Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Robotický efektor s duálním uchopovacím modulem
CZ32646U1
Czechia
- Other languages
English - Inventor
Pavel Halada Pavel Bartoš Roman PavlĂk
Description
translated from
Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. č. 478/1992 Sb.
Robotický efektor s duálním uchopovacím modulem
Oblast techniky
Řešení se týká robotického efektoru s duálním uchopovacím modulem určeného zejména pro transport úložných obalových souborů a bentonitového lože, ale i jiných předmětů obdobného tvaru. Při změně kontaktní koncovky ramen efektoru lze systém využít pro transport předmětů odlišných tvarů.
Dosavadní stav techniky
V současné době v oblasti robotických efektorů pro uchopování a manipulaci válcových předmětů, zejména ve vyšších váhových kategoriích, neexistuje analogické zařízení navrhovaného robotického efektoru s duálním uchopovacím modulem.
Navrhovaný uchopovací modul vykazuje schopnost uchopovat, jedním efektorem s duálními uchopovacími moduly, tedy i jednou robotickou technologií, tvarově rozdílné komponenty současně, válcové pouzdro a následně současně jiný tvarový komponent, který nemá kruhový profil.
Patenty č. US 5409280 a č. EP 0619166 AI a řada dalších analogických efektorů využívají výrazně odlišné konstrukční řešení, které nevykazuje parametry a schopnost duálního úchopu tvarově odlišných komponentů podle navrhovaného řešení.
V patentovém spisu US 8328071 B2 je zachyceno řešení synchronizace ramen efektoru, mechanikou propojovacího synchronizačního táhla. Mechanismus uchopovacích segmentů je individuálně nastavitelný v orientaci k hlavnímu nosníku, v jednom nebo více směrech, nastavitelnost funguje na principu kladičkových mechanismů, diametrálně odlišných od elektromechanického systému s lineárními aktuátory a regulátorem uchopovací síly robotického efektoru, podle navrhovaného řešení.
V patentovém spisu US 20120146353 AI je zachyceno řešení s čtyřkloubovým mechanismem uchopování, kde je možno měnit sílu uchopení prostřednictvím ovládání hydraulickým nebo pneumatickým válcem, uchopovací sílu je tedy možno měnit změnou tlaku pracovního média, prostřednictvím čerpadla nebo proporcionálního ventilu. Nevýhodou této technologie je velká objemnost mechanických bloků hydrauliky nebo pneumatiky, nezbytnost využití agregátu, vysoká hmotnost, vysoká energetická náročnost. Uvedené zařízení je do prostorového řešení navrhovaného robotického efektoru neimplementovatelné.
Mechanický systém podle patentu US 5409280 A umožňuje zvedání a manipulaci komponentů kruhových profilů s výhodou dvou pohyblivých ramen, tlačených směrem vně předepjatými pružinami, uchopovací prvky jsou uspořádány na ramenech a jejich propojovacím skeletu. Zdvihací síla působí na vačkové segmenty proti pohyblivě uloženým válcům. Tato technologie neřeší požadované funkce robotického efektoru podle navrhovaného řešení.
Patentové řešení US 4097084 A určené pro manipulaci zejména v omezeném prostoru, pro uchopování válcových předmětů, upínací člen končí ve zvedacím oku, takže přítlačná síla uchopovacího mechanismu je přímo úměrná váze uchopovaného válce. Toto technologické řešení nevykazuje prvky technologických vazeb navrhovaného řešení.
Jednou z nejbližších technologií navrhovaného technického řešení jsou robotické manipulátory firmy La Valley Industries (https://www.lavalleyindustries.com/index). Široké spektrum řady využívaných efektorů touto firmou je orientováno na uchopování kruhových válců a potrubních
- 1 CZ 32646 U1 komponentů ve vyšších váhových kategoriích, zavěšených na jeřábových manipulátorech. Tyto vysoce sofistikované uchopovací efektory využívají speciální lineární akuátory, žádný z těchto typu efektorů ale nevykazuje technologické řešení podle navrhovaného řešení. Využívané aktuátory mají odlišnou technologickou skladbu pracovních komponentů a nevykazují kombinaci silového aktuátoru s novým technologickým řešením regulátorů uchopovací síly, která vytváří podmínky pro řízenou regulaci přítlačné síly silového aktuátoru.
