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Die
Erfindung betrifft einen Manipulator nach den Oberbegriffen der
unabhängigen Patentansprüche. Ein solcher Manipulator
ist aus der
DE 10 2004 018
474 bekannt.
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Manipulatoren
dienen dem Bewegen schwerer Lasten. Ein Einsatzgebiet ist das Bewegen
schwerer Testköpfe für integrierte Schaltungen,
beispielsweise CPUs. Herstellungsbedingt besteht hier regelmäßig
das Interesse, Testköpfe zu ICs hin zu bewegen. Die Testköpfe
können aufgrund komplexer Schaltungstechnik ihrerseits
sehr schwer sein. Gewichte über 500 kg sind inzwischen
als normal anzusehen. Auch der Einsatz von Testköpfen mit
Gewichten über 1000 kg ist zu erwarten.
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Insbesondere
bei der Bewegungen von Testköpfen für integrierte
Schaltungen bestehen folgende Bedürfnisse:
- – die Bewegung muß spielfrei sein, da die
Ortstoleranzen der Bewegung sehr gering sind;
- – die Testköpfe und deshalb auch die Manipulatoren
kommen häufig im Reinraum zum Einsatz. Da Fläche und
Volumen im Reinraum außerordentlich teuer sein, ist Kleinheit
der Manipulatoren erwünscht;
- – da Reinräume komplizierte Luftführungen
benötigen, sind deren Böden häufig aufgestellt
und haben deshalb eine begrenzte Flächenlast von beispielsweise
500 kg/m2. Wenn ein Manipulator samt Testkopf
bestimmungsgemäß aufgestellt sein soll, wäre
bei einem Gesamtgewicht von beispielsweise 1 t schon eine Fläche
von 2 m2 vorzusehen, was der vorher genannten
Forderung nach Kleinheit entgegenläuft;
- – der Testkopf soll durch einen Anwender bewegt werden
können. Dies erfordert reibungsarme Lagerungen an Drehachsen
und Translationsachen und Drehachsenführungen durch die
jeweiligen Schwerpunktslagen hindurch. Was die Bewegung gegen die
Schwerkraft angeht (vertikal), sind Unterstützungsmechanismen notwendig.
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Ein
bekannter Unterstützungsmechanismus ist das Vorsehen von
Gegengewichten bei einer vertikalen Seilzugführung des
Testkopfs. Nachteil ist, daß das gleiche hohe Gewicht,
wie es der Testkopf schon aufweist, nochmals beim Gegengewicht vorzusehen
ist. Dadurch steigt das Gesamtgewicht und dementsprechend der Flächenbedarf,
was insbesondere in teuren Reinräumen unerwünscht
ist. Auch die Massenträgheit und damit regelungstechnische
Probleme werden immer größer.
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Ein
weiterer Unterstützungsmechanismus ist, durch einen technischen
Antrieb (Elektromotor, Hydraulik, Pneumatik) unterstützende
Kräfte zu denjenigen eines Benutzers bereitzustellen. Dabei
ist aber nach wie vor die Benutzerführung erwünscht,
da sich dadurch das Positionieren und Einstellen der zu bewegenden
Last (Testkopf) in gewünschter Flexibilität und
Genauigkeit am einfachsten bewerkstelligen läßt.
Dies führt dazu, daß die unterstützende
Kraft letzendlich geringer ist als die Summe aus Gewichtskraft und
Standreibungskraft, so daß der Antrieb alleine die Bewegung
nicht bewirkt, aber gegebenenfalls zusammen mit der zusätzlichen Kraft
des Bedieners die vertikale Bewegung des Testkopfs bzw. allgemein
der Last hervorrufen kann.
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Der
Nachteil von technischen Antriebssystemen gegenüber Gewichten
ist jedoch, daß unter Umständen das Antriebssystem
bedingungslos Antriebskraft zur Verfügung stellt, so daß es
zu unerwünschten Betriebszuständen kommen kann.
