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Die
Erfindung betrifft einen antagonistisch arbeitenden Übertragungsmechanismus,
der mindestens in zwei Bewegungsrichtungen verstellbar ist. Der Übertragungsmechanismus
umfasst mindestens ein zur Kraftübertragung zwischen einer
Antriebsrolle und einer Abtriebsrolle wirkendes Zugmittel, welches in
der Kraftübertragungsstrecke eine Federkopplung aufweist.
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Derartige Übertragungsmechanismen
werden in Anwendungsbereichen der Automatisierung und Robotik eingesetzt.
Dabei sind neben der geringen Masse der Übertragungsmechanismen
auch die Schnelligkeit und Stärke der Kraftübertragung
von Bedeutung. Insbesondere für Positionierungsaufgaben
ist eine hohe Präzision des Abtriebs solcher Mechanismen
wichtig. Die Konzipierung und die Entwicklung von Leichtbau-Bewegungsmechanismen werden
dabei häufig durch die Struktur und den Aufbau von biologischen
Bewegungsmechanismen inspiriert.
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DE 689 21 623 T2 offenbart
ein Verstellorgan mit einer aufblasbaren Kammer und einer zugfesten Faser.
Der Antrieb erfolgt allerdings nicht über einen Seilzug
sondern durch Aufpumpen bzw. Entleeren eines Kammernbauteils. Dabei
erstreckt sich die Faser entlang einer Wand des Kammerbauteils und
ist in diese eingebettet, während eine weitere Wand des Kammerbauteils
im Wesentlichen undehnbar ist. Bei einer Ausdehnung des Kammerbauteils
verringert sich die kombinierte Länge des Kammerbauteils
und des Verbindungsgliedes.
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Aus
der
DE 197 19 931
A1 ist eine Einrichtung zum Kompensieren von Schwingungen
in einem Schwenkarm eines Roboters bekannt, wobei auftretende Schwingungen
mittels Spannfedern, einer Messeinrichtung und durch Erzeugung gesteuerter Gegenkräfte
des Schwenkantriebs gedämpft werden.
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In
der Leichtbaukonstruktion werden zur Bewegungs- und Kraftübertragung über
größere Entfernungen antagonistisch arbeitende
Zugmittelgetriebe eingesetzt. Ein Nachteil beim Einsatz von elastischen Zugmitteln
ist, dass es bei Spannung des Lasttrums (Seite des Seiles, die gezogen
wird und stramm ist) zum Durchhängen des Leertrums (nicht
gezogene Seite des Seils) kommt. Dies hat zu Folge, dass bei Lastwechsel
das Durchhängen des Trums zu erheblichen Störungen,
insbesondere hinsichtlich der Positionierungsgenauigkeit und -geschwindigkeit
führen kann. Ein weiterer Nachteil von elastischen Zugmitteln
ist, dass beim Einbau von Zugfedern in die Übertragungsmechanismen
die übertragbare Kraft begrenzt ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Übertragungsmechanismus
für Antriebe bereitzustellen, der die Nachteile bekannter
Zugmittelgetriebe vermeidet Insbesondere sollen eine Vergrößerung
der übertragbaren Kräfte sowie eine Steigerung
der Positioniergenauigkeit ermöglicht werden. Schließlich
wird eine gesteigerte Funktionssicherheit angestrebt, welche auch
der Vermeidung von Gefährdungen bei möglichen
Kollisionen mit einem abtriebsseitig angekoppelten mechanischen Glied
dient.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch die Merkmale des Übertragungsmechanismus
gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst.
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Der
erfindungsgemäße Übertragungsmechanismus
ermöglicht bei Einprägung einer Kraft deren Übertragung
und dadurch die Bewegung eines Abtriebsgliedes in mindestens zwei
Bewegungsrichtungen. Vorzugsweise für Anwendungen in einem Roboterarm
ist der erfindungsgemäße Übertragungsmechanismus
Teil eines Antriebssystems. Dieses Antriebssystem besteht aus einem
Motor, einer Antriebsrolle und einer Abtriebsrolle sowie einem bevorzugt
seilförmigen Zugmittel, welches zur Kraftübertragung
zwischen der Antriebsrolle und der Abtriebsrolle verläuft.
Die Kraftübertragungsstrecke zwischen der Antriebs- und
der Abtriebsrolle weist erfindungsgemäß eine Federkopplung
auf, die eine nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie beschreibt.
