio da presente invenção isto é conseguido em combinação com uma construção simples que contribui em direção de custos de manufaturação relativamente baixos.

Um objetivo adicional da presente invenção é também o de conectar o suporte de cardan de um primeiro dispositivo de ajustamento com o suporte de cardan de um terceiro dispositivo de ajustamento um para o outro para evitar torção (flexão) individual destes dispositivos de ajustamento durante operação, resultando em rigidez substancialmente aumentada.

Um objetivo adicional da presente invenção é o de proporcionar uma tal suporte de cardan que é mais leve e, em conseqüência disso, também contribuir para a consecução de uma construção mais simples e de custos de manufaturação relativamente baixos.

Em conjunção, um outro objetivo da presente invenção é o de proporcionar suportes de cardan de uma tal máquina paralela-cinemática que são adaptados para requerimentos de montagem de um usuário final.

APRESENTAÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO

Estes objetivos são conseguidos por intermédio da presente invenção como definidos na reivindicação de patente independente acompanhante. Concretizações adicionais adequadas da presente invenção irão se tornar aparentes a partir das reivindicações de patente dependentes acompanhantes.

A presente invenção se refere a uma máquina paralela- cinemática que inclui três dispositivos de ajustamento que podem ser alongados e encurtados individualmente em suas direções longitudinais, em que cada dispositivo de ajustamento em uma extremidade é conectado para uma cabeça de posicionamento por intermédio de uma primeira junção. Cada dispositivo de ajustamento é conectado para um primeiro, para um segundo e para um terceiro respectivo anel de cardan interno de junções de cardan universais. Cada anel de cardan interno é montado em mancais para rotação em anéis de cardan externos que são rotacionalmente montados em mancais de cardan externos em uma montagem externa. Esta montagem externa é apresentada na descrição e juntamente com seus Desenhos das Figuras como uma estrutura de montagem, mas esta estrutura é somente indicada como localizações para mancais de suporte de cardan (anéis de cardan externos). Estas localizações são para serem proporcionadas pelo usuário final da máquina e podem ser dispostas de numerosas maneiras tanto quanto as posições dos mancais são mantidas. A cabeça de posicionamento é aqui movivel dentro de uma faixa de trabalho em resposta para manobra dos dispositivos de ajustamento. A máquina é proporcionada com pelo menos dois feixes de reforço que são cada um deles conectados para a cabeça de posicionamento por intermédio de um respectivo mancai de rotação de feixe cada um possuindo unicamente um grau de liberdade. Cada feixe de reforço é adaptado para deslizar longitudinalmente em um mancai de feixe nas referidas respectivas junções de cardan universais quando um ou mais dos dispositivos de ajustamento são alongados ou encurtados. Cada feixe de mancai é conectado para o suporte de cardan por intermédio de uma junção universal de feixe e em que o mancai de feixe de pelo menos um feixe de reforço é rotacionável em torno de um eixo geométrico que se estende paralelo com o eixo geométrico longitudinal de referido feixe de reforço. O primeiro anel de cardan interno e o terceiro anel de cardan interno são rotativamente montados em torno de eixos geométricos paralelos nos respectivos anéis de cardan externos. E neste caso, os respectivos anéis de cardan externos são conectados para um suporte de cardan comum que é montado para rotação em torno de um eixo geométrico de cardan comum e em que o segundo anel de cardan interno é montado em um suporte de cardan único que é montado em dois mancais opostos para rotação em torno de um eixo geométrico de cardan único que não é alinhado, isto é, não possuindo um eixo geométrico rotacional comum, com referido eixo geométrico de cardan comum.

Em uma concretização da presente invenção, o referido segundo eixo geométrico de cardan é orientado aproximadamente paralelo para referido eixo geométrico de cardan comum.

Em uma concretização da presente invenção, o referido eixo geométrico de cardan comum do suporte de cardan único é orientado aproximadamente perpendicular para referido eixo geométrico de cardan comum e em que pelo menos um de referidos mancais do suporte de cardan único é localizado na montagem externa.

Em uma concretização da presente invenção, ambos os mancais do suporte de cardan único são localizadas na montagem externa.

Em uma concretização da presente invenção um mancai do suporte de cardan único é localizado na montagem externa e o outro mancai do suporte de cardan único é localizado no suporte de cardan comum em uma localização entre os mancais do primeiro anel de cardan interno e os mancais do terceiro anel de cardan interno.

Em uma concretização da presente invenção, referido outro mancai do suporte de cardan único é proporcionado como um mancai de junção de bola no suporte de cardan comum.

Em uma concretização da presente invenção, referido outro mancai do suporte de cardan único é proporcionado como um mancai de junção universal possuindo um suporte de mancai interno e um suporte de mancai externo no suporte de cardan externo comum de maneira que o suporte de cardan único é montado para o suporte de cardan comum com dois graus de liberdade entre os referidos suportes de mancai.

Em uma concretização da presente invenção, cada feixe de reforço possui em uma primeira direção uma rigidez de flexão que é consideravelmente maior do que sua rigidez de flexão em uma direção em ângulos retos para referida primeira direção.

Em uma concretização da presente invenção, cada feixe de reforço possui uma configuração de seção transversal genericamente retangular.

As concretizações detalhadas posteriormente descritas incluem três dispositivos de ajustamento, cada um dos quais é conectado para seu respectivo feixe de reforço, em que o segundo feixe de reforço pode ligeiramente rotacionar em torno de seu eixo geométrico longitudinal. Concretizações nas quais o segundo dispositivo de ajustamento é proporcionado com um feixe de reforço adicional podem também ser reconhecidas dentro do escopo da presente invenção.

Como irá ser evidente a partir das concretizações ilustradas, à primeira junção é determinado somente um grau de liberdade, em conseqüência disso determinando à máquina sua rigidez.

Cada feixe de reforço é adaptado para apresentar em uma primeira direção uma resistência ao encurvamento que enormemente excede sua resistência ao encurvamento em uma direção em ângulos retos para a primeira direção. Isto possibilita que 0 feixe de reforço venha a possuir uma configuração de seção transversal genericamente retangular ou uma configuração de seção transversal elíptica. Irá ser compreendido, entretanto, que outras configurações de seção transversal são conceptiveis dentro do escopo da presente invenção, tais como feixes em (I), por exemplo. O feixe de reforço irá preferivelmente ser feito de um material compósito reforçado com fibras de carbono.

A máquina em concordância com a concretização da presente invenção mostrada em detalhes inclui três dispositivos de ajustamento, cada um dos quais é permanentemente conectado para um feixe de reforço em referida primeira junção. Como é indicado anteriormente, um dos dispositivos de ajustamento pode também ser proporcionado com um feixe de reforço adicional com a intenção de obtenção geralmente da mesma rigidez em todas as direções como é apresentado na referência do estado da técnica. Como indicado anteriormente, a máquina pode conceptivelmente ser proporcionada com unicamente dois feixes de reforço posicionados em ângulos retos um para o outro. 0 mancai de feixe de pelo menos um feixe de reforço é ligeiramente rotacionável em torno de seu próprio eixo geométrico longitudinal ou em torno de um eixo geométrico em seu suporte de cardan paralelo com referido próprio eixo geométrico longitudinal.

Cada dispositivo de ajustamento da concretização da presente invenção ilustrada é compreendido de um mecanismo de porca e parafuso cuja porca é permanentemente conectada para o elemento de giro interno. Irá ser compreendido, entretanto, que outros projetos de máquinas possuindo outros tipos de dispositivos de ajustamento são totalmente conceptiveis dentro do escopo da presente invenção. Por exemplo, motores lineares podem ser utilizados como dispositivos de ajustamento ao invés do mecanismo de porca e parafuso. Um tal motor linear pode até mesmo consistir do feixe de reforço ou compreender uma parte do mesmo.

Cada feixe de reforço pode incluir pelo menos um primeiro elemento de deslizamento se estendendo longitudinalmente, por exemplo, uma barra de deslizamento de aço que pode ser colada e firmemente aparafusada para o feixe, referido primeiro elemento de deslizamento sendo conectado em uma disposição (maneira) configurada bloqueada, mas deslizavelmente, em relação para um segundo elemento de deslizamento, por exemplo, um trilho de guia, que é conectado para a porca, tanto diretamente ou quanto indiretamente, por intermédio de um mancai intermediário. No caso em que o segundo elemento de deslizamento é conectado para a porca indiretamente por intermédio de um mancai intermediário, o segundo elemento de deslizamento é guiado relativamente para a porca em uma disposição (maneira) configurada inteligente em virtude de ser capacidade para inclinar em torno do dispositivo de ajustamento.

O parafuso ou a porca é rotativamente fracionado por um motor de dispositivo de ajustamento. Quando é o parafuso que é fracionado pelo motor, o motor é conectado para uma extremidade do parafuso, enquanto que a outra extremidade de referido parafuso é suportada por um mancai de suporte. No caso da concretização da presente invenção mostrada em detalhes, o motor de dispositivo de ajustamento é montado em um suporte de motor cuja uma das extremidades é proporcionada com uma parte de referida primeira junção e que também inclui superficies de conexão contra as quais um ou mais feixes de reforço é/são intencionados para ser/em fixado/s. O suporte de motor suportando o motor de dispositivo de ajustamento pode alternativamente ser montado na outra extremidade do parafuso em relação para aquilo que é mostrado, com o que a extremidade de "motor livre" do parafuso é conectada para a primeira junção neste caso. Quando é a porca que é fracionada pelo motor, a tração pode ser efetuada, por exemplo, por intermédio de uma correia de tração ou os assemelhados, de maneira que a relação do dispositivo de ajustamento para o motor pode ser prontamente mudada.