Beispielsweise ist denkbar, daß versehentlich ein Testkopf
auf den Fuß eines Bedieners gesetzt wird und der Antrieb
dies mit Kraft nach unten vollzieht, so daß es zu Quetschungen
kommen kann. Ein anderes Beispiel ist das Andocken des Testkopfs
an die Einrichtung, die den zu testenden Chip hält. Hier
ist mechanische Kontaktierung erwünscht. Auch sind vergleichsweise
hohe Kontaktkräfte zu überwinden, um federbelastete
Kontaktstifte geeignet anzudrücken. Gleichwohl muß die
Führung so sein, daß nicht übermäßig
hohe Kräfte oder Kräfte zum falschen Zeitpunkt
oder an der falschen Stelle aufgebracht werden.
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Das
Kontaktieren zwischen Testkopf einerseits und Testaufnahme des zu
vermessenden Chips andererseits geschieht in der Weise, daß die
grobe Annäherung durch den Bediener bewirkt wird. Hierbei
wird der Manipulator bestimmungsgemäß verwendet.
Er erlaubt das Schwenken des Testkopfs um eine, vorzugsweise zwei,
weiter vorzugsweise drei Drehachsen, und er erlaubt ebenso dessen
translatorische Bewegung in zwei oder drei Raumachsen.
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Drehbewegungen
sind im allgemeinen kein Problem, da bei einer Drehung um eine vertikale
Achse Hubarbeit nicht zu verrichten ist und die Last bei Drehung
um horizontale Achsen so gehalten ist, daß die Drehachsen
durch den Schwerpunkt der Last laufen, so daß auch insoweit
keine Hubarbeit zu verrichten ist. Auch Translationen längs
horizontaler Raumrichtungen (in dieser Beschreibung x- und y-Richtung)
erfordern geringe Kräfte, da auch hier nur die geringe
Reibungskraft zu überwinden ist.
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Bei
Translationen in vertikaler Richtung jedoch ist Hubarbeit zu verrichten
bzw. in der Abwärtsbewegung das hohe Gewicht zu halten.
Hierfür können technische Antriebe vorgesehen
sein, beispielsweise Elektromotoren. Dann kann aber das Problem
auftreten, daß beispielsweise bei Fehlbedienungen durch
den Benutzer schon Kontakte entstehen, bevor die Last in der gewünschten
Position ist, so daß der Antrieb möglicherweise
noch schiebt, wenn dies schon längst nicht mehr sein sollte.
Zerstörung der Last oder einer Koppelstelle der Last und/oder
Verletzungen können die Folge sein.
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Soweit
der Bediener die Last richtig bewegt, wird beim Testen von Chips
der Testkopf (Tester) von Hand in die richtige Winkellage und die
richtige Raumlage so weit verbracht, daß er wenige Zentimeter
von der gewünschten Testposition entfernt ist. Häufig
ist diese bedienereingestellte Position beispielsweise durch mechanische
Anschläge definiert. Ausgehend von dieser definierten Zwischenposition übernimmt
dann eine Docking-Einrichtung das sogenannte ”Docking”,
also das Verbringen des Testkopfs von der Zwischenposition zur endgültigen
Meßposition. An dieser Stelle ist erwünscht, daß technische
Systeme nicht gegeneinander arbeiten, daß also insbesondere
der Manipulator nicht vertikal unerwünschte Kräfte zusätzlich
zu denjenigen der Docking-Einrichtung einbringt.
