CH637870A5

CH637870A5 - Manipulator

Info

Publication number: CH637870A5
Application number: CH103879A
Authority: CH
Inventors: Hendrik Hiemstra
Original assignee: Rueti Te Strake Bv
Priority date: 1979-02-02
Filing date: 1979-02-02
Publication date: 1983-08-31

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE
1. Manipulator aus mindestens einem nach dem Baukastensystem zusammensetzbaren Bewegungselement und einem Betätigungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungselement aus einer Kippeinheit besteht und dass bei Anordnung mehrerer Kippeinheiten alle gleich ausgebildet sind.

2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippeinheit zwei um eine gemeinsame Kippachse (3) bewegbare Teile (1, 2) aufweist, die uniforme Befestigungsmittel haben.

3. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippeinheit zwei Teile (21, 22) aufweist, die kugelgelenkförmig miteinander verbunden sind und die uniforme Befestigungsmittel aufweisen.

4. Manipulator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel Anschlussflansche (12, 13) sind.

5. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (1, 2) durch mindestens einen seitlich der Kippachse (3) angeordneten und eine Schwenkbewegung um die Kippachse erzeugenden Kraftzylinder (15) miteinander verbunden sind.

6. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein für die Kippbewegung dienender Schrittmotor (4) an einem der beiden Teile (1) befestigt ist und parallel zur Kippachse (3) wirkt.

7. Manipulator nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (3) seitlich der Längsachse (11) an der Peripherie der Kippeinheit angeordnet ist und dass auf der gegenüberliegenden Seite, quer zur Kippachse ausgerichtet, eine Feder (14) oder der Kraftzylinder (15) angeordnet ist.

8. Manipulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich der Längsachse (11) mindestens drei über die Peripherie der Kippeinheit gleichmässig verteilte Kraftzylinder (15) zwischen den beiden Teilen (21, 22) vorhanden sind.

9. Manipulator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dass die beiden zueinander beweglichen Teile (1, 2, 21, 22) hauptsächlich aus Kunststoff sind.

Die Erfindung betrifft einen Manipulator, aus mindestens einem nach dem Baukastensystem zusammensetzbaren Bewegungselement und einem Betätigungselement.

Manipulatoren, auch Roboter oder Handhabungsgeräte genannt, können besonders da zum Einsatz kommen, wo menschliche Arbeit ersetzt werden soll.

Aus der DE-OS 2 202 848 ist bereits ein Manipulator be kannt, der aus vier Typen von Bewegungselementen besteht, ei ner Horizontaleinheit, einer Kippeinheit, einer Vertikalsäule und einer Grundplatte. Die Teile sind nur bedingt und lediglich in einer bestimmten Reihenfole zusammensetzbar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Manipula tor vorzuschlagen, der vom Verbraucher aus einzelnen Teilen in beliebiger Reihenfolge bzw. Anordnung und auf einfachste
Weise zusammengesetzt werden kann und der aus kostengünstig herstellbaren Einzelteilen zusammensetzbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die kenn zeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Weitere vorteil hafte bzw. erfindungsgemässe Weiterbildungen gehen aus den weiteren Ansprüchen hervor.

Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemässen Manipulators weist Anschlussflansche auf, mit welchen die Kippeinheiten miteinander verbunden werden können. Die Ausführungsformen, die eine starre Kippachse aufweisen, können derart miteinander verbunden werden, dass die Kippachsen jeweils rechtwinklig zueinander stehen. Somit entsteht ein Baukastensystem, das flexibler wird, je mehr Kippeinheiten aneinander befestigt werden. Am Ende der letzten Kippeinheit kann ein Greifer angeordnet werden, der dann bezüglich seiner Bodenbzw. Wandbefestigungsstelle eine schlangenartige bzw. eine gelenkwellenförmige Bewegung ausführen kann. Diese Art ist besonders geeignet für den Einsatz in Laboratorien oder wo kleine Lasten bewegt werden und wo die Anschaffungskosten tragbar sein müssen. Die Erfindung wird nunmehr anhand zweier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbespiele näher erläutert.

Es zeigen:
Fig. 1 zwei zusammengefügte Kippeinheiten mit starren Kippachsen,
Fig. 2 eine zusammengefügte Kippeinheit, die kugelgelenkförmig miteinander verbunden sind, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Manipulators.

