Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung, mit einer Tragstruktur, die einen oberhalb einer Grundfläche in einer Horizontalebene relativ zu der Tragstruktur bewegbaren Arbeitsausleger trägt, der in einem mit Horizontalabstand zu der Tragstruktur angeordneten Funktionsbereich mit einem Endeffektor bestückbar oder bestückt ist, wobei an der Tragstruktur mit Vertikalabstand unterhalb des Arbeitsauslegers ein ebenfalls in einer Horizontalebene relativ zu der Tragstruktur bewegbarer Abstützausleger angeordnet ist, der in einem unterhalb des Funktionsbereiches liegenden Abstützbereich ein zur Abstützung an der Grundfläche ausgebildetes Abstützmittel aufweist.The invention relates to a handling device having a support structure which carries a work boom which is movable above a base surface in a horizontal plane relative to the support structure and which can be equipped or equipped with an end effector in a functional region arranged at a horizontal distance from the support structure, with a vertical spacing on the support structure below the work jib, a supporting jib which is also movable in a horizontal plane relative to the supporting structure is arranged, which in a support region located below the functional area has a supporting means designed for supporting on the base area.
In der DE 19934973 A1 wird eine als SCARA-Roboter ausgebildete Handhabungsvorrichtung beschrieben. Der Betriff ”SCARA” steht hier für ”Selective Compliance Assembly Robot Arm”. Der SCARA-Roboter verfügt über eine aufrecht stehende Tragstruktur, an der ein mehrarmiger Arbeitsausleger angeordnet ist, der im Bereich seines freien Endes, der als Funktionsbereich bezeichnet sei, einen Endeffektor trägt. Durch Verschwenken und Abknicken lässt sich der Arbeitsausleger in einer Horizontalebene bewegen, um den Endeffektor zweidimensional zu positionieren. Damit der SCARA-Roboter während des Betriebes nicht kippen kann, muss die Tragstruktur fest verankert werden.In the DE 19934973 A1 a handling device designed as a SCARA robot will be described. The term "SCARA" stands for "Selective Compliance Assembly Robot Arm". The SCARA robot has an upright support structure on which a multi-arm work boom is located, which carries an end effector in the region of its free end, which is referred to as a functional area. By pivoting and kinking, the work boom can be moved in a horizontal plane to position the end effector two-dimensionally. So that the SCARA robot can not tip over during operation, the support structure must be firmly anchored.
Ein ähnlich aufgebauter Roboter ist aus der EP 2159012 A1 bekannt. Auch dieser Roboter verfügt über eine einen Arbeitsausleger tragende Tragstruktur, die mit Befestigungsbohrungen versehen ist, unter deren Mitwirkung sie an einer Unterlage angeschraubt werden kann.A similarly constructed robot is from the EP 2159012 A1 known. This robot also has a support structure carrying a work boom, which is provided with mounting holes, under the participation of which it can be screwed to a base.
Ein aus der US 5 162 713 A bekannter SCARA-Roboter verfügt über eine säulenartige Tragstruktur, die an der Unterseite über eine Installationsplatte verfügt.One from the US 5 162 713 A known SCARA robot has a columnar support structure, which has an installation plate at the bottom.
Die US 6 505 815 B1 offenbart eine Handhabungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die als ein transportables Hebegerät ausgebildet ist und über eine säulenartige Tragstruktur verfügt, an der ein Handgriff angeordnet ist, mit dessen Hilfe sich das Hebegerät in seiner Gesamtheit verfahren und nach Bedarf positionieren lässt. Von der Tragstruktur ragen im unteren Bereich zwei als Abstützausleger fungierende Stützbeine und mit Vertikalabstand dazu weiter oben ein gabelartig strukturierter Arbeitsausleger weg. Die horizontale Länge des Arbeitsauslegers ist mittels aufsteckbarer Verlängerungsabschnitte veränderbar. Die beiden Stützbeine haben ausziehbare Abschnitte, die bei montierten Verlängerungsabschnitten des Arbeitsauslegers herausgezogen werden können, um ein Umkippen des Hebegerätes zu verhindern.The US Pat. No. 6,505,815 B1 discloses a handling device of the type mentioned, which is designed as a portable lifting device and has a columnar support structure on which a handle is arranged, with the aid of which the lifting device can be moved in its entirety and positioned as needed. From the support structure protrude in the lower area two support legs acting as support legs and vertical distance to above a fork-like structured work jib away. The horizontal length of the work jib is changeable by means of clip-on extension sections. The two support legs have extendable sections, which can be pulled out with mounted extension sections of the work jib to prevent overturning of the lifter.
Aus der DE 20 2004 011 443 U1 ist eine beispielsweise in Verbindung mit einem Kran oder einer fahrbaren Hubarbeitsbühne zum Einsatz kommende Abstützvorrichtung bekannt, die über einen hydraulisch ausfahrbaren Arbeitsausleger verfügt. Der Abstützausleger weist eine Stütze auf, die auf diese Weise in einem mehr oder weniger großen Abstand zum Fahrgestell des Krans bzw. der Hubarbeitsbühne positioniert werden kann.From the DE 20 2004 011 443 U1 For example, a supporting device used in conjunction with a crane or a mobile aerial work platform is known, which has a hydraulically extendable work boom. The support boom has a support, which can be positioned in this way in a more or less large distance to the chassis of the crane or the working platform.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungsvorrichtung zu schaffen, die sich am Einsatzort mit geringem Aufwand stabil aufstellen lässt.The invention has for its object to provide a handling device that can be set up stably at the site with little effort.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass sowohl der Arbeitsausleger als auch der Abstützausleger in einer Horizontalebene relativ zu der Tragstruktur verschwenkbar ist, wobei die Handhabungsvorrichtung über Koordinationsmittel verfügt, durch die der Arbeitsausleger und der Abstützausleger in ihren relativ zur Tragstruktur stattfindenden Horizontalbewegungen derart miteinander bewegungsgekoppelt sind, dass eine Veränderung der bezüglich der Tragstruktur eingenommenen Horizontalposition des Funktionsbereiches eine entsprechende Veränderung der bezüglich der Tragstruktur eingenommenen Horizontalposition des Abstützbereiches zur Folge hat.To solve this problem is provided in conjunction with the features mentioned above, that both the work boom and the support arm in a horizontal plane relative to the support structure is pivotable, wherein the handling device has a coordination means by which the work boom and the outrigger in their relative to Supporting horizontal movements are coupled to each other in such a way that a change in the horizontal position of the functional area assumed with respect to the support structure results in a corresponding change in the horizontal position of the support area assumed with respect to the support structure.
