BRPI0518431B1

BRPI0518431B1 - máquina paralela-cinemática

Info

Publication number: BRPI0518431B1
Application number: BRPI0518431A
Authority: BR
Inventors: Karl-Erik Neumann
Original assignee: Exechon Ab; Exechon Tech Holding Ab
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2018-05-08
Also published as: MX2007006036A; SE0402824D0; TWI345520B; BRPI0518431A2; JP4955568B2; RU2007120945A; DE602005026175D1; EP1838501A1; PL1838501T3; EP1838501B1; TW200621453A; ZA200705062B; IL183080A; CN101155672A; MY141396A; KR20070086339A; WO2006054935A1; US20090205457A1; JP2008520448A; SE527873C2

Abstract

máquina paralela-cinemática. uma máquina paralela-cinemática (1) que inclui pelo menos três dispositivos de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) que podem ser alongados e encurtados individualmente, no qual cada dispositivo de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) está ligado a uma cabeça de posicionamento (11), via uma primeira junta (8, 9, 10), no qual cada dispositivo de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) está ligado a uma base (2), via uma junta universal (3.1, 3.2, 3.3), e no qual a cabeça de posicionamento (11) é móvel dentro de uma faixa de operação em resposta a manobra dos dispositivos de assentamento (4.1, 4.2, 4.3), no qual pelo menos duas travessas de reforço (5.1, 5.2, 5.2.1, 5.2.2) são ligadas à cabeça de posicionamento (11), via um respectivo mancal de rotação de travessa (100.1, 100.2), cada uma tendo somente um grau de liberdade, no qual cada travessa de reforço (5.1, 5.2, 5.2.1, 5.2.2) é adaptada para deslizar transversalmente em um mancal de travessa (17.1, 17.2, 17.2.1, 17.2.2) na base (2) quando um ou mais dos dispositivos de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) é alongado ou encurtado, no qual cada mancal de travessa (17.1, 17.2, 17.2.1, 17.2.2) é ligado à base (2), via uma junta universal de travessa (bul, bu2), e no qual o mancal de travessa (17.2, 17.2.1, 17.2.2) de pelo menos uma travessa de reforço (5.2, 5.2.1, 5.2.2) é girável sobre um eixo que se estende paralelo com o eixo longitudinal de referida travessa de reforço (5.2, 5.2.1, 5.2.2).

Description

(54) Título: MÁQUINA PARALELA-CINEMÁTICA (51) Int.CI.: B25J 17/02; B23Q 1/26; B25J 9/10 (30) Prioridade Unionista: 18/11/2004 SE 0402824-7 (73) Titular(es): EXECHON TECHNOLOGIES HOLDING AB (72) Inventor(es): NEUMANN, KARL-ERIK

1/20 &

MÁQUINA PARALELA-CINEMÁTI CA

Causpo Té cni co

A presente invenção se refere ao campo de ferramentas de máquina e, então, particularmente, a robôs pretendidos para operarem na indústria.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

O Relatório Descritivo da Patente dos Estados Unidos U.S. 4.732.525 (correspondente ao SE 452279) ensina uma máquina paralela-cinemática na forma de um robô de desenho convencional. O robô inclui três dispositivos de assentamento, que podem ser alongados e encurtados, em combinação com um tubo central que conduz uma cabeça de posicionamento em uma extremidade do mesmo. O tubo central é também montado para movimento em sua direção axial através da parte média de um mancai central na forma de uma junta universal, que proporciona três graus de liberdade em relação à base da máquina. Cada dispositivo de assentamento é ligado à cabeça de posicionamento, via uma junta que proporciona três graus de liberdade, e também à base da máquina, via uma junta que tem dois graus de liberdade, de modo a capacitar a cabeça de posicionamento a se mover dentro de uma faixa de operação limitada. Os dispositivos de assentamento captam somente forças de tensão e forças de pressão, enquanto o tubo central capta todas as forças rotacionais e tensões de encurvamento a partir das cargas na cabeça de posicionamento.

2/20

A precisão dos movimentos de tal máquina depende grandemente de sua rigidez que, por sua vez, depende do número de mancais/graus de liberdade disponíveis, e também da capacidade dos materiais de componente minimizarem as tensões torsionais e tensões de encurvamento em direções * críticas. Por exemplo, pode ser mencionado que forças laterais grandes em relação à cabeça de posicionamento resultam em uma tendência do tubo central encurvar-se e/ou ser girado entre seu mancai de giro na base da máquina, e na sua ligação com os dispositivos de assentamento.

A rigidez da máquina convencional descrita depende, desse modo, entre outras coisas, do desenho da ligação dos dispositivos de assentamento com a cabeça de posicionamento, e também da rigidez intrínseca do tubo central por si. De modo a aumentar a rigidez de tal máquina convencional, é necessário, primeiramente, aplicar-se tolerâncias estritas em cada junta e, em segundo lugar, usar-se um tubo central mais robusto, com isso adicionando um aumento de peso.

* 20 0 tubo central pode ser produzido mais robusto pelo uso de um material enrijecedor, e/ou pelo aumento da espessura do tubo, e/ou aumento de seu diâmetro.