Duas das primeiras junções na cabeça de posicionamento incluem eixos geométricos de junção mutuamente paralelos, enquanto que a terceira de referidas primeiras junções em referida cabeça de posicionamento inclui um eixo geométrico de junção que se estende em ângulos retos para as outras duas. Em adição, o eixo de giro interno da junção universal de cada dispositivo de ajustamento é paralelo com o eixo geométrico de junção da primeira junção do dispositivo de ajustamento com respeito para aquelas junções que não possibilitam inclinação, isto é, rotação do feixe de reforço em torno de um eixo geométrico paralelo com seu próprio eixo geométrico longitudinal simétrico na junção.

A concretização da presente invenção mostrada em detalhes, proporciona uma máquina paralela-cinemática cujas junções universais incluem duas junções que possuem cada uma dois graus de liberdade e uma junção que possui três graus de liberdade, e somente um grau de liberdade com observação para cada um dos mancais rotacionais de feixe da máquina, isto é, na cabeça de posicionamento.

Deverá ser compreendido que o número de feixes de reforço proporcionados e suas dimensões de seção transversal podem ser variado/as em concordância com a presente invenção. Irá também ser compreendido que o número de graus de liberdade da primeira junção, isto é, a junção de dispositivo de ajustamento com respeito para a cabeça de posicionamento, pode ser variada, proporcionado que o mancai rotacional de feixe não seja comum com a primeira junção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção irá agora ser descrita em maiores detalhes com referência para uma concretização exemplificativa da mesma ilustrada nos Desenhos das Figuras acompanhantes. Nos Desenhos das Figuras: Figura 1 ilustra uma máquina paralela-cinemática em concordância com o estado da técnica indicado;

Figura 2 ilustra uma máquina paralela-cinemática em concordância com uma primeira concretização da presente invenção;

Figura 3 ilustra uma máquina paralela-cinemática em concordância com uma segunda concretização da presente invenção;

Figura 4 ilustra uma máquina paralela-cinemática em concordância com uma terceira concretização da presente invenção;

Figura 5 ilustra os suportes de cardan da máquina em concordância com a primeira concretização da presente invenção apresentada na Figura 2;

Figura 6 ilustra os suportes de cardan da máquina em concordância com a segunda concretização da presente invenção apresentada na Figura 3;

Figura 7 ilustra os suportes de cardan da máquina em concordância com a terceira concretização da presente invenção apresentada na Figura 4;

Figura 8 ilustra uma vista lateral da estrutura de montagem de cardans da primeira concretização da presente invenção apresentada na Figura 2;

Figura 9 apresenta a seção A - A na Figura 8;

Figura 10 ilustra uma vista lateral da estrutura de montagem de cardans da segunda concretização da presente invenção apresentada na Figura 3;

Figura 11 apresenta a seção B - B na Figura 10;

Figura 12 ilustra uma vista lateral da estrutura de montagem de cardans da terceira concretização da presente invenção apresentada na Figura 4;

Figura 13 apresenta a seção C - C na Figura 12;

Figura 14 ilustra uma vista lateral da estrutura de montagem de cardans de uma estrutura de montagem de cardans alternativa da terceira concretização da presente invenção apresentada na Figura 4;

Figura 15 apresenta a seção D - D da estrutura de montagem de cardans alternativa na Figura 14.

Os Desenhos das Figuras são somente representações esquemáticas/diagramáticas e a presente invenção não está limitada para as concretizações neles representadas.

DESCRIÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO

De maneira a mais claramente descrever a presente invenção, uma máquina do estado da técnica irá ser descrita na Figura 1 e a partir de uma tal máquina, a presente invenção foi desenvolvida. Por consequência, para uma compreensão básica da máquina em concordância com a presente invenção, referência é feita para esta máquina do estado da técnica. A terminologia utilizada quando descrevendo esta máquina do estado da técnica é ligeiramente diferente do que aquela utilizada quando descrevendo as concretizações em concordância com a presente invenção. Adicionalmente, esta máquina do estado da técnica contém diversos correspondentes componentes que também estão presentes nas concretizações da presente invenção, como pode ser reconhecido a partir dos Desenhos das Figuras acompanhantes.

