DD252148A1

DD252148A1 - MECHANICAL COMPENSATION MECHANISM FOR JOINT GEARS, ESPECIALLY INDUSTRIAL EQUIPMENT

Info

Publication number: DD252148A1
Application number: DD29388886A
Authority: DD
Inventors: Juergen Baetge; Roland Goetze; Felix Leistner; Guenther Kunad; Jewgenij Soldatkin; Wjatscheslaw Guschtschin; Wjatscheslaw Nowikow
Original assignee: Univ Magdeburg Tech
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1987-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Ausgleichsmechanismus fuer Gelenkgetriebe, insbesondere Industrieroboter, zur Kompensation des aus der Eigenmasse der Glieder des Gelenkgetriebes und des aus der zu bewegenden Masse resultierenden Momentes. Ziel ist ein mechanischer Ausgleichsmechanismus mit stabiler Funktion, im gesamten Arbeitsbereich sowie vernachlaessigbar kleinen Einfluss auf die Antriebsleistung des Gelenkgetriebes. Hierzu soll das Gewicht der bewegten Teile unabhaengig von ihrem jeweiligen Schwenkwnkel vollstaendig ausgeglichen werden und ein moeglichst hoher Anteil der Federenergie als Gegenkraft im Ausgleichsmoment zur Wirkung kommen. Erfindungsgemaess ist der Kurvenkoerper ein Hohlzylinder, dessen sich die Waelzkoerper abstuetzende Stirnflaeche aus zwei um 180 zueinander versetzt in die Wandung des Hohlzylinders eingearbeitete Formflanken besteht. Fig. 2The invention relates to a mechanical compensation mechanism for linkage, in particular industrial robots, to compensate for the resulting from the net mass of the links of the linkage and the resulting from the mass to be moved moment. The aim is a mechanical compensation mechanism with stable function, in the entire work area and negligible influence on the drive power of the joint gear. For this purpose, the weight of the moving parts should be completely compensated regardless of their respective Schwenkwnkel and a possible high proportion of the spring energy as a counter force in the balancing moment come into effect. According to the invention, the curve body is a hollow cylinder whose end surface, which supports the rolling elements, consists of two form flanks incorporated by 180 into the wall of the hollow cylinder. Fig. 2

Description

hΛ² 4G-I . , φι² ¹ sin² hΛ ² 4G-I. , φι ² ¹ sin ²

K V V Κ/ Z 360K V V Κ / Z 360

bestimmt ist, wobeiis determined, where

S(cp) — Koordinate des Kurvenkörpers in axialerS (cp) - coordinate of the cam in axial

Richtung [m]Direction [m]

h — Größe des Hubes der Kurve [m]h - size of the stroke of the curve [m]

K - Koeffizient, der das Verhältnis desK coefficient, which is the ratio of

zurückgelegten Federweges zu dem maximalen Federweg berücksichtigt [-]traveled spring travel to the maximum travel considered [-]

G - Gewicht des auszugleichenden Getriebegliedes [N]G - weight of the gear element to be compensated [N]

I - Abstand des Gelenkpunktes vom Schwerpunkt der auszugleichenden Getriebeglieder [m]I - distance of the articulation point from the center of gravity of the gear members to be compensated [m]

Z — Federsteifigkeit . [N/mm]Z - spring stiffness. [N / mm]

φ-, - absoluter Winkel der Auslenkung desφ-, - absolute angle of deflection of the

Getriebegliedes [Grad]Gear element [degree]

bedeuten,mean,

daß die Wälzkörper koaxial zur Welle (4) angeordnet sind, wobei jeweils ein Wälzkörper mit einer Formflanke des Kurvenkörpers (9) in kraftschlüssiger Verbindung steht und daß außerdem vorzugsweise der nicht mit der Feder in Verbindung stehende Teil der Paarung sich über eine Verstelleinrichtung im Gehäuse (3) des Ausgleichsmechanismus abstützt und in diesem axial verschiebbar angeordnet ist.in that the rolling elements are arranged coaxially with the shaft (4), one rolling element in each case being in frictional connection with a shaped flank of the cam body (9) and, moreover, preferably that part of the pairing which is not connected to the spring is connected via an adjusting device in the housing ( 3) of the compensating mechanism and is arranged axially displaceable in this.

2. Mechanischer Ausgleichsmechanismus nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kurvenkörper (9) auf der Welle (4) drehfest, jedoch auf ihr axial verschiebbar und das Wälzkörperpaar im Gehäuse (3) drehfest und axial verschiebbar angeordnet sind.2. Mechanical compensating mechanism according to claim 1, characterized in that the cam body (9) on the shaft (4) rotatably, but on its axially displaceable and the pair of rolling elements in the housing (3) rotatably and axially displaceably arranged.

3. Mechanischer Ausgleichsmechanismus nach Anspruch 1 ,gekennzeichnet dadurch, daß der Kurvenkörper (9) auf der Welle (4) fest angeordnet ist und das Wälzkörperpaar sich im Gehäuse (3) axial verschiebbar gegen die Feder abstützt.3. Mechanical compensation mechanism according to claim 1, characterized in that the cam body (9) on the shaft (4) is fixedly arranged and the pair of rolling elements in the housing (3) axially displaceable supported against the spring.

4. Mechanischer Ausgleichsmechanismus nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Wälzkörperpaar durch eine gemeinsame Achse verbunden und in einem Rollenhalter (12) gelagert ist, der in dem Gehäuse (3) axial verschiebbar angeordnet und über ein Druckstück (14) mit der am Gehäuse (3) befestigten Verstelleinrichtung verbunden ist.4. Mechanical compensating mechanism according to claim 1 and 2, characterized in that the pair of rolling elements connected by a common axis and in a roller holder (12) is mounted in the housing (3) arranged axially displaceable and a pressure piece (14) with the connected to the housing (3) adjusting device is connected.

Hierzu 2 Seiten Zeichnung^For this 2 pages drawing ^

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Ausgleichsmechanismus für Gelenkgetriebe, insbesondere Industrieroboter, zur Kompensation des aus der Eigenmasse der Glieder des Gelenkgetriebes und des aus der zu bewegenden Masse resultierenden Momentes.The invention relates to a mechanical compensation mechanism for linkage, in particular industrial robots, to compensate for the resulting from the net mass of the links of the joint gear and from the resulting mass to be moved.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es sind bereits mechanische Ausgleichsmechanismen für Gelenkgetriebe bekannt, bei denen Federn direkt oder indirekt mit einem Glied des Gelenkgetriebes in Verbindung stehen. Die gespeicherte Energie der Feder kompensiert das Moment, das durch die exzentrische Lage des Schwerpunktes des Gliedes, einschließlich der Masse, entsteht.There are already known mechanical compensation mechanisms for linkages, in which springs are directly or indirectly in communication with a link of the linkage. The stored energy of the spring compensates for the moment created by the eccentric position of the center of gravity of the limb, including the mass.

So wird in dem SU-US 1 065 331 A eine Einrichtung zum Gewichtsausgleich eines schwenkbaren mit einem Gewicht belasteten Hebels beschrieben, bei dem beim Schwenken dieses Hebels eine Kurvenscheibe, die auf einer mit diesem Hebel starr verbundenen und in der Schwenkachse angeordneten Welle verschiebbar angeordnet ist, mitgedreht wird.Thus, in SU-US 1 065 331 A a device for weight balance of a pivoting lever loaded with a weight described in which when pivoting this lever a cam which is arranged displaceably on a shaft rigidly connected to this lever and arranged in the pivot axis , is turned on.