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Die
eingangs angesprochene
DE
10 2004 018 474 beschreibt einen in
4 gezeigten
Manipulator für eine Last
1. Er hat ein Stativ
8,
eine mit dem Stativ verbundene Aufnahme
3–
5 für
die Last, wobei die Aufnahme eine Bewegung der Last gegenüber
dem Stativ bezüglich mindestens einer ersten Achse z erlaubt,
und einen Antrieb
14–
16, der die Bewegung
der Last längs der ersten Achse unterstützt. Außerdem
ist eine Elastizitätseinrichtung
11–
13 vorgesehen,
die längs der ersten Achse Elastizität im Antriebsstrang
hervorruft. Die Elastizitätseinrichtung weist ein mechanisch-elastisches
Element
11 auf, das im Antriebsstrang liegend im Kräftegleichgewicht
ist und in beide Richtungen längs der ersten Achse Bewegungen
zuläßt. Der Antrieb weist einen Seilzug
16–
18 auf,
wobei die Elastizitätseinrichtung die Seiltrommel
16 des
Seilzugs elastisch lagert, so daß sie nach Maßgabe
der gewünschten Elastizität längs der
ersten Achse elastisch verschieblich ist. Die Seiltrommel liegt
in einem Chassis
12, das um eine Achse
13 herum
verschwenkbar federgestützt gelagert ist. Die Seiltrommel
kann so eine rotatorische Drehbewegung mit einer Bewegungskomponente
in Richtung der ersten Achse.
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Nachteil
dieses Aufbaus ist, dass das verschwenkbare Chassis einen hohen
Platzbedarf aufweist, wenn es die gewünschte Elastizität
innerhalb eines nicht zu kleinen Bewegungsspielraums liefern soll,
etwa um Sensorik günstig gestalten zu können.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen angetriebenen Manipulator anzugeben,
der Elastizität im Antriebsstrang aufweist und trotz eines
größeren Federwegs platzsparend aufgebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
gelöst. Abhängige Patentansprüche sind
auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
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Ein
Manipulator für eine Last hat ein Stativ, eine mit dem
Stativ verbundene Aufnahme für die Last, wobei die Aufnahme
eine Bewegung der Last gegenüber dem Stativ bezüglich
mindestens einer ersten Achse erlaubt, und einen Antrieb, der die
Bewegung der Last längs der ersten Achse unterstützt.
Außerdem ist eine Elastizitätseinrichtung vorgesehen,
die längs der ersten Achse Elastizität im Antriebsstrang
hervorruft.
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Sie
weist eine translatorisch verschieblichen, elastisch gelagerten
Rahmen auf, an dem ein Führungselement des Antriebs befestigt
ist.
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Die
Elastizitätseinrichtung wird sich in der Regel nur geringfügig,
längs des möglichen Freiheitsgrades (vorzugsweise
vertikal) bewegen, was durch dynamische Beschleunigungskräfte
verursacht wäre, weil die elastische Lagerung statischen
im Gleichgewicht ist. Bei Kollisionen allerdings wird der Antrieb
statt die transportierte Last starr gegen das Hindernis zu führen
vielmehr eine Kompression der Elastizitätseinrichtung bewirken,
so dass mögliche Kollisionen weniger verheerende bis hin
zu keine schädlichen Konsequenzen haben. Systematisch erfolgen
(erwünschte) „Kollisionen” während
des Dockingvorgangs eines transportierten Testkopfs. Hier bewirkt
die Elastizitätseinrichtung eine gewisse Systemweichheit,
die Ungenauigkeiten in der Ausrichtung ausgleichen kann.
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Es
kann ein Schalter vorgesehen sein, der durch die Translation des
Rahmens betätigbar ist. Der Antrieb kann einen Elektromotor
aufweisen, der durch den Schalter direkt oder indirekt über
eine Steuerung schaltbar ist.
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Nachfolgend
werden Bezug nehmend auf die Zeichnungen einzelne Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Manipulators,
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2 ein
Detail des Manipulators in Seitenansicht,
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3 das Detail der 2 von oben,
und
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4 einen
bekannten Manipulator.
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1 zeigt
in schematischer Seitenansicht einen Manipulator. Auf dem Boden 9 steht
ein Stativ 8 geeigneter Größe. Es weist
einen Turm 2 auf, längs dessen eine Schlitten 3 in
einer ersten Achse (hier vertikal) verfahrbar ist. Der Turm 2 kann
in den beiden horizontalen Koordinaten verfahrbar sein. Rechts unten
in 1 ist ein Koordinatensystem angedeutet. Die x-Koordinate
zeigt aus der Zeichenebene heraus, y nach rechts und z in der Zeichenebene
nach oben. Der Schlitten 3 ist also längs der
z-Achse verfahrbar.
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1 symbolisiert
die Last, die mit dem Manipulator verfahrbar und verschwenkbar sein
soll. 1a symbolisiert die Kontakteinrichtung, mit der der
Testkopf 1 elektrisch die zu testende Struktur kontaktieren
kann. 1b symbolisiert mechanische Führungen bzw.
Zentrierungen. Am Schlitten 3 greift ein Zwischenelement 4 an. Zwischen
Schlitten 3 und Zwischenelement 4 kann ein Gelenk 3a vorgesehen
sein, das eine Drehung um eine vertikale Drehachse (z-Achse) zulässt.
Aus dem Zwischenelement 4 ragt ein Arm 5 heraus.
Zwischen beiden kann ein Gelenk 4a vorgesehen sein, daß eine
Drehung um die y-Achse zuläßt. Der Arm 5 schließlich
hält die Last 1 mittels eines Gelenks 5a,
das eine Drehung um die x-Achse zuläßt. Auch ein
Gelenk mit vertikaler Drehachse (z-Achse) kann vorgesehen sein.
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Weiterhin
ist ein Antrieb 17–20 vorgesehen, der
die Bewegung der Last längs der ersten Achse (z-Achse in
der gezeigten Ausführungsform) unterstützt. Der
Antrieb kann am festen Teil des Stativs 8 oder am (schon translatorisch
vorzugsweise horizontal verfahrbaren) Turm 2 angebracht
sein.
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Der
Schlitten 3 wird in nicht gezeigten Schienen am Turm 2 geführt
und ist vertikal verschieblich. Er wird vom Antrieb 17–20 nach
oben gezogen oder nach unten abgelassen. In der gezeigten Ausführungsform weist
der Antrieb einen Seilzug mit insbesondere einem Seil oder Riemen
oder Kette 18 auf. Das Seil 18 läuft oben über
eine Umlenkrolle 17 und dann nach unten auf einen noch
zu beschreibenden Mechanismus 20 mit einer Elastizitätseinrichtung.
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19 symbolisiert
eine Steuerung, die insbesondere den Betrieb eines Motors 25 steuert
bzw. regelt. Es kann Sensorik vorhanden sein, beispielsweise Positionssensorik.
Auch können – nicht gezeigte – Eingabemöglichkeiten
und Eingriffsmöglichkeiten für eine Bedienperson
vorgesehen sein.
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Im
Antriebsstrang ist eine Elastizitätseinrichtung vorgesehen,
die bewirkt, dass die eingeleitete Antriebskraft nicht starr mit
der zu bewegenden Last gekoppelt ist, sondern dass letztlich zwischen
Last und Kraftquelle Elastizität herrscht. Im statischen
Zustand befindet sich diese Elastizitätseinrichtung im
Gleichgewicht und wird so ausgelegt sein, dass auch bei dynamischen
Aktionen keine Schwingungen auftreten. Gegebenenfalls kann ein Dämpfungsglied
vorgesehen sein.
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In 1 ist
ein Teil des Antriebs sowie die Elastizitätseinrichtung
als „black box 20” gekennzeichnet. In 2 ist
eine Ausführungsform derselben dargestellt. In der gezeigten
Ausführungsform der 2 befindet sich
der Antrieb 17–20 und die Elastizitätseinrichtung
im Turm 8 des Stativs und können somit mit dem
Turm und der Last gegenüber dem festen Teil des Stativs 2 translatorisch
verfahren werden, vorzugsweise horizontal (x- und/oder y-Richtung). 2 zeigt
eine Ansicht entgegen der y-Richtung der 1.
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Der
Antrieb unterstützt die Bewegung der Last in die vertikale
Richtung (z-Richtung). In der gezeigten Ausführungsform
weist er einen Riementrieb auf, in dem ein oder zwei Riemen 18a, 18b von
einer Trommel 27a, 27b aufgewickelt oder abgewickelt
werden können. Mit diesen Riemen 18 wird der Schlitten 3 nach
oben gezogen oder nach unten geführt. Das Auf- oder Abwickeln
des Riemens 18 kann über eine Getriebe 26 und einen
Motor 25 erfolgen. Der Riemen wird längs eines
bestimmten Weges geführt, der zumindest bereichsweise vertikal
im Turm 8 verläuft. Der Riemen wird über
Führungselemente geführt, die z. B. ein oder mehrere
in 1 gezeigte Umlenkrollen 17 aufweisen
können oder die in 2 gezeigte
Trommel 27. Mindestens ein Führungselement ist
elastisch gelagert. Vorzugsweise ist die Trommel 27 elastisch
gelagert. Die elastische Lagerung erfolgt in der Weise, dass das
Führungselement 27 an einem Rahmen befestigt ist,
der gegenüber dem Stativ 2 bzw. Turm 8 elastisch
gelagert ist. In 2 ist erfolgt die Befestigung
der Trommeln am Rahmen über das Getriebe 26, das über
einen Getriebeflansch 26a am Rahmenteil 24b befestigt
ist. Abtriebswellen 26a und 26b treiben die Trommeln 27a und 27b an.
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Der
Rahmen 24 bzw. seine einzelnen Teile 24a–24d sind
translatorisch verschieblich. Vorzugsweise sind sie in Längsrichtung
des Turms verschieblich, also in vertikaler Richtung (z-Richtung).
Auch der Motor 25 kann am Rahmen 24 bzw. einem
Rahmenteil befestigt sein. Der Motor ist über einen Motorflansch 25a am Rahmenteil 24a befestigt.
Die Motorwelle 25b ist die Antriebswelle des Getriebes 26.
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In
einer nicht gezeigten Ausführungsform können Motor 25 und
Getriebe 26 bezüglich des Stativs 2 oder
Turms 8 fest liegen, wobei dann nur eine Umlenkrolle translatorisch
verschieblich ist. Motor 25 und Getriebe 26 können
längs der ersten Richtung (z-Richtung) voneinander beabstandet
sein.
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Der
Rahmen 24 kann von einer oder mehreren Längsführungen 21a, 21b geführt
sein. Die Führungen können sich längs
der Verschiebungsrichtung des Rahmens erstrecken, also vorzugsweise
vertikal. In der gezeigten Ausführungsform sind vergleichsweise
massive Stäbe als Führungen 21 gezeigt.
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Die
Elastizität kann bewirkt werden, indem ein oder mehrere
elastische Elemente 23a, 23b, vorzugsweise Federn,
insbesondere Schraubenfedern, der Gewichtskraft der Last entgegenwirken. Über
das vom Rahmen gehaltene Führungselement 27 (Trommel
oder Umlenkrolle) greift die Gewichtskraft auch am Rahmen 24 an
und würde diesen, sofern er frei beweglich ist, in Richtung
des Seils/Kette/Gurt 18 ziehen, in der gezeigten Ausführungsform
also vertikal nach oben. Elastische Elemente wirken dem entgegen.
In der Ausführungsform der 2 sind zwei
Druckfedern 22a, 22b gezeigt, die ihre jeweils
zwei Widerlager einerseits am Rahmen 24 und andererseits
an einem Fixpunkt 23a, 23b des Stativs 2 bzw.
des Turms 8 finden. Der turmseitige Fixpunkt 23 ist
in 2 nur schematisch angedeutet. Es handelt sich
hier um geeignete stabile Anlagen.
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Vorzugsweise
greifen die Federn um die Führungen 21 herum und
sind also konzentrisch zu ihnen.
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Die
Fixpunkte 23a, 23b können einstellbar
sein, um die Federvorspannung einstellen zu können und an
unterschiedliche Lasten anpassen zu können. Sie können
längs der ersten Richtung einstellbar festlegbar sein.
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Die
Druckfedern können vergleichsweise lang sein. Ihre Länge
kann einen merklichen Anteil der Turmhöhe betragen, etwa
mindestens 25% der Turmhöhe. Es ergibt sich auf diese Weise
ein relativ langer Federweg, so dass beim Ansprechen ein relativ
großer Federweg bzw. Translationsweg entstehen kann.