Eine derartige Handhabungsvorrichtung lässt sich auch ohne aufwendige Fixierung der Tragstruktur sehr verkippungssicher betreiben, weil der zusätzlich zu dem Arbeitsausleger vorhandene Abstützausleger eine auf die variable Position des Funktionsbereiches individuell abgestimmte Abstützung bezüglich der Grundfläche vornimmt. Bei entsprechender Steifigkeit der gesamten Struktur sorgt der in Abhängigkeit von der Horizontalbewegung des Arbeitsauslegers ebenfalls horizontal bewegliche Abstützausleger für eine zielgerichtete Abstützung dort, wo die Kippmomente am größten sind. Die Handhabungsvorrichtung lässt sich somit mit reduziertem Befestigungsaufwand sehr stabil betreiben. Die Koordinationsmittel bewirken, beispielsweise mechanisch oder elektrisch, eine Kopplung der Horizontalbewegung des Abstützauslegers an die Horizontalbewegung des Arbeitsauslegers auf der Grundlage einer logischen Gesetzmäßigkeit, so dass sich zwischen den beiderseitigen Horizontalbewegungen eine logische Zwangsverknüpfung ergibt, die den Effekt hat, dass der mit dem Abstützmittel versehene Abstützbereich der Horizontalbewegung des Funktionsbereiches nachgeführt wird und stets eine für eine optimale Abstützung sorgende Relativposition bezüglich des Funktionsbereiches einnimmt. Aufgrund der bewegungsmäßigen Kopplung zwischen den beiden Auslegern, die beide in einer Horizontalebene relativ zu der Tragstruktur verschwenkbar sind, lässt sich zu Zeiten eines Betriebsstillstandes der Handhabungsvorrichtung der Abstützausleger durch entsprechende Positionierung des Arbeitsauslegers in einen Bereich der Grundfläche verlagern, in der er nicht hinderlich ist. Wenn also der Arbeitsausleger aus dem Arbeitsbereich der Handhabungsvorrichtung herausgefahren ist, gilt dies in gleicher Weise automatisch auch für den Abstützausleger. Dies erleichtert Reinigungsarbeiten und ermöglicht während der Stillstandszeiten der Handhabungsvorrichtung die anderweitige Nutzung des Arbeitsbereiches. Da sich der Abstützausleger in Abhängigkeit von der Position des Arbeitsauslegers stets selbst positioniert, ist die Verwirklichung der Abstützfunktion auch nicht mit einem Zeitverlust verbunden. Ebenso können zeitlich versetzt mehrere solcher Strukturen ineinander greifen.Such a handling device can be very tilt-safe operate even without complex fixation of the support structure, because in addition to the work jib existing outrigger performs a personalized to the variable position of the functional area support with respect to the base. With appropriate rigidity of the entire structure of depending on the horizontal movement of the work boom also horizontally movable outriggers ensures a targeted support where the tilting moments are greatest. The handling device can thus be operated very stable with reduced mounting costs. The coordination means cause, for example, mechanically or electrically, a coupling of the horizontal movement of the outrigger to the horizontal movement of the work jib on the basis of logical law, so that between the mutual horizontal movements a logical positive connection results, which has the effect that provided with the support means Supporting range of the horizontal movement of the functional area is tracked and always assumes a caring for optimum support relative position with respect to the functional area. Due to the Movable coupling between the two arms, both of which are pivotable in a horizontal plane relative to the support structure, can be relocated to a region of the base at times of operational stoppage of the handling device of the outrigger by appropriate positioning of the work jib in which it is not a hindrance. So if the work boom has moved out of the working area of the handling device, this is automatically true in the same way for the outrigger. This facilitates cleaning work and allows during the downtime of the handling device, the other use of the work area. Since the outrigger always positions itself depending on the position of the work jib, the realization of the outrigger function is not associated with a loss of time either. Likewise, a plurality of such structures can intermesh with one another at different times.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Handhabungsvorrichtung liefert auch die Voraussetzung für eine gewichtssparende, bei Bedarf eine Mobilität gestattende Bauweise, bei der die Belegung des Arbeitsbereiches auf dem Boden auf ein notwendiges Mindestmaß beschränkt ist und dennoch eine sehr hohe bis absolute Kippsicherheit gewährleistet ist.The inventive design of a handling device also provides the prerequisite for a weight-saving, if necessary, mobility gestattende construction in which the occupancy of the work area is limited to the floor to a necessary minimum and yet a very high to absolute stability is ensured.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Koordinationsmittel sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine zu der Horizontalbewegung des Arbeitsauslegers synchrone Horizontalbewegung des Abstützauslegers hervorrufen. Auf diese Weise ergibt sich verzögerungsfrei eine stets optimale Positionierung des Abstützbereiches des Abstützauslegers bezüglich des Funktionsbereiches des Arbeitsauslegers.The coordination means are preferably designed so as to cause a synchronous to the horizontal movement of the work jib horizontal movement of the supporting jib. In this way results in a delay always optimal positioning of the support region of the outrigger with respect to the functional range of the work jib.
Eine besonders einfache und dennoch äußerst betriebssichere Ausgestaltung der Handhabungsvorrichtung sieht vor, dass die beiden Auslegerarme durch die Koordinationsmittel direkt mechanisch zwangsgekoppelt sind. Hier können keinerlei auf Ausfall elektrischer oder fluidischer Energie basierende Fehlfunktionen auftreten. Gleichwohl besteht natürlich ohne weiteres die Möglichkeit, die Koordinationsmittel sensor- und aktorbasiert auszuführen. Die Koordinationsmittel enthalten in diesem Fall zweckmäßigerweise Sensormittel, die die Horizontalbewegung des Arbeitsauslegers erfassen können und unter Verwendung deren Sensorsignale dann elektrische und/oder mit Fluidkraft betriebene Aktormittel angetrieben werden, die die Horizontalbewegung des Abstützauslegers bewirken.A particularly simple and yet extremely reliable design of the handling device provides that the two cantilever arms are mechanically positively coupled by the coordination means. No malfunctions based on electrical or fluid energy failure can occur here. Nevertheless, it is of course readily possible to carry out the coordination means sensor- and actuator-based. In this case, the coordination means expediently comprise sensor means which can detect the horizontal movement of the work jib and then, using their sensor signals, drive electrical and / or fluid-powered actuator means which effect the horizontal movement of the support jib.
Die Koordinationsmittel sind insbesondere so ausgebildet, dass die zwischen dem Funktionsbereich und dem Abstützbereich vorliegende horizontale Relativposition unabhängig von der Horizontalposition des Funktionsbereiches konstant ist. Liegt beispielsweise der das Abstützmittel aufweisende Abstützbereich, was besonders vorteilhaft ist, auf einer auch den Funktionsbereich enthaltenden vertikalen Referenzlinie, so verändert sich bei der Horizontalbewegung des Arbeitsauslegers die Horizontalposition der Referenzlinie, ohne dass der Abstützbereich seine vertikal direkt unterhalb des Funktionsbereiches liegende Position verlässt.The coordination means are in particular designed such that the horizontal relative position present between the functional area and the supporting area is constant independently of the horizontal position of the functional area. If, for example, the support region having the support means, which is particularly advantageous on a vertical reference line also containing the functional area, then the horizontal position of the reference line changes during the horizontal movement of the work jib, without the support area leaving its position lying vertically below the functional area.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Handhabungsvorrichtung sieht vor, dass der Arbeitsausleger nicht nur horizontal bewegbar ist, sondern zusätzlich in seiner Gesamtheit vertikal verfahren werden kann. Auf diese Weise lässt sich bei Bedarf eine dreidimensionale, räumliche Positionierung des Endeffektors realisieren. Der Arbeitsausleger kann beispielsweise an einem vertikal beweglichen Führungsschlitten der Tragstruktur gelagert sein, der durch elektrisch und/oder mittels Fluidkraft betätigbare Mittel antreibbar ist. So kann die Tragstruktur beispielsweise eine vertikal ausgerichtete Tragsäule aufweisen, die vom Gehäuse eines Linearantriebes gebildet ist, dessen Abtriebsteil den Führungsschlitten bildet oder antreibt.An advantageous embodiment of the handling device provides that the work jib is not only horizontally movable, but can also be moved vertically in its entirety. In this way, if necessary, a three-dimensional, spatial positioning of the end effector can be realized. The work jib can be mounted for example on a vertically movable guide carriage of the support structure, which can be driven by electrically and / or by means of fluid force actuatable means. For example, the support structure may have a vertically oriented support column which is formed by the housing of a linear drive whose output part forms or drives the guide carriage.
