DD241993A3

DD241993A3 - ARRANGEMENT FOR PLAYLESS MECHANICAL TORQUE TRANSMISSION, ESPECIALLY FOR ROBOTS AND MANIPULATORS

Info

Publication number: DD241993A3
Application number: DD24807683A
Authority: DD
Inventors: Dieter Schneider; Arno Riedel; Edgar Hey
Original assignee: Zi Der Metallurg Veb
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1983-02-18
Publication date: 1987-01-14

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung darin besteht, o. g. Anordnung so auszubilden, dass sie einen einfachen Aufbau aufweist und mit geringem Aufwand herstellbar ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur spielfreien mechanischen Uebertragung von Drehmomenten, insbesondere fuer Roboter und Manipulatoren zu schaffen, mit der grosse Drehmomente auf engem Raum mit hohen Geschwindigkeiten ueber einen Drehwinkel von nahezu 360 uebertragen werden koennen. Dieses wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass mindestens zwei Baender (siehe Figur 2) gegenlaeufig gespannt und parallel zueinander angeordnet sowie beidseitig unter Bildung eines Umschlingungswinkels von mindestens 180 um die Treibscheiben gelegt und mittels Form- und Kraftschluss bewirkenden Spannelementen in den Treibscheiben befestigt sind. Fig. 2While the object of the invention is o. G. Form arrangement so that it has a simple structure and can be produced with little effort, the invention has for its object to provide an arrangement for backlash-free mechanical transmission of torques, especially for robots and manipulators, with the large torques in a confined space with high Speeds can be transmitted over a rotation angle of nearly 360. This is essentially achieved in that at least two bands (see FIG. 2) are oppositely tensioned and arranged parallel to one another and are fastened to the traction sheaves on both sides to form an angle of wrap of at least 180 and are fastened in the traction sheaves by means of form and force-causing clamping elements. Fig. 2

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen.For this 3 pages drawings.

Field of application of the invention

Die Erfindung ist allgemein anwendbar zur spielfreien mechanischen Übertragung von Drehmomenten, vorzugsweise zur Übertragung von Drehmomenten bei Robotern und Manipulatoren vom Antrieb zu den Gelenken bzw. von Gelenk zu Gelenk.The invention is generally applicable to the backlash-free mechanical transmission of torques, preferably for transmitting torque in robots and manipulators from the drive to the joints or from joint to joint.

Characteristic of the known technical solutions

Fürdie mechanische Übertragung von Drehmomenten ist eine Vielzahl von Lösungen bekannt, wie z. B.Getriebe, Riementriebe, Bandantriebe, Kettentriebe u.dgl.For the mechanical transmission of torques, a variety of solutions are known, such as. B.Getriebe, belt drives, belt drives, chain drives and the like.

So ist z. B. eine Anordnung bekannt zur mechanischen Drehmomentübertragung über eine Anzahl in Reihe schaff barer Einheiter von denen jede aus zwei parallelen Wellen mit Gelenkscheiben besteht, die über zwei Gelenkstangen und auf den Gelenkscheiben befindlichen Gelenkachsen miteinander verbunden sind, wobei die Länge der Gelenkstangen bedeutend größe als der Durchmesser der Gelenkscheiben sein kann und die Gelenkachsen jeweils auf der Seite der Gelenkscheiben angebrach sind, die der drehmomentübertragenden Welle abgewandt ist (vgl. Franke, Dr.: Vom Aufbau der Getriebe, Düsseldorf/BRD, II.Band, S.22).So z. B. an arrangement known for the mechanical transmission of torque over a number in series schaff ble units of which each consists of two parallel shafts with joint discs, which are connected via two link rods and located on the joint discs hinge axes together, the length of the link rods significantly larger than that Diameter of the joint discs may be and the joint axes are each angebrach on the side of the joint discs, which faces away from the torque transmitting shaft (see Franke, Dr .: From the structure of the gear, Dusseldorf / Germany, II.Band, p.22).

Eine Weiterentwicklung dieser Lösung zur Anwendung bei Robotern, insbesondere mit einem Drehwinkel annähernd 360° ist i der DE-OS 2422939 beschrieben. Die Realisierung dieser Lösung erfordert einen hohen Fertigungsaufwand und stelle darüber hinaus hohe Anforderungen an die Einhaltung geringerToleranzen bei der Fertigung.A further development of this solution for use in robots, in particular with a rotation angle of approximately 360 ° is described in DE-OS 2422939. The implementation of this solution requires a high production cost and also place high demands on compliance with small tolerances in the production.