A Figura 1 ilustra uma máquina paralela-cinemática do estado da técnica (1) . A máquina inclui uma base (2) na qual três junções universais separadas (3.1, 3.2, 3.3) são montadas em três correspondentes aberturas de penetração de lado a lado na base. Estendendo-se através de cada junção universal está um dispositivo de ajustamento (4.1, 4.2, 4.3) e um ou mais feixes de reforço (5.1, 5.2.1, 5.2.2, 5.3) . Quando a junção universal relacionada para o dispositivo de ajustamento não é coincidente com a junção universal relacionada para o feixe de reforço, a junção universal do feixe de reforço chamada a junção universal de feixe é referenciada (BUI, BU2, BU3) . 0 dispositivo de ajustamento possui a forma de um mecanismo de porca e parafuso, cuja porca é rigidamente conectada para a junção universal. O parafuso de dispositivo de ajustamento é tracionado por um motor de ajustamento (6.1, 6.2, 6.3) montado em um suporte de motor (7.1, 7.2, 7.3) que, por sua vez, é proporcionado em sua extremidade com uma parte (8) de uma primeira junção que co-atua com a outra parte (9) da junção para rotação em torno de um primeiro eixo geométrico de junção (10) . A outra parte (9) da primeira junção é rigidamente conectada para uma cabeça de posicionamento (11). A primeira junção (8, 9, 10) da concretização da Figura 1, por conseqüência, funciona como um mancai rotacional de feixe (100.3) com respeito para o terceiro feixe de reforço (5.3) e, neste caso, atua como uma dobradiça que possui somente um grau de liberdade. Outros suportes de motor (7.1, 7.2) são conectados correspondentemente para a cabeça de posicionamento (11) , por intermédio de um mancai rotacional de feixe individual (100.1, 100.2). A cabeça de posicionamento (11) é, então, conectada tipicamente para uma cabeça de manobra (12), para uma cabeça de ferramenta (13), e para um recurso de atamento de ferramenta (14) , para movimentação de uma ferramenta dentro da faixa de trabalho da máquina. O suporte de motor (7.1, 7.2, 7.3) também inclui sobre duas laterais opostas, superficies de conexão (15) contra as quais os feixes de reforço (5.1, 5.2.1, 5.3) são apertados. Como irá ser observado a partir da Figura 1, a base é proporcionada com uma janela média (16) para a acomodação de cabos e os assemelhados.

Como irá ser observado a partir da Figura 1, um dos dispositivos de ajustamento, o segundo dispositivo de ajustamento (4.2), inclui dois feixes de reforço (5.2.1, 5.2.2) que são colocadas sobre uma respectiva lateral do dispositivo de ajustamento conectado para referidos feixes, e orientados geralmente em ângulos retos para os dois feixes de reforço remanescentes (5.11, 5.3) nos dois outros dispositivos de ajustamento (4.1, 4.3). Como um resultado desta duplicação de feixe de reforço, a todos os feixes de reforço na máquina podem ser determinadas as mesmas dimensões e irão tomar (suportar) forças de magnitudes igualmente grandes.

A Figura 2 mostra uma primeira concretização da presente invenção; uma máquina paralela-cinemática (20) que inclui três dispositivos de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3) cada um dos quais com um motor e um mecanismo de porca e parafuso que coopera com partes de cardan internas de uma junção de cardan universal na máquina. Os dispositivos de ajustamento podem ser alongados e encurtados individualmente. Cada dispositivo de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3) é, em uma extremidade, conectado para uma cabeça de posicionamento (211) por intermédio de uma primeira junção (200.1, 200.2, 200.3) em que cada dispositivo de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3) é conectado para um primeiro, para um segundo e para um terceiro respectivo anel de cardan interno (23.1, 23.2, 23.3) de junções de cardan universais UGJ. Cada anel de cardan interno (23.1, 23.2, 23.3) é montado em mancais (25, 26, 27) para rotação em suportes de cardan (21, 22) que são rotacionalmente montados em mancais de cardan externos (28, 29) em uma montagem externa (290). 0 termo "mancai" é utilizado a seguir tanto para o mancai em si mesmo e quanto para o assento do mancai. A cabeça de posicionamento (211) é movivel dentro de uma faixa de trabalho em resposta para manobra dos dispositivos de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3). Pelo menos dois feixes de reforço (25.1, 25.2, 25.3) são cada um dos quais conectados para a cabeça de posicionamento (211) por intermédio da respectiva primeira junção (200.1, 200.2, 200.3), cada uma possuindo unicamente um grau de liberdade. Cada feixe de reforço (25.1, 25.2, 25.3) é adaptado para deslizar longitudinalmente em um mancai de feixe nas referidas respectivas junções de cardan universais UGJ quando um ou mais dos dispositivos de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3) são alongados ou encurtados. Cada mancai de feixe é conectado para um suporte de cardan (21, 22) e o mancai de feixe de pelo menos um feixe de reforço (25.2) é rotacionável em torno de um eixo geométrico que se estende paralelo com o eixo geométrico longitudinal de referido feixe de reforço (25.2). O primeiro anel de cardan interno (23.1) e o terceiro anel de cardan interno (23.3) são rotacionalmente montados em torno de um eixo geométrico paralelo em um e o mesmo suporte de cardan (21) . Por consequência, na presente invenção, os anéis de cardan externos precedentemente mencionados do primeiro dispositivo de ajustamento e do terceiro dispositivo de ajustamento e do primeiro feixe de reforço e do quarto feixe de reforço são conectados para um suporte de cardan comum (21) que é montado para rotação em torno de um eixo geométrico de cardan comum no mancai de cardan comum (28). O segundo anel de cardan interno (23.2) é proporcionado para rotação em um suporte de cardan único (22) que é montado em dois mancais de cardan externos opostos (29) para rotação em torno de um segundo eixo geométrico de cardan que não é alinhado com referido eixo geométrico de cardan comum. Ao invés disso, na concretização da presente invenção apresentada na Figura 2, o eixo geométrico de cardan dos suportes de cardan (21, 22) é paralelo ou aproximadamente paralelo um para o outro e se estende através dos mancais de cardan externos (28, 29).