Die Handhabungsvorrichtung lässt sich antriebsmäßig ohne weiteres auch in einer Hybridtechnik verwirklichen. Beispielsweise können die Koordinationsmittel eine rein mechanische Zwangskopplung zwischen den beiden Auslegern vornehmen, während eine Vertikalbewegung des Arbeitsauslegers elektrisch oder pneumatisch hervorgerufen werden kann.The handling device can be driven in a hybrid technology without further ado realize. For example, the coordination means can make a purely mechanical positive coupling between the two arms, while a vertical movement of the work boom can be caused electrically or pneumatically.
Das Abstützmittel ist zweckmäßigerweise von einer Abstützrolle gebildet, die sich in abrollender Weise an der Grundfläche abstützt. Dies gewährleistet eine besonders reibungsfreie Nachführung des Abstützmittels bezüglich des Funktionsbereiches. Die Abstützrolle ist zweckmäßigerweise um eine vertikale Drehachse verdrehbar an dem Abstützausleger gelagert, so dass sie sich selbständig optimal auf die Bewegungsrichtung des Abstützbereiches ausrichten kann.The support means is expediently formed by a support roller which is supported in a rolling manner on the base surface. This ensures a particularly frictionless tracking of the support means with respect to the functional area. The support roller is expediently mounted rotatably about a vertical axis of rotation on the support arm, so that it can align itself optimally to the direction of movement of the support area.
Um die Handhabungsvorrichtung als Mobilgerät zu realisieren, kann die Tragstruktur im Bereich ihrer Unterseite über Fahrrollen verfügen, mit denen die Handhabungsvorrichtung in verfahrbarer Weise auf der Grundfläche abstellbar oder abgestellt ist. Ist ergänzend das Abstützmittel als Abstützrolle konzipiert, kann die Handhabungsvorrichtung problemlos an jeden gewünschten Einsatzort verfahren werden.In order to realize the handling device as a mobile device, the support structure can have drive rollers in the region of its underside with which the handling device can be set down or parked on the base in a movable manner. If, in addition, the support means is designed as a support roller, the handling device can be moved easily to any desired location.
Bei dem Endeffektor handelt es sich zweckmäßigerweise um eine zur Handhabung von Gegenständen geeignete Greifeinrichtung. Mit ihr lassen sich beispielsweise zu verpackende, zu montierende oder zu verschweißende Gegenstände festhalten und/oder zwischen verschiedenen Örtlichkeiten umsetzen. Weitere Ausführungsformen für Endeffektoren sind beispielsweise Schweißelektroden oder Schweißgeräte oder auch Messgeräte.The end effector is expediently a gripping device suitable for handling objects. It can be used, for example, to be packed Hold objects to be mounted or welded and / or transfer them between different locations. Further embodiments of end effectors are, for example, welding electrodes or welding devices or also measuring devices.
In bevorzugter Weise sind sowohl der Arbeitsausleger als auch der Abstützausleger jeweils derart ausgebildet, dass sie zweidimensional in einer Horizontalebene bewegbar sind, sodass auch der horizontale Abstand zur Tragstruktur veränderbar ist. Auf diese Weise ist eine dahingehende Konstruktion möglich, dass der Funktionsbereich innerhalb eines Arbeitsbereiches der Handhabungsvorrichtung variabel in jeglicher Position positionierbar ist.Preferably, both the work jib and the support jib are each designed such that they are two-dimensionally movable in a horizontal plane, so that the horizontal distance to the support structure is variable. In this way, a pertinent construction is possible, that the functional area within a working range of the handling device is variably positionable in any position.
Zweckmäßigerweise ist sowohl der Arbeitsausleger als auch der Abstützausleger zweiarmig ausgebildet und weist jeweils zwei relativ zueinander um eine vertikale Schwenkachse verschwenkbare Auslegerarme auf.Expediently, both the work jib and the support jib are designed with two arms and each have two jib arms pivotable relative to each other about a vertical pivot axis.
Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Arbeitsausleger und den Abstützausleger jeweils nach Art der Armstruktur eines sogenannten SCARA-Roboters zu konzipieren, wobei ”SCARA” für ”Selective Compliance Assembly Robot Arm” steht. Jeder Ausleger ist hier bevorzugt als zweiarmige, abknickbare Armstruktur konzipiert.It has proved particularly expedient to design the work jib and the support jib in each case in the manner of the arm structure of a so-called SCARA robot, where "SCARA" stands for "Selective Compliance Assembly Robot Arm". Each boom is here preferably designed as a two-armed, bendable arm structure.
Beispielsweise ist jeder der beiden Ausleger zweiarmig mit einem inneren Auslegerarm und einem daran um eine vertikale Zwischen-Schwenkachse verschwenkbar gelagerten äußeren Auslegerarm ausgebildet, wobei die inneren Auslegerarme jeweils an einer vertikalen inneren Schwenkachse an der Tragstruktur in einer Horizontalebene verschwenkbar gelagert sind, wobei der äußere Auslegerarm des Arbeitsauslegers den Funktionsbereich und der äußere Auslegerarm des Abstützauslegers den Abstützbereich aufweist.For example, each of the two arms is formed with two arms with an inner arm and a pivotally mounted about a vertical intermediate pivot axis outer arm, wherein the inner cantilever arms are each pivotally mounted on a vertical inner pivot axis on the support structure in a horizontal plane, wherein the outer arm of the work jib having the functional area and the outer arm of the outrigger the support area.