Weiterhin ist es aus den DE-OSen 3034912; 2945189 und 2531991 bekannt, Seile als Übertragungsmittel einzusetzen. Die beschriebenen Lösungen sind kompliziert aufgebaut und eignen sich nur zur Übertragung von Bewegungsabläufen geringer Geschwindigkeit. Nachteilig ist ferner, daß die Übertragung nicht spielfrei erfolgt.Furthermore, it is from DE-OSs 3034912; 2945189 and 2531991 known to use ropes as a means of transmission. The solutions described are complicated and suitable only for the transmission of low-speed movements. Another disadvantage is that the transmission is not free of play.

Die Verwendung von Ketten und Endlostrieben, wie z. B. in den DE-OSen 2831361; 3038419 und 2249894 bzw. in der DD-PS 9283 beschrieben, gewährleistet ebenfalls keine spielfreie Übertragung von Drehmomenten und erfordert darüber hinaus größere Abmessungen bei der Übertragung größerer Drehmomente.The use of chains and Endlostrieben, such as. In DE-OSs 2831361; 3038419 and 2249894 or described in DD-PS 9283, also ensures no backlash-free transmission of torque and also requires larger dimensions in the transmission of larger torques.

Weiterhin ist aus der DD-PS 0154342 eine Antriebsvorrichtung für die Gelenke eines Manipulators bekannt, bei der mittels an sich bekannterflexibler Übertragungselemente, wie z.B. Stahlbänder, Stahlflachseile, Fieberriemen und dgl., die beidseitig gespannt und vorzugsweise in den Armen des Manipulators angeordnet sind, über in den Gelenken der Manipulatorarme angeordnete Treibscheiben eine Bewegungsübertragung erfolgt. Aufgrund der spezifischen konstruktiven Gestaltung ist diese Lösung nur zur Übertragung geringer Drehmomente, wie sie für die Feinwerktechnik und Optik üblich sind, einsetzbar. Nachteili ist ferner der eingeschränkte Drehwinkel < 180°, der auf der gewählten konstruktiven Lösung basiert.Furthermore, from DD-PS 0154342 a drive device for the joints of a manipulator is known in which by means of known flexible transmission elements, such as. Steel bands, Stahlflachseile, Fieberriemen and the like., Which are clamped on both sides and preferably arranged in the arms of the manipulator, via a movement arranged in the joints of the manipulator arms traction sheaves. Due to the specific structural design, this solution is only for the transmission of low torques, as they are customary for precision engineering and optics used. Disadvantage is also the limited angle of rotation <180 °, which is based on the chosen design solution.

Object of the invention

Das Ziel derErfindung besteht darin, eine Anordnung zur spielfreien mechanischen Drehmomentübertragung,insbesondere füi Roboter und Manipulatoren so auszubilden, daß sie einen einfachen Aufbau aufweist und mit geringerem Aufwand herstellba ist.The object of the invention is to provide an arrangement for backlash-free mechanical transmission of torque, in particular for robots and manipulators, in such a way that it has a simple structure and can be produced with less effort.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur spielfreien mechanischen Übertragung von Drehmomenten, insbesondere für Roboter und Manipulatoren zu schaffen, die es ermöglicht, große Drehmomente auf engem Raum mit hoher Geschwindigkeiten über einan Drehwinkel von nahezu 360° zu übertragen.The invention has for its object to provide an arrangement for backlash-free mechanical transmission of torques, especially for robots and manipulators, which makes it possible to transmit large torques in a confined space at high speeds over a rotation angle of almost 360 °.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens zwei Bänder gegenläufig gespannt und parallel zueinander angeordnet sowie beidseitig unter Bildung eines Umschlingungswinkels von mindestens 180° um die Treibscheiber gelegt und mittels Form- und Kraftschluß bewirkenden Spannelementen in den Treibscheiben befestigt sind.According to the invention, this object is achieved in that at least two bands oppositely tensioned and arranged parallel to each other and placed on both sides to form a wrap angle of at least 180 ° to the drive shafts and fastened by means of form and adhesion causing clamping elements in the traction sheaves.