A Figura 3 mostra uma segunda concretização da presente invenção na qual a máquina paralela-cinemática (30) compreende correspondentes partes como descrito na Figura 2, exceto para em que a orientação do segundo eixo geométrico de cardan (31) dos mancais de cardan externos (39') do suporte de cardan único (22) é perpendicular ou aproximadamente perpendicular para o eixo geométrico de cardan comum (32) do mancai de cardan externo (28) do suporte de cardan comum (21) . Como pode ser observada na Figura 3, a montagem externa (390) desta segunda concretização da presente invenção, irá ser ligeiramente re-disposta devido para a diferente orientação do segundo eixo geométrico de cardan (31) em que uma parte extra (391) da montagem externa (390) é requerida para um dos mancais de cardan externos (39") sobre o segundo eixo geométrico de cardan (31) .

A Figura 4 mostra uma terceira concretização da presente invenção na qual a máquina paralela-cinemática (40) compreende correspondentes partes como descrito na Figura 2, exceto para em que a orientação do segundo eixo geométrico de cardan (31) dos mancais de cardan externos (39) é perpendicular ou aproximadamente perpendicular para o eixo geométrico de cardan comum (32) do mancai de cardan externo (28) do suporte de cardan comum (21). Nesta terceira concretização da presente invenção observada na Figura 4, o primeiro mancai de cardan externo (39') do suporte de cardan único (22) é montado na montagem externa (490) enquanto que o segundo mancai de cardan externo (49) é montado no suporte de cardan comum (21).

Como pode ser observado nas Figuras, a primeira concretização da presente invenção e a segunda concretização da presente invenção requerem quatro montagens externas em uma montagem externa, e a terceira concretização da presente invenção requer somente três montagens externas em uma montagem externa.

A Figura 5 mostra os dois suportes de cardan da primeira concretização da presente invenção na Figura 2, o suporte de cardan comum (21) e o suporte de cardan único (22) . Como foi indicado na Figura 2, o suporte de cardan comum (21) é proporcionado com um primeiro mancai de cardan externo (28') e um segundo mancai de cardan externo (28'') para ser atado para montagens externas, por exemplo, em uma estrutura de montagem externa como precedentemente apresentado. 0 suporte de cardan comum (21) é também proporcionado com os respectivos primeiro mancai e segundo mancai (25', 25'', 27', 27'') para os quais anéis de cardan internos de mancais para os dispositivos de ajustamento e seus feixes de reforço são montados. Também o suporte de cardan único (22) é proporcionado com um primeiro mancai de cardan externo (29') e um segundo mancai de cardan externo (29") atáveis para uma montagem exterior externa como descrito. O eixo geométrico de rotação (51) do suporte de cardan único (22) é paralelo ou aproximadamente paralelo para o eixo geométrico de rotação (52) do suporte de cardan comum (21) como também é apresentado na Figura 2. O suporte de cardan único (22) é também proporcionado com primeiro mancai e segundo mancai (26', 26'') para o anel de cardan interno do segundo dispositivo de ajustamento e seu feixe de reforço. Como pode ser observado tanto na Figura 2 e quanto na Figura 5, os mancais (25', 25'', 26', 26'', 27', 27'') para os anéis de cardan internos são perpendiculares para os mancais de cardan externos (28', 28'', 29', 29'') de maneira a formar uma junção universal.