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Der
Rahmen 24 kann sich entweder verschieben, weil ein unerwünschter
Betriebszustand eingetreten ist, etwa weil die zu bewegende Last
gegen ein Hindernis gefahren wurde, oder weil Beschleunigungsvorgänge
auftreten. Die Dimensionierung von Federn, Antrieb und Sensorik
erfolgt so, dass Schwingungen vermieden werden bzw. nicht zu Fehldetektionen
führen.
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Der
Rahmen kann eine oder mehrere Platten 24a, 24b aufweisen.
Wenn mehrere vorgesehen sind, können sie in Richtung der
ersten Richtung (z-Richtung) beabstandet sein und miteinander verbunden
sein, etwa über Verbindungsbauteile 24c, 24d.
Die Platten 24a, 24b können im Wesentlichen
horizontal verlaufen bzw. sich rechtwinklig zur ersten Richtung
erstrecken. Wenn mehrere Platten vorgesehen sind, kann der Motor 25 an
einer 24a der Platten und das Getriebe 26 an einer
anderen 24b der Platten angeflanscht sein, wie in 2 gezeigt.
Es kann aber auch nur eine Platte 24 vorgesehen sein. Motor
und Getriebe können dann an gegenüberliegenden
Seiten der einen Platte angeflanscht sein.
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Das
Vorsehen zweier Platten hat den Vorteil, dass Verkantungen des Rahmens
gegenüber seinen Führungen vermieden werden. Für
diesen Zweck kann statt einer zweiten Platte aber auch lediglich
ein in Richtung der Führungen beabstandetes weiteres Führungselement vorgesehen
sein, dass nochmals an der Führung anliegt, eben um Verkantungen
zu vermeiden.
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Die
Ausführungsform der 2 zeigt
sich oben abstützende Druckfedern, die den Rahmen 24 entgegen
der nach oben wirkenden Zugkraft nach unten drücken. Es
sind aber auch Zugfedern möglich, die an der anderen Seite
(unten) des Rahmens angreifen können um diesen entgegen
der angreifenden Kraft nach unten ziehen.
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Gegenüber
der bekannten Manipulatorkonstruktion hat der beschriebene Aufbau
den Vorteil, dass ein größerer Federweg in einem
Raum konstruiert werden kann, der sowieso vorhanden ist, nämlich
das Volumen des sich nach oben erstreckenden Turms. Bei der drehelastischen
Lagerung, wie sie in der bekannten Ausführungsform beschrieben
ist, war dagegen ein seitliches Ausschwenken des die Seiltrommel
tragenden Chassis unvermeidlich, so dass zusätzlicher Raum
zur Ermöglichung dieser Bewegung bereitgestellt werden
musste und der über dem Chassis liegende Luftraum im Turm
nicht genutzt wurde. Darüber hinaus war der zur Verfügung
stehende Federweg in der bekannten Ausführungsform vergleichsweise
kurz, so dass hinsichtlich der Detektion Schwierigkeiten auftraten.
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Es
ist ein Schalter 29 vorgesehen, der vom sich bewegenden
Rahmen 24 betätigbar ist. Es handelt sich um einen
digitalen An-/Ausschalter, der mit der Steuerung 19 verbunden
ist, die ihrerseits wie der Manipulatorkomponent gesteuert, insbesondere
auch den Motor 25. Der Schalter 29 kann ein Aus-Schalter
sein, bei dessen Betätigung der Antrieb abgeschaltet oder
sogar in die andere Richtung gesteuert wird. Der vergleichsweise
lange Federweg ermöglicht das Vorsehen eines Schalters 29.
Bei kürzeren Federwegen, wie sie insbesondere in der bekannten
Ausführungsform vorlagen, ist dies schwierig, da eben wegen
der kurzen Wege ein Schalter 29 nicht fein genug justiert
werden kann. Der Schalter 29 kann längs des Verschiebungswegs
des Rahmens 24 verschieblich sein, so dass er verschiedene
Positionen des Rahmens je nach seiner Einstellung detektieren kann.