Například v patentovém spisu US 8328071 B2 je zachyceno řešení synchronizace ramen efektorů, které je však řešeno mechanicky pomocí propojovacího synchronizačního táhla. Synchronizace pohybu uchopovacích kleštin tak není zcela přesná a pokud je nutno měnit uchopovací sílu, je možné změny dosáhnout pouze změnou tlaku použitého média, což má za následek vyšší složitost mechaniky a vyšší finanční náročnost.
V dalším patentovém spise US 20120146353 AI je zachyceno řešení s čtyřkloubovým mechanizmem uchopování, kde je možno měnit sílu uchopení prostřednictvím ovládání hydraulickým nebo pneumatickým válcem, sílu je tedy možno měnit změnou tlaku pracovního média a je zde je nutno měnit tlak buď čerpadlem nebo proporcionálním ventilem. Nevýhodou řešení jsou navíc použité mechanizmy s využitím pneumatiky, případně hydrauliky, která je prostorově velmi náročná (včetně nutnosti využití hydraulického agregátu), má vysokou hmotnost a vyšší energetickou náročnost. Z uvedených nevýhod rovněž vyplývá vyšší ekonomická náročnost.
Pokud se jedná o lineární aktuátory, opět existuje široká škála produktů s osovým uspořádáním aktuátoru s elektromotorem, jak je tomu u námi předkládaného typu řešení. V rámci uvedené skupiny existují dva typy aktuátorů:
První typ: pohon v ose je za pohybovým šroubem, to je v prostoru mimo polohovaný pohybový šroub. Nevýhodou uvedeného řešení je větší délka lineárního aktuátoru, a to o délku tohoto pohonu. Tento první typ řešení je zachycen v patentovém spise WO 2006133716 AI (využívá například dánská společnost CONCENS).
Druhý typ: pohon je s dutou hřídelí a je v oblasti pohybu poloho vání pohybového šroubu, ale jeho pohyb je uskutečňován válečkovou pohybovou maticí, tak jak je zachyceno řešení například v patentovém spise C. B. Strandgren US 2683379 A - viz obr. 1,2,3, a v patentovém spise US 7044017 B2 - viz obr. 2. Nevýhodou uvedeného řešení je vysoká náročnost na přesnost i složitost, a z toho vyplývající také značná ekonomická náročnost.
Podstata technického řešení
Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje Robotický efektor s duálním uchopovacím modulem, jehož stěžejními částmi jsou rám, efektor pro bentonitové lože, efektor pro úložný obalový soubor, horizontálně vodicí jednotka s rámem horizontálně vodící jednotky, vodorovný nosník a vertikálně stavitelný mechanismus, přičemž ve spodní části plošného rámu je kyvné uložen efektor pro bentonitové lože s rameny efektorů pro bentonitové lože a efektor pro úložný obalový soubor s rameny efektorů pro úložný obalový soubor, přičemž v ramenech efektorů pro bentonitové lože a ramenech efektorů pro úložný obalový soubor jsou kyvné uloženy lineární aktuátory, přičemž nad rámem je prostřednictvím vertikálně stavitelného mechanismu uchycena horizontálně vodicí jednotka, kdy rám je zavěšen na pohybových šroubech s nimiž je pevně propojen, a jež jsou uloženy v otočných maticích uložených v ložiskách vertikálního stavění rámu horizontálně vodící jednotky, přičemž pevnou součástí otočných matic jsou ozubená kola do kterých zapadá propojující ozubený tvarový element do kterého pastorkem zabírá vertikální pohon uložený v rámu horizontálně vodící jednotky, přičemž v rámu horizontálně vodící jednotky jsou v horní části uloženy vodicí kladky a ve spodní části vodicí kladky excentrické tvarově zapadající do vodorovného nosníku, přičemž na spodní hraně vodorovného nosníku je
-2CZ 32646 U1 uložen ozubený hřeben, do kterého zapadá pastorek horizontálního pohonu, přičemž horizontální pohon je pevně propojen s rámem horizontálně vodící jednotky.