In diesem Zusammenhang lässt sich eine mechanische Zwangskopplung einfach und effektiv dadurch realisieren, dass jeder äußere Auslegerarm ein bezüglich der Zwischen-Schwenkachse koaxiales, drehfest angeordnetes erstes Antriebselement aufweist und außerdem an jedem inneren Auslegerarm mit Abstand zu der Zwischen-Schwenkachse ein um eine vertikale Drehachse verdrehbares zweites Antriebselement gelagert ist. Jeder Ausleger verfügt über einen Kopplungsstrang, der gemeinsam um das zugeordnete erste und zweite Antriebselement herumgeschlungen ist, so dass eine relative Schwenkbewegung zwischen den beiden Auslegerarmen eine Drehbewegung des zweiten Antriebselementes hervorruft. Indem die zweiten Antriebselemente der beiden Ausleger drehfest miteinander verbunden sind, ergibt sich eine Bewegungsübertragung von dem Arbeitsausleger auf den Abstützausleger.In this connection, a mechanical positive coupling can be realized simply and effectively by virtue of each outer cantilever arm having a first drive element which is coaxial with respect to the intermediate pivot axis and also has a rotatable about a vertical axis of rotation on each inner cantilever arm spaced from the intermediate pivot axis second drive element is mounted. Each boom has a coupling string wrapped around the associated first and second drive elements such that relative pivotal movement between the two extension arms causes rotational movement of the second drive element. By the second drive elements of the two booms are rotatably connected to each other, there is a motion transfer from the work boom on the outrigger.
Die beiden inneren Auslegerarme sind zweckmäßigerweise so angeordnet, dass sie stets nur einheitlich gemeinsam um die inneren Schwenkachsen verschwenkbar sind, zu welchem Zweck insbesondere eine sich vertikal erstreckende, zu den inneren Schwenkachsen koaxiale Drehmomentübertragungswelle vorhanden ist. Wenn der Arbeitsausleger vertikal verfahrbar ist, bewegt er sich zweckmäßigerweise relativ zu der vertikal stillstehenden Drehmomentübertragungswelle.The two inner extension arms are expediently arranged so that they are always uniformly pivotable about the inner pivot axes, for which purpose in particular a vertically extending, to the inner pivot axes coaxial torque transmission shaft is present. If the work boom is vertically movable, it moves expediently relative to the vertically stationary torque transmission shaft.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In this show:
1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung, 1 a perspective view of a preferred embodiment of the handling device according to the invention,
2 die Handhabungsvorrichtung aus 1 in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II, 2 the handling device 1 in a longitudinal section along section line II-II,
3 die Handhabungsvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung und in einer von 1 und 2 abweichenden Betriebsstellung, three the handling device in a perspective view and in one of 1 and 2 deviating operating position,
4 die Handhabungsvorrichtung in dem aus 3 ersichtlichen Betriebszustand in einer Seitenansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV aus 3, 4 the handling device in the off three apparent operating state in a side view with viewing direction as indicated by arrow IV three .
5 eine Draufsicht auf die Handhabungsvorrichtung in der aus 3 und 4 ersichtlichen Betriebsstellung mit Blickrichtung gemäß Pfeil V aus 3, und 5 a plan view of the handling device in the off three and 4 apparent operating position with viewing direction according to arrow V from three , and
6 eine Draufsicht der Handhabungsvorrichtung in einer weiteren Betriebsstellung. 6 a top view of the handling device in a further operating position.
Die insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Handhabungsvorrichtung präsentiert sich in den verschiedenen Figuren im auf einer horizontalen, ebenen Grundfläche 2 abgestellten Zustand, wobei die Grundfläche 2 beispielsweise vom Boden eines Betriebsgebäudes, von einem Fundament oder von einem Maschinengestell gebildet wird. Die Grundfläche 2 ist vertikal nach oben orientiert.The total with reference number 1 designated handling device presents itself in the various figures in on a horizontal, flat base 2 parked state, the base area 2 for example, from the floor of an operating building, a foundation or a machine frame is formed. The base area 2 is oriented vertically upwards.
Die Handhabungsvorrichtung 1 ist insbesondere zur Handhabung von Werkstücken oder sonstigen Gegenständen geeignet. Hierzu ist sie mit einem an die gewünschte Funktion angepassten Endeffektor 3 ausstattbar oder ausgestattet, bei dem es sich exemplarisch um eine Greifeinrichtung handelt, beispielsweise um einen sogenannten Parallelgreifer. Die Handhabungsvorrichtung 1 kann allerdings auch für andere Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise für Schweißarbeiten oder zu Messzwecken. In diesen Fällen ist der Endeffektor 3 beispielsweise als Schweißgerät oder Schweißelektrode beziehungsweise als Messgerät ausgebildet.The handling device 1 is particularly suitable for handling workpieces or other objects. For this purpose, it is with an adapted to the desired function end effector three equipped or equipped, which is an example of a gripping device, for example, a so-called parallel gripper. The handling device 1 However, it can also be used for other purposes, such as welding or for measurement purposes. In these cases, the end effector three for example as Welding device or welding electrode or designed as a measuring device.
Die Handhabungsvorrichtung 1 verfügt über eine Tragstruktur 4, mit der sie beim Ausführungsbeispiel direkt auf der Grundfläche 2 platziert ist. Exemplarisch verfügt die Tragstruktur 4 im Bereich ihrer Unterseite über mehrere Fahrrollen 5, die auf der Grundfläche 2 aufliegen und die es bei Bedarf ermöglichen, die Relativposition der Tragstruktur 4 bezüglich der Grundfläche 2 zu verändern. Aufgrund der Fahrrollen 5 verfügt die Handhabungsvorrichtung 1 über eine Mobilität, die es im Übrigen einfach ermöglicht, die Handhabungsvorrichtung 1 durch Verfahren beliebig umzupositionieren.The handling device 1 has a support structure 4 , with which they in the embodiment directly on the base 2 is placed. Exemplary has the support structure 4 in the area of its underside over several rollers 5 on the ground 2 rest, and if necessary, allow the relative position of the support structure 4 in terms of footprint 2 to change. Due to the casters 5 has the handling device 1 about a mobility, which, moreover, simply allows the handling device 1 reposition by any method.
Die Fahrrollen 5 sind zwar vorteilhaft, gleichwohl aber optional. Prinzipiell kann die Tragstruktur 4 auch so ausgebildet sein, dass sie direkt unbeweglich auf der Grundfläche 2 abstellbar ist. Außerdem kann die Tragstruktur 4 unabhängig davon, ob sie mit Fahrrollen 5 ausgestattet ist oder nicht, über eine oder mehrere Befestigungsschnittstellen verfügen, die ihre ortsfeste Fixierung an der Grundfläche 2 oder an einer anderen im Bereich der Grundfläche 2 angeordneten Haltestruktur ermöglichen, beispielsweise durch Festschrauben.The casters 5 Although advantageous, but nevertheless optional. In principle, the support structure 4 also be designed so that they are directly immobile on the base 2 is shut off. In addition, the support structure 4 regardless of whether they are with casters 5 equipped or not, have one or more attachment interfaces that their fixed fixation on the base 2 or at another in the area of the base area 2 allow arranged holding structure, for example by tightening.
