DE102005029064A1 - Pivot system for parallel rods comprises ball attached to one rod which swivels inside coaxial hollow spherical shell, to which another rod is attached, this shell swiveling inside second shell, to which third rod is attached - Google Patents
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Abstract
Description
Einordnungclassification
Mechanismen mit parallelkinematischer Struktur finden zunehmend Anwendung im Werkzeugmaschinenbau, in der Roboter- und Handhabungstechnik und bei Bewegungsaufgaben in der Medizintechnik. Meist ist das Gestell mit der Abtriebsplattform bei derartigen Mechanismen mit Streben verbunden, wobei die Verbindung oft mit Kugel- bzw. Kardangelenken erfolgt. Die Berechnung vieler derartiger Mechanismen ergab, dass besonders gute Übertragungs- und Bewegungseigenschaften erreicht werden können, wenn mehrere Streben in einem Punkt mit dem Gestell bzw. mit der Plattform verbunden sind.mechanisms with parallel kinematic structure are increasingly used in the Machine tool construction, in robotics and handling technology and in motion tasks in medical technology. Most of the time is the frame connected to the output platform in such mechanisms with struts, the connection is often done with ball or universal joints. The calculation of many such mechanisms revealed that particular good transmission and motion characteristics can be achieved if multiple struts connected at one point to the frame or to the platform are.
Mit der hier vorgestellten Erfindung wird es möglich, dass mehrere Streben über eine Kugelgelenkverbindung verbunden werden. Es bleibt jede mögliche Drehbewegung jeder Strebe gegenüber jeder anderen Strebe erhalten. Die Drehachsen aller dieser Drehbewegungen schneiden sich in einem Punkt.With The invention presented here makes it possible to have several struts over one Ball joint connection can be connected. There remains every possible rotational movement each strut opposite every other strut received. The axes of rotation of all these rotations intersect at one point.
Im
Patent
In
Patent
In der Firmenschrift GAP HEX3 GB97 der Firma Geodetic Technology (USA), Inc. Gaskins Centre, 3827 Gaskins Road, Glen Allen, Virginia 23060, USA, werden für die in den beiden oben genannten Patenten beschriebenen Bewegungen unterschiedliche Lagerarten verwendet (Wälzlager und Gleitlager).In the company publication GAP HEX3 GB97 of the company Geodetic Technology (USA), Inc. Gaskins Center, 3827 Gaskins Road, Glen Allen, Virginia 23060 USA, will be for the movements described in the two patents mentioned above different types of bearings used (bearings and plain bearings).
In
den Patenten
Mängel bisheriger LösungenDeficiencies of previous solutions
Bei den bisherigen bekannten Lösungen können nicht mehr als 2 Streben mit dem Gestell (Plattform) in einem Punkt verbunden werden.at the previous known solutions can not more than 2 struts connected to the frame (platform) in one point become.
Weiterhin ist es nicht möglich die Streben ohne ein weiteres Kugelgelenk um die eigene Achse zu verdrehen.Farther it is impossible the struts without another ball joint about its own axis twist.
Gelöste ProblemstellungSolved problem
Parallelkinematische Strukturen können nur dann leicht und steif und mit einer hohen Dynamik und Genauigkeit gebaut werden, wenn sie einem Fachwerk ähnliche Struktur haben, weil es nur dann möglich ist nur Zug- und Druckbelastungen in der Struktur zu haben. Zur Ausbildung der „Fachwerkknoten" ist es erforderlich, dass sich die Wirkungslinien mehrerer Streben in einem Punkt schneiden. Für räumliche Strukturen müssen 3 Streben mit dem Gestell (Plattform) in einem Punkt verbunden werden, um eine Kraft beliebiger Richtung in nur Zug- und Druckkräfte bei veränderlichen Strebenrichtungen sicher zerlegen zu können.parallel kinematic Structures can only light and stiff and with high dynamics and accuracy be built if they have a framework similar structure, because it only possible is only to have tensile and compressive loads in the structure. to Training of "truss nodes" it is necessary that the lines of action of several struts intersect at one point. For spatial Structures must 3 struts connected to the rack (platform) at a point to a force of any direction in only tensile and compressive forces at variable Safely disassemble struts directions.
Erläuterung der Erfindung und ein Ausführungsbeispielexplanation the invention and an embodiment
Die
Kugelgelenkverbindung ermöglicht
zwei, drei und mehr Streben in einem Punkt zu verbinden, so dass
jede Strebe gegenüber
jeder anderen Strebe um alle drei Drehachsen verdrehbar ist. Kinematisch gleichwertig
ist diese Verbindung, als ob jede Strebe mit jeder anderen und jede
Strebe mit dem Gestell über
ein Kugelgelenk verbunden sind und sich die Drehachse aller möglichen
Drehbewegungen in einem Punkt schneiden. Die gegenseitige Bewegung der
einzelnen Gelenkelemente wird durch die Oberfläche konzentrischer Kugeln geführt. Die
Strebe (
Mit
diesen beiden Streben können
weitere in gleicher Art und Weise verbunden werden, wobei dann die
bisherige Strebe (
Die Mittelstellung dieser ± 30°–± 35° Schwenkbewegungen ist konstruktiv um den beliebig wählbaren Winkel α verlagerbar, siehe Bild 3.The Center position of these ± 30 ° - ± 35 ° pivoting movements is structurally displaceable around the arbitrarily selectable angle α, see picture 3.
Bei einer Ausführung gemäß Bild 2 erhöht sich ein Schwenkwinkel jeder Strebe von ca. ± 30°–± 35° auf bis zu ± 180°.at an execution according to picture 2 increases a tilt angle of each strut from approx. ± 30 ° - ± 35 ° up to ± 180 °.
Die Konstruktion auf Bild 2 ist im Vergleich zu der auf Bild 1 nicht so steif ausführbar. Bei der Montage ist es möglich aber nicht erforderlich jeweils zusammengehörigen Hohlkugelhälften miteinander zu verbinden (Schraubverbindung, Stiftverbindung o.ä.). Konstruktiv einfach ist die Umsetzung der Kugelgelenkverbindung über Gleit verbindungen, wobei je nach Anwendungsfall und Belastung unterschiedliche Gleitlagerwerkstoffe und Schmierungsarten in Frage kommen.The Construction on picture 2 is not in comparison to picture 1 so stiff executable. It is possible during assembly but not required in each case associated hollow ball halves with each other to connect (screw, pin connection or similar). constructive simple is the implementation of the ball joint connection via sliding compounds, depending on the application and load different sliding bearing materials and lubrication types come into question.
Vorteile und AnwendernutzenAdvantages and user benefits
Mit Hilfe der Kugelgelenkverbindung wird es möglich eine Vielzahl von räumlichen parallelkinematischen Mechanismen so zu konstruieren, dass nur Zug- und Druckbelastungen auftreten. Weiterhin wird es möglich den singularitätsfreien Arbeitsraum dieser Mechanismen zu vergrößern.With Help of the ball joint connection it becomes possible a multiplicity of spatial to construct parallel kinematic mechanisms in such a way that only and pressure loads occur. Furthermore, it will be possible the singularity free To increase the working space of these mechanisms.
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2005
- 2005-06-23 DE DE102005029064A patent/DE102005029064B4/en not_active Expired - Fee Related
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