Dále je výhodné, když jsou ramena efektoru pro bentonitové lože zakončené koncovkou válcovou.
Dále je výhodné, když jsou ramena efektoru pro úložný obalový soubor zakončené opěrkou prizmatickou
Dále je výhodné, když se vertikálně stavitelný mechanismus skládá z pohybového šroubu, otočné matice, ozubeného kola, ložisek vertikálního stavění, ozubeného tvarového elementu a vertikálního pohonu
Výhodami navrženého zařízení je, že robotický efektor s duálním uchopovacím modulem lze využít na uchopení a transport předmětů válcového nebo jiného tvaru o velké tonáži, přičemž lze měnit kontaktní koncovky ramen efektoru, čímž je dosaženo efektu možnosti uchopování předmětů odlišných tvarů.
Objasnění výkresů
Na přiložených listech jsou znázorněny obrázky a legenda.
OBR. 1 sestava robotického efektoru s duálním uchopovacím modulem v axonometrickém pohledu, kde jsou patrny všechny podsestavy zařízení
OBR. 2 robotický efektor s duálním uchopovacím modulem ve své plné využitelnosti, kdy na dvou obrázcích levé strany je zobrazeno využití efektoru prvního typu s prizmatickými koncovkami, ve fázi, kdy je uchopen UOS - úložný obalový soubor, tj. těleso válcovitého tvaru. Na dvou obrázcích pravé strany je zobrazeno využití efektoru druhého typu s válcovými koncovkami, v našem případě nesoucí bentonitové lože, ale muže to být i těleso deskovitého tvaru, v lepším případě toto těleso má podélnou drážku, tak jako v našem případě.
OBR. 3 v horní části je nárys zařízení a je zde patrno složení efektoru prvního typu a ve spodní části je v nárysu patrno složení efektoru druhého typu
OBR. 4 řez vertikálně stavitelným mechanizmem, kde je znázorněno uložení pohybového šroubu
OBR. 5 v bokoryse je patrna horizontálně vodicí jednotka a do ní vložený vertikálně stavitelný mechanizmus. Je zde dobře znázorněn záběr pastorku horizontálního pohonu do ozubeného hřebenu vodorovného nosníku
OBR. 6 řez horizontálně vodicí jednotkou. Je zde znázorněn záběr pastorku horizontálního pohonu do ozubeného hřebenu vodorovného nosníku
Příklady uskutečnění technického řešení
Robotický efektor 1 s duálním uchopovacím modulem je tvořen rámem 2 deskovitého tvaru, na němž jsou ve spodní části uchyceny efektor 3 pro bentonitové lože a efektor 4 pro úložný obalový soubor. Nad rámem 2 je prostřednictvím vertikálně stavitelného mechanizmu 6 uchycena horizontálně vodicí jednotka 5. Součástí rámu 2 jsou oka, v nichž jsou kyvně uloženy čepy ramen 7 efektoru pro bentonitové lože a jeho lineární aktuátory 8, uložené na protilehlé straně
-3 CZ 32646 U1 v ramenech 7 efektoru pro bentonitové lože. Totéž platí pro ramena 9 efektoru pro úložný obalový soubor, ve kterých jsou kyvné uloženy lineární aktuátory 8. Každé rameno je zakončeno kontaktní koncovkou, která je dána tvarem uchopovaného protikusu. V případě uchopovacího efektoru 3 pro bentonitové lože je to koncovka 10 válcová a v případě efektoru 4 pro úložný obalový soubor je koncovkou opěrka 11 prizmatická.