Während sich die Grundfläche 2 in einer Horizontalebene erstreckt, ragt die Tragstruktur 4 ausgehend von der Grundfläche 2 in einer vertikalen Richtung nach oben. Sie trägt zwei in einer horizontalen Richtung von ihr wegragende Ausleger, deren einer als Arbeitsausleger 6 und deren anderer als Abstützausleger 7 bezeichnet wird. Der Arbeitsausleger 6 ist mit größerem Abstand zur Grundfläche 2 angeordnet als der Abstützausleger 7. Während sich der Abstützausleger 7 bevorzugt in der Nähe der Grundfläche 2 entlang dieser erstreckt, weist der Arbeitsausleger 6 einen größeren Höhenabstand zu der Grundfläche 2 auf. Der Abstützausleger 7 ist mit Vertikalabstand unterhalb des Arbeitsauslegers 6 platziert und liegt somit zwischen der Grundfläche 2 und dem Arbeitsausleger 6.While the base area 2 extends in a horizontal plane, the support structure protrudes 4 starting from the base 2 in a vertical upward direction. She carries two in a horizontal direction of her protruding boom, one of them as a work boom 6 and their other as outrigger 7 referred to as. The work boom 6 is at a greater distance to the base 2 arranged as the outrigger 7 , While the outrigger 7 preferably near the base 2 extends along this, points the work boom 6 a greater height distance to the base 2 on. The outrigger 7 is with vertical distance below the work boom 6 placed and thus lies between the base area 2 and the work boom 6 ,
Der Arbeitsausleger 6 ist relativ zur Tragstruktur 4 in einer in 2 und 4 senkrecht zur Zeichenebene ausgerichteten ersten Horizontalebene 8 bewegbar und hierbei insbesondere verschwenkbar. Der Abstützausleger 7 verfügt über eine Beweglichkeit, insbesondere Schwenkbeweglichkeit, in einer zu der ersten Horizontalebene 8 parallelen zweiten Horizontalebene 9. Berücksichtigt man, dass die Tragstruktur 4 eine vertikal ausgerichtete Hochachse 12 hat, so erstrecken sich die beiden Horizontalebenen 8, 9 rechtwinkelig zu dieser Hochachse 12.The work boom 6 is relative to the support structure 4 in an in 2 and 4 perpendicular to the plane aligned first horizontal plane 8th movable and in particular pivotable. The outrigger 7 has a mobility, in particular pivoting, in one to the first horizontal plane 8th parallel second horizontal plane 9 , Considering that the support structure 4 a vertically aligned vertical axis 12 has, so extend the two horizontal planes 8th . 9 perpendicular to this vertical axis 12 ,
Während die bezüglich der Tragstruktur 4 eingenommene Vertikallage des Abstützauslegers 7 bevorzugt unveränderlich und konstant ist, ist der Arbeitsausleger 6 bevorzugt derart an der Tragstruktur 4 gelagert, dass er relativ zur Tragstruktur 4 in Achsrichtung der Hochachse 12 und mithin vertikal verfahrbar ist. Die mögliche Vertikalbewegung des Arbeitsauslegers 6 ist bei 13 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Bei Ausführung der Vertikalbewegung 13 verändert sich der Höhenabstand zwischen den beiden Auslegern 6, 7.While the respect to the support structure 4 assumed vertical position of the outrigger 7 is preferably fixed and constant, is the work boom 6 preferably on the support structure 4 stored that relative to the support structure 4 in the axial direction of the vertical axis 12 and is therefore vertically movable. The possible vertical movement of the work jib 6 is at 13 indicated by a double arrow. When executing the vertical movement 13 the height difference between the two arms changes 6 . 7 ,
Der oben erwähnte Endeffektor 3 ist mit bezüglich der Hochachse 12 radialem Abstand zur Tragstruktur 4 an dem Arbeitsausleger 6 angeordnet. Der Bereich des Arbeitsauslegers 6, in dem sich der Endeffektor 3 dabei befindet, sei im Folgenden als Funktionsbereich 14 bezeichnet. Vorzugsweise verfügt der Arbeitsausleger 6 in dem Funktionsbereich 14 über eine Montageschnittstelle 15, an der der Endeffektor 3 lösbar und bei Bedarf auch auswechselbar befestigbar oder befestigt ist.The above-mentioned end effector three is with respect to the vertical axis 12 radial distance to the support structure 4 on the work boom 6 arranged. The area of the labor boom 6 in which is the end effector three is here below, as a functional area 14 designated. Preferably, the work boom has 6 in the functional area 14 via a mounting interface 15 at the end effector three detachable and, if necessary, interchangeable fastened or attached.
Wenn der Arbeitsausleger 6 eine Horizontalbewegung in der ersten Horizontalebene 8 ausführt, ergibt sich entsprechend eine Horizontalbewegung des Funktionsbereiches 14 und des daran fixierten Endeffektors 3.If the work boom 6 a horizontal movement in the first horizontal plane 8th performs, results in accordance with a horizontal movement of the functional area 14 and the end effector fixed thereto three ,
Der Arbeitsausleger 6 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass durch seine Horizontalbewegung der Funktionsbereich 14 und mithin der Endeffektor 3 zweidimensional in einer Horizontalebene bewegbar ist. Es lässt sich dadurch insbesondere der rechtwinkelig zur Hochachse 12 gemessene Radialabstand zur Tragstruktur 4 verändern und vorzugsweise auch die rings um die Hochachse 12 eingenommene Position.The work boom 6 is preferably formed so that by its horizontal movement of the functional area 14 and hence the end effector three two-dimensionally movable in a horizontal plane. It can be characterized in particular at right angles to the vertical axis 12 measured radial distance to the supporting structure 4 change and preferably also around the vertical axis 12 occupied position.
Ein von dem Endeffektor 3 ergriffener Gegenstand und das Gewicht des Endeffektors 3 selbst rufen an der Handhabungsvorrichtung 1 ein nicht unerhebliches Kippmoment hervor, das um so größer ist, je weiter der Funktionsbereich 14 bezüglich der Tragstruktur 4 auskragt. Dass die Handhabungsvorrichtung 1 dennoch selbst dann nicht zum Kippen neigt, wenn die Tragstruktur 4 eine Leichtbauweise aufweist und/oder keine feste Fixierung an einer Unterlage erfährt, hat seine Ursache in dem Abstützausleger 7, der in einem unterhalb des Funktionsbereiches 14 des Arbeitsauslegers 6 liegenden Bereich, der im Folgenden als Abstützbereich 16 bezeichnet sei, ein Abstützmittel 17 aufweist, mit dem er auf der Grundfläche 2 aufliegt und sich an dieser Grundfläche 2 abstützt. Auf diese Weise wird dem vom Gesamtgewicht des Abstützauslegers 7 mit daran angeordnetem Endeffektor 3 und gegebenenfalls ergriffenem Gegenstand ausgeübten Kippmoment ein Abstützmoment entgegengesetzt, das für eine optimale Standsicherheit der Handhabungsvorrichtung 1 sorgt. Voraussetzung ist natürlich, dass die Struktur bestehend aus den beiden Auslegern 6, 7 und der Tragstruktur 4 eine ausreichende strukturelle Steifigkeit aufweist.One from the end effector three gripped object and the weight of the end effector three even call on the handling device 1 a not insignificant overturning moment, which is the greater, the farther the functional area 14 with regard to the supporting structure 4 protrudes. That the handling device 1 even then, even when tilted, the support structure does not tend to tilt 4 has a lightweight construction and / or undergoes no firm fixation on a base, has its cause in the support boom 7 in one below the working area 14 of the labor boom 6 lying area, hereinafter referred to as support area 16 is designated, a support means 17 with which he is on the ground 2 rests on this base 2 supported. In this way, that of the total weight of the outrigger 7 with end effector disposed thereon three and optionally applied object tipping moment opposite a support torque, for optimum stability of the handling device 1 provides. A prerequisite, of course, is that the structure consists of the two cantilevers 6 . 7 and the supporting structure 4 has sufficient structural rigidity.