Die im Schnitt gezeichnete Kippeinheit hat einen oberen Teil 1 und einen unteren Teil 2, die mittels einer starren Achse 3 kippbar miteinander verbunden sind. Ein Schrittmotor 4 am Teil 1 treibt ein Ritzel 5 an, das mit einer inneren Verzahnung im Teil 2 zusammenwirkt. Die Achse 3 liegt zweckmässigerweise seitlich der Längsachse 11, so dass der grösstmöglichste Drehwinkel erreicht werden kann. Auf der gegenüberliegenden Seite der Kippachse 3 sind die Flansche 12 oder 13 durch eine Feder 14 verbunden. Es ist möglich, den Schrittmotor 4 durch einen Kraftzylinder 15, der die Flansche 13 verbindet, zu ersetzen.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung, wobei der obere Teil 21 eine kalottenförmige Ausnehmung und wobei der untere Teil 22 einen kugelförmigen Teil 23 aufweist. Die Teile 21 und 22 sind mittels drei Kraftzylindern 15 seitlich der Längsachse 11 an der Peripherie der Teile miteinander verbunden. Mit vier Kraftzylindern 15 kann die Steuerung einfacher gestaltet werden. Das Betätigungselement 28 ist ein Greifer, der am letzten Kippelement befestigt ist.

Fig. 3 zeigt diese Ausführung, wo Kippeinheiten mit einer starren Kippachse 3 verwendet werden, derart, dass die Kippachse von aufeinanderfolgenden Kippelementen manchmal parallel aber auch quer zueinander verlaufen können gemäss den Anforderungen der Verbraucher. Zwischen dem Greifer 28 und dem letzten Kippelement kann ein nicht dargestelltes spezielles Bewegungselement vorgesehen werden, das erlaubt, dass der Greifer über kleine Bereiche translatorische und eine Drehbewegung vollführen kann. Auch können nach Belieben andere Hilfselemente, wie gerade oder gebogene Abstandsstücke und Winkelstücke sowie Befestigungsplatten vorgesehen werden.

Statt Flanschverbindungen können auch Steck- und Schraubverbindungen angewendet werden. Die Steuerung und Wegmessung können herkömmlicher Art sein und werden deshalb hier nicht behandelt. Eine billige Herstellung kann besonders dann erreicht werden, wenn die Teile aus Kunststoff hergestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Manipulator aus mindestens einem nach dem Baukastensystem zusammensetzbaren Bewegungselement und einem Betätigungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungselement aus einer Kippeinheit besteht und dass bei Anordnung mehrerer Kippeinheiten alle gleich ausgebildet sind.
2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippeinheit zwei um eine gemeinsame Kippachse (3) bewegbare Teile (1, 2) aufweist, die uniforme Befestigungsmittel haben.
3. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippeinheit zwei Teile (21, 22) aufweist, die kugelgelenkförmig miteinander verbunden sind und die uniforme Befestigungsmittel aufweisen.
4. Manipulator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel Anschlussflansche (12, 13) sind.
5. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (1, 2) durch mindestens einen seitlich der Kippachse (3) angeordneten und eine Schwenkbewegung um die Kippachse erzeugenden Kraftzylinder (15) miteinander verbunden sind.
6. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein für die Kippbewegung dienender Schrittmotor (4) an einem der beiden Teile (1) befestigt ist und parallel zur Kippachse (3) wirkt.
7. Manipulator nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (3) seitlich der Längsachse (11) an der Peripherie der Kippeinheit angeordnet ist und dass auf der gegenüberliegenden Seite, quer zur Kippachse ausgerichtet, eine Feder (14) oder der Kraftzylinder (15) angeordnet ist.
8. Manipulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich der Längsachse (11) mindestens drei über die Peripherie der Kippeinheit gleichmässig verteilte Kraftzylinder (15) zwischen den beiden Teilen (21, 22) vorhanden sind.
9. Manipulator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dass die beiden zueinander beweglichen Teile (1, 2, 21, 22) hauptsächlich aus Kunststoff sind.

Die Erfindung betrifft einen Manipulator, aus mindestens einem nach dem Baukastensystem zusammensetzbaren Bewegungselement und einem Betätigungselement.

Manipulatoren, auch Roboter oder Handhabungsgeräte genannt, können besonders da zum Einsatz kommen, wo menschliche Arbeit ersetzt werden soll.