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Ein
Vorteil der nichtlinearen Kraft-Weg-Kennlinie der Federkopplung
ist die Unterstützung der Selbststabilisierung der Bewegung. Während
der Bewegung des Arbeitsarms von einer Ausgangsposition in eine
Zielposition erfolgt nämlich eine aktive Schwingungskompensation,
die es ermöglicht, dass der Arm in der Zielposition schnell
zur Ruhe kommt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen zwischen der
Antriebsrolle und der Abtriebsrolle zwei Trume des Zugmittels, in
die jeweils eine Federkopplung eingeschaltet ist. Dabei wird der Trum
als Abschnitt eines seilförmigen Zugmittels verstanden,
der frei und nicht aufliegend ist.
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In
abgewandelten Ausführungsformen kann der Trum eines Zugmittels
auch mehrere Federkopplungen aufweisen. Dabei können alle
oder nur eine der Federkopplungen eine nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie
besitzen, die aber unterschiedlich in ihren Charakteristiken sind.
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Des
Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Federkopplung so positioniert
wird, dass beim Aufrollen eines seilförmigen Zugmittels
auf die Antriebsrolle die Federkopplung vorzugsweise vollständig
oder auch nur teilweise noch im Trum liegt, um somit unter allen
Antriebsbedingungen die durch die Federkopplung bedingten Eigenschaften
der Kraftübertragungsstrecke nicht ungewollt zu verändern.
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In
einer abgewandelten Ausführungsform ist die Federkopplung
mit in der An- und/oder Abtriebsrolle integriert und befindet sich
nicht im Trum des seilförmigen Zugmittels. Dabei ist die
Federkopplung einseitig mit einer Drehachse verbunden auf der die An-
bzw. die Abtriebsrolle angebracht ist und abrollt. Das entgegengesetzte
Ende der Federkopplung ist mit dem Zugmittel gekoppelt. Die durch
die nichtlineare Federkopplung hervorgerufenen Wirkungen bleiben
unverändert bestehen, da die Federkopplung weiterhin in
die Kraftübertragungsstrecke eingreift.
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Die
erfindungsgemäß zu verwendende Federkopplung umfasst
zur Bereitstellung der nichtlinearen Kraft-Weg-Kennlinie vorzugsweise
zwei Federelemente. Dabei ist das erste Federelement eine herkömmliche
Feder, beispielsweise eine Zugfeder, und das zweite Federelement
ist ein Federelement mit ansteigender Federkonstante, beispielsweise
ein Elastomerband. Beide Federelemente sind in der Kraftübertragungsstrecke
parallel geschaltet.
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In
einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das
zweite Federelement längs zur Federachse des ersten Federelements
angeordnet und verläuft beispielsweise im zylindrischen
Hohlraum der Zugfeder. Dabei sind die Enden der Federelemente miteinander
verknüpft. Die beiden verknüpften Enden sind jeweils
mit dem seilförmigen Zugmittel verbunden.
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Die
Kraftübertragung zwischen Antriebsrolle und Abtriebsrolle
wird mittels des Zugmittels realisiert, welches vorzugsweise ein
Seil ist, bestehend aus Kunststofffasern, die eine hohe Risssicherheit und
Abriebsfestigkeit besitzen (z. B. Polyethylenfasern). Der Vorteil
liegt darin, dass Zugmittelgetriebe, die mit so einem hoch flexiblen
aber nicht elastischen seilförmigen Zugmittel ausgestattet
sind, in Anwendungsbereichen einsetzbar sind, die für Menschen gefährlich
oder unzugänglich sind. In einem Anwendungsbereich, in
dem z. B. ein extrem tiefer Temperaturbereich von ca. –130°C
bis –195°C (Kryobereich) aufrecht erhalten werden
muss, ist es von großer Bedeutung, dass die Antriebsmechanismen
betriebsfähig bleiben und keinem überhöhten
Verschleiß unterliegen.
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Das
Zugmittel kann alternativ auch ein Zahnriemen, ein Transmissionsriemen,
eine Kette, ein Metallseil, eine Stange oder dergleichen sein.
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Die
Antriebs- und Abtriebsrollen können als Seilrollen, Wellen,
Scheiben oder dergleichen ausgebildet sein. Im einfachsten Fall
sind die Rollen an zentralen Drehachsen gelagert, die an einem Gestell befestigt
sind. Die Lagerung kann aber auch gezielt exzentrisch erfolgen,
um das wirksame Übersetzungsverhältnis zwischen
den Rollen während der Drehung zu verändern. Eine
Veränderung im Übertragungsverhalten lässt
sich beispielsweise auch durch Verschiebung des Kraftanlenkpunktes,
an welchem das Zugmittel an der jeweiligen Rolle angreift, relativ
zur Drehachse der jeweiligen Rolle erreichen.
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Eine
abgewandelte Ausführungsform des antagonistischen Übertragungsmechanismus
weist zwei seilförmige Zugmittel auf, wobei jedes Zugmittel jeweils
mit der An- und Abtriebsrolle fest verbunden ist.
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In
einer nochmals abgewandelten Ausführungsform sind die Enden
des seilförmigen Zugmittels nur mit der Antriebsrolle fest
verbunden. Dabei übernimmt die Abtriebsrolle die Führung
des Zugmittels, die hier als eine Umlenkrolle ausgestaltet ist.
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Zum
Aufbau einer Robotereinheit oder dergleichen lassen sich mehrere
erfindungsgemäße Antriebssysteme kaskadieren.
Dabei können Seilzugmittel über mehrere Umlenkrollen
geführt werden, sodass der motorische Antrieb relativ weit
entfernt vom eigentlichen Arbeitselement, beispielsweise einem Greifer,
angeordnet werden kann.
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Die
konstruktive Verbindung von Federkopplung und Zugmittel ermöglicht
eine größere Momentenübertragung am Abtrieb
des Antriebssystems. Dabei sind die einzelnen Federmechanismen einer
ggf. aufgebauten Kaskade so ausgelegt, dass beim Erreichen der maximalen
vorgegebenen Auslenkung ein „weicher” Anschlag
möglich ist. Die Dimensionierung der Federn ist so gestaltet,
dass diese nur im elastischen Bereich wirken. Der Einsatz der aneinander geschalteten
Federmechanismen erzeugt eine nichtlineare Federkennlinie für
die Momentenübertragung am Abtrieb. Von Vorteil ist die
Möglichkeit der definierten Kraft- beziehungsweise Momenterzeugung am
Abtrieb oder am Wirkelement.
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Die
Kraft-Weg-Kennlinie kann je nach der Zusammenstellung der aneinander
geschalteten Federmechanismen auf die jeweilige Anwendung abgestimmt
werden. Dabei kann diese Abstimmung auch einen nicht symmetrischen
Kennlinienverlauf bewirken, woraus Kennlinienunterschiede bei einer
Hin- und Herbewegung resultieren.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann durch
statische oder dynamische Vorbelastungen auf den Trum, die beispielsweise
durch Zuschaltung einer weiteren Rolle oder eines Elektromagneten
erreichbar sind, der Nullpunkt der Kraft-Weg-Kennlinie verschoben
werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist das den Übertragungsmechanismus tragende Gestell gleichzeitig
als Arbeitsarm/Schwenkarm gebildet, welcher an einem Ende gelenkbeweglich
angebracht ist und einen erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus
aufweist. Durch serielle oder parallele Verkopplung von n-Antrieben
können komplexe Bewegungsmechanismen in einem n-dimensionalen
Raum realisiert werden, wie beispielsweise bei einem Bewegungsautomaten.
Durch das Zuschalten weiterer Antriebssysteme kann Einfluss auf
den Verlauf der Federkennlinienausprägung am Abtrieb genommen
werden. Ein Vorteil der Elastizität zwischen Antriebsrolle
und Abtriebsrolle ist auch bei einem solchen komplexen System die
passive Nachgiebigkeit, die bei einer eventuellen Kollision auftritt,
sowie die Schonung der mechanischen Komponenten bei stoßartigen
Rückwirkungen. Dadurch wird eine hohe passive Sicherheit
des Arbeitsarms erreicht, ohne zusätzliche Sensorik zu
benutzen. Des Weiteren ermöglicht die sich aus dem Antriebssystem
ergebende wechselseitige Verspannung der Roboterglieder eine extreme Leichtbaukonstruktion
nach dem Endoskelett-Prinzip, die eine deutliche Reduzierung des
Energieverbrauchs mit sich bringt.
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Um
eine hohe Positioniergenauigkeit zu unterstützen, weist
mindestens die Abtriebsrolle einen Sensor auf, der zur Erfas sung
der Position bzw. der Bewegung am Abtrieb dient. Mittels eines faseroptischen
Encoders, der aus einer Taktscheibe und einer Lichtleiteranordnung
besteht, wird eine hohe Winkelauflösung ermöglicht,
die zur Ermittlung von Winkelposition und Winkelgeschwindigkeit
des Schwenkarms benötigt werden. Der Sensor weist neben
der Winkelerfassung vorzugsweise eine separate Einheit zur Nullpunkterkennung
auf. Diese faseroptischen Encodersysteme haben den Vorteil, dass
ihre Funktion auch im oben erwähnten Kryobereich erhalten bleibt.
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In
einer bevorzugten Anwendungsform ist die Abtriebsrolle mit einem
Gelenk zur Bewegung des Schwenkarms gekoppelt. Dabei ist es von
Vorteil, den Sensor im Gelenk des Arbeitsarms zu integrieren.
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Um
eine schwingungsfreie Armbewegung zu regeln, ist es von Vorteil,
wenn die Antriebsrolle einen weiteren Sensor aufweist, der die Bewegungszustände
des Arbeitsarms für den Ausregelungsprozess ermittelt und
regelt. Werden die Sensorsignale von An- und Abtriebsrolle miteinander
verknüpft, lassen sich besonders hohe Genauigkeiten bei
der Positionierung erreichen.
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Besonders
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.
Es zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus
mit zwei Federkopplungen mit nichtlinearer Kraft-Weg-Kennlinie;
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2:
eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform
des Übertragungsmechanismus mit einer Möglichkeit
zur Kennlinienverschiebung;
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3:
eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform
des Übertragungsmechanismus mit einer linearen Feder und
einer nichtlinearen Federkopplung;
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4:
eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform
des Übertragungsmechanismus mit einem gegen ein Festlager
gespannten Trum;
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5:
eine schematische Darstellung der Federkopplung mit nichtlinearer
Kraft-Weg-Kennlinie;
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6 typische
Verläufe von Kraft-Weg- bzw. Moment-Drehwinkel-Kennlinien,
wie sie sich aufgrund der Verwendung der nichtlinearen Federkopplung
ergeben;
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7:
ein Ausführungsbeispiel eines Arbeitsarms mit mehreren
kaskadierten Antriebssystemen in einer Seitenansicht.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus schematisch
dargestellt. Der Übertragungsmechanismus besitzt eine Antriebsrolle 01 und
eine Abtriebsrolle 03, die beide mit ihren Drehachsen an
einem Gestell (nicht dargestellt) gelagert sind. Zur Kraftübertragung
zwischen der Antriebsrolle 01 und der Abtriebsrolle 03 verlaufen
zwei antagonistisch arbeitende seilförmige Zugmittel 05.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind die Enden
der seilförmigen Zugmittel 05 jeweils mit der
Abtriebsrolle 03 und der Antriebsrolle 01 fest
verbunden. Wird die Antriebsrolle 01 in Drehung versetzt,
wird entsprechend der durch die Zugmittel 05 bewirkten
mechanischen Kopplung auch die Abtriebsrolle 03 in eine
Drehung versetzt. Ein an die Abtriebsrolle 03 oder das
Zugmittel 05 angekoppeltes mechanisches Glied (nicht dargestellt)
wird somit ebenfalls in eine Bewegung (Abtriebsbewegung) versetzt.
Wird die Antriebsrolle in entgegen gesetzter Richtung gedreht, erfolgt
die Abtriebsbewegung entsprechend entgegengesetzt. Je nach mechanischer
Führung des Abtriebsgliedes verfolgt das angekoppelte mechanische
Glied eine feste Bewegungsbahn in zwei entgegengesetzte Richtungen.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführung ist in jedem
Trum eine Federkopplung 07 eingesetzt. Die Federkopplung 07 bildet
mit dem seilförmigen Zugmittel 05 eine Kraftübertragungsstrecke,
welche eine nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie am Abtrieb hervorruft.
Die nichtlineare Kennlinie ergibt sich aufgrund des Aufbaus der
Federkopplung, welche beispielhaft in Bezug auf 5 weiter
unten beschrieben wird. An der Abtriebsrolle 03 kann ein
Moment abgegriffen werden, welches je nach Drehrichtung der Antriebsrolle 01 in
zwei Richtungen einer Bewegungsbahn wirkt.
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In 2 ist
eine zweite Ausführungsform des Antriebssystems dargestellt,
welche die wesentlichen Elemente der vorhergehenden Ausführungsform
besitzt. Eine Besonderheit dieser Ausführungsform besteht
darin, dass ein Vorspannmittel 09 vorgesehen ist, mit welchem
die Vorspannung der Federkopplungen 07 einstellbar ist.
Durch beispielsweise eine lineare Verlagerung des Vorspannmittels 09 werden
die Federn der Federkopplungen 07 mehr oder weniger stark
vorgespannt. Dadurch lässt sich die Kennlinie der Kraftübertragungsstrecke
relativ zum relevanten Weg (Bewegungsstrecke des Trums) verschieben.
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In 3 ist
eine dritte Ausführungsform des Übertragungsmechanismus
dargestellt, welche die wesentlichen Elemente der Ausführungsform
aus 1 besitzt. Der Unterschied zu 1 ist,
dass das antagonistisch arbeitende seilförmige Zugmittel 05 nur
in einem Trum eine Federkopplung 07 besitzt. Im zweiten
Trum ist eine herkömmliche Zugfeder 11 mit linearer
Kraft-Weg-Kennlinie eingesetzt. Die nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie
des Übertragungsmechanismus ist daher nur wirksam, wenn
der die Federkopplung 07 enthaltende Zugmittelabschnitt
als Lasttrum arbeitet. Bei einer nochmals abgewandelten Ausführungsform
kann auf die Zugfeder 11 auch gänzlich verzichtet
werden. In all diesen Bauvarianten stehen die durch die Erfindung
bewirkten Vorteile nur in einer Drehrichtung der Abtriebsrolle zur
Verfügung.
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In 4 ist
eine vierte Ausführungsform des Übertragungsmechanismus
dargestellt, welche die wesentlichen Elemente der Ausführungsform
aus 3 aufweist. Der Unterschied zu 3 ist,
dass das eine Ende des seilförmigen Zugmittels 05 mit
der Antriebsrolle 01 fest verbunden ist und das zweite Ende
mit einem Festlager 12, beispielsweise einem Gehäuse
oder Gestell verbunden ist. Das an der Abtriebsrolle 03 abgreifbare
Lastmoment besitzt auch in diesem Fall nur in einer Richtung der
Bewegungsbahn einen nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie, da die Federkopplung 07 mit
nichtlinearer Federkonstante nur in einem der an die Abtriebsrolle
angreifenden Zugmittelabschnitte eingesetzt ist. Abstrakt betrachtet
könnte auf den Zugmittelabschnitt zwischen Abtriebsrolle 03 und
Festlager 12 ganz verzichtet werden. Die Zugfeder 11 dient
dann lediglich der Rückstellung der Abtriebsrolle, wenn über
das Zugmittel 05 und die Federkopplung 07 keine
Zugkraft von der Antriebsrolle 01 aufgebracht wird. Der
erfindungsgemäße Übertragungsmechanismus
ist dennoch realisiert, wenn auch nur in einer Bewegungsrichtung wirksam.
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5 zeigt
eine schematische Detaildarstellung der Federkopplung 07,
die in das seilförmige Zugmittel 05 eingesetzt
ist, in drei Bewegungsphasen. Die Federkopplung 07 ist
in dem Trum des seilförmigen Zugmittels 05 eingeschaltet
und umfasst zwei Federelemente. Ein erstes Federelement 13 ist beispielsweise
eine herkömmliche Zugfeder, in deren Seele ein zweites
Federelement 15 verläuft. Dabei sind die Enden
der beiden Federelemente miteinander verknüpft. Das zweite
Federelement 15 besitzt eine mit steigender Längsdehnung
ansteigende Federkonstante und ist beispielsweise ein Elastomerband.
In dem in Abb. a) gezeigten Zustand wirkt auf die Federkopplung 07 nur
eine kleine Zugkraft, wobei das Elastomerband 15 locker
in der nur wenig gespannten Zugfeder 13 liegt. Die Federkopplung
arbeitet in dieser Bewegungsphase wie eine herkömmliche
Zugfeder mit linearer Kennlinie. Wird eine größere
Kraft ausgeübt, bewirkt dies eine stärkere Streckung
der Zugfeder 13. Gleichzeitig wird das Elastomerband 15 in
der Zugfeder 13 zunächst gestrafft. Mit zunehmender
Kraft beginnt eine elastische Dehnung des Elastomerbandes 15 bei
weiterer Dehnung der Zugfeder 13, wie es in Abb. b) gezeigt
ist. Das Elastomerband 15 ist so konfiguriert, dass es
beim Erreichen einer maximalen vorgegebenen Dehnung in einen nicht-elastischen
Bereich eintritt, bevor es zu einer Überdehnung der Zugfeder 13 kommt.
Dieser Zustand ist in Abb. c) dargestellt. Hier wirkt das Elastomerband 15 wie
ein nicht-elastisches Seil, sodass große Zugkräfte
im Wesentlichen verzögerungsfrei von der Antriebsrolle
an die Abtriebsrolle übertragen werden können.
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In 6 sind
typische Verläufe von Kraft-Weg- bzw. Moment-Drehwinkel-Kennlinien
gezeigt, wie sie sich aufgrund der Verwendung der beschriebenen
Federkopplung 07 ergeben. Die Kennlinien I, II und III
symbolisieren unterschiedliche Federkopplungen. Wie oben erläutert,
ist durch konstruktive Maßnahmen die Einstellung der Kennlinie
möglich, sowohl in Bezug auf die Steigung als auch hinsichtlich
der Nullpunktlage. An der Kennlinie III sind außerdem drei
Abschnitte a, b und c markiert, welche im Wesentlichen den drei
Phasen im Bewegungsablauf entsprechen, wie sie im Zusammenhang mit 5 beschrieben
wurden.
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In 7 ist
ein Ausführungsbeispiel eines mehrteiligen Arbeitsarms
mit mehreren Antriebssystemen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus
in einer vereinfachten Seitenansicht dargestellt. Der mehrteilige
Arbeitsarm, vorzugsweise ein Roboterarm, weist eine Knickarmstruktur
mit vier elastisch verkoppelten Gelenken für Säule,
Schulter, Ellenbogen und Handneigung auf, sodass ein Freiheitsgrad
F = 4 realisierbar ist. Ein herkömmlicher Antrieb (nicht
gezeigt) ermöglicht die Drehung einer Säule 16.
Ein erstes erfindungsgemäß gestaltetes Antriebssystem 17 befindet
sich an der Basis des Roboterarms und umfasst eine motorisch angetriebene
erste Antriebsrolle 01a, eine drehbar gelagerte erste Abtriebsrolle 03a und
ein antagonistisch arbeitendes erstes seilförmiges Zugmittel 05a,
in welches je Kraftübertragungsstrecke Federkopplungen 07a eingeschaltet
sind. Die erste Abtriebsrolle 03a trägt einen
ersten gelenkbeweglichen Schwenkarm 25, welcher über
den ersten Übertragungsmechanismus 17 zu einer
Schwenkbewegung angetrieben wird.
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Der
erste Schwenkarm 25 trägt einen zweiten erfindungsgemäß ausgebildeten Übertragungsmechanismus 27 mit
einer zweiten Antriebsrolle 01b, einer zweiten Abtriebsrolle 03b,
einem zweiten Seilzug 05b und darin eingesetzten zweiten
Federkopplungen 07b. Die zweite Antriebsrolle 01b ist
an einer Tragplatte 28 gelagert. Die zweite Abtriebsrolle 03b bildet
ein drittes Gelenk, an welchem ein zweiter Schwenkarm 37 schwenkbeweglich
gelagert ist.
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Die
Tragplatte 28 trägt weiterhin eine dritte Antriebsrolle 01c,
die zu einem dritten erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus 35 gehört.
Die dritte Antriebsrolle 01c treibt über einen
herkömmlichen Seilzug 36 eine Umlenkrolle 31 an,
die am Schwenklager des zweiten Schwenkarms 37 angeordnet
ist. Ausgehend von der Umlenkrolle 31 verläuft
ein drittes antagonistisch arbeitendes seilförmiges Zugmittel 05c mit
eingesetzten dritten Federkopplungen 07c bis zu einer dritten
Abtriebsrolle 03c. Der zweite Schwenkarm 37 trägt
an seinem Ende die dritte Abtriebsrolle 03c, die ein viertes
Gelenk 39 antreibt.
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Für
den Fachmann ist leicht erkennbar, dass mit dem erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus
unterschiedlichste Positionieraufgaben realisierbar sind.
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- 01
- Antriebsrolle
- 03
- Abtriebsrolle
- 05
- elastischer
Zugmittel
- 07
- Federkopplung
- 09
- Vorspannmittel
- 11
- Zugfeder
- 12
- Festlager
- 13
- erstes
Federelement der Federkopplung (Zugfeder)
- 15
- zweites
Federelement der der Federkopplung (Elastomerband)
- 16
- Säule
- 17
- erster Übertragungsmechanismus
- 25
- erster
Schwenkarm
- 27
- zweiter Übertragungsmechanismus
- 31
- Umlenkrolle
- 35
- dritter Übertragungsmechanismus
- 36
- herkömmlicher
Seilzug
- 37
- zweiter
Schwenkarm
- 39
- viertes
Gelenk
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 68921623
T2 [0003]
- - DE 19719931 A1 [0004]