Diese Abstützfunktion des Abstützmittels 17 passt sich örtlich, in ihrer bezogen auf eine Horizontalebene eingenommenen Abstützposition, automatisch und ohne manuellen Fremdeingriff an die sich im Betrieb der Handhabungsvorrichtung 1 verändernde Horizontalposition des Funktionsbereiches 14 an. Verantwortlich hierfür sind Koordinationsmittel 18, die eine entsprechende kinematische Zwangsverknüpfung zwischen den beiden Auslegern 6, 7 in Bezug auf ihre Horizontalbewegungen vornehmen. Aufgrund dieser Koordinationsmittel 18 hat eine Veränderung der Horizontalposition des Funktionsbereiches 14 immer auch eine entsprechende Veränderung der Horizontalposition des Abstützbereiches 16 und des daran angeordneten Abstützmittels 17 zur Folge.This support function of the support means 17 adapts itself locally, in its supporting position taken in relation to a horizontal plane, automatically and without manual external intervention to the operating device of the handling device 1 changing horizontal position of the functional area 14 at. Responsible for this are coordination tools 18 , which is a corresponding kinematic forced link between the two arms 6 . 7 in terms of their horizontal movements. Because of this coordinating agent 18 has a change in the horizontal position of the functional area 14 always a corresponding change in the horizontal position of the support area 16 and the supporting means arranged thereon 17 result.
Bevorzugt sind die Koordinationsmittel 18 so ausgebildet, dass eine Horizontalbewegung des Arbeitsauslegers 6 unmittelbar eine synchrone Horizontalbewegung des Abstützauslegers 7 zur Folge hat.The coordination agents are preferred 18 designed so that a horizontal movement of the work boom 6 directly synchronous horizontal movement of the outrigger 7 entails.
Das zum Verändern der Horizontalposition des Abstützbereiches 16 erfolgende Antreiben des Abstützauslegers 7 erfolgt in Abhängigkeit von der Horizontalbewegung und/oder der entsprechenden Ansteuerung des Arbeitsauslegers 6. Der Abstützausleger 7 wird somit der Bewegung des Arbeitsauslegers 6 quasi nachgeführt.This for changing the horizontal position of the support area 16 successively driving the outrigger 7 occurs as a function of the horizontal movement and / or the corresponding control of the work jib 6 , The outrigger 7 thus becomes the movement of the labor boom 6 almost updated.
Die Koordinationsmittel 18 des Ausführungsbeispiels bewirken eine direkte mechanische Zwangskopplung zwischen den beiden Auslegern 6, 7 hinsichtlich ihrer Horizontalbewegungen. Damit verbunden ist eine sehr hohe Betriebssicherheit, weil auf komplexe elektrische und/oder durch Fluidkraft betriebene Mittel verzichtet werden kann. Gleichwohl verfügt ein nicht weiter illustriertes Ausführungsbeispiel der Handhabungsvorrichtung 1 über Koordinationsmittel 18, die in Form einer Sensorik und einer Aktuatorik umgesetzt sind. Durch die Sensorik erfolgt eine Positionserfassung der Horizontalbewegung des Arbeitsauslegers 6, während die Aktuatorik mittels einer Steuereinrichtung, in der die von der Sensorik erhaltenen Signale verarbeitet werden, den Abstützausleger 7 in der gewünschten Weise in Abhängigkeit von der erfassten Position und/oder Bewegung des Arbeitsauslegers 6 antreibt.The coordination means 18 of the embodiment effect a direct mechanical positive coupling between the two arms 6 . 7 in terms of their horizontal movements. This is associated with a very high level of operational reliability, because it is possible to dispense with complex electrical and / or fluid-powered means. Nevertheless, a non-illustrated embodiment of the handling device 1 via coordination means 18 , which are implemented in the form of a sensor and an actuator. By the sensor, a position detection of the horizontal movement of the work boom 6 , While the actuator by means of a control device, in which the signals received from the sensors are processed, the outrigger 7 in the desired manner depending on the detected position and / or movement of the work jib 6 drives.
Es ist von Vorteil, wenn die horizontale Relativposition zwischen dem Funktionsbereich 14 und dem Abstützbereich 16 derart durch die Koordinationsmittel 18 koordiniert wird, dass sie unabhängig von der momentanen Horizontalposition des Funktionsbereiches 14 konstant ist. Auf diese Weise ergibt sich eine unabhängig von der Horizontalposition des Funktionsbereiches 14 stets gleichmäßige strukturelle interne Belastung der Handhabungsvorrichtung 1.It is advantageous if the horizontal relative position between the functional area 14 and the support area 16 such by the coordination means 18 is coordinated, that they are independent of the current horizontal position of the functional area 14 is constant. In this way, one results independently of the horizontal position of the functional area 14 always uniform structural internal load of the handling device 1 ,
Besonders zweckmäßig wird eine Anordnung des Funktionsbereiches 14 und des Abstützbereiches 16 sowie eine Einstellung deren horizontaler Relativposition angesehen, bei der der Abstützbereich 16 und der Funktionsbereich 14 in jeder Horizontalposition des Abstützauslegers 7 beziehungsweise Funktionsbereiches 14 zumindest im Wesentlichen auf einer gemeinsamen vertikalen Referenzlinie 22 liegen. In einer vertikalen Draufsicht gemäß 5 und 6 auf die Handhabungsvorrichtung 1 äußert sich dies darin, dass der Abstützbereich 16 direkt vertikal unterhalb des Funktionsbereiches 14 liegt. Auf diese Weise ergeben sich hinsichtlich der aufzufangenden Kippmomente stets gleichbleibende Hebelverhältnisse. Wird die Horizontalposition des Funktionsbereiches 14 verändert, ändert sich entsprechend auch die Horizontalposition der vertikalen Referenzlinie 22, wobei die vertikal fluchtende Anordnung von Funktionsbereich 14 und Abstützbereich 16 unverändert bleibt. Das bedeutet, das Differenzmoment zwischen dem Arbeitsausleger 6 und dem Abstützausleger 7 bezüglich der Tragstruktur 4 geht nahe Null.Particularly useful is an arrangement of the functional area 14 and the support area 16 and a setting of their horizontal relative position viewed at the support area 16 and the functional area 14 in any horizontal position of the outrigger 7 or functional area 14 at least essentially on a common vertical reference line 22 lie. In a vertical plan view according to 5 and 6 on the handling device 1 this is expressed in the fact that the support area 16 directly vertically below the functional area 14 lies. In this way, there are always consistent leverage ratios with regard to the overturning moments to be absorbed. Becomes the horizontal position of the functional area 14 changes, the horizontal position of the vertical reference line changes accordingly 22 , wherein the vertically aligned arrangement of functional area 14 and support area 16 remains unchanged. That means the difference moment between the work boom 6 and the outrigger 7 with regard to the supporting structure 4 goes close to zero.