Die gemäß einer vorgegebenen Gleichung ausgebildete kurvenförmige Stirnfläche der Kurvenscheibe stützt sich dabei auf fest angeordneten Rollen ab. Ihre gegenüberliegende Stirnfläche drückt gegen eine Druckfeder. Beim Schenken des Hebels dreht sich die Kurvenscheibe in gleicher Weise mit, wobei sie sich gleichzeitig entlang der Welle verschiebt und somit die Feder weiter zusammendrückt bzw. bei Drehung in entgegengesetzter Richtung entspannt. Das bedeutet, daß sich beim Schwenken des Hebels auch das Moment, das das Gewicht des Hebels ausgleicht, verändert.The curved end face of the cam plate designed in accordance with a predetermined equation is supported on fixed rollers. Its opposite end face presses against a compression spring. When donating the lever, the cam rotates in the same way, while it shifts along the shaft and thus further compresses the spring or relaxed in rotation in the opposite direction. This means that as the lever pivots, the moment that balances the weight of the lever also changes.

Der Nachteil dieses Ausgleichsmechanismus besteht in der nur begrenzten Funktionstüchtigkeit des Momentenausgleichs. Das erzeugte Lastausgleichsmoment entspricht nicht im gesamten Arbeitsbereich eines Industrieroboters dem tatsächlich auszugleichenden Moment. Das führt zu einem unvollständigen und instabilen Lastenausgleich und bedingt damit eine Leistungsverringerung in der Beschleunigungsphase. Zur Vermeidung dieses Nachteils muß die Antriebsleistung entsprechendThe disadvantage of this compensation mechanism is the limited functionality of the torque compensation. The load balancing torque generated does not correspond to the actual moment to be compensated in the entire working range of an industrial robot. This leads to an incomplete and unstable load balancing and thus requires a reduction in performance in the acceleration phase. To avoid this disadvantage, the drive power must be adjusted accordingly

größer gewählt werden. »be chosen larger. »

Außerdem berücksichtigt die o. a. Gleichung der Kurvenscheibe nicht, in welchem Maße die potentielle Energie der vorgespannten Feder ausgenutzt wird, so daß ein schlechter Wirkungsgrad infolge hoher Reibverluste auftreten kann. Ferner ist eine Anpassung an unterschiedliche Massen auf einfache Weise nicht möglich. Für jede auszugleichende Masse ist eine spezielle Kurvenscheibe erforderlich.In addition, the o. A. Equation of the cam not to what extent the potential energy of the prestressed spring is utilized, so that a poor efficiency due to high friction losses can occur. Furthermore, an adaptation to different masses in a simple manner is not possible. For each mass to be balanced, a special cam is required.

Ziel der Erfindung . . "'Object of the invention. , " '

Ziel der Erfindung ist es, einen mechanischen Ausgleichsmechanismus zu schaffen, der im gesamten Arbeitsbereich des Gelenkgetriebes eine stabile Funktion besitzt, der nur einen vernachlässigbar kleinen Einfluß auf die Antriebsleistung des Gelenkgetriebes ausübt und dessen Anpassung an unterschiedliche Massen ohne großen Aufwand möglich ist.The aim of the invention is to provide a mechanical compensation mechanism which has a stable function throughout the working range of the joint gear, which exerts only a negligible influence on the drive power of the joint gear and its adaptation to different masses without much effort is possible.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Ausgleichsmechanismen mit Kurvenkörper und als Kraftspeicher wirkender Feder derart zu verändern, daß das Gewicht der bewegten Teile unabhängig von ihrem jeweiligen Schwenkwinkel vollständig ausgeglichen wird, daß ein möglichst hoher Anteil der Federenergie als Gegenkraft im Ausgleichsmoment zur Wirkung kommt und daß bei unterschiedlichen Massen der bewegten Teile kein Austausch von Teilen des Ausgleichsmechanismus erforderlich ist.The invention has for its object to change the known balancing mechanisms with cam body and acting as a force storage spring such that the weight of the moving parts is fully compensated regardless of their respective pivot angle that the highest possible proportion of the spring energy as a counterforce in the balancing moment comes into effect and that with different masses of the moving parts no replacement of parts of the compensation mechanism is required.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kurvenkörper ein Hohlzylinder ist, dessen sich gegen die Wälzkörper abstützende Stirnfläche aus zwei um 180° zueinander versetzt in die Wandung des Hohlzylinders eingearbeitete Formflanken besteht, deren Abwicklung durch die BeziehungAccording to the invention, the object is achieved in that the cam is a hollow cylinder, which is supported against the rolling elements end face of two offset by 180 ° to each other in the wall of the hollow cylinder incorporated form edges, their settlement by the relationship