Todos tais aperfeiçoamentos na rigidez da máquina, contudo, resultam em custos mais altos, máquina mais pesada, e uma redução na área de operação dentro da qual a cabeça de posicionamento pode ser manobrada.

Máquinas paralelas-cinemáticas similares são também conhecidas, por exemplo, a partir do Pedido de Patente UK 8319708 (2.143.498), U.S. 4.569.627 e NO 148216.

3/20 dd

Contudo, nenhuma destas máquinas conhecidas têm uma construção básica que permite o nível de rigidez e, com isto, o nível· de precisão ao qual as máquinas modernas almejam.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é proporcionar uma máquina paralela-cinemática cuja rigidez e, com isto, sua precisão desejada, seja maior do que das máquinas paralelas-cinemáticas conhecidas anteriores, em combinação com uma construção simples que contribui para custos de manufaturameto relativamente baixos.

Um outro objetivo proporcionar tal máquina que careça de um tubo central, de modo a aperfeiçoar a mobilidade da cabeça de posicionamento em sua faixa de operação e, com isto, também contribua para o alcance de uma construção simples e custos de manufaturamento relativamente baixos.

Em conjunto, outro objetivo é reduzir a massa de movimento de tal máquina.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

Estes objetivos são alcançados por meio da presente invenção conforme definida na reivindicação de patente independente acompanhante. Concretizações adicionais adequadas da invenção serão aparentes a partir das reivindicações de patente dependentes acompanhantes.

A invenção se refere a uma máquina paralela-cinemática que inclui pelo menos três dispositivos de assentamento que podem ser alongados e encurtados individualmente em suas

4/20 direções longitudinais. Cada dispositivo de assentamento está ligado a uma cabeça de posicionamento, via uma primeira junta, e também à uma base da máquina, via uma junta universal apropriada, que pode ter a forma de um dispositivo de giro ou um parafuso bola. A cabeça de posicionamento pode, desse modo, ser movida dentro de uma faixa de operação pela manobra dos dispositivos de assentamento. Pelo menos duas travessas de reforço são ligadas à cabeça de posicionamento, via um respectivo mancai rotacional de travessa, cada uma tendo somente um grau de liberdade. Cada travessa de reforço é disposta para deslizar transversalmente em um mancai de travessa transportado na base, quando um ou mais dos dispositivos de assentamento é alongado ou encurtado. Em adição, cada mancai de travessa é ligado à base da máquina, via uma junta universal de travessa, e o mancai de travessa de pelo menos uma travessa de reforço é girável sobre um eixo que se estende paralelo com o eixo longitudinal da travessa de reforço.

Este conceito leva a um número de básicas prováveis do relacionamento entre máquina, os dispositivos de assentamento, reforço e a cabeça de posicionamento relacionamento mútuo destes componentes, mancais de componente na posicionamento, por outro partir da parte que se referência à Figura 6.

concretizações a base da as travessas de com relação ao por um lado, e os base da máquina e na cabeça de lado, conforme será evidente a segue da descrição feita com

5/20

A concretização detalhada descrita abaixo inclui três dispositivos de assentamento, cada um do qual sendo ligado a sua respectiva travessa de reforço, no qual o segundo dispositivo de reforço é também provido com uma travessa de reforço adicional.

A junta universal inclui um elemento de giro externo < que é montado na base antes mencionada para rotação sobre um eixo de giro externo, e inclui adicionalmente um elemento de giro interno montado no referido elemento de giro externo para rotação sobre um eixo de giro interno em ângulos retos ao eixo de giro externo. Neste caso, o mancai de travessa é ligado preferivelmente ao elemento de giro interno da junta universal. No caso de outras concretizações, o mancai de travessa pode ser separado da junta universal do dispositivo de assentamento, mas ligado a uma junta universal própria em relacionamento espaçado com a junta universal do dispositivo de assentamento, que, contudo, requer um mancai rotacional de travessa próprio

para ligação	da travessa	de	reforço à cabeça	de
20 posicionamento	-
Conforme	será evidente	a	partir da concretização
ilustrada, à	primeira j unta	é	dado somente um grau	de

liberdade, com isto dando a máquina sua rigidez, enquanto se elimina o requerimento de um tubo central.

Cada travessa de reforço é adaptada para apresentar em uma primeira direção uma resistência à encurvamento que excede grandemente sua resistência à encurvamento em uma direção em ângulos retos à primeira direção. Isto capacita a travessa de reforço ter uma forma de corte transversal

6/20

MO geralmente retangular, ou uma forma de corte transversal elíptica. Será compreendido, contudo, que outras formas de corte transversal são concebíveis dentro do escopo da invenção, tal como travessas I, por exemplo. A travessa de reforço será produzida preferivelmente de um material composto reforçado com fibras de carbono.

A máquina, de acordo com a concretização mostrada em detalhe, inclui três dispositivos de assentamento, cada um do qual estando permanentemente ligado a uma travessa de reforço na referida primeira junta. Um dos dispositivos de assentamento é também provido com uma travessa de reforço adicional com a intenção de obter-se geralmente a mesma rigidez em todas as direções. Conforme indicado acima, a máquina pode ser concebivelmente provida com somente duas travessas de reforço posicionadas em ângulos retos uma em relação á outra. 0 mancai de travessa de pelo menos uma travessa de reforço é girável sobre seu próprio eixo longitudinal, ou sobre um eixo em seu mancai de base paralelo ao referido próprio eixo longitudinal. Nesta concretização ilustrada, as travessas de reforço gêmeas são giráveis sobre o dispositivo de assentamento no elemento de giro interno.