Das Abstützmittel kann über jede die gewünschte Abstützfunktion erfüllende Struktur verfügen. Beispielsweise könnte es als Abstützklotz oder -platte ausgeführt sein, der beziehungsweise die bei der Horizontalbewegung des Abstützauslegers 7 auf der Grundfläche 2 abgleitet. Wegen der in der Regel geringeren Reibung wird allerdings eine auch beim Ausführungsbeispiel verwirklichte Ausgestaltung als Abstützrolle 17a vorgezogen, die abrollbar von oben her an der Grundfläche 2 anliegt. Sie ist zweckmäßigerweise selbstlenkend ausgebildet, indem sie insbesondere um eine vertikale Drehachse 23 verdrehbar an dem Abstützausleger 7 gelagert ist.The support means may have any structure that satisfies the desired support function. For example, it could be designed as Abstützklotz or plate, the or in the horizontal movement of the outrigger 7 on the ground 2 slides. Because of the generally lower friction, however, an embodiment also realized in the embodiment as a support role 17a pulled forward, the unrollable from above at the base 2 is applied. It is expediently self-steering, in particular by a vertical axis of rotation 23 rotatable on the outrigger 7 is stored.
In Verbindung mit den Fahrrollen 5 hat die Abstützrolle 17a den Vorteil, dass sich die gesamte Handhabungsvorrichtung 1 besonders leicht auf einem Untergrund verfahren lässt.In conjunction with the castors 5 has the support roller 17a the advantage that the entire handling device 1 very easy to move on a surface.
Die weiter oben hinsichtlich der zweidimensionalen Beweglichkeit des Funktionsbereiches 14 gemachten Ausführungen gelten entsprechend für den Abstützbereich 16. Auch dieser ist zweidimensional in der zweiten Horizontalebene 9 relativ zur Tragstruktur 4 beweglich.The above with regard to the two-dimensional mobility of the functional area 14 made statements apply accordingly for the support area 16 , This too is two-dimensional in the second horizontal plane 9 relative to the support structure 4 movable.
Wie schon angedeutet, ist beim Ausführungsbeispiel der Arbeitsausleger 6 in seiner Gesamtheit bezüglich der Tragstruktur 4 vertikal verfahrbar. Die Vertikalbewegung 13 findet entlang der Hochachse 12 statt. Auf diese Weise ergibt sich insgesamt die Möglichkeit zu einer räumlichen, dreidimensionalen Positionierung des Funktionsbereiches 14 und des daran angeordneten Endeffektors 3. Der Abstützausleger 7 allerdings ist von der Änderung der Vertikalposition des Arbeitsauslegers 6 unbeeinflusst und behält seine Vertikalposition unabhängig von einer vertikalen Lageveränderung des Arbeitsauslegers 6 konstant bei.As already indicated, in the embodiment of the work boom 6 in its entirety with regard to the supporting structure 4 vertically movable. The vertical movement 13 takes place along the vertical axis 12 instead of. In this way, there is the overall possibility of a spatial, three-dimensional positioning of the functional area 14 and the end effector disposed thereon three , Of the outriggers 7 however, the change is in the vertical position of the work jib 6 unaffected and maintains its vertical position regardless of a vertical position change of the work jib 6 constant at.
Zur Gewährleistung der vertikalen Verfahrbarkeit ist der Arbeitsausleger 6 beim Ausführungsbeispiel an einer vertikal ausgerichteten Tragsäule 24 der Tragstruktur 4 in deren Längsrichtung und mithin in Achsrichtung der Hochachse 12 verfahrbar gelagert. Bevorzugt sitzt der Arbeitsausleger 6 an einem Führungsschlitten 25, der an der Tragsäule 24 in Achsrichtung der Hochachse 12 verschiebbar gelagert ist. Die Tragsäule 24 ihrerseits ist zweckmäßigerweise an einem Grundkörper 26 der Tragstruktur 4 befestigt, an dem auch der Abstützausleger 7 zweckmäßigerweise angebracht ist. Der Grundkörper 26 kann ein Gehäuse aufweisen, in dem sich elektrische und/oder fluidtechnische Ansteuermittel für beliebige Komponenten der Handhabungsvorrichtung 1 befinden. Der Grundkörper 26 kann auch zumindest partiell als Gewichtskörper ausgeführt sein, um der Handhabungsvorrichtung 1 eine gewisse grundsätzliche Standfestigkeit zu verleihen.To ensure vertical movement is the work boom 6 in the embodiment of a vertically oriented support column 24 the supporting structure 4 in the longitudinal direction and thus in the axial direction of the vertical axis 12 movably mounted. Preferably, the work boom sits 6 on a guide carriage 25 who is at the support column 24 in the axial direction of the vertical axis 12 is slidably mounted. The support column 24 in turn is suitably attached to a body 26 the supporting structure 4 attached, on which also the outrigger 7 is suitably attached. The main body 26 can have a housing in which electrical and / or fluidic control means for any components of the handling device 1 are located. The main body 26 can also be performed at least partially as a weight body to the handling device 1 to give a certain basic stability.
Die Vertikalbewegung 13 wird zweckmäßigerweise mittels einer Antriebseinrichtung bewirkt, die wahlweise elektrisch oder durch Fluidkraft oder mit kombinierten Energiearten betreibbar ist. Beim Ausführungsbeispiel ist zum Hervorrufen der Vertikalbewegung 13 ein Linearantrieb 27 vorgesehen, der über ein langgestrecktes Gehäuse 27a verfügt, das unmittelbar die Tragsäule 24 bildet. Der Führungsschlitten 25 ist an dem Gehäuse 27a verschiebbar geführt und in nicht weiter illustrierter Weise mit dem zu einer Linearbewegung antreibbaren internen Abtriebselement des Linearantriebes 27 antriebsmäßig gekoppelt.The vertical movement 13 is suitably effected by means of a drive device which can be operated either electrically or by fluid power or with combined types of energy. In the embodiment, to cause the vertical movement 13 a linear drive 27 provided, over an elongated housing 27a has, immediately the support column 24 forms. The guide carriage 25 is on the case 27a slidably guided and in a manner not further illustrated with the driven to a linear movement internal output element of the linear drive 27 drivingly coupled.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Handhabungsvorrichtung 1 so ausgebildet, dass die Horizontalbewegung des Arbeitsauslegers 6 und die in der Horizontalebene 8 stattfindende Bewegung des Funktionsbereiches 14 rein manuell hervorrufbar ist. Eine Bedienperson kann den Arbeitsausleger 6 an dem Funktionsbereich 14 erfassen und wunschgemäß positionieren. Alternativ besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Horizontalbewegung des Arbeitsauslegers 6 durch mindestens eine elektrisch und/oder mittels Fluidkraft betreibbare Antriebseinrichtung der Handhabungsvorrichtung 1 hervorzurufen.In the embodiment, the handling device 1 designed so that the horizontal movement of the work jib 6 and those in the horizontal plane 8th taking place movement of the functional area 14 is purely manually evacuated. An operator can use the work boom 6 at the functional area 14 capture and position as desired. Alternatively, of course, there is also the possibility of the horizontal movement of the work boom 6 by at least one electrically and / or by means of fluid force operable drive means of the handling device 1 cause.