A Figura 6 mostra os dois suportes de cardan (21, 22) da segunda concretização da presente invenção na Figura 3. Nesta concretização da presente invenção, os mancais internos para os anéis de cardan internos são localizados nos suportes de cardan da mesma maneira como descrito na Figura 5, mas a orientação do eixo geométrico de rotação (31) do suporte de cardan único (22) é perpendicular ou aproximadamente perpendicular para o eixo geométrico de rotação (32) do suporte de cardan comum (21) como também é apresentado na Figura 3.

A Figura 7 mostra os dois suportes de cardan (21, 22) da terceira concretização da presente invenção descrita na Figura 4. Também nesta concretização da presente invenção, os mancais internos para os anéis cardan internos são localizados nos suportes de cardan da mesma maneira como descrito na Figura 5 com a orientação do eixo geométrico de rotação (31) do suporte de cardan único (22) sendo perpendicular ou aproximadamente perpendicular para o eixo geométrico de rotação (32) do suporte de cardan comum (21) como na Figura 6 e também apresentado na Figura 4. Entretanto, como é apresentado na Figura 4, o segundo mancai de cardan externo (49) do suporte de cardan único (22) é montado no suporte de cardan comum (21) entre e em distância igual para os mancais (25, 27) dos anéis de cardan internos do suporte de cardan comum (21).

A Figura 8 mostra uma vista lateral da estrutura de montagem (290) juntamente com seu suporte de cardan comum (21) e seu suporte de cardan único (22) da primeira concretização da presente invenção na Figura 2.

A Figura 9 mostra uma seção A — A através da estrutura (290) e os suportes de cardan (21, 22) como indicado na Figura 8. Nesta seção, pode claramente ser observado que o eixo geométrico rotacional (52) do suporte de cardan comum (21) é paralelo ou aproximadamente paralelo para o eixo geométrico rotacional (51) do suporte de cardan único (22). Apresentados são também os mancais (25', 25'', 27', 27'') para os anéis de cardan internos do suporte de cardan comum (21) e para os mancais (26' , 26' ') para o anel de cardan interno do suporte de cardan único (22). 0 primeiro mancai de cardan externo (28') e o segundo mancai de cardan externo (28'') do suporte de cardan comum (21) e do primeiro mancai de cardan externo e do segundo mancai de cardan externo oposto (29', 29'') do suporte de cardan único (22) são também apresentados na Figura 9.

A Figura 10 mostra uma vista lateral da estrutura de montagem (390) juntamente com seu suporte de cardan comum (21) e seu suporte de cardan único (22) da segunda concretização da presente invenção na Figura 3.

A Figura 11 mostra uma seção B - B através da estrutura de montagem (390) e dos suportes de cardan (21, 22) como indicado na Figura 10. Nesta seção, pode claramente ser observado que o eixo geométrico de rotação (32) do suporte de cardan comum (21) é perpendicular ou aproximadamente perpendicular para o eixo geométrico de rotação (31) do suporte de cardan único (22). Apresentados são também os mancais (25', 25'', 27', 27'') para os anéis de cardan internos do suporte de cardan comum (21) e para os mancais (26' , 26''), para o anel de cardan interno do suporte de cardan único (22) . O primeiro mancai de cardan externo (28') e o segundo mancai de cardan externo (28'') do suporte de cardan comum (21) e do primeiro mancai de cardan externo e do segundo mancai de cardan externo oposto (39' , 39' ') do suporte de cardan único (22) são também apresentados na Figura 11. Ambos destes dois mancais de cardan externos (39', 39'') são localizados na estrutura de montagem (390) .

A Figura 12 mostra uma vista lateral da estrutura de montagem (490) juntamente com seu suporte de cardan comum (21) e seu suporte de cardan único (22) de uma primeira disposição alternativa da terceira concretização da presente invenção na Figura 4.

A Figura 13 mostra uma seção C - C através da estrutura de montagem (490) e dos suportes de cardan (21, 22) como indicado na Figura 12. Nesta seção, pode claramente ser observado que o eixo geométrico rotacional (32) do suporte de cardan comum (21) é perpendicular ou aproximadamente perpendicular para o eixo geométrico rotacional (31) do suporte de cardan único (22) . Apresentados são também os correspondentes mancais (25' , 25'' , 27', 21'') para os anéis de cardan internos do suporte de cardan comum (21) e os para mancais (26', 26''), para o anel de cardan interno do suporte de cardan único (22). 0 primeiro mancai de cardan externo (28') e o segundo mancai de cardan externo (28") do suporte de cardan comum (21) e do primeiro mancai de cardan externo e do segundo mancai de cardan externo oposto (39', 49') do suporte de cardan único (22) são também apresentados na Figura 13. O primeiro destes dois mancais de cardan externo (39') é localizado na estrutura de montagem (490) e o segundo destes dois mancais de cardan externo (49') é localizado no suporte de cardan comum (21) entre por um lado os primeiros mancais de anel de cardan interno (25', 25") e por outro lado os segundos mancais de anel de cardan interno (27' , 27''). A distância entre o referido segundo mancai de cardan externo (49') e os primeiros mancais de anel de cardan interno (25', 25'') é igual para a distância entre o referido segundo mancai de cardan externo (49') e os segundos mancais de anel de cardan interno (27', 27'').