h //hy 4G-I φι² h // hy 4G-I φι ² — Koordinate des Kurvenkörpers in- Coordinate of the cam in [m][M] S (φS (φ K VU/ Z ^oln 360K VU / Z ^oln 360 axiale Richtungaxial direction [m][M] bestimmt ist.is determined. - Größe des Hubes der Kurve- Size of the stroke of the curve In dieser Beziehung bedeuten:In this relationship mean: — Koeffizient, der das Verhältnis- Coefficient of the ratio S(<p)S (<p) des zurückgelegten Federweges zuthe distance traveled to dem maximalen Federweg berücktake into account the maximum travel HH hH sichtigtinto account KK — Gewicht des auszugleichenden Ge- Weight of the compensated Ge [N][N] triebegliedesgear element — Abstand des Gelenkpunktes vom- Distance of the hinge point from Schwerpunkt der auszugleichendenFocus of the compensated [m][M] GG Getriebegliedertransmission members [N/mm[N / mm - Federsteifigkeit- spring stiffness II - absoluter Winkel der Auslenkung- absolute angle of deflection [Grad][Degree] des Getriebegliedesof the gear member ZZ (Pi(Pi

Die Wälzkörper sind paarweise koaxial zur in der Drehachse der zu bewegenden Teile befindlichen Welle angeordnet, wobei jeweils ein Wälzkörper mit einer Formflanke des Kurvenkörpers in kraftschlüssiger Verbindung steht.The rolling elements are arranged in pairs coaxially with the shaft located in the axis of rotation of the parts to be moved, wherein in each case a rolling element with a form edge of the cam body is in frictional connection.

Vorzugsweise der nicht mit der Feder in Verbindung stehende Teil der Paarung stützt sich über eine Verstelleinrichtung im Gehäuse des Ausgleichsmechanismus ab und ist in diesem axialverschiebbar angeordnet, wobei seine axiale Lage im Gehäuse durch die Verstelleinrichtung einstellbar ist.Preferably, the non-associated with the spring part of the pairing is supported by an adjusting device in the housing of the compensation mechanism and is arranged axially displaceable in this, wherein its axial position in the housing is adjustable by the adjusting device.

Eine zweckmäßige Ausführung der Erfindung besteht darin, den Kurvenkörper mit der Welle verdrehfest, jedoch auf ihr verschiebbar anzuordnen. Das Wälzkörperpaar ist dann im Gehäuse drehfest, jedoch verschiebbar angeordnet. Seine Lage und damit die Vorspannung der Feder wird dabei von der Verstelleinrichtung bestimmt. Die Wälzkörper können in diesem Fall auf einer gemeinsamen Achse gelagert sein, die in einem Rollenhalter eingespannt ist. Die kraftschlüssige Verbindung zu derAn expedient embodiment of the invention is rotationally fixed to the cam body with the shaft, but to be arranged on her displaceable. The pair of rolling elements is then rotationally fixed in the housing, but arranged displaceably. Its position and thus the bias of the spring is determined by the adjustment. The rolling elements may in this case be mounted on a common axis, which is clamped in a roll holder. The non-positive connection to the

Verstelleinrichtung, die fest im Gehäuse des Ausgleichsmechanismus angeordnet ist, kann beispielsweise über ein Druckstück erfolgen. Eine gelenkige Ausführung der Verbindung ist z. B. durch die baliige Gestaltung des Druckstückes, das von einer entsprechenden als Gegenform ausgebildeten Kontur des Rollenhalters aufgenommen wird, realisierbar.Adjustment device which is fixedly arranged in the housing of the compensation mechanism, for example, via a pressure piece. An articulated execution of the connection is z. B. by the baliige design of the pressure piece, which is received by a corresponding formed as a counter-shape contour of the roll holder, feasible.