Rám 2 je zavěšen ve čtyřech pohybových šroubech 12, s nimiž je pevně propojen, a ty jsou uloženy v otočných maticích 13 uložených v ložiskách 14 vertikálního stavění rámu 15 horizontálně vodicí jednotky. Pevnou součástí otočných matic 13 jsou ozubená kola 16, do kterých zapadá propojující ozubený tvarový element 17 ovládaný pastorkem vertikálního pohonu 18 uloženého v rámu 15 horizontálně vodicí jednotky.
V tomto rámu jsou dále uloženy v horní části tvarové vodicí kladky 19, a ve spodní části vodicí kladky 20 excentrické tvarově zapadající do vodorovného nosníku 21 portálového systému přemisťování. Ve spodní hraně vodorovného nosníku 21 je uložen ozubený hřeben 22, do kterého zapadá pastorek horizontálního pohonu 23.
Funkce
Robotický efektor 1 s duálním uchopovacím modulem je určen především k přemisťování předmětů v oblasti jaderného odpadu, ale je možno jej použít i pro přemisťování jiných předmětů, zvláště při změně kontaktní koncovky u ramen efektoru 7 pro bentonitové lože nebo ramen 9 efektoru pro úložný obalový soubor.
Základním dílem robotického efektoru 1. s duálním uchopovacím modulem je plošný rám 2, ve kterém jsou kyvné uloženy efektor 3 pro bentonitové lože a efektor 4 pro úložný obalový soubor, včetně jejich ovládání lineárními aktuátory 8, které jsou opět kyvné uloženy v ramenu 7 efektoru pro bentonitové lože zakončené koncovkou 10 válcovou a v ramenu efektoru 9 pro úložný obalový soubor zakončené opěrkou 11 prizmatickou.
Tyto koncovky slouží k uchopování předmětů různého tvaru a mohou být podle potřeby zaměněny. Koncovkou 10 válcovou je možno uchopit předměty s vnějšími rovnoběžnými plochami, nebo předměty opatřené vybráním, v našem konkrétním případě jimi uchopujeme bentonitové lože určené pro zavážení jaderného odpadu. Opěrka 11 prizmatická je určena k uchopování válcových předmětů, v našem konkrétním případě je to ÚOS - úložný obalový soubor vyhořelého jaderného paliva.
Nad rámem 2 je umístěna horizontálně vodicí jednotka 5, pohybující se po vodorovném nosníku 21 a s rámem 2 je stavitelně propojena prostřednictvím vertikálně stavitelného mechanizmu 6.
K přesnému vertikálnímu polohování při přenosu předmětů slouží pohybové šrouby 12 pevně zasazené do rámu 2 uložené v otočných maticích 13, které jsou pevně propojeny s ozubenými koly 16, a toto složení je uloženo otočně v ložiskách vertikálního stavění 14, která jsou vložena do rámu horizontálně vodicí jednotky 15. Otočné matice 13 jsou poháněny přes ozubená kola 16 ozubeným tvarovým elementem 17, do kterého pastorkem zabírá vertikální pohon 18 uložený v rámu 15 horizontálně vodicí jednotky.
Tím je zajištěno velmi přesné vertikální stavění. Sestavy vertikálně stavitelných pohybových šroubu 12 jsou v našem případě čtyři, ale mohly by být např. i tři nebo dvě. Vedení pohybu ve vodorovném směru je realizován horními vodícími kladkami 19 a spodními vodícími kladkami 20 excentrickými, uloženými v rámu 15 horizontálně vodicí jednotky, přičemž excentricita spodních kladek slouží k vymezování vodicích vůlí. Pohyb je potom uskutečňován záběrem pastorku horizontálního pohonu 23 do ozubeného hřebenu 22 umístěného na spodní hraně vodorovného nosníku 21. Horizontální pohon 23 je přitom fixován na rám 15 horizontálně vodicí jednotky. Předpokladem k plošnému pokrytí pohybu v rovině je další stupeň volnosti ve
-4CZ 32646 U1 vodorovné ose reprezentovaný např. portálovým manipulátorem, ve kterém by byl výše uvedený systém uložen.
Průmyslová využitelnost
Řešení se týká robotického efektoru s duálním uchopovacím modulem určeného zejména pro transport úložných obalových souborů s vyhořelým jaderným palivem a bentonitového lože, ale i jiných předmětů obdobného tvaru. Při změně kontaktní koncovky ramen efektoru lze systém 10 využít pro transport předmětů odlišných tvarů.
Vzhledem k tomu, jak je řešení koncipováno, je tedy mimořádně vhodné zejména pro využití v jaderné energetice, je však uplatnitelné i v široké škále odvětví strojírenského průmyslu vyžadující uchopování a transport předmětů válcového nebo jiného tvaru o velké tonáži.
Claims (4)
Hide Dependent
translated from
Claims (4)
Hide Dependent
translated from
1. Robotický efektor (1) s duálním uchopovacím modulem, vyznačující se tím, že jeho stěžejními částmi jsou rám (2), efektor (3) pro bentonitové lože, efektor (4) pro úložný obalový soubor, horizontálně vodicí jednotka (5) s rámem (15) horizontálně vodicí jednotky, vodorovný nosník (21) a vertikálně stavitelný mechanismus (6), přičemž ve spodní části plošného rámu (2) je kyvně uložen efektor (3) pro bentonitové lože s rameny (7) efektoru pro bentonitové lože a efektor (4) pro úložný obalový soubor s rameny (9) efektoru pro úložný obalový soubor, přičemž v ramenech (7) efektoru pro bentonitové lože a ramenech (9) efektoru pro úložný obalový soubor jsou kyvně uloženy lineární aktuátory (8), přičemž nad rámem (2) je prostřednictvím vertikálně stavitelného mechanismu (6) uchycena horizontálně vodicí jednotka (5), kde rám (2) je zavěšen na pohybových šroubech (12), s nimiž je pevně propojen, ajež jsou uloženy v otočných maticích (13), uložených v ložiskách (14) vertikálního stavění rámu (15) horizontálně vodicí jednotky, přičemž pevnou součástí otočných matic (13) jsou ozubená kola (16), do kterých zapadá propojující ozubený tvarový element (17), do kterého pastorkem zabírá vertikální pohon (18) uložený v rámu (15) horizontálně vodicí jednotky, přičemž v rámu (15) horizontálně vodicí jednotky jsou v horní části uloženy vodicí kladky (19) a ve spodní části vodicí kladky (20) excentrické, které tvarově zapadají do vodorovného nosníku (21), přičemž na spodní hraně vodorovného nosníku (21) je uložen ozubený hřeben (22), do kterého zapadá pastorek horizontálního pohonu (23), přičemž horizontální pohon (23) je pevně propojen s rámem (15) horizontálně vodicí jednotky.
2. Robotický efektor (1) s duálním uchopovacím modulem podle nároku 1, vyznačující se tím, že ramena (7) efektoru pro bentonitové lože jsou zakončena koncovkou (10) válcovou.
3. Robotický efektor (1) s duálním uchopovacím modulem podle nároku 1, vyznačující se tím, že ramena (9) efektoru pro úložný obalový soubor jsou zakončena opěrkou (11) prizmatickou.
4. Robotický efektor (1) s duálním uchopovacím modulem podle nároku 1, vyznačující se tím, že vertikálně stavitelný mechanismus (6) se skládá z pohybového šroubu (12), otočné matice (13), ozubeného kola (16), ložisek (14) vertikálního stavění, ozubeného tvarového elementu (17) a vertikálního pohonu (18).