Aus der DE-OS 2 202 848 ist bereits ein Manipulator be kannt, der aus vier Typen von Bewegungselementen besteht, ei ner Horizontaleinheit, einer Kippeinheit, einer Vertikalsäule und einer Grundplatte. Die Teile sind nur bedingt und lediglich in einer bestimmten Reihenfole zusammensetzbar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Manipula tor vorzuschlagen, der vom Verbraucher aus einzelnen Teilen in beliebiger Reihenfolge bzw. Anordnung und auf einfachste Weise zusammengesetzt werden kann und der aus kostengünstig herstellbaren Einzelteilen zusammensetzbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die kenn zeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Weitere vorteil hafte bzw. erfindungsgemässe Weiterbildungen gehen aus den weiteren Ansprüchen hervor.

Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemässen Manipulators weist Anschlussflansche auf, mit welchen die Kippeinheiten miteinander verbunden werden können. Die Ausführungsformen, die eine starre Kippachse aufweisen, können derart miteinander verbunden werden, dass die Kippachsen jeweils rechtwinklig zueinander stehen. Somit entsteht ein Baukastensystem, das flexibler wird, je mehr Kippeinheiten aneinander befestigt werden. Am Ende der letzten Kippeinheit kann ein Greifer angeordnet werden, der dann bezüglich seiner Bodenbzw. Wandbefestigungsstelle eine schlangenartige bzw. eine gelenkwellenförmige Bewegung ausführen kann. Diese Art ist besonders geeignet für den Einsatz in Laboratorien oder wo kleine Lasten bewegt werden und wo die Anschaffungskosten tragbar sein müssen. Die Erfindung wird nunmehr anhand zweier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbespiele näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 zwei zusammengefügte Kippeinheiten mit starren Kippachsen, Fig. 2 eine zusammengefügte Kippeinheit, die kugelgelenkförmig miteinander verbunden sind, und Fig. 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Manipulators.

Die im Schnitt gezeichnete Kippeinheit hat einen oberen Teil 1 und einen unteren Teil 2, die mittels einer starren Achse 3 kippbar miteinander verbunden sind. Ein Schrittmotor 4 am Teil 1 treibt ein Ritzel 5 an, das mit einer inneren Verzahnung im Teil 2 zusammenwirkt. Die Achse 3 liegt zweckmässigerweise seitlich der Längsachse 11, so dass der grösstmöglichste Drehwinkel erreicht werden kann. Auf der gegenüberliegenden Seite der Kippachse 3 sind die Flansche 12 oder 13 durch eine Feder 14 verbunden. Es ist möglich, den Schrittmotor 4 durch einen Kraftzylinder 15, der die Flansche 13 verbindet, zu ersetzen.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung, wobei der obere Teil 21 eine kalottenförmige Ausnehmung und wobei der untere Teil 22 einen kugelförmigen Teil 23 aufweist. Die Teile 21 und 22 sind mittels drei Kraftzylindern 15 seitlich der Längsachse 11 an der Peripherie der Teile miteinander verbunden. Mit vier Kraftzylindern 15 kann die Steuerung einfacher gestaltet werden. Das Betätigungselement 28 ist ein Greifer, der am letzten Kippelement befestigt ist.

Fig. 3 zeigt diese Ausführung, wo Kippeinheiten mit einer starren Kippachse 3 verwendet werden, derart, dass die Kippachse von aufeinanderfolgenden Kippelementen manchmal parallel aber auch quer zueinander verlaufen können gemäss den Anforderungen der Verbraucher. Zwischen dem Greifer 28 und dem letzten Kippelement kann ein nicht dargestelltes spezielles Bewegungselement vorgesehen werden, das erlaubt, dass der Greifer über kleine Bereiche translatorische und eine Drehbewegung vollführen kann. Auch können nach Belieben andere Hilfselemente, wie gerade oder gebogene Abstandsstücke und Winkelstücke sowie Befestigungsplatten vorgesehen werden.

Statt Flanschverbindungen können auch Steck- und Schraubverbindungen angewendet werden. Die Steuerung und Wegmessung können herkömmlicher Art sein und werden deshalb hier nicht behandelt. Eine billige Herstellung kann besonders dann erreicht werden, wenn die Teile aus Kunststoff hergestellt werden. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.