Es ist aber auch denkbar, den Kurvenkörper auf der Welle fest und das Wälzkörperpaar in dem Gehäuse verdrehfest, jedoch:But it is also conceivable, the cam body on the shaft fixed and the pair of rolling elements in the housing against rotation, however:

axialverschiebbar anzuordnen. Es stützt sich in diesem Fall mit seiner Halterung über die Feder im Gehäuse ab.to arrange axially displaceable. It is supported in this case with its holder on the spring in the housing.

In diesem Fall ist es auch zweckmäßig, die Verstelleinrichtung direkt mit der Feder zu koppeln, um eine Änderung der Vorspannung der Feder zu erreichen.In this case, it is also expedient to couple the adjusting device directly to the spring in order to achieve a change in the bias of the spring.

Es sind jedoch noch weitere Varianten der Paarung von Kurvenkörper und Wälzkörpern sowie Feder möglich, so z. B. der Austausch beider Teile, d. h. die Anordnung der Wälzkörper auf der Welle und die Führung des Kurvenkörpers im Gehäuse. Auch in diesen Fällen muß zumindestens das mit der Feder direkt verbundene Teil axialverschiebbar sein.However, there are still other variants of the pairing of cam body and rolling elements and spring possible, such. B. the replacement of both parts, d. H. the arrangement of the rolling elements on the shaft and the guide of the cam body in the housing. Even in these cases, at least the part directly connected to the spring must be axially displaceable.

Beim Schwenken der Teile des Gelenkgetriebes, die über ein Hebelsystem fest mit der Welle des Ausgleichsmechanismus verbunden sind, wird der Teil der Paarung, der drehfest mit der Welle verbunden ist, in gleicher Weise mitgedreht. Dabei rollen die Wälzkörper auf der Bahn der Formflanken des Formkörpers ab, währenddessen sich der axialverschiebbare und direkt mit der Feder verbundene Teil der Paarung entsprechend dieser Bahn in axialer Richtung verschiebt und dabei die Feder je nach Drehrichtung zusammendrückt oder entspannt. Der maximale Verschiebeweg ist gleich dem Abstand des höchsten und tiefsten Bahnpunktes der Formflanken. Durch die Neigung der Formflanken treten Tangentialkräfte auf. Das daraus resultierende Moment wird auf die Welle übertragen und wirkt über das Hebelsystem als Gegenmoment auf die bewegten Teile.When pivoting the parts of the joint gear, which are connected via a lever system fixed to the shaft of the compensation mechanism, the part of the pairing, which is rotatably connected to the shaft, rotated in the same way. In this case, the rolling elements roll on the path of the mold flanks of the molding, while the axially displaceable and directly connected to the spring part of the pairing moves according to this path in the axial direction and compresses the spring depending on the direction of rotation or relaxed. The maximum displacement is equal to the distance of the highest and lowest point of the form edges. Due to the inclination of the mold edges tangential forces occur. The resulting torque is transmitted to the shaft and acts via the lever system as a counter-torque on the moving parts.

Der Vorteil der Erfindung besteht in der wesentlich verbesserten Funktion des Ausgleichsmechanismus. Die nach der o. g.The advantage of the invention is the significantly improved function of the compensation mechanism. The after the o. G.

Funktion S (φ) gefertigten Formflanken des Kurvenkörpers ermöglichen es, für alle Winkelstellungen einen vollständigen Gewichtsausgleich der bewegten Teile zu erreichen. Als Antriebsenergie wird nur noch die Energie zur Überwindung der Reibung und zur Beschleunigung der bewegten Teile benötigt. Dadurch können Antriebseinheiten kleinerer Leistung verwendet werden, die Neigung zu Schwingungen wird unterdrückt, da die Bewegung gleichmäßiger erfolgt. Bei Verwendung von selbsteinstelienden Lagern für die Wälzkörper sowie balliger Ausbildung des Druckstückes werden Fertigungsungenauigkeiten bei den im Kraftfluß miteinander stehenden Teilen selbsttätig ausgeglichen.Function S (φ) manufactured form edges of the cam body make it possible to achieve a complete weight balance of the moving parts for all angular positions. As drive energy only the energy is needed to overcome the friction and to accelerate the moving parts. As a result, drive units of smaller power can be used, the tendency to oscillations is suppressed, since the movement is more uniform. When using selbsteinstelienden bearings for the rolling elements and spherical training of the pressure piece manufacturing inaccuracies in the standing together in the power flow parts are compensated automatically.