O segundo mancai de cardan externo (49') é proporcionado como um mancai de bola e junção do qual a bola (131) é localizada sobre o suporte de cardan único (22) enquanto um assento (132) para a bola (131) é localizado no suporte de cardan comum (21) . A bola (131) é fixada no assento (132) por um anel de bloqueio (133).

A Figura 14 mostra uma vista lateral da estrutura de montagem (490) juntamente com seu suporte de cardan comum (21) e seu suporte de cardan único (22) de uma segunda disposição alternativa da terceira concretização da presente invenção na Figura 4.

A Figura 15 mostra uma seção D - D através da estrutura de montagem (490) e dos suportes de cardan (21, 22) como indicado na Figura 14. Nesta seção, pode também ser observado que o eixo geométrico rotacional (32) do suporte de cardan comum (21) é perpendicular ou aproximadamente perpendicular para o eixo geométrico de rotação (31) do suporte de cardan único (22). Apresentados são também os correspondentes mancais (25', 25'', 27', 27'') para os anéis de cardan internos do suporte de cardan comum (21) e para os mancais (26', 26"), para o anel de cardan interno do suporte de cardan único (22) . 0 primeiro mancai de cardan externo (28") do suporte de cardan comum e o primeiro mancai de cardan externo e o segundo mancai de cardan externo oposto (39', 39'') do suporte de cardan único (22) são também descritos na Figura 15. 0 primeiro destes dois mancais de cardan externos (39') é localizado na estrutura de montagem (490) e o segundo destes dois mancais de cardan externo (49'') é localizado no suporte de cardan comum (21) entre por um lado os primeiros mancais de anel de cardan interno (25', 25'') e por outro lado os segundos mancais de anel de cardan interno (27', 27''). A distância entre o referido segundo mancai de cardan externo (49') e os primeiros mancais de anel de cardan interno (25', 25'') é igual para a distância entre o referido segundo mancai de cardan externo (49') e os segundos mancais de anel de cardan interno (27', 27'').

O segundo mancai de cardan externo (49'') é proporcionado como um mancai de junção universal possuindo um mancai de junção externo (151) fixamente montado no suporte de cardan comum (21) e um mancai de junção interno (152) rotacionalmente montado em torno do eixo geométrico rotacional (32) no mancai de junção externo (151). Naquele mancai de junção interno (152), o suporte de cardan único (22) é montado para rotação em torno de seu eixo geométrico rotacional (31). Por conseqüência, este mancai de junção universal proporciona para uma movimentação independente do suporte de cardan comum (21) em torno de seu eixo geométrico rotacional (32) e para uma movimentação independente do suporte de cardan único (22) em torno de seu eixo geométrico rotacional (31) enquanto estes suportes de cardan ainda estão conectados uns para os outros.

Em todas as concretizações da presente invenção descritas, é para ser compreendido que anéis de cardan internos são para serem rotacionalmente montados em cada um dos suportes de cardan, anéis de cardan internos que são projetados para suporte internamente e guiamento de cada uma das movimentações dos dispositivos de ajustamento e dos feixes de reforço, por exemplo, em concordância com as junções universais separadas (3.1, 3.2, 3.3) apresentadas na máquina paralela-cinemática do estado da técnica. É também para ser compreendido que cada um dos eixos geométricos rotacionais dos anéis de cardan internos é perpendicular para o respectivo eixo geométrico rotacional dos respectivos suportes de cardan e também localizados no 5 mesmo respectivo plano.

A presente invenção não é evidentemente de qualquer forma considerada como sendo restringida para as concretizações descritas anteriormente. Ao contrário, deverá ser observado por aqueles especializados no estado 10 da técnica que, muitas modificações e variações adicionais da presente invenção são conceptiveis sem se afastar da idéia fundamental desta presente invenção tal como definida dentro do escopo de proteção das reivindicações de patente posteriormente.