Cada dispositivo de assentamento da concretização ilustrada é compreendido de um mecanismo-parafuso-porca, cuja porca é permanentemente ligada ao elemento de giro interno. Será compreendido, contudo, que outros desenhos de máquina tendo outros tipos de dispositivos de assentamento são totalmente concebíveis dentro do escopo da invenção. Por exemplo, motores lineares podem ser usados como

7/20

1Μ dispositivos de assentamento ao invés do mecanismoparafuso-porca ilustrado. Tal motor linear pode ainda consistir da travessa de reforço, ou compreender uma parte desta.

Cada travessa de reforço inclui pelo menos um primeiro elemento deslizante que se estende longitudinalmente, por * exemplo, uma barra deslizante de aço que pode ser colada ou firmemente aparafusada à viga, referido primeiro elemento deslizante sendo ligado em um modo de forma travada, mas deslizável em relação a um segundo elemento deslizante, por exemplo, um trilho guia, que é ligado à porca, ou direta ou indiretamente, via um mancai intermediário. No caso quando o segundo elemento deslizante é ligado à porca indiretamente via um mancai intermediário, o segundo elemento deslizante é guiado em relação à porca em virtude de ser capaz de capacitar se inclinar ao redor do dispositivo de assentamento, conforme evidente a partir da concretização ilustrada do mancai universal com as travessas de reforço gêmeas. Embora a concretização ilustrada mostre que as travessas de reforço podem ser giradas sobre um eixo que se estende paralelo com o eixo longitudinal simétrico da travessa de reforço permitindo rotação no elemento de giro interno, será compreendido que rotação correspondente pode ser alcançada pela montagem do todo da junta universal para rotação na base da máquina, isto é, o elemento de giro externo de referida junta.

O parafuso ou a porca é giravelmente acionada por um motor do dispositivo de assentamento. Quando é o parafuso que é acionado pelo motor, o motor é ligado a uma

8/20 extremidade do parafuso, pelo que a outra extremidade de referido parafuso é suportada por um mancai de suporte. No caso da concretização mostrada em detalhe, o motor do dispositivo de assentamento é montado em um retentor de motor cuja uma extremidade é provida com uma parte de referida primeira junta, e que também inclui superfícies de ligação contra as quais uma ou mais travessas de reforço é/são pretendida{s) para ser(em) presa(s). O retentor de motor que retém o motor do dispositivo de assentamento pode alternativamente estar montado na outra extremidade do parafuso em relação ao o que é mostrado, onde a extremidade do motor livre do parafuso é ligada à primeira junta neste caso. Quando é a porca que é acionada pelo motor, o acionamento pode ser efetuado, por exemplo, via um acionamento de correia ou similar, de modo que a razão do dispositivo de assentamento para o motor pode ser prontamente mudada.

Duas das primeiras juntas na cabeça de posicionamento incluem eixos de junta mutuamente paralelos, pelo que a terceira de referidas primeiras juntas na referida cabeça de posicionamento inclui um eixo de junta que se estende em ângulos retos às outras duas. Em adição, o eixo de giro interno da junta universal de cada dispositivo de assentamento é paralelo com o eixo de junta da primeira junta do dispositivo de assentamento em relação àquelas juntas que não permitem inclinação, isto é, rotação da travessa de reforço sobre um eixo paralelo com seu próprio eixo longitudinal simétrico na junta.

9/20

As concretizações mostradas em detalhes proporcionam uma máquina paralela-cinemática cujas juntas universais incluem duas juntas, que cada uma tem dois graus de liberdade, e uma junta que tem três graus de liberdade, e somente um grau de liberdade com relação a cada um dos mancais rotacionais de travessa da máquina, isto é, na cabeça de posicionamento.

Será compreendido que o número de travessas de reforço provido e suas dimensões de corte transversal podem ser variados de acordo com a invenção. Também será compreendido que o número de graus de liberdade da primeira junta, isto é, a junta do dispositivo de assentamento em relação à cabeça de posicionamento, pode ser variado, provido que o mancal rotacionai de travessa não é comum com a primeira junta.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção será agora descrita em maiores detalhes com referência a uma concretização de exemplificação desta ilustrada nos desenhos acompanhantes, nos quais

A Figura 1 ilustra uma concretização de máquina de acordo com a presente invenção;

A Figura 2 ilustra uma das travessas de reforço da máquina de acordo com a Figura 1, com dispositivo de assentamento ligado;

A Figura 3 é uma vista em corte da travessa de reforço e o dispositivo de assentamento no ponto F3 na Figura 2;

10/20 /4

A Figura 4 ilustra outra das travessas de reforço da máquina, esta travessa sendo girável de acordo com a Figura 1, e também mostra dispositivos de assentamento ligados;