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Es
können mehrere Schalter 29 vorgesehen sein, vorzugsweise
an unterschiedlichen Positionen längs des Verschiebungswegs
des Rahmens 24. Zusätzlich oder stattdessen kann
auch ein (nicht gezeigter) analoger Wegsensor vorgesehen sein, der
dem Weg bzw. die Position des Rahmens 24 längs
seines möglichen Verschiebungswegs (erste Richtung z-Richtung)
erfasst, gegebenenfalls ins Digitale wandelt und der Steuerung 19 für
geeignete Maßnahmen zur Verfügung stellt.
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3a und 3b zeigen
mehr oder minder schematisch eine Draufsicht auf den Rahmen 24.
Die 3a und 3b zeigen
eine Ansicht entgegen der z-Richtung der 1. Von oben
ist in 3 der Motor 25 zu
sehen, bei dem es sich um einen Elektromotor oder einen sonstigen
Motor (hydraulisch, pneumatisch) handeln kann. Die Platte 24a kann
mehrere Ausnehmungen aufweisen, etwa Löcher 31a, 31b für
die Führungen 21a, 21b, und Löcher
oder Schlitze 32a, 32b für Seile, Ketten
oder Riemen 18 des Antriebs.
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3a zeigt
eine Ausführungsform, bei der links und rechts die Vorne-/Hinten-Beziehung
von Führung und Riemen gegeneinander vertauscht sind, um
unsymmetrische Krafteinleitung weitestmöglich zu verhindern.
Je nach Konstruktion kann die Verteilung aber auch gleichartig sein
(also dass z. B. Ausnehmungen 32b in 3 auch
oberhalb der Ausnehmung 31b wäre). Weiterhin ist
es denkbar, die Riemen, Seile oder Ketten 18 vollständig
außerhalb der Platte 24a zu führen.
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In
der Ausführungsform der 3b sind
Führungen 21 lediglich schematisch in ihrer Position
bzgl. der Platte 24a durch Kreuze und Striche angedeutet.
Es können mehr als zwei Führungen 21 vorgesehen
sein, etwa vier Führungen, die in etwa in den Eckbereichen
der Platte 24a angeordnet sind. Zwischen je einem Paar (21a und 21d bzw. 21d und 21c)
der Führungen kann je ein Seil, Riemen oder Kette 18a, 18b liegen.
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Der
Rahmen 24 bzw. eine Platte 24a, 24b desselben
können einen merklichen Teil der Querschnittsfläche
des Turms 2 einnehmen, etwa mindestens 30%. Sie können
auf diese Weise relativ groß gebaut werden, so dass für
die aufzunehmenden hohen Kräfte eine stabile Konstruktion
gebaut werden kann, ohne dass deswegen der Turm vergrößert
werden müsste. Gleichzeitig ergibt sich ein einstellbar
großer Federweg, der eine vergleichsweise genaue Justierung
des Schalters 29 erlaubt. Die Detektionsgenauigkeit wird
dadurch verbessert.
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Der
Regler 19 kann nicht-linear sein (Schwellenwert-Charakteristik,
Hysteresischarakteristik). Der Regler kann beispielsweise im normalen
Betrieb lediglich Signale wie vorwärts/rückwärts/Null
an den Motor ausgeben und kann seinerseits eine Kraft- oder Weg-Rückkopplung
vom Manipulator 1–18 her haben.
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Nachfolgend
optional einige technische Daten:
| Nennlast | > 500 kg, vorzugsweise > 1000 kg |
| Federkonstante | > 5 kN/m, vorzugsweise > 10 kN/m, |
| | < 100 kN/m, vorzugsweise < 50 kN/m |
| Dockingweg | > 1 cm, vorzugsweise > 2 cm, |
| | < 10 cm |
| max.
Dockinkraft | > 100 N, vorzugsweise > 200 N |
| | < 5.000 N, vorzugsweise < 2.000 N |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004018474 [0001, 0011]
- - EP 87100158 [0013]
- - DE 2742163 [0013]
- - DE 102004026031 [0013]
- - US 6766996 [0013]