Dadurch werden keine besonderen Anforderungen an die Fertigungsqualität gestellt, so daß der Fertigungsaufwand für den Ausgleichsmechanismus in Grenzen gehalten wird.As a result, no special demands are placed on the manufacturing quality, so that the manufacturing cost of the compensation mechanism is kept within limits.

Vorteilhaft ist ferner, daß der Ausgleichsmechanismus ohne weiteres für unterschiedliche Massen einsetzbar ist. Die dazu erforderliche Veränderung der Federvorspannung ist mit Hilfe der Verstelleinrichtung auf einfache Weise möglich.A further advantage is that the compensation mechanism is readily usable for different masses. The required change in the spring preload is possible in a simple manner with the aid of the adjusting device.

Ausführungsbeispielembodiment

Nachfolgend solldie Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenIn the following, the invention will be explained in more detail by way of example. In the accompanying drawings show

Fig. 1: das kinematische Schema des Ausgleichsmechanismus an einem Industrieroboter in Gelenkbauweise Fig. 2: den schematischen Aufbau einer Variante des Ausgleichsmechanismus und Fig. 3: den Kurvenkörper.Fig. 1: the kinematic scheme of the compensation mechanism on an industrial robot in joint construction Fig. 2: the schematic structure of a variant of the compensation mechanism and Fig. 3: the cam body.

Wie aus Fig. 1 und 2 zu erkennen, sind an einem Ständer 1 ein Antriebselement 2 des Industrieroboters und fluchtend dazu ein Gehäuse 3 angeordnet, in dem der Ausgleichsmechanismus untergebracht ist. Eine aus dem Antriebselement 2 herausgeführte Welle 4 ragt in das Gehäuse 3 hinein und ist in diesem gelagert. Der Industrieroboter ist schematisch durch einen Oberarm 5 und einen gelenkig mit diesem verbundenen Unterarm 6 dargestellt. Der Unterarm 6 ist direkt mit der Welle 4 fest verbunden. Der Oberarm 5 steht über eine Zugstange 7, mit der er gelenkig verbunden ist, und einem mit der Zugstange 7 gelenkig gekoppelten Hebel 8 in Verbindung. Der Hebel 8 ist fest an der Welle 4 angeordnet. Auf Grund der kinematischen Eigenschaften dieses Gelenkmechanismus nimmt der Hebel 8 immer eine zum Oberarm 5 parallele Lage ein. Der Neigungswinkel des Hebels 8 und damit der Drehwinkel der Welle 4 entspricht somit dem Neigungswinkel des Oberarmes 5. Die verdrehfeste Verbindung des Hebels 8 mit der Welle 4 kann beispielsweise durch ein Keilwellenprofil realisiert werden.As can be seen from Fig. 1 and 2, a drive element 2 of the industrial robot and in alignment with a housing 3 are arranged on a stand 1, in which the compensation mechanism is housed. A guided out of the drive element 2 shaft 4 protrudes into the housing 3 and is stored in this. The industrial robot is shown schematically by an upper arm 5 and an articulated with this lower arm 6. The forearm 6 is fixedly connected directly to the shaft 4. The upper arm 5 is connected via a pull rod 7, with which it is articulated, and a lever 8 articulated with the pull rod 7 in connection. The lever 8 is fixedly arranged on the shaft 4. Due to the kinematic properties of this joint mechanism, the lever 8 always assumes a position parallel to the upper arm 5. The inclination angle of the lever 8 and thus the angle of rotation of the shaft 4 thus corresponds to the inclination angle of the upper arm 5. The rotationally fixed connection of the lever 8 with the shaft 4 can be realized for example by a splined shaft profile.