Claims

1. Uma máquina paralela-cinemática (20) que inclui três dispositivos de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3), cada um dos quais podendo ser alongado e encurtado individualmente de maneira a movimentar uma cabeça de posicionamento (211), atada para uma extremidade de cada um dos dispositivos de ajustamento, dentro de uma faixa de trabalho, em que cada dispositivo de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3) é conectado para um primeiro, para um segundo e para um terceiro respectivo anel de cardan interno (23.1, 23.2, 23.3) de junções de cardan universais (UGJ) e em que cada anel de cardan interno (23.1, 23.2, 23.3) é montado em mancais (25, 26, 27) para rotação em suportes de cardan (21, 22) que são rotacionalmente montados em mancais de cardan externos (28, 29, 39) em uma montagem externa (290), caracterizada pelo fato de que o primeiro anel de cardan interno (23.1) e o terceiro anel de cardan interno (23.3) são montados para rotação em um suporte de cardan externo comum (21) que é montado para rotação em torno de um eixo geométrico de cardan comum (32, 52) e em que o segundo anel de cardan interno (23.2) é montado para rotação em um suporte de cardan único (22) que é montado em dois mancais opostos (29’, 29’’; 39’, 39’’; 39’, 49’; 39’, 49’’) para rotação em torno de um segundo eixo geométrico de cardan (31, 51) que não é alinhado com referido eixo geométrico de cardan comum (32, 52).

2. Uma máquina paralela-cinemática (20, 30, 40) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada dispositivo de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3) em uma extremidade é conectado para uma cabeça de posicionamento (211) por intermédio de uma primeira junção (200.1, 200.2, 200.3), e de que pelo menos dois feixes de reforço (25.1, 25.2, 25.3) que são cada um conectados para a cabeça de posicionamento (11) por intermédio de referida primeira junção (200.1, 200.2, 200.3), cada uma possuindo unicamente um grau de liberdade, em que cada feixe de reforço (25.1, 25.2, 25.3) são adaptados para deslizar longitudinalmente em um mancal de feixe em respectivas junções de cardan universais (UGJ) quando um ou mais dos dispositivos de ajustamento (24.1, 24.2, 24.3) são alongados ou encurtados, em que cada mancal de feixe é conectado para um suporte de cardan (21, 22) e em que o mancal de feixe de pelo menos um feixe de reforço (25.2) é rotacionável em torno de um eixo geométrico que se estende paralelo com o eixo geométrico longitudinal de referido feixe de reforço (25.2) e de que o primeiro anel de cardan interno (23.1) e o terceiro anel de cardan interno (23.3) são rotacionáveis montados em torno de um eixo geométrico paralelo no respectivo suporte de cardan.

3. Uma máquina paralela-cinemática de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o referido segundo eixo geométrico de cardan (31, 51) é orientado paralelo ou aproximadamente paralelo para referido eixo geométrico de cardan comum (32, 52).

4. Uma máquina paralela-cinemática de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o referido segundo eixo geométrico de cardan (31) do suporte de cardan único (21) é orientado perpendicular ou aproximadamente perpendicular para referido eixo geométrico de cardan comum (32, 52) e de que pelo menos um de referidos mancais (29, 39) do suporte de cardan único (22) é localizado na montagem externa (290, 390, 391, 490).

5. Uma máquina paralela-cinemática de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que ambos os mancais (29’, 29’’, 39’, 39’’) do suporte de cardan externo único são localizados na montagem externa (290, 390, 391, 490).

6. Uma máquina paralela-cinemática de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que um mancal (39’) do suporte de cardan externo único (22) é localizado na montagem externa (490) e de que o outro mancal (49’, 49’’) do suporte de cardan comum (22) é localizado no suporte de cardan comum (21) em uma localização entre os mancais (25) do primeiro anel de cardan interno (23.1) e os mancais (27) do terceiro anel de cardan interno (23.3).

7. Uma máquina paralela-cinemática de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o referido outro mancal (49’) do suporte de cardan único (22) é proporcionado como um mancal de bola e junção no suporte de cardan comum (21).

8. Uma máquina paralela-cinemática de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o referido outro mancal (49’’) do suporte de cardan único (22) é proporcionado como um mancal de junção universal possuindo um mancal de junção interno (152) e um mancal de junção externo (151) no suporte de cardan comum (21) de maneira que o suporte de cardan único (22) é montado para o suporte de cardan comum (21) com dois graus de liberdade entre os referidos suportes (21, 22).

9. Uma máquina paralela-cinemática de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 - 8, caracterizada pelo fato de que cada feixe de reforço (25.1, 25.2, 25.3) possui em uma primeira direção uma rigidez de flexão que é consideravelmente maior do que sua rigidez de flexão em uma direção em ângulos retos para referida primeira direção.

10. Uma máquina paralela-cinemática de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que cada feixe de reforço (25.1, 25.2, 25.3) possui uma configuração de seção transversal genericamente retangular.