A Figura 5 é uma vista em corte da travessa de reforço 5 e o dispositivo de assentamento no ponto F5 na Figura 4;

As Figuras 6a)-e) ilustram esquematicamente cinco tipos básicos diferentes de concretizações de acordo com a presente invenção; e

A Figura 7 ilustra uma junta universal na forma de uma 10 junta cardan que tem dois graus de liberdade.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A Figura 1 ilustra uma concretização de uma máquina paralela-cinemática 1 de acordo com a presente invenção. A máquina inclui uma base 2 na qual três j untas universais separadas 3.1, 3.2, 3.3 são montadas em três aberturas penetrantes correspondentes na base. Estendendo-se através de cada junta universal está um dispositivo de assentamento

4.1, 4.2, 4.3 e uma travessa ou barra de reforço 5.1,

5.2.1, 5.2.2, 5.3. Quando a junta universal em relação ao dispositivo de assentamento não é coincidente com a junta universal em relação à travessa de reforço, a junta universal da travessa de reforço para a junta universal de travessa é referenciada BUl, BU2, BU3. 0 dispositivo de assentamento tem a forma de um mecanismo-parafuso-porca, cuja porca é rigidamente ligada à junta universal. O parafuso do dispositivo de assentamento é acionado» por um motor de assentamento 6.1, 6.2, 6.3 montado em um retentor de motor 7.1, 7.2, 7.3 que, por sua vez, é provido em sua

11/20 extremidade com uma parte 8 de uma primeira junta que coage com a outra parte 9 da junta para rotação sobre um eixo de junta 10. A outra parte 9 da junta é rigidamente ligada à uma cabeça de posicionamento 11. A primeira juntas 8, 9,

10 da concretização da Figura 1 funciona, desse modo, como um mancai rotacional de travessa 100.3 com relação a travessa de reforço 5.3 e, neste caso, age como uma articulação que tem somente um grau de liberdade. Outros retentores de motor 7.1, 7.2 são ligados correspondentemente à cabeça de posicionamento, via um mancai rotacional de travessa individual 100.1, 100.2. A cabeça de posicionamento 11 é então ligada tipicamente a uma cabeça de manobra 12, a uma cabeça de ferramenta 13, e a um meio de fixação de ferramenta 14, para movimento de uma ferramenta dentro de uma faixa de operação. O retentor de motor 7.1, 7.2, 7.3 também inclui nos dois lados opostos superfícies de ligação 15 contra as quais as travessas de reforço 5.1, 5.2.1, 5.2.2, 5.3 são presas. Conforme também será visto a partir da Figura 1, a base é provida com uma janela de meio 16 para a acomodação de cabos e similares.

Cada travessa de reforço 5.1, 5.2, 5.3 é disposta para movimento deslizante transversal em um mancai de travessa

17.1, 17.2.1, 17.2.2, 17.3 na base 2 quando se alonga ou se encurta o dispositivo de assentamento 4.1, 4.2, 4.3. O mancai de travessa 17.1, 17.2.1, 17.2.2, 17.3, de acordo com a concretização da Figura 1, é disposto na junta universal de travessa BU1, BU2, BU3 que coincide com as juntas universais 3.1, 3.2, 3.3 de respectivos dispositivos de assentamento.

12/20

Conforme será visto a partir da Figura 1, um dos dispositivos de assentamento, o segundo dispositivo de assentamento 4.2, inclui duas travessas de reforço 5.2.1,

5.2.2 que são colocadas em um lado respectivo do dispositivo de assentamento ligado às referidas travessas, e orientadas geralmente em ângulos retos às duas travessas de reforço restantes 5.1, 5.3 nos dois outros dispositivos de assentamento 4.1, 4.3. Como um resultado desta duplicação de travessa de reforço, todas as travessas de reforço na máquina podem ser dadas às mesmas dimensões, e captarão forças de grandezas igualmente grandes.

A Figura 2 mostra um primeiro dispositivo de assentamento 4.1 em combinação com uma travessa de reforço

5.1, e identicamente similar a um terceiro dispositivo de assentamento 4.3 na Figura 1. A junta universal 3.1 incluí um elemento de giro externo 2.1 que é montado na base para rotação sobre um eixo de giro externo 22, e que adicionalmente inclui um elemento de giro interno 23 que é montado no elemento de giro externo 21 para rotação sobre um eixo de giro externo 24. A travessa de reforço 5.1 também se estende através de uma janela de giro 25 na junta universal, no qual o dispositivo de assentamento 4.1 e a travessa de reforço 5.1 são capazes de moverem-se uniformemente como uma unidade na junta universal. Neste particular, a travessa de reforço 5.1 inclui dois primeiros elementos deslizantes 26 que se estendem longitudinalmente na forma de duas barras deslizantes que são travadas, mas cada uma deslizantemente ligada a um respectivo segundo elemento deslizante 27 na forma de um trilho guia

13/20 rigidamente ligado ao elemento de giro interno 23. A porca 28 do dispositivo de assentamento 4.1 é montada rigidamente no elemento de giro interno 23, pelo que o parafuso de referido dispositivo gira através da porca, e é conduzido em uma extremidade por um mancai de suporte 29.