Die beiden Ausleger 6, 7 sind vorzugsweise jeweils entsprechend der Armstruktur eine sogenannten SCARA-Roboters (SCARA = Selective Compliance Assembly Robot Arm) ausgebildet. Eine solche Armstruktur wird vereinfacht auch als ”SCARA-Arm” bezeichnet.The two booms 6 . 7 are preferably each corresponding to the arm structure, a so-called SCARA robot (SCARA = Selective Compliance Assembly Robot Arm) is formed. Such an arm structure is also referred to simply as a "SCARA arm".
Darauf basierend sind die beiden Ausleger 6, 7 jeweils als in der Horizontalebene 8, 9 ausknickbare Knick-Ausleger konzipiert. Jeder Ausleger 6, 7 ist zweiarmig ausgebildet und enthält einen der Tragstruktur 4 zugeordneten inneren Auslegerarm 6a, 7a und einen im Falle des Arbeitsauslegers 6 dem Funktionsbereich 14 zugeordneten äußeren Auslegerarm 6b und im Falle des Abstützauslegers 7 dem Abstützbereich 16 zugeordneten äußeren Auslegerarm 7b.Based on this, the two arms 6 . 7 each as in the horizontal plane 8th . 9 designed buckling cantilever. Every boom 6 . 7 is formed with two arms and contains one of the support structure 4 associated inner boom 6a . 7a and one in the case of the labor boom 6 the functional area 14 associated outer boom 6b and in the case of the outrigger 7 the support area 16 associated outer boom 7b ,
Die zum jeweils gleichen Ausleger 6 beziehungsweise 7 gehörenden inneren und äußeren Auslegerarme 6a, 6b; 7a, 7b sind im Bereich einander zugewandter Endabschnitte verschwenkbar aneinander gelagert. Die hierbei definierte Schwenkachse sei als Zwischen-Schwenkachse bezeichnet und ist im Falle des Arbeitsauslegers 6 mit Bezugsziffer 28a und im Falle des Abstützauslegers 7 mit Bezugsziffer 29a versehen. Jede Zwischen-Schwenkachse 28a, 29a ist vertikal ausgerichtet, so dass sich eine Verschwenkbarkeit der aneinander angelenkten Auslegerarme 6a, 6b; 7a, 7b in der zugehörigen ersten beziehungsweise zweiten Horizontalebene 8, 9 ergibt. Im Bereich der Zwischen-Schwenkachse 28a, 29a kann jeder Ausleger 6, 7 horizontal in der einen oder anderen Richtung mehr oder weniger stark ausknicken. Die 5 und 6 zeigen zwei Betriebszustände mit unterschiedlich starkem Knickwinkel. Im Betriebszustand der 1 sind die aneinander angelenkten Auslegerarme 6a, 6b; 7a, 7b in einer gemeinsamen linearen Linie ausgerichtet.The for each same boom 6 respectively 7 belonging inner and outer extension arms 6a . 6b ; 7a . 7b are pivotally mounted to each other in the region of mutually facing end portions. The case defined pivot axis is referred to as intermediate pivot axis and is in the case of the work jib 6 with reference number 28a and in the case of the outrigger 7 with reference number 29a Mistake. Each intermediate swivel axis 28a . 29a is vertically aligned, so that a pivoting of the hinged together boom arms 6a . 6b ; 7a . 7b in the associated first or second horizontal plane 8th . 9 results. In the area of the intermediate pivot axis 28a . 29a can every boom 6 . 7 horizontally bend more or less in one direction or the other. The 5 and 6 show two operating states with different kink angles. In operation of the 1 are the jib arms hinged to each other 6a . 6b ; 7a . 7b aligned in a common linear line.
Der innere Auslegerarm 6a des Arbeitsauslegers 6 ist an seinem der Zwischen-Schwenkachse 28a entgegengesetzten inneren Endabschnitt 32 an der Tragstruktur 4 um eine vertikal ausgerichtete innere Schwenkachse 28b horizontal verschwenkbar gelagert. Entsprechendes gilt für den inneren Auslegerarm 7a des Abstützauslegers 7, dessen innerer Endabschnitt 33 an der Tragstruktur 4 um eine vertikale innere Schwenkachse 29b horizontal schwenkbar gelagert ist. Die Schwenklagerung des inneren Endabschnittes 32 des inneren Auslegerarmes 6a des Arbeitsauslegers 6 erfolgt beim Ausführungsbeispiel an dem Führungsschlitten 25, so dass die horizontale Schwenkbarkeit unabhängig von der momentan eingestellten Höhenposition des Arbeitsauslegers 6 gewährleistet ist.The inner arm 6a of the labor boom 6 is at its intermediate pivot axis 28a opposite inner end portion 32 on the supporting structure 4 around a vertically aligned inner pivot axis 28b mounted horizontally pivotable. The same applies to the inner arm 7a of the outrigger 7 , whose inner end section 33 on the supporting structure 4 around a vertical inner pivot axis 29b is mounted horizontally pivotable. The pivotal mounting of the inner end portion 32 of the inner cantilever arm 6a of the labor boom 6 takes place in the embodiment of the guide carriage 25 , so that the horizontal pivoting regardless of the currently set height position of the work jib 6 is guaranteed.
An dem der inneren Schwenkachse 28a abgewandten äußeren Endabschnitt 34 des äußeren Auslegerarmes 6b des Arbeitsauslegers 6 befindet sich zweckmäßigerweise der Funktionsbereich 14 mit dem daran fixierten oder fixierbaren Endeffektor 3. Am äußeren Auslegerarm 7b des Abstützauslegers 7 befindet sich, in einem Abstand zur zugeordneten inneren Schwenkachse 29b, der dem Abstand zwischen dem Funktionsbereich 14 und der inneren Schwenkachse 28b des Arbeitsauslegers 6 entspricht, der Abstützbereich 16. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um den äußeren Endabschnitt 35 des äußeren Auslegerarms 7b.At the inner pivot axis 28a remote outer end portion 34 the outer boom 6b of the labor boom 6 is expediently the functional area 14 with the fixed or fixable end effector three , On the outer arm 7b of the outrigger 7 is located at a distance to the associated inner pivot axis 29b , which is the distance between the functional area 14 and the inner pivot axis 28b of the labor boom 6 corresponds to the support area 16 , Preferably this is the outer end section 35 the outer boom 7b ,
In der Zeichnung ist durch Doppelpfeile 36a, 36b illustriert, wie der innere Auslegerarm 6a des Arbeitsauslegers 6 und der vertikal darunter liegende innere Auslegerarm 7a des Abstützauslegers 7 horizontal um die jeweils zugeordnete innere Schwenkachse 28b, 29b verschwenkbar sind. Außerdem ist durch Doppelpfeile 37a, 37b die horizontale Verschwenkbarkeit jedes äußeren Auslegerarmes 6b, 7