DD200370A1 - DEVICE FOR JOINT CONNECTIONS OF MANIPULATORS FOR WEIGHT COMPENSATION - Google Patents
DEVICE FOR JOINT CONNECTIONS OF MANIPULATORS FOR WEIGHT COMPENSATION Download PDFInfo
- Publication number
- DD200370A1 DD200370A1 DD23330281A DD23330281A DD200370A1 DD 200370 A1 DD200370 A1 DD 200370A1 DD 23330281 A DD23330281 A DD 23330281A DD 23330281 A DD23330281 A DD 23330281A DD 200370 A1 DD200370 A1 DD 200370A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- rollers
- item
- joints
- joint
- springs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an Gelenkverbindungen von Manipulatoren, in den der Gewichtsausgleich durch gewichtsarme Federelemente über umgelenkte Kräfte derart erfolgt, dass die Beseitigung oder Minderung sich einstellenden oder konstruktionsbedingten Spiels der Gelenke und insbesondere der Zahnradgetriebe erreicht wird. Forderungen einer optimalen Ausnutzung der Antriebskraft und minimaler Abmessungen bei geringer Drehmasse werden erfüllt. Am drehbaren Grundgestell von Knickarmrobotern werden von einer festen Seilrolle ausgehend an dem Knickgelenk drehbare lose Rollen mit Seilen und mindestens je zwei Federn angebracht. Durch die Art der Befestigung der Federn und Justage ist die Summe der Kräfte zusätzlich zum Gewichtsausgleich auf einseitige Flankenanlage der Zahnradgetriebe ausgelegt. Fig. 1The invention relates to a device on joints of manipulators, in which the weight balance by low-weight spring elements via deflected forces such that the elimination or reduction is adjusting or design-related game of joints and in particular the gear transmission is achieved. Demands of optimum utilization of the driving force and minimum dimensions with low rotational mass are met. On the rotatable base frame of articulated robots, starting from a fixed pulley on the articulated joint rotatable loose rollers with ropes and at least two springs are attached. Due to the nature of the attachment of the springs and adjustment, the sum of the forces in addition to balancing on one-sided flank system of gear transmission is designed. Fig. 1
Description
23 3 3 02 123 3 3 02 1
Titel der ErfindungTitle of the invention
Vorrichtung an Gelenkverbindungen von Manipulatoren für den GewichtsausgleichDevice on joints of manipulators for weight balance
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Gelenkverbindungen von Manipulatoren, in denen der Gewichtsausgleich durch gewichtsarme Elemente über umgelenkte Kräfte erfolgt.The invention relates to a device on articulated joints of manipulators, in which the weight is balanced by low-weight elements via deflected forces.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Pur den Ausgleich der Gewichte von Manipulatorarmen und die Beseitigung odor Minderung sich einstellenden oder konstruktionsbedingten Spiels der Gelenke und insbesondere Zahnradgetriebe, sind viele Lösungen bekannt. Ebenso wird für die Minderung toter Massen die entsprechende Anordnung vorgenommen z. B« des Antriebsteils, wie Motor und Getriebeteile ala Gegengewicht des Armes, mit dem Gelenk dazwischen. Ein Nachteil ist gelegentlich zusätzlicher Raumbedarf beim Manipulieren und fast doppelte Drehmasse. Es wurde bereits in der Anmeldung WP. B25J 225 289 vorgeschlagen, mit Spannbändern 'über· Scheiben" an den-Gelenken den··.·-· schwereren Antriebsteil auf die stabileren unteren Arm- teile zu verlagern. Nachteile sind ein höherer konstruktiver Aufwand mit ebensolcher Montage und, daß eine Beseitigung des Spiels, insbesondere in einfachen Getrieben, nicht automatisch erreicht ist.Pur balancing the weights of manipulator arms and the elimination odor reduction of adjusting or construction-related game of joints and gear transmission in particular, many solutions are known. Likewise, the corresponding arrangement is made for the reduction of dead masses z. B 'of the drive part, such as engine and gear parts ala counterweight of the arm, with the joint in between. A disadvantage is occasionally additional space when manipulating and almost double rotating mass. It was already in the application WP. B25J 225 289 proposed to shift the drive part to the more stable lower arm parts by means of straps 'via' washers at the joints.The drawbacks are a higher constructive expenditure with such an assembly and that a removal of the Game, especially in simple gears, is not reached automatically.
Durch die fortwährend wirkende Spannkraft ist ein höherer Verschleiß der Lagergelenke zu erwarten oder eine stabilere, also schwerere Konstruktion erforderlich» Es wurde auch in der'Anmeldung WP B25J 225 156 vorgeschlagen,'im wesentlichen nur für das Erstgelenk eine Kurvenscheibe mit Bolzen unter Federdruck anzuwenden. Zusätzliche Nachteile sind die oben genannten und .das mögliche Erreichen der Selbsthemmung dieser Kräfteübertragung.Due to the continuously acting clamping force, a higher wear of the bearing joints is to be expected or a more stable, thus heavier construction is required »It was also suggested in the application WP B25J 225 156, to apply essentially only for the first joint a cam with bolts under spring pressure. Additional disadvantages are the above and .the possible achievement of self-locking this power transmission.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist das Ziel der Erfindung, insbesondere wirtschaftlich und einfach herzustellende mechanische Elemente in den Gelenken von Robotern für feinmechanische Fertigungsbelange zu verwenden und deren zwangsläufig sich schneller einstellenden Yerschleißerscheinungen zu begegnen. Es sollen keine zusätzlichen Totmassen zur Tarierung der einzelnen Arme des Roboters benötigt werden, die die Drehmomente der Motoren nicht voll für die Beschleunigungen nutzen lassen»It is the object of the invention, in particular, to use economical and easy-to-manufacture mechanical elements in the joints of robots for fine-mechanical manufacturing requirements and to counteract their inevitably faster setting Yerschleißerscheinungen. No additional dead masses are needed for taring the individual arms of the robot, which do not allow the torques of the motors to be fully utilized for the accelerations »
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
-Die technische Aufgabes die durch die Erfindung gelöst wird-The technical problem s is solved by the invention
Der Erfindung.liegt die Aufgabe zugrunde, die technischen Mittel mit ihren vorteilhaften Eigenschaften, wie z„ B. einfache Schneckenradgetriebe mit Schrittschaltmotoren als Antrieb an Gelenken von Knickarmrobotern und die kraftschlüssige und massearme Kraftwirkung von Pedern unter Ausschaltung nachteiliger Wirkungen für ein im .Endeffekt schnelleres genaueres und.verschleißärmeres' Betreiben derselben nutzbar zu· machen„ ' \.. ·; .. '.-.'. . . : .· ·.-.·..·.··.".". ·' - - .· :.·The invention. Is based on the object, the technical means with their advantageous properties, such as, for example, simple worm gear with stepper motors as drive to joints of articulated robots and the frictional and low-mass force effect of Pedern under elimination of adverse effects for a .Endeffekt faster accurate and.to reduce wear and tear on their operation. '' \ .. ·; .. '.-.'. , , :. · · .-. · '- -. ·:.
~ Merkmale der ErfindungFeatures of the invention
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Anord- nungen und Dimensionierungen von an und für sich.bekannten. Elementen zu.einem kombinierten System an den Gelenken von Manipulatoren, zusammengefaßt sind. So werden eine festeAccording to the invention, the object is achieved in that arrangements and dimensions of per se .bekannten. Elements zu.einem combined system at the joints of manipulators, are summarized. So be a solid
Rolle und für jedes Knickgelenk lose Rollen und auf diesen paarweise arretierte Seile mit Federn bestimmter Kennlinien für die Kompensation der jeweiligen Armmassen durch Justiereinrichtungen verschieden spannbar verbunden* Ein Merkmal der Erfindung ist die Übertragung der absoluten Winkellage von einem Gelenk zum anderen, erreicht durch paarweise gleichgroße Rollen. Die Abwälzdurchmesser zweier durch ein gemeinsames Seil verbundener Rollen sind somit gleichgroß. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist durch federn bestimmter Kennlinien erreicht, die mittels der Justiereinrichtung so eingestellt sind, daß das Lastmoment des Gelenkgetriebes unabhängig von der Schwerkraft v/irkt, indem die Beibehaltung S0 B, einseitige Plankenanlage im Zahnradgelenkgetriebe von der Summe der Kräfte garantiert ist. Dabei wird insbesondere mit der feststehenden Rolle ze B. am Drehgestell eines. Roboters erreicht, daß die Pederangriffspunkte auf den Rollen unabhängig von den Armstellungen aller Knickarme immer die gleichen absoluten Winkellagen zur Richtung der Schwerkraft einnehmeno Die Angriffspunkte der Federn an den Rollen müssen zum Zwecke der Arretierung verstellbar sein und beide Angriff spunkte des Federsystems an der Rolle bezogen auf ihre Drehachse um 90° versetzt angeordnet sein. Vorteilhaft ist es, wenn der Ansatz der Federkraft am wirksamen Hebelarm, durch dessen Verstellung bei verschiedenen Stellungen der Knickarme als Kompensationsdrehmoment wirksam wird.Role and for each articulated joint loose roles and on these paired locked ropes with springs of certain characteristics for the compensation of the respective arm masses by adjusting differently connected * A feature of the invention is the transmission of the absolute angular position of a joint to another, achieved by pairs of equal roles , The rolling diameter of two connected by a common rope roles are thus the same size. Another feature of the invention is achieved by springs certain characteristics, which are adjusted by means of the adjustment that the load torque of the joint mechanism regardless of gravity v / irkt by the retention S 0 B, one-sided plank system in Zahnradgelenkgetriebe guaranteed by the sum of the forces is. In particular, with the fixed roller z e B. bogie of a. Robot achieved that the Pederangriffspunkte on the rollers regardless of the arm positions of all articulated arms always assume the same absolute angular positions to the direction of gravity The points of attack of the springs on the rollers must be adjustable for the purpose of locking and both attack points of the spring system based on the role their axis of rotation can be arranged offset by 90 °. It is advantageous if the approach of the spring force on the effective lever arm, by the adjustment of different positions of the articulated arms is effective as a compensation torque.
Ausführungsbeispielembodiment
Ein Ausfuhrungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt undwird im folgenden Text näher beschrieben. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:An embodiment is shown in the drawing and will be described in more detail in the following text. In the accompanying drawings show:
Fig. 1 die Anordnung der'Elemente zum Gewichtsausgleich, ; Fig. 2 die Drehmomentenverläufe.Fig. 1 shows the arrangement der'Elemente for balancing; Fig. 2 shows the torque curves.
Die in diesen Figuren dargestellte Vorrichtung mit dem Gewichtsausgleich durch Federn, Rollen und Seile und das dazugehörige Drehmomentenschaubild wird beschrieben. Der statische Zustand ist gekennzeichnet durch die erfindungsgemäße Anordnung. Ära ortsfesten Drehgestell eines Roboters 1 be-The device shown in these figures with the weight compensation by springs, rollers and ropes and the associated torque diagram will be described. The static state is characterized by the arrangement according to the invention. Era stationary bogie of a robot 1
findet sich die ortsfeste Rolle 3 im Bereich des ersten Gelenkes 2. Diese ist mit dem Seil 4 mit der gleichgroßen drehbaren Rolle 9 am zweiten Gelenk 7» gegebenenfalls mit doppelter Umschlingung und den Seilarretierungen 8 und 10 befestigt. Diese lose drehbare Rolle 9 des' zweiten Gelenkes ist mit derselben des dritten Gelenkes ebenso verbunden usw. Die Feder für den Gewichtsausgleich 5 ist mit einem Ende am Arm und mit dem anderen Ende am ersten Stift 11 der Justiereinrichtung befestigt. Die Feder für die Einflankenanlage ist am zweiten Stift der Justiereinrichtung 12 angebracht und je nach Stellung des Armes liegt sie am dritten Stift der Justiereinrichtung 13 an oder nicht* Die Funktion der Vorrichtung ergibt sich wie folgt« Eine .Federkraft Fi erzeugt mit dem Hebelarm r1 ein linksdrehendes Drehmoment, das in horizontaler Lage des Armes am größten ist und bis .zur oberen und unteren senkrechten Lage bis auf lull abnimmt* Das so entstehende Drehmoment 16This is fixed to the rope 4 with the same size rotatable roller 9 on the second joint 7 »optionally with double wrap and the Seilarretierungen 8 and 10 attached. This loosely rotatable roller 9 of the second joint is also connected to the same one of the third joint, and so forth. The weight balance spring 5 is attached to the arm at one end and to the first pin 11 of the adjusting device at the other end. The spring for the Einflankenanlage is attached to the second pin of the adjusting device 12 and depending on the position of the arm it is on the third pin of the adjusting device 13 or not * The function of the device is as follows «A .Federkraft Fi generated with the lever arm r1 a levorotatory torque, which is greatest in the horizontal position of the arm and decreases up to the upper and lower vertical position to lull * The resulting torque 16
wirkt entgegen dem Drehmoment 15S das durch die Schwerkraft G mit dem Hebelarm 1 enteteht als M„ s G · 1 . sinacts contrary to the torque 15 S which by the force of gravity G with the lever arm 1 ent looks as M "s G · 1. sin
In der senkrechten Lage des Armes bewirkt die Federkraft F2 ein rechtsdrehendes Drehmoment, das im Winkelbereich 0° <. <X, < 90°In the vertical position of the arm, the spring force F 2 causes a right-handed torque, which in the angular range 0 ° <. <X, <90 °
M2 = F2 «· r2 « cos °C .M 2 = F 2 "· r 2 " cos ° C.
beschrieben wird, .is described,.
JQn WinkelbereichJQn angular range
'900^-OC ^ 180° . ·. . .'90 0 ^ - OC ^ 180 °. ·. , ,
.' .wirkt' der- verlängerte. Hebelarm· i-y mit der Federkraft' F2;' · und es entsteht ebenfalls ein rechtsdrehendes Moment 17 M2 = F2 . r^ . cos ( evr - 180°).. '.works' prolonged. Lever arm · iy with the spring force 'F 2 ;' · And there is also a clockwise moment 17 M 2 = F 2 . r ^. cos (evr - 180 °).
In Fig.. 2 sind die Drehmomentenverläufe qualitativ dargestellt« Bei den Betrachtungen werden die Kraftanstiege durch die Dehnung der Federn vernachlässigte Die Reaktionsdrehmomente, die an der losen Rolle auftreten, werden überIn Fig. 2, the torque curves are qualitatively represented. In the considerations, the force increases due to the elongation of the springs are neglected. The reaction torques occurring at the loose roller are exceeded
die Seile auf die feste Rolle übertragen und bewirken eine zusätzliche Tarierung des ersten Gelenkes, wenn nur die nachfolgenden Arme geschwenkt werden* Die Angriffspunkte der Federn sind an den Rollen in radialer Richtung verstellbar, um die Einflankenanlage der Zahnpaarungen in den Getrieben mit unterschiedlichen Kräften bzw. Drehmomenten zu realisieren. Das Verhalten transformiert sich auf die v/eiteren Gelenke und realisiert die Einflankenanlage nach dem gleichen Prinzip.The ropes are transferred to the fixed role and cause additional buoyancy of the first joint, if only the following arms are pivoted * The points of attack of the springs are adjustable on the rollers in the radial direction to the Einflankenanlage the tooth pairs in the gears with different forces or To realize torques. The behavior transforms to the other joints and realizes the flanking system according to the same principle.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD23330281A DD200370B1 (en) | 1981-09-15 | 1981-09-15 | Device on joints of manipulators for weight balance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD23330281A DD200370B1 (en) | 1981-09-15 | 1981-09-15 | Device on joints of manipulators for weight balance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD200370A1 true DD200370A1 (en) | 1983-04-20 |
DD200370B1 DD200370B1 (en) | 1986-04-30 |
Family
ID=5533523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD23330281A DD200370B1 (en) | 1981-09-15 | 1981-09-15 | Device on joints of manipulators for weight balance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD200370B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4539465A (en) * | 1983-12-30 | 1985-09-03 | Westinghouse Electric Corp. | Wire feed system for robot welder |
DE3601455A1 (en) * | 1985-01-22 | 1986-07-24 | GMF Robotics Corp., Troy, Mich. | ROBOT WITH AN ARM DEVICE AND A BALANCING MECHANISM |
WO1992005016A1 (en) * | 1990-09-14 | 1992-04-02 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Methods and apparatus for passively compensating for the effects of gravity upon articulated structures |
-
1981
- 1981-09-15 DD DD23330281A patent/DD200370B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4539465A (en) * | 1983-12-30 | 1985-09-03 | Westinghouse Electric Corp. | Wire feed system for robot welder |
DE3601455A1 (en) * | 1985-01-22 | 1986-07-24 | GMF Robotics Corp., Troy, Mich. | ROBOT WITH AN ARM DEVICE AND A BALANCING MECHANISM |
WO1992005016A1 (en) * | 1990-09-14 | 1992-04-02 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Methods and apparatus for passively compensating for the effects of gravity upon articulated structures |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD200370B1 (en) | 1986-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2719663A1 (en) | MECHANICAL TRANSMISSION | |
EP1515826A1 (en) | Parallel manipulator having backlash-free gearings | |
DE19514812A1 (en) | Industrial robot | |
DE2641698C3 (en) | Epicyclic gear with infinitely variable ratio and with torque-dependent superimposition of the ratio setting | |
DE2736386C3 (en) | Friction roller gears for converting a rotary movement into a longitudinal movement | |
DD200370A1 (en) | DEVICE FOR JOINT CONNECTIONS OF MANIPULATORS FOR WEIGHT COMPENSATION | |
EP0121063A1 (en) | Adjustable pivot drive without play for at least one main axle of a manipulator | |
DE3117996C2 (en) | ||
DE1402928A1 (en) | Main drive for the parallel movable work spindle of a machine tool | |
DE3640075A1 (en) | Compensating device for a robot arm | |
DE19801229C1 (en) | Moment compensator for robot arm manipulator | |
DE2309225A1 (en) | DEVICE ON SHAFTS OF ROLLAEDEN ETC. | |
DE1210647B (en) | Rolling ring drive for converting a rotary movement into a feed movement | |
DE3702494C2 (en) | ||
DE312503C (en) | ||
WO2009127172A1 (en) | Device for converting potential energy into rotational energy and vice versa | |
DE102006049912A1 (en) | Potential energy converting device for use in physics education, has limiting unit and mounting rail preventing transfer of balls from intermediate positions into end positions in rotation angle area of rotary body by gravitation | |
DE2359785A1 (en) | COUPLING | |
DE3232122A1 (en) | CONTINUOUSLY ADJUSTABLE GEARBOX TRANSMISSION | |
DE603329C (en) | Device for the compensation of the superimposed harmonic torsional forces of different orders | |
DE102021134098A1 (en) | piece of equipment for a vehicle | |
DE2520728B2 (en) | Converter drive | |
DE2143042A1 (en) | Centrifugal clutch | |
DE102011075740B4 (en) | Device for influencing the rotational behavior of a rotary organ rotating about an axis of rotation | |
DE589870C (en) | Friction gear change transmission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |