DE102011108265A1

DE102011108265A1 - Operating arm for handling device, has electromotors that drive intermediate portion of joint to pivot arm portions about respective axis using rollers

Info

Publication number: DE102011108265A1
Application number: DE201110108265
Authority: DE
Inventors: Herbert Schulze; Jürgen Hanf; Jan Reichler
Original assignee: Eisenmann SE
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2013-01-31

Abstract

The operating arm (15) has a joint (14) which connects the arm portions (15a,15b). A drive unit drives the joint so that one arm portion is pivoted relative to the other arm portion. The joint has an intermediate portion (27) that is pivotally connected to the arm portions pivotable about respective axis that are perpendicular to each other. The electromotors (24,33) drive the intermediate portion to pivot the arm portions about respective axis using rollers (23a,23b,32b,32c,32d).

Description

Die Erfindung betrifft einen Betätigungsarm für eine Handhabungsvorrichtung mit

a) einem ersten Armteil;
b) einem zweiten Armteil;
c) einem Gelenk, welches das erste mit dem zweiten Armteil verbindet;
d) einer Antriebseinrichtung für das Gelenk, welche in der Lage ist, das eine Armteil gegenüber dem anderen Armteil zu verschwenken.

The invention relates to an actuating arm for a handling device with

a) a first arm part;
b) a second arm part;
c) a hinge which connects the first to the second arm part;
d) a drive device for the joint, which is able to pivot the one arm part relative to the other arm part.

Wenn vorliegend von ”Betätigung” die Rede ist, so sind hiermit alle Vorgänge gemeint, die mit Hilfe des Armes einer Handhabungsvorrichtung ausgeführt werden können. Beispielsweise ist es möglich, mit Hilfe des Betätigungsarmes bestimmte Gegenstände zu bewegen oder mit Hilfe eines am Ende des Betätigungsarmes angebrachten Behandlungsgeräts einen Gegenstand zu behandeln. Unter ”Behandeln” werden wiederum alle Vorgänge verstanden, mit denen auf einen Gegenstand eingewirkt werden kann, sei dies mit oder ohne Berührung. Beispiele für Behandlungen sind etwa Beschichten, insbesondere Lackieren, Reinigen und Polieren.In the present case, the term "actuation" refers to all processes that can be carried out with the aid of the arm of a handling device. For example, it is possible to move certain objects with the aid of the actuating arm or to treat an object with the aid of a treatment device attached to the end of the actuating arm. "Treating", in turn, means all processes with which an object can be acted upon, be it with or without touch. Examples of treatments include coating, especially painting, cleaning and polishing.

Betätigungsarme der eingangs genannten Art sind als Arme von Robotern in unterschiedlichster Ausgestaltung bekannt. Bei diesen sind benachbarte Armteile jeweils nur um eine Achse verschwenkbar, da das entsprechende Gelenk weitere Freiheitsgrade nicht zulässt. Diese Betätigungsarme sind in ihrer inneren Beweglichkeit und damit auch in ihren Einsatzmöglichkeiten beschränkt.Actuating arms of the type mentioned are known as arms of robots in various designs. In these neighboring arm parts are only pivotable about an axis, since the corresponding joint does not allow further degrees of freedom. These actuation arms are limited in their internal mobility and thus in their applications.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Betätigungsarm der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass er in sich beweglicher und vielseitiger einsetzbar ist.Object of the present invention is to provide an actuating arm of the type mentioned in such a way that it is more flexible and versatile in use.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

c) das Gelenk umfasst:
ca) ein Zwischenteil, welches mit dem ersten Armteil um eine erste Achse verschwenkbar verbunden ist und mit dem das zweite Armteil um eine zweite Achse, die senkrecht auf der ersten Achse steht, schwenkbar verbunden ist;
cb) eine erste Antriebseinrichtung, welche in der Lage ist, das Zwischenteil gegenüber dem ersten Armteil um die erste Achse zu verschwenken;
cc) eine zweite Antriebseinrichtung, welche in der Lage ist, das zweite Armteil gegenüber dem Zwischenteil um die zweite Achse zu verschwenken.

This object is achieved in that

c) the joint comprises:
ca) an intermediate part, which is pivotally connected to the first arm part about a first axis and with which the second arm part is pivotally connected about a second axis which is perpendicular to the first axis;
cb) a first drive device which is able to pivot the intermediate part relative to the first arm part about the first axis;
cc) a second drive device which is able to pivot the second arm part relative to the intermediate part about the second axis.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Gelenk zwischen den beiden benachbarten Armteilen erfüllt die Aufgabe eines Kugelgelenks, wobei jedoch Antriebseinrichtungen integriert sind, welche, ähnlich den Bewegungen eines kardanischen Gelenk, Verschwenkungen der beiden Armteile gegenüber einander um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen aktiv bewirken können. Durch Überlagerung beider Arten von Schwenkbewegungen können innerhalb gewisser Grenzen beliebige Winkel zwischen den beiden Armteilen aktiv eingestellt werden. Der so gestaltete Betätigungsarm kann sich beispielsweise in sich selbst ”verwinden”, ist also in sich außerdordentlich beweglich und kann beispielsweise ein Behandlungsgerät, das an seinem freien Ende angebracht ist, auf nahezu beliebigen Trajektorien führen, die auch in komplizierterer Weise um einen zu behandelnden Gegenstand herumführen.The inventively provided joint between the two adjacent arm parts fulfills the task of a ball joint, but with drive means are integrated, which, similar to the movements of a gimbal joint, pivoting the two arm parts against each other about two mutually perpendicular axes can actively effect. By superimposing both types of pivotal movements, any angle between the two arm parts can be actively adjusted within certain limits. The actuating arm designed in this way can, for example, "twist" in itself, ie is extremely mobile in itself and, for example, can lead a treatment device, which is attached at its free end, to almost any desired trajectory, which can also be a more complicated manner for an object to be treated -around.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Betätigungsarmes sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben. Welcher dieser Ausführungsformen jeweils der Vorzug gegeben wird, entscheidet sich im Einzelfall aufgrund der gegebenen Umstände, unter denen der Betätigungsarm eingesetzt werden soll.Advantageous embodiments of the actuating arm according to the invention are specified in claims 2 to 12. Which of these embodiments is given preference in each case decides on the basis of the given circumstances in which the actuating arm is to be used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing; show it:

1 perspektivisch einen Ausschnitt aus einem Arm mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines Kugelgelenks; 1 perspective view of a section of an arm with a first embodiment of a ball joint;

2 eine Seitenansicht zur 1; 2 a side view to 1 ;

3 eine weitere Seitenansicht zu 1; 3 another side view too 1 ;

4 perspektivisch einen Ausschnitt aus einem Arm mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Gelenks; 4 perspective view of a section of an arm with a second embodiment of a joint;

5 den Armausschnitt der 4 in anderer Perspektive; 5 the armhole of the 4 in a different perspective;

6 perspektivisch einen Ausschnitt aus einem Arm mit einem dritten Ausführungsbeispiel eines Gelenks; 6 in perspective, a section of an arm with a third embodiment of a joint;

7 den Armausschnitt der 6 in anderer Perspektive; 7 the armhole of the 6 in a different perspective;

8 perspektivisch einen Ausschnitt aus einem Arm mit einem vierten Ausführungsbeispiel eines Gelenks; 8th in perspective, a section of an arm with a fourth embodiment of a joint;

9 den Armausschnitt der 8 in anderer Perspektive; 9 the armhole of the 8th in a different perspective;

Zunächst wird auf die 1 bis 3 Bezug genommen, anhand deren die Grundprinzipien eines erfindungsgemäßen Betätigungsarmes mit angetriebenem Gelenk besonders leicht erklärbar sind. Zu erkennen in den 1 bis 3 ist ein Arm, der insgesamt das Bezugszeichen 15 trägt und beispielsweise als Ausschnitt aus einem Robotorarm gedacht werden kann. Der Arm 15 umfasst ein unteres Armteil 15a sowie ein oberes Armteil 15b, die über ein Gelenk 14 miteinander verbunden sind. Wenn vorliegend von ”oben” und ”unten” gesprochen wird, so sind hierunter nur die Verhältnisse in der Zeichnung gemeint. Die tatsächliche Lage im praktischen Einsatz kann natürlich anders sein.First, on the 1 to 3 With reference to which the basic principles of an actuating arm according to the invention with a driven joint are particularly easy to explain. To recognize in the 1 to 3 is an arm that Overall, the reference number 15 carries and can be thought of as a section of a robot arm, for example. The arm 15 includes a lower arm part 15a and an upper arm part 15b that have a joint 14 connected to each other. In the present case, when we speak of "above" and "below", this only means the relationships in the drawing. The actual situation in practical use can of course be different.

Das Gelenk 14 hat die Funktion eines Kugelgelenks. Dies bedeutet, dass die Armteile 15a, 15b innerhalb gewisser bauartbedingter Grenzen in allen Winkeln zueinander verschwenkt werden können; die möglichen Schwenkbewegungen lassen sich als Überlagerung aus Verschwenkungen um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen verstehen. Das Gelenk 14 ist darüber hinaus in dem Sinn ”angetrieben”, dass die Verschwenkungen der beiden Armteile 15a, 15b gegeneinander durch Antriebselemente bewirkt werden können, die auf engstem Raum im Bereich des Gelenks 14 selbst angeordnet sind.The joint 14 has the function of a ball joint. This means that the arm parts 15a . 15b can be pivoted in all angles to each other within certain design limits; the possible pivoting movements can be understood as a superposition of pivoting about two mutually perpendicular axes. The joint 14 is also "driven" in the sense that the pivoting of the two arm parts 15a . 15b can be effected against each other by drive elements, which in a confined space in the region of the joint 14 are arranged themselves.

Der genaue Aufbau des Gelenks 14 ist wie folgt: An das obere Ende des unteren Armteils 15a ist eine Gabel 22 angeformt, die symmetrisch zur Mittelebene des unteren Armteils 15a insgesamt vier in der Seitenansicht kreisbogenförmige, paarweise parallel zueinander verlaufende, plattenförmige Gabelelemente 22a bis 22d umfasst. Zwischen den gegenüberliegenden Gabelelementen 22a, 22b bzw. 22c, 22d sind in Winkelabständen zueinander insgesamt vier Rollen 23a bis 23d gelagert. Eine dieser Rollen 23, nämlich die Rolle 23a, ist durch einen Elektromotor 24 angetrieben. Außerdem sind in den oberen Endbereichen der Gabel 22 jeweils über Winkel 25 insgesamt vier Führungsrollen 26 in jeweils zwei Paaren gelagert, deren Funktion weiter unten deutlich wird und deren Achsen senkrecht zu den Achsen der benachbarten Rollen 23 stehen.The exact structure of the joint 14 is as follows: To the upper end of the lower arm part 15a is a fork 22 formed symmetrically to the median plane of the lower arm part 15a a total of four in the side view circular arc, in pairs parallel to each other, plate-shaped fork elements 22a to 22d includes. Between the opposite fork elements 22a . 22b respectively. 22c . 22d are in angular distances from each other a total of four roles 23a to 23d stored. One of these roles 23 namely the role 23a , is by an electric motor 24 driven. In addition, in the upper end of the fork 22 each over angle 25 a total of four guide rollers 26 stored in two pairs, whose function is clear below and their axes perpendicular to the axes of the adjacent roles 23 stand.

Ein Zwischenteil, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 27 versehen ist, umfasst ein plattenförmiges Antriebsteil 28 mit einer Antriebsfläche 29, die in der Seitenansicht kreisbogenförmig ist. Tatsächlich erstreckt sich die Antriebsfläche 29 über einen nahezu vollständigen Kreis und ist nur durch einen Schlitz 30 unterbrochen, dessen Funktion weiter unten beschrieben wird. Die Antriebsfläche 29 liegt an den vier Rollen 23a bis 23d reibschlüssig an. Erkennbar kann also das Zwischenteil 27 durch Betätigung des Motors 24 und die Wirkung der angetriebenen Rolle 23a um eine Achse verdreht werden, die senkrecht auf der durch die vier Rollen 23a bis 23d aufgespannten Ebene steht und deren Lage innerhalb der Ebene durch die Position dieser Rollen 23a bis 23b definiert ist. Die Führungsrollen 26 liegen an den gegenüberliegenden Seitenflächen des Antriebsteiles 28 an und führen dieses entsprechend ihrer Bezeichnung.An intermediate part, the whole with the reference numeral 27 is provided, comprises a plate-shaped drive part 28 with a drive surface 29 , which is circular arc in the side view. In fact, the drive surface extends 29 over an almost complete circle and is only through a slot 30 interrupted, whose function is described below. The drive surface 29 is due to the four roles 23a to 23d frictionally engaged. Recognizable, so the intermediate part 27 by operating the motor 24 and the effect of the driven roller 23a be twisted about an axis perpendicular to the through the four rollers 23a to 23d spanned level and their location within the plane by the position of these roles 23a to 23b is defined. The leadership roles 26 lie on the opposite side surfaces of the drive part 28 and carry this according to their name.

Das Zwischenteil 27 umfasst neben dem Antriebsteil 28, mit diesem starr oder gar einstückig verbunden, eine weitere Gabel 31, die ähnlich wie die Gabel 22 kreisbogenförmige, sich paarweise gegenüberliegende Gabelelemente 31a bis 31d aufweist. Zwischen den Gabelelementen 31a bis 31d sind wiederum Rollen 32a bis 32d in Winkelabständen zueinander gelagert, wobei in diesem Falle die Rolle 32d durch einen Elektromotor 33 angetrieben ist. Auch an der Gabel 31 sind über Winkel 34 insgesamt vier Führungsrollen 60 gelagert, die sich jeweils paarweise gegenüberstehen und deren Achsen jeweils senkrecht auf den Achsen der benachbarten Rollen 32 stehen. Der Sinn dieser Führungsrollen 60 wird weiter unten deutlich.The intermediate part 27 includes next to the drive part 28 connected to this rigid or even in one piece, another fork 31 similar to the fork 22 arcuate, in pairs opposite fork elements 31a to 31d having. Between the fork elements 31a to 31d are in turn roles 32a to 32d mounted at angular intervals to each other, in which case the role 32d by an electric motor 33 is driven. Also on the fork 31 are over angles 34 a total of four guide rollers 60 mounted, which face each other in pairs and their axes each perpendicular to the axes of the adjacent rollers 32 stand. The meaning of these leadership roles 60 will be clear below.

An das untere Ende des oberen Armteiles 15b ist eine Antriebsplatte 35 angeformt, die mit einer kreisbogenförmigen Antriebsfläche 36 versehen ist. Das untere Ende des oberen Armteiles 15b mit der Antriebsplatte 35 ist so in den Schlitz 30 des Zwischenteils 27 eingeführt, dass die Antriebsfläche 36 der Antriebsplatte 35 reibungsschlüssig an den Rollen 32a bis 32d anliegt. Gleichzeitig berühren die Führungsrollen 60 die gegenüberliegenden Seitenflächen der Antriebsplatte 35. Es ist ersichtlich, dass durch Betätigung des Elektromotors 33 über die angetriebene Rolle 32d das obere Armteil 15b um eine Achse verschwenkt werden kann, die senkrecht auf der durch die vier Rollen 32a bis 32d aufgespannten Ebene steht und deren Position in dieser Ebene durch die Anordnung der Rollen 32a bis 32d definiert ist.To the lower end of the upper arm part 15b is a drive plate 35 molded, with a circular arc drive surface 36 is provided. The lower end of the upper arm part 15b with the drive plate 35 is so in the slot 30 of the intermediate part 27 introduced that drive surface 36 the drive plate 35 frictionally connected to the rollers 32a to 32d is applied. At the same time, the guide rollers touch 60 the opposite side surfaces of the drive plate 35 , It can be seen that by actuation of the electric motor 33 about the driven roller 32d the upper arm part 15b can be pivoted about an axis perpendicular to the through the four rollers 32a to 32d spanned level is and their position in this level by the arrangement of roles 32a to 32d is defined.

Insgesamt ist also das obere Armteil 15b mittels des beschriebenen Gelenkes 14 um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen gegenüber dem unteren Armteil 15a verschwenkbar und ist somit in der Lage, die Funktion eines angetriebenen Kugelgelenks auszuüben.Overall, so is the upper arm 15b by means of the described joint 14 around two mutually perpendicular axes relative to the lower arm 15a pivotable and thus is able to perform the function of a driven ball joint.

In den 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines angetriebenen Gelenkes dargestellt, welches dem oben anhand der 1 und 2 beschriebenen ähnlich ist. Entsprechende Teile sind daher dort mit demselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet.In the 4 and 5 a second embodiment of a driven joint is shown, which the above based on the 1 and 2 is similar. Corresponding parts are therefore there with the same reference numerals plus 100 characterized.

Auch der in den 4 und 5 dargestellte Arm 115 umfasst ein unteres Armteil 115a und ein oberes Armteil 115b, die durch ein Gelenk 114 um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen verschwenkbar verbunden sind.Also in the 4 and 5 illustrated arm 115 includes a lower arm part 115a and an upper arm part 115b passing through a joint 114 are pivotally connected about two mutually perpendicular axes.

Am oberen Ende des unteren Armteils 115a befindet sich, starr verbunden oder einstückig, eine Gabel 122. In den oberen Endbereichen der beiden Gabelarme 122a, 122b ist mittels Gelenkzapfen 137 ein Zwischenteil 127 verschwenkbar gelagert. Das Zwischenteil 127 seinerseits weist ähnlich wie das Zwischenteil 27 der 1 und 2 ein in der Seitenansicht durch einen nahezu geschlossenen Kreis begrenztes Antriebsteil 128 mit einer kreisbogenförmigen Antriebsfläche 129 auf. Die Antriebsfläche 129 ist wiederum durch einen Schlitz 130 unterbrochen. Auf Abflachungen 129a, 129b der Antriebsfläche 129 sind die gegenüberliegenden Enden eines Antriebsriemens 138 befestigt. Der Antriebsriemen 138 ist um eine Antriebsrolle 139 geführt, die von einem an dem Schenkel 122a der Gabel 122 befestigten Elektromotor 124 angetrieben ist. Der Antriebsriemen 138 ist in geeigneter Weise gespannt, beispielsweise durch geeignete Positionierung des Elektromotors 124.At the upper end of the lower arm part 115a is rigidly connected or in one piece, a fork 122 , In the upper end areas of the two fork arms 122a . 122b is by means of pivot pin 137 an intermediate part 127 pivoted. The intermediate part 127 in turn, similar to that intermediate part 27 of the 1 and 2 a limited in the side view by a nearly closed circuit drive part 128 with a circular arc drive surface 129 on. The drive surface 129 is again through a slot 130 interrupted. On flats 129a . 129b the drive surface 129 are the opposite ends of a drive belt 138 attached. The drive belt 138 is a drive roller 139 led by one on the thigh 122a the fork 122 fixed electric motor 124 is driven. The drive belt 138 is suitably tensioned, for example by suitable positioning of the electric motor 124 ,

Das Zwischenteil 127 besitzt ein kastenartiges, nach oben und unten offenes Teil 131, welches in gewisser Weise der Gabel 31 der 1 und 2 entspricht. Die gegenüberliegenden Stirnflächen 131a, 131b dieses kastenartigen Teils 131 sind mittels der Gelenkzapfen 137 verschwenkbar an den Schenkeln 122a, 122b der Gabel 122 befestigt.The intermediate part 127 has a box-like, up and down open part 131 which, in a sense, is the fork 31 of the 1 and 2 equivalent. The opposite faces 131 . 131b this boxy part 131 are by means of the pivot pin 137 swiveling on the thighs 122a . 122b the fork 122 attached.

Die oben beschriebene Bauweise ist also so, dass durch Bestromung des Elektromotors 124 über die angetriebene Rolle 139 und aufgrund des Antriebsriemens 138 das Zwischenteil 127 um die Achse verschwenkt werden kann, die durch die beiden Gelenkzapfen 137 vorgegeben ist.The construction described above is thus such that by energizing the electric motor 124 about the driven roller 139 and because of the drive belt 138 the intermediate part 127 can be pivoted about the axis, passing through the two pivot pins 137 is predetermined.

Am unteren Ende des oberen Armteiles 115b sind in diesem Falle zwei parallele, in der Seitenansicht einen nahezu geschlossenen Kreis bildende Platten 135a, 135b angeformt, von denen im dargestellten Ausführungsbeispiel nur eine, nämlich diejenige mit dem Bezugszeichen 135b, als Antriebsplatte verwendet wird. Auf deren kreisbogenförmiger Antriebsfläche 136 sind in der Nähe des unteren Endes des oberen Armteils 115b die beiden Enden eines Antriebsriemens 140 befestigt. Dieser Antriebsriemen 140 ist um eine Antriebsrolle geschlungen, welche in der Zeichnung nicht erkennbar, da durch die Seitenwände des kastenartigen Teils 131 verdeckt, ist. Dieses Antriebsrad wird durch einen Elektromotor 133 angetrieben. Der Antriebsriemen 140 ist in geeigneter Weise gespannt, beispielsweise durch entsprechende Positionierung des Elektromotors 133.At the lower end of the upper arm part 115b are in this case two parallel, in the side view of a nearly closed circle forming plates 135a . 135b molded, of which in the illustrated embodiment, only one, namely the one with the reference numeral 135b , is used as a drive plate. On the circular arc-shaped drive surface 136 are near the lower end of the upper arm part 115b the two ends of a drive belt 140 attached. This drive belt 140 is wrapped around a drive roller, which can not be seen in the drawing, as through the side walls of the box-like part 131 is covered. This drive wheel is powered by an electric motor 133 driven. The drive belt 140 is stretched in a suitable manner, for example by appropriate positioning of the electric motor 133 ,

Die die unteren Enden des oberen Armteils 115b bildenden Platten 135a, 135b sind durch Gelenkzapfen 141 (vgl. 5) an den gegenüberliegenden Seitenwänden des kastenartigen Teils 131 verschwenkbar gelagert, wobei die durch die beiden Gelenkzapfen 141 definierte Achse senkrecht auf der durch die beiden Gelenkzapfen 137 definierten Achse steht.The lower ends of the upper arm part 115b forming plates 135a . 135b are through pivot pins 141 (see. 5 ) on the opposite side walls of the box-like part 131 pivotally mounted, which by the two pivot pins 141 defined axis perpendicular to the through the two pivot pins 137 defined axis stands.

Die Anordnung ist offensichtlich so, dass durch Betätigung des Elektromotors 133 über das nicht dargestellte Antriebsrad und mit Hilfe des Antriebsriemens 140 das obere Armteil 115b um die durch die Schwenkzapfen 141 definierte Achse verschwenkt werden kann.The arrangement is obviously such that by operation of the electric motor 133 via the drive wheel, not shown, and with the aid of the drive belt 140 the upper arm part 115b around the through the pivot pin 141 defined axis can be pivoted.

Insgesamt erfüllt also auch das in den 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Gelenks 114 diejenige eines angetriebenen Kugelgelenks.Overall, so also in the 4 and 5 illustrated embodiment of a joint 114 that of a powered ball joint.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das demjenigen der 4 und 5 weitgehend entspricht, ist in den 6 und 7 dargestellt. Entsprechende Teile erhalten dasselbe, jedoch erneut um 100 erhöhte Bezugszeichen wie in den 4 und 5.Another embodiment, that of the 4 and 5 is largely equivalent, is in the 6 and 7 shown. Corresponding parts receive the same, but again to 100 increased reference numerals as in the 4 and 5 ,

Wiederzuerkennen sind das untere Armteil 215 mit der daran starr befestigten Gabel 222, das kastenförmige Zwischenteil 227, das mittels Gelenkzapfen 237 an den Schenkeln 222a, 222b der Gabel 222 verschwenkbar angelenkt ist, das obere Armteil 215b mit den das untere Ende bildenden, parallelen in der Seitenansicht nahezu kreisförmigen Platten 235a, 235b, das mittels Gelenkzapfen 242 an dem Zwischenteil 227 verschwenkbar befestigt ist.Recognize are the lower arm part 215 with the fork rigidly attached 222 , the box-shaped intermediate part 227 , by means of pivot pin 237 on the thighs 222a . 222b the fork 222 pivoted hinged, the upper arm part 215b with the bottom end forming, parallel in the side view almost circular plates 235a . 235b , by means of pivot pin 242 at the intermediate part 227 is pivotally mounted.

Das Antriebsteil 228 des Zwischenteils 227 ist beim Ausführungsbeispiel der 6 und 7 an der Außenseite des kastenartigen Teils 231, fest mit diesem verbunden, angebracht. Die kreisbogenförmige Antriebsfläche 229 trägt eine Aussenverzahnung 242, die mit einem in dem Schenkel 222a der Gabel 222 gelagerten Ritzel 243 kämmt. Das Ritzel 243 wird von dem Elektromotor 224 angetrieben. Aufgrund der Bauweise ist es also möglich, durch Betätigung des Elektromotors 224 über das Ritzel 243 und die Aussenverzahnung 242 das gesamte Zwischenteil 227 um die Achse zu verdrehen, die durch die Gelenkzapfen 237 definiert ist.The drive part 228 of the intermediate part 227 is in the embodiment of 6 and 7 on the outside of the box-like part 231 firmly attached to it. The arcuate drive surface 229 carries an external toothing 242 with one in the thigh 222a the fork 222 stored pinion 243 combs. The pinion 243 is from the electric motor 224 driven. Due to the design, it is therefore possible by operating the electric motor 224 over the pinion 243 and the external teeth 242 the entire intermediate part 227 to twist around the axle, passing through the pivot pins 237 is defined.

An der Außenfläche der Platte 235b am unteren Ende des oberen Armteils 215b ist eine in der Seitenansicht kreisrunde Antriebsplatte 244 drehschlüssig angebracht, die ihrerseits eine Außenverzahnung 245 trägt. Diese Außenverzahnung 245 kämmt mit einem Ritzel 246, das in einer Seitenwand des kastenartigen Teils 231 des Zwischenteils 227 gelagert ist und durch einen Elektromotor 233 angetrieben ist. Durch Betätigung des Elektromotors 233 kann somit über das Ritzel 246 die Antriebsplatte 244 und damit das gesamte obere Armteil 215b um die Achse verschwenkt werden, die durch die Gelenkzapfen 241 definiert ist und senkrecht zu derjenigen Achse steht, die durch die Gelenkzapfen 237 vorgegeben ist.On the outer surface of the plate 235b at the lower end of the upper arm part 215b is a circular in the side view drive plate 244 mounted rotationally, in turn, an external toothing 245 wearing. This external toothing 245 combs with a pinion 246 placed in a side wall of the box-like part 231 of the intermediate part 227 is stored and by an electric motor 233 is driven. By operation of the electric motor 233 can thus over the pinion 246 the drive plate 244 and thus the entire upper arm part 215b to be pivoted about the axis passing through the pivot pin 241 is defined and perpendicular to the axis that passes through the pivot pin 237 is predetermined.

Insgesamt lässt sich also auch durch das Gelenk 214 die Funktion eines angetriebenen Kugelgelenks erzielen.Overall, so can also be through the joint 214 achieve the function of a powered ball joint.

In den 8 und 9 ist schließlich ein letztes Ausführungsbeispiel eines angetriebenen Gelenks 314 dargestellt, das demjenigen der 6 und 7 außerordentlich ähnlich ist. Erneut werden daher entsprechende Teile mit demselben Bezugszeichen, gegenüber den 6 und 7 jedoch erneut um 100 erhöht, gekennzeichnet. Es genügt, nachfolgend die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel der 8 und 9 und demjenigen der 6 und 7 zu beschreiben.In the 8th and 9 is finally a last embodiment of a driven joint 314 represented that of the 6 and 7 is extraordinarily similar. Again, therefore, corresponding parts with the same reference numerals, compared to 6 and 7 again, however 100 increased, marked. It suffices, below the differences between the embodiment of 8th and 9 and that of the 6 and 7 to describe.

Beim Ausführungsbeispiel der 8 und 9 ist das Antriebsteil 328, welches an dem kastenartigen Teil 331 des Zwischenteils 327 starr befestigt ist, etwas größer ausgebildet und trägt keine Außenverzahnung. Stattdessen ist das Antriebsteil 328 mit einem kreisbogenförmigen Schlitz 347 versehen, dessen radial außenliegende Begrenzungsfläche eine Verzahnung 348 aufweist. Diese Verzahnung 348 ist es, die mit einem von dem Elektromotor 324 angetriebenen Ritzel 343 kämmt.In the embodiment of 8th and 9 is the driving part 328 which is attached to the box-like part 331 of the intermediate part 327 rigidly mounted, slightly larger and does not bear external teeth. Instead, the driving part 328 with a circular arc-shaped slot 347 provided, the radially outer boundary surface a toothing 348 having. This gearing 348 is it with one of the electric motor 324 driven pinion 343 combs.

In entsprechender Weise ist eine der beiden Platten 335a, 335b am unteren Ende des oberen Armteils 315b dadurch als Antriebsplatte 335b ausgebildet, dass sie einen kreisbogenförmigen Schlitz 350 aufweist, der an seiner radial außenliegenden Begrenzungsfläche eine Verzahnung 351 aufweist. Diese Verzahnung 351 kämmt mit einem von einem Elektromotor 333 angetriebenen Ritzel, das in den 8 und 9 nicht erkennbar ist.Correspondingly, one of the two plates 335a . 335b at the lower end of the upper arm part 315b as a drive plate 335b formed to have a circular arc slot 350 has, at its radially outer boundary surface a toothing 351 having. This gearing 351 meshes with one of an electric motor 333 driven pinion, which in the 8th and 9 is not recognizable.

Die Verzahnungen 348 und 351 werden hier aufgrund ihrer Lage innerhalb des Teils, in dem sie sich befinden, als Innenverzahnungen” bezeichnet.The gears 348 and 351 are here referred to as internal gears "due to their location within the part in which they are located.

Durch Bestromung der Elektromotoren 324 und 333 lässt sich somit das obere Armteil 315b gegenüber dem unteren Armteil 315a um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen verschwenken, die einerseits durch die Gelenkzapfen 337 und andererseits die Gelenkzapfen 341 definiert sind.By energizing the electric motors 324 and 333 thus leaves the upper arm 315b opposite the lower arm part 315 to pivot about two mutually perpendicular axes, on the one hand by the pivot pin 337 and on the other hand, the pivot pins 341 are defined.

Selbstverständlich wäre es auch möglich, nicht die radial außen liegenden sondern die radial innenliegenden Begrenzungsflächen der Schlitze 347 bzw. 350 mit den entsprechenden Verzahnungen zu versehen.Of course, it would also be possible, not the radially outer but the radially inner boundary surfaces of the slots 347 respectively. 350 provided with the appropriate teeth.

Ebenfalls möglich wäre es, die verschiedenen Antriebsarten, die oben anhand der 1 bis 9 beschrieben wurden, auch zu ”mischen”, also beispielsweise eine Außenverzahnung mit einer Innenverzahnung oder einen Riemen mit einer Verzahnung oder auch eine angetriebene, auf einer Fläche eines Antriebsteils abrollende Antriebsrolle mit Riemen oder Verzahnungen nach Bedarf zu kombinieren.It would also be possible, the different types of drive, the above based on the 1 to 9 have been described, even to "mix", so for example, an external toothing with an internal toothing or a belt with a toothing or a driven, rolling on a surface of a drive part drive roller with belts or gears to combine as needed.

Statt Riemen können auch andere flexible Antriebsmittel, z. B. Zahnriemen, Ketten oder Seile, zur Anwendung kommen.Instead of belts, other flexible drive means, for. As timing belt, chains or ropes, are used.

Claims

Actuating arm for a handling device with a) a first arm part; b) a second arm part; c) a hinge which connects the first to the second arm part; d) a drive device for the joint, which is able to pivot one arm part relative to the other arm part, characterized in that c) the joint ( 14 ; 114 ; 214 ; 314 ) comprises: ca) an intermediate part ( 27 ; 127 ; 227 ; 327 ), which with the first arm part ( 15a ; 115a ; 215a ; 315 ) is pivotally connected about a first axis and with which the second arm part ( 15b ; 115b ; 215b ; 315b ) is pivotally connected about a second axis perpendicular to the first axis; cb) a first drive device ( 23 . 24 . 28 ; 124 . 138 . 139 ; 224 . 242 . 243 ; 324 . 342 . 348 ), which is able, the intermediate part ( 27 ; 127 ; 227 ; 327 ) opposite the first arm part ( 15a ; 115a ; 215a ; 315 ) to pivot about the first axis; cc) a second drive device ( 32 . 33 . 35 ; 133 . 140 ; 233 . 244 . 246 ; 333 . 351 ), which is capable of the second arm part ( 15b ; 115b ; 215b ; 315b ) opposite the intermediate part ( 27 ; 127 ; 227 ; 327 ) to pivot about the second axis.

Actuating arm according to claim 1, characterized in that the intermediate part ( 27 ) on several roles ( 23 ) opposite the first arm part ( 15a ) is mounted pivotably about the first axis and that the first drive means a motor ( 24 ) comprising at least one of the roles ( 23 ) drives.

Actuating arm according to claim 1 or 2, characterized in that the second arm part ( 15b ) on several roles ( 32 ) opposite the intermediate part ( 27 ) is mounted pivotably about the second axis and the second drive means a motor ( 33 ) comprising at least one of the roles ( 32 ) drives.

Actuating arm according to one of the preceding claims, characterized in that the first drive means a flexible drive means, such as a drive belt ( 138 ), a toothed belt, a rope or a chain, comprising a circular arc-shaped drive surface ( 136 ) attached to the intermediate part ( 127 ) is formed, at least partially encloses, as well as one on the first arm part ( 115a ) and by a motor ( 124 ) driven drive roller ( 139 ) for the flexible drive means ( 138 ).

Actuating arm according to one of the preceding claims, characterized in that the second drive means a flexible drive means, such as a drive belt ( 140 ), a toothed belt, a rope or a chain, comprising a circular arc-shaped drive surface ( 136 ), which on the second arm part ( 115b ) is formed, at least partially surrounds, and one at the intermediate part ( 127 ) and by a motor ( 132 ) driven drive roller for the flexible drive means ( 140 ).

Actuating arm according to one of the preceding claims, characterized in that the first drive means a circular arc-shaped toothing ( 242 ; 348 ), which at the intermediate part ( 227 ; 327 ) is formed, as well as on the first arm part ( 215a ; 315 ) and from a motor ( 224 ; 324 ) driven pinion ( 243 ; 343 ), with the gearing ( 242 ; 348 ) combs.

Actuating arm according to one of the preceding claims, characterized in that the second drive means a circular arc-shaped toothing ( 245 ; 351 ) connected to the second arm part ( 215b ; 315b ), and one of a motor ( 233 ; 333 ) driven pinion ( 246 ), with the gearing ( 245 ; 351 ) combs.

Actuating arm according to claim 6 or 7, characterized in that the toothing ( 242 . 245 ) is an external toothing.

Actuating arm according to claim 6 or 7, characterized in that the toothing ( 348 . 351 ) one at a boundary surface of a in the intermediate part ( 327 ) or the second arm part ( 315b ) slot ( 347 . 350 ) is mounted internal toothing.

Actuating arm according to claim 6 or 7, characterized in that the toothing is attached to a side surface of the intermediate part and the second arm part surface toothing.

Actuating arm according to one of claims 1 and 3 to 10, characterized in that the intermediate part ( 127 ; 227 ; 327 ) on the first arm part ( 115a ; 215a ; 315 ) by at least one pivot axis defining the first axis ( 137 ; 237 ; 337 ) is stored.

Actuating arm according to one of claims 3 to 11, characterized in that the second arm part ( 115b ; 215b ; 315b ) to the intermediate part ( 127 ; 227 ; 327 ) by at least one pivot axis defining the second axis ( 141 ; 241 ; 341 ) is stored.