Im vorliegenden Beispiel wurde auf dem im Gehäuse 3 befindlichen Ende der Welle 4 ein Kurvenkörper 9 axialverschiebbar, jedoch verdrehfest angeordnet. Der Kurvenkörper 9 ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, als Hohlzylinder ausgebildet, dessen mit den Wälzkörpern in Verbindung stehende Stirnfläche zwei um 180° zueinander versetzte kurvenförmige Einschnitte aufweist. Die Abwicklung der Einschnitte ist entsprechend der im Wesen der Erfindung genannten Funktion S (φ) gestaltet. Auf diesen so entstandenen Formflanken besitzen jeweils sich diametral gegenüberliegende Bahnpunkte immer ein und denselben Abstand zur gegenüberliegenden Stirnseite des Kurvenkörpers 9. Diese Stirnseite stützt sich gegen eine Druckfeder 10 ab, so daß der Kurvenkörper 9 mit seinen Formflanken gegen als Wälzkörper dienende Rollen 11, die in einem Rollenhalter 12 gelagert sind, gedrückt wird.In the present example, a cam 9 was axially displaceable, but arranged rotationally fixed on the end located in the housing 3 of the shaft. The cam body 9 is, as shown in FIG. 3, designed as a hollow cylinder, which is connected to the rolling elements in connection with the end face two offset by 180 ° to each other curved incisions. The development of the cuts is designed according to the function S (φ) mentioned in the essence of the invention. This end face is supported against a compression spring 10, so that the cam body 9 with its form edges against serving as rolling elements rollers 11, the in. In each case diametrically opposite path points always have one and the same distance to the opposite end face of the cam a roller holder 12 are stored, is pressed.

Da bereits der Kurvenkörper 9 axialverschiebbar angeordnet wurde, müssen die Rollen 11 im Gehäuse fest angeordnet sein. Um trotzdem eine-Änderung der Vorspannung der Druckfeder 10 zu ermöglichen, ist der Rollenhalter mittels Führungselementen 13 drehfest, jedoch axialverschiebbar zur Welle 4 im Gehäuse 3 angeordnet, wobei er im vorliegenden Beispiel über ein Druckstück 14 durch eine Einstellschraube 15 axial bewegt, aber auch arretiert werden kann. Durch diese Einstellschraube 15 ist der Kraftschluß zwischen den einzelnen Teilen gewährleistet und die für den Momentenausgleich erforderliche potentielle Energie in Abhängigkeit von der Masse der zu bewegenden Teile in der Druckfeder 10 gespeichert.Since the cam 9 has already been arranged axially displaceable, the rollers 11 must be fixedly arranged in the housing. In order nevertheless to allow a change in the bias of the compression spring 10, the roller holder by means of guide elements 13 rotatably, but axially displaceable to the shaft 4 in the housing 3, wherein it moves in the present example via a pressure member 14 by an adjusting screw 15 axially, but also locked can be. By this adjustment screw 15, the frictional connection between the individual parts is ensured and stored for the torque compensation potential energy as a function of the mass of moving parts in the compression spring 10.

Die beim Abrollen der Rollen 11 auf den Formflanken des Kurvenkörpers 9 entstehende tangentiale Kraft bewirkt ein Moment, das unabhängig von der Lage des Oberarmes 5 das aus dem Gewicht der bewegten Teile resultierende statische Moment kompensiert.The resulting during rolling of the rollers 11 on the mold edges of the cam body 9 tangential force causes a moment that compensates regardless of the position of the upper arm 5 resulting from the weight of the moving parts static moment.

Claims

1. Mechanical compensation mechanism for linkage, especially industrial robots, to compensate for the resulting from the net mass of the links of the joint gear and from the mass to be moved torque by means of the energy of a spring when pivoting the masses to be balanced by means of a pair consisting aus_einem cam body and on whose curved end face rolling rolling elements, is stretched or relaxed, wherein a part of the pairing rotatably connected to a arranged in the pivot axis and fixed to the masses to be compensated connected shaft and arranged the directly or indirectly connected to the spring part of the pairing axially displaceable is. characterized by

in that the cam body (9) is a hollow cylinder, the end face of which is supported against the rolling elements and consists of at least two mutually offset form flanks incorporated in the wall of the hollow cylinder, the settlement of which is effected by the relationship