A medida que o parafuso do dispositivo de assentamento

4.1 é girado pelo motor de assentamento 6.1, o retentor de motor 7.1, junto com sua parte de junta 8, se aproximará/se afastará a partir da junta universal 3.1 e, desse modo, também da base, junto com a travessa de reforço 5.1 deslocavelmente montada no elemento deslizante 27, com o que a cabeça de posicionamento se moverá dentro de uma faixa de operação. Neste caso, os parafusos dos respectivos dispositivos de assentamento funcionarão como meio de transferência de empurra-e-puxa entre a cabeça de posicionamento e a base, pelo que as travessas de reforço ligadas aos dispositivos de assentamento agirão como meios para captar tensões de encurvamento e tensões de torque, e transferir forças lateralmente entre a cabeça de posicionamento e a base.

A Figura 3 é uma vista em corte tomada na posição F3 na Figura 2. A Figura 3 mostra o parafuso 31 do dispositivo de assentamento rosqueado em sua porca 28, referida porca sendo rigidamente montada no elemento de giro interno 23 que, por sua vez, é montado para rotação sobre o eixo de giro interno 24 no elemento de giro externo 21. A figura mostra mais claramente como o primeiro elemento deslizante 26 da travessa de reforço 5.1 é deslizantemente disposto enquanto estando controlado em forma em dois outros

14/20 te elementos deslizantes 27 permanentemente presos no elemento de giro interno 23. A figura também mostra claramente a janela de giro 25. Também será claramente visto a partir da figura que a travessa de reforço 5.1 tem uma forma de corte transversal retangular, significando que a travessa terá em uma primeira direção uma rigidez de flexão que excede grandemente a rigidez de flexão da travessa em uma direção em ângulos retos à referida primeira direção.

A Figura 4 ilustra o outro, e, com isto, o último dispositivo de assentamento de referidos três dispositivos de assentamento, e também mostra as duas travessas de reforço 5.2.1, 5.2.2 ligadas ao referido dispositivo de assentamento, referidas travessas sendo firmemente ligadas ao retentor de motor 7.2 em um lado respectivo do motor de assentamento 6.2 e o dispositivo de assentamento, que é ocultado na figura por uma travessa de reforço 5.2.1. Este dispositivo de assentamento se estende através de um elemento de giro interno 42 que, correspondentemente ao elemento anteriormente descrito, é montado para rotação sobre um eixo de giro interno 4 6 em um elemento de giro externo 21 que, por sua vez, é montado para rotação sobre um eixo de giro externo 47 na referida base. Contudo, o elemento de giro interno 43 inclui uma primeira e uma segunda janela de giro 45.1, 45.2, as quais as duas travessas de reforço 5.2.1, 5.2.2 cada se estende paralela uma com a outra.

A Figura 5 é uma vista em corte tomada na posição F5 na Figura 4. Na ilustração da Figura 5, o parafuso 51 do dispositivo de assentamento é um arranjo de rosca com sua

15/20 porca 52, que é rigidamente ligado com uma parte central 53, via um alojamento de porca 54 no elemento de giro interno 43, referido parte central sendo formada por referidas duas janelas de giro 45.1, 45.2 em cada lado respectivo da parte central. Também será visto a partir da figura que cada travessa de reforço 5.2.1, 5.2.2 é ligada ao elemento de giro interno 43, via dois elementos de inclinação 55.1, 55.2, dos quais um elemento de inclinação

55.1 é montado para movimento de inclinação sobre o parafuso 51 do dispositivo de assentamento em um lado do elemento de giro interno 43, pelo que o outro dispositivo de inclinação 55.2 é montado correspondentemente para movimento de inclinação sobre o parafuso 51 de referido dispositivo de assentamento no outro lado do elemento de giro interno 43. Cada um dos elementos de inclinação 55.1,

55.2 é montado no alojamento de porca 54 para movimento de inclinação ao redor do parafuso 51 do dispositivo de assentamento. Um elemento de inclinação inclui um primeiro braço sede 56.1 e um segundo braço de sede 56.2 dispostos diagonalmente ao redor do parafuso 51 do dispositivo de assentamento, com suas sedes orientadas em direções opostas tal que o primeiro braço de sede 56.1 retém um segundo elemento deslizante 57.1 e um primeiro elemento deslizante

57.2 ligados a uma travessa de reforço 5.2.1, pelo que o segundo braço sede 56.2 retém um segundo elemento deslizante 58.1 e um primeiro elemento deslizante 58.2 em conexão com a segunda travessa de reforço 5.2.2.

Correspondentemente, o segundo elemento de inclinação 55.2 no outro lado da parte central 53 é formado e orientado de modo que cada travessa de reforço 5.2.1, 5.2.2 será ligada

J0

16/20 a ambos os elementos de inclinação 55.1, 55.2 nos respectivos lados da parte central 53 de acordo com a Figura 5. As duas travessas de reforço 5.2.1, 5.2.2 são, desse modo, ligadas ao elemento de giro interno 43, via referidos elementos de inclinação.