Neben einer spiel-und schlupffreien Übertragung von Drehmomenten bringt diese Anordnung den Vorteil der Erzielung eines Schwenkbereiches von nahezu 360°, wodurch sich günstige Bedingungen beim Einsatz in Robotern und Manipulatoren ergeber Die Anordnung zeichnet sich darüber hinaus durch eine gute Servicefreundlichkeit aus.In addition to a play and slip-free transmission of torques, this arrangement brings the advantage of achieving a pivoting range of nearly 360 °, which gives favorable conditions when used in robots and manipulators The arrangement is also characterized by a good service friendliness.

Der konstruktiv einfache Aufbau ermöglicht eine Fertigung mit geringerem Aufwand gegenüber herkömmlichen Lösungen.The structurally simple design allows a production with less effort compared to conventional solutions.

Durch die einen Form- und Kraftschluß bewirkenden Spannelemente wird eine hohe Zuverlässigkeit bei der Drehmomentenübertragung erreicht.By a shape and adhesion causing clamping elements high reliability in the torque transmission is achieved.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß mehrere Bänder übereinander angeordnet sind, wobei die BänderIn an advantageous embodiment, it is provided that a plurality of bands are arranged one above the other, wherein the bands

übereinanderliegend angeordnet sein können. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Bänder übereinander geschichtet anzuordnen.can be arranged one above the other. But it is also possible to arrange the bands stacked.

Ferner zeichnet sich die Anordnung dadurch aus, daß die Bänder an ihren Enden voneinander unabhängig spannbar sind.Furthermore, the arrangement is characterized in that the bands are clamped independently of each other at their ends.

Die Bänder können aus Stahl oder Stahllegierungen bestehen. Es besteht auch die Möglichkeit, Bänder aus textilem Gewebe mit verstärkten Einlagen aus Stahl oder Kunststoff einzusetzen.The bands can be made of steel or steel alloys. It is also possible to use bands of textile fabric with reinforced inserts made of steel or plastic.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Figur 1: die parallele Anordnung der Bänder;Figure 1: the parallel arrangement of the bands;

Figur 2: die Mittelstellung das gegenläufige Spannen der Bänder;Figure 2: the center position the opposite tensioning of the bands;

Figur 3: in Seitenansicht die Anordnung in einem Oberarm eines Gelenkroboters;FIG. 3 shows a side view of the arrangement in an upper arm of a joint robot;

Figur 4: die Draufsicht nach Figur 3.FIG. 4 shows the plan view according to FIG. 3.

In den Figuren 1 und 2 ist die räumliche Anordnung der Bänder 1; 2 an den beiden Treibscheiben 3; 4 und den Spannelementen 5 dargestellt. Aus der in Figur 2 dargestellten Mittelstellung ist ersichtlich, daß eine Drehbewegung von ca. 180° nach links bzw. nach rechts möglich ist.In Figures 1 and 2, the spatial arrangement of the bands 1; 2 at the two traction sheaves 3; 4 and the clamping elements 5 shown. From the center position shown in Figure 2 it can be seen that a rotational movement of about 180 ° to the left or to the right is possible.

Figur 3 veranschaulicht die Anordnung in einem Oberarm 6 eines Gelenkroboters. Es besteht hierbei die Möglichkeit, die Antriebe 7 hinter dem Drehpunkt 9 des Oberarms/Unterarms so anzuordnen, daß sie gleichzeitig als Gewichtsausgleich dienen.FIG. 3 illustrates the arrangement in an upper arm 6 of a joint robot. It is possible here to arrange the drives 7 behind the fulcrum 9 of the upper arm / lower arm so that they simultaneously serve as weight compensation.

Claims

-1- 24199:

Invention claim:

1. Arrangement for backlash-free mechanical torque transmission, in particular for robots and manipulators, wöbe flexible transmission elements are used, characterized in that at least two bands (1; 2) oppositely tensioned and arranged parallel to each other and on both sides to form a wrap angle of at least 180 ° to the Traction sheaves (3; 4) placed and by means of positive and frictional causing clamping elements (5) in the traction sheaves (3; 4) are attached.

2. Arrangement according to item!, Characterized in that the bands (1 or 2) are arranged one above the other.

3. Arrangement according to item 1 and 2, characterized in that the bands (1 or 2) are arranged one above the other.

4. Arrangement according to item 1 to 3, characterized in that the bands (1 or 2) are arranged stacked

5. arrangement according to the PunktterTi to 4, characterized in that the bands (1, 2) at their ends from each other indepenable spannii.