As Figuras 6a)-e) ilustram diagramaticamente cinco tipos básicos diferentes de concretizações gue estão dentro do escopo da invenção. Usando-se através de toda a Figura 6 sinais de referência correspondentes àqueles usados nas figuras descritas anteriormente, as sub-figuras denotam tipos básicos esquemáticos de concretizações dentro do escopo da invenção, com o que a máquina inclui pelo menos três dispositivos de assentamento 4.1, 4.2, 4.3 que podem cada ser alongado ou encurtado em suas direções longitudinais, e com o que cada dispositivo de assentamento é ligado a uma cabeça de posicionamento 11, via uma primeira junta 8, 9, 10. Cada dispositivo de assentamento

4.1, 4.2, 4.3 é também ligado à base 2, via uma junta universal 3.1, 3.2, 3.3, referida cabeça de posicionamento

11 sendo móvel dentro de uma faixa de operação em resposta a manobra dos dispositivos de assentamento. Pelo menos duas travessas de reforço 5.1, 5.2 são ligadas à cabeça de posicionamento 11, via um mancai rotacionai de travessa individual 100.1, 100.2, cada uma da qual tendo somente um grau de liberdade, isto é, referido mancai funcionando como uma articulação. Cada travessa de reforço 5.1, 5.2 é também disposta para deslizar transversalmente em um mancai de travessa 17.1, 17.2 na base 2 a medida que um ou mais dos dispositivos de assentamento 4.1, 4.2, 4.3 são alongados ou

17/20 encurtados. Cada mancai de travessa 17.1, 17.2 é ligado à base 2, via uma junta universal de travessa BU1, BU2, conforme anteriormente descrito. 0 mancai de travessa 17.2 de pelo menos uma travessa de reforço 5.2 é também girável sobre um eixo A paralelo com o eixo longitudinal da travessa de reforço 5.2, conforme ilustrado nas Figuras 6a)-6e) com uma seta com ponta dupla.

A Figura 6a) ilustra um primeiro tipo básico de concretização na qual uma primeira junta 8, 9, 10 de um dispositivo de assentamento, por exemplo, o primeiro dispositivo de assentamento 4.1, constitui uma junta que é ligada diretamente à cabeça de posicionamento 11, e que é espaçada a uma distância a partir do munhão rotacional da travessa 100.1 ou 100.2 de uma travessa de reforço, por exemplo, a primeira travessa de reforço 5.1, referido munhão também sendo ligado diretamente à cabeça de posicionamento 11. Além disso, a junta universal de travessa BU1 e o mancai de travessa 17.1 da primeira travessa de reforço 5.1 na base 2 estão distanciados a partir da junta universal 3.1, 3.2, 3.3 do dispositivo de assentamento 4.1, 4.2, 4.3, referida junta universal sendo rigidamente ligada à base 2.

A Figura 6b) mostra um segundo tipo básico de concretização na qual a primeira junta 8, 9, 10 de um dispositivo de assentamento, por exemplo, o primeiro dispositivo de assentamento 4.1, constitui uma junta que é ligada diretamente à cabeça de posicionamento 11. Um mancai rotacional de travessa 100.1 ou 100.2 de uma travessa de reforço, por exemplo, a primeira travessa de reforço 5.1,

Ο

18/20 é, no caso desta concretização, rigidamente ligado ao dispositivo de assentamento, mas espaçado a partir da primeira junta 8, 9, 10 do dispositivo de assentamento.

Correspondentemente à concretização mostrada na Figura 6a), a junta universal de travessa BU1 e o mancal de travessa

17.1 da primeira travessa de reforço 5.1 na base 2 estão distanciados a partir da junta universal 3.1, 3.2, 3.3 do dispositivo de assentamento 4.1, 4.2, 4.3, referida junta universal também sendo rigidamente ligada à base 2.

A Figura 6c) mostra um terceiro tipo básico de concretização na qual a primeira junta 8, 9, 10 de um dispositivo de assentamento, por exemplo, o primeiro dispositivo de assentamento 4.1, é rigidamente ligado a uma travessa de reforço, por exemplo, a primeira travessa de reforço 5.1. Nesta concretização, o mancal rotacional de travessa 100.1 da travessa de reforço 5.1 está em conexão direta com a cabeça de posicionamento 11. Contudo, a primeira junta 8, 9, 10 do dispositivo de assentamento está distanciado a partir do mancal rotacional de travessa

100.1. Correspondentemente às concretizações mostradas na

Figura 6a) e Figura 6b), a junta universal de travessa BU1 e o mancal de travessa 17.1 da travessa de reforço 5.1 na base 2 estão distanciados a partir da junta universal 3.1,

3.2, 3.3 do dispositivo de assentamento 4.1, 4.2, 4.3, referida junta universal sendo rigidamente ligada à base 2.

A Figura 6d) ilustra um quarto tipo básico de concretização na qual a primeira junta 8, 9, 10 de um dispositivo de assentamento, por exemplo, o primeiro dispositivo de assentamento 4.1, e o mancal rotacional de

19/20 travessa 100.1, 100.2 de uma travessa de reforço, por exemplo, a primeira travessa de reforço 5.1, constitui a mesma junta que é colocada em conexão direta com a cabeça de posicionamento 11. Correspondentemente às concretizações mostradas nas Figuras 6a), 6b) e 6c), a junta universal de travessa BU1 e o mancai de travessa 17.1 da primeira travessa de reforço 5.1 na base 2 estão distanciados a partir da junta universal 3.1, 3.2, 3.3 do dispositivo de assentamento 4.1, 4.2, 4.3, referida junta universal sendo rigidamente ligada à base 2.

A Figura 6e) ilustra um quinto tipo básico de concretização na qual a primeira junta 8, 9, 10 de um dispositivo de assentamento, por exemplo, o primeiro dispositivo de assentamento 4.1, e o mancai rotacional de travessa 100.1, 100.2 de uma travessa de reforço, por exemplo, a primeira travessa de reforço 5.1, constitui a mesma junta que é colocada em conexão direta com a cabeça de posicionamento 11. A junta universal 3.1, 3.2, 3.3 do dispositivo de assentamento 4.1, 4.2, 4.3 é rigidamente ligada à base 2, e consiste da junta universal de travessa de referida travessa de reforço e mancai de travessa na base 2. A travessa de reforço se move, desse modo, com o dispositivo de assentamento no caso desta concretização.

Este quinto tipo básico de concretização inclui um dispositivo de assentamento em combinação com uma travessa de reforço de acordo com a concretização descrita acima em detalhes com referência às Figuras 1-5 por meio de introdução, esta concretização pertencendo ao quinto tipo básico de concretização.

20/20

As juntas universais de travessa BUl e BU2 são assim denominadas juntas cardan tendo dois graus de liberdade, onde o comportamento cinema tico de tal junta é tal que o ângulo rotacional no eixo de giro externo 22 é dissimilar à rotação do eixo de giro interno 24 devido ao ângulo entre estes, uma assim denominada diferença de ângulo rotacional. Quando os mancais rotacionais de travessa 100.1, 100.2 que têm somente um grau de liberdade são colocados em ângulos retos um em relação ao outro, as diferenças de ângulo rotacional com relação ao BUl e BU2 contra-agirão um com o outro, resultando em travamento cinemático da máquina, a menos que pelo menos uma travessa de reforço seja permitida girar, conforme mostrado pela equação que se segue com a Figura 7 associada.

A diferença de ângulo rotacional pode ser expressa como:

φ_κ = oí2 - ol φ_κ = arctg [ (1 /cosp)tgal] - al onde β é o ângulo entre o eixo de giro externo e o eixo de giro interno, al é a rotação do eixo de giro externo, e a2 é rotação do eixo de giro interno.

1/6

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Máquina paralela-cinemática (1) que inclui pelo menos três dispositivos de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) que

5 podem ser alongados e encurtados individualmente, no qual cada dispositivo de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) está ligado a uma cabeça de posicionamento (11), via uma primeira junta (8, 9, 10), no qual cada dispositivo de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) está ligado a uma base (2),

10 via uma junta universal (3.1, 3.2, 3.3), eno qual a cabeça de posicionamento (11) é móvel dentro de uma faixa de operação em resposta a manobra dos dispositivos de assentamento (4.1, 4.2, 4.3), caracterizada pelo fato de que pelo menos duas travessas de reforço (5.1, 5.2, 5.2.1,

15 5.2.2) que são cada uma ligada à cabeça de posicionamento (11) , via um respectivo mancai de rotação de travessa (100.1, 100.2), cada uma tendo somente um grau de liberdade, no qual cada travessa de reforço (5.1, 5.2,

5.2.1, 5.2.2) é adaptada para deslizar transversalmente em

20 um mancai de travessa (17.1, 17.2, 17.2.1, 17.2.2) na base (2) quando um ou mais dos dispositivos de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) é alongado ou encurtado, no qual cada mancai de travessa (17.1, 17.2, 17.2.1, 17.2.2) é ligado à base (2), via uma junta universal de travessa (BU1, BU2), e

25 no qual o mancai de travessa (17.2, 17.2.1, 17.2.2) de pelo menos uma travessa de reforço (5.2, 5.2.1, 5.2.2) é girável sobre um eixo que se estende paralelo com o eixo longitudinal de referida travessa de reforço (5.2, 5.2.1,

5.2.2) .
2/6

2.- Máquina paralela-cinemática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos um mancal de rotação de travessa (100.1, 100 .2) consiste da primeira junta (8 , 9z 10) . 5 3.- Máquina paralela-cinemática, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que pelo menos

uma junta universal de travessa (BU1, BU2) consiste de uma junta universal (3.1, 3.2, 3.3).

4. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com a

10 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o mancal de rotação de travessa (100.1, 100.2) de pelo menos uma travessa de reforço (5.1, 5.2, 5.2.1, 5.2.2) é rigidamente ligado a um dispositivo de assentamento (4.1, 4.2, 4.3).

5. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com a

15 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira junta (8, 9, 10) de pelo menos um dispositivo de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) é rigidamente ligada a uma travessa de reforço (5.1, 5.2, 5.2.1, 5.2.2).

6. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com

20 qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que. ambas a junta universal (3.1, 3.2, 3.3) e a junta universal de travessa (BU1, BU2) incluem um elemento de giro externo (21) que é montado na base (2) para rotação sobre um eixo de giro externo (22, 47), e com um elemento

25 de giro interno (23, 43) que é montado no elemento de giro externo (21) para rotação sobre um eixo de giro interno (24, 46) em ângulos retos ao eixo de giro externo (22, 47).

3/6

IlEK®

ΊMáquina paralela-cinemática, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o mancai de travessa (17.1, 17.2) é ligado ou ao elemento de giro interno (23, 43) da junta universal (3.1, 3.2, 3.3), ou ao

5 elemento de giro interno da junta universal de travessa (BU1, BU2).

8 . - Máquina paralela-cinemática, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que cada travessa de reforço (5.1, 5.2, 5.2.1, 10 5.2.2) tem, em uma primeira direção, uma rigidez de flexão que é consideravelmente maior do que sua rigidez de flexão em uma direção direção. em ângulos retos à referida primeira 9.- Máquina paralela-cinemática, de acordo com a 15 reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que cada travessa de reforço (5.1, 5.2, 5.2.1, 5 .2.2) tem uma forma

de corte transversal geralmente retangular.

10.- Máquina paralela-cinemática, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo

20 fato de que a máquina inclui três dispositivos de assentamento (4.1, 4.2, 4.3), cada um do qual sendo rigidamente ligado a uma travessa de reforço (5.1, 5.2,

5.2.1, 5.2.2, 5.3) na primeira junta (8, 9, 10) na ausência de qualquer junta intermediária ou mancai.

25 11. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que um dos dispositivos de assentamento (42) inclui uma travessa de reforço adicional (5.2.1, 5.2.2).

4/6

12. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dispositivo de assentamento (4.1, 4.2, 4.3) tem a forma de um mecanismo-paraf uso-porca cujo
5 parafuso ou porca (28, 52) é ligado rigidamente ao elemento de giro interno (23, 43) .

13. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dispositivo de assentamento (4.1,

10 4.2, 4.3) tem a forma de um motor linear.

14. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que parte do motor linear é compreendida de uma travessa de reforço (5.1, 5.2, 5.2.1, 5.2.2, 5.3) .

5.2.2, 5.3) deslizante

15 15.- Máquina paralela-cinemática, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que cada travessa de reforço (5.1, 5.2, 5.2.1, inclui pelo menos um primeiro elemento (26, 57.2, 58.2) que se estende

20 longitudinalmente, por exemplo, uma barra deslizante, que é ligada a um segundo elemento deslizante (27, 57.1, 58.1), por exemplo, um trilho guia, referido segundo elemento deslizante (27, 57.1, 58.1) sendo ligado ao elemento de giro interno (23, 43).

25 16.- Máquina paralela-cinemática, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o segundo elemento deslizante (27, 57.1, 58.1) é, ou ligado fixo ao elemento de giro interno (23, 43), ou guiado em relação ao referido elemento.

5/6

17.- Máquina paralela-cinemática, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizada pelo fato de que ou o parafuso (31, 51) de referido mecanismo é adaptado para ser acionado em uma extremidade por um motor

5 de dispositivo de assentamento (6.1, 6.2, 6.3), enquanto a outra extremidade do parafuso é suportada por um mancai de suporte (29) , ou em que a porca (28, 52) de referido mecanismo é adaptada para ser acionada por um motor do dispositivo de assentamento (6).

10 18.- Máquina paralela-cinemática, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o motor do dispositivo de assentamento (6.1, 6.2, 6.3) é montado em um retentor de motor (7.1, 7.2, 7.3), cuja uma extremidade é formada como uma parte (8) de referida primeira junta (8,

15 9, 10), e que é também provido com superfícies de conexão (15) às quais pelo menos uma travessa de reforço (5.1,

5.2.1, 5.2.2, 5.3) é pretendida ser presa.

19. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizada pelo

20 fato de que os mancais de rotação de travessa (100.1,

100.2) de pelo menos duas travessas de reforço (5.1, 5.2,

5.2.1, 5.2.2) tem eixos de mancai que são orientados em ângulos retos um em relação ao outro.

20. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com

25 qualquer uma das reivindicações 12 a 19, caracterizada pelo fato de que os mancais de rotação de travessa (100.1,

100.3) de pelo menos duas travessas de reforço (5.1, 5.3) têm eixos de mancai que são orientados paralelos um em relação ao outro.
6/6

21. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizada pelo fato de que os eixos de giro externo (24, 46) da junta universal de travessa (BUl, BU3) de duas travessas de

5 reforço (5.1, 5.3) são paralelos com os eixos de mancai de respectivos mancais de rotação de travessa (100.1, 100.3).

22. - Máquina paralela-cinemática, de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que os eixos de giro interno (24) da junta universal de travessa (BUl,
10 BU3) de duas travessas de reforço (5.1, 5.3) são mutuamente paralelos.

1/7

Fig 1

93Λ

2/7

6.1

Fig 2

4/7

5.2.1

5.2.2

6.2

5/7

5.2.2

55.2 56

55.1

3®

6/7

8,9,10

Fig 6 a) \8,9,10

Fig 6 b)

V8,9,10

100.1

100.2

8,9,10

100.1 _Ή10Ó.2

Fig 6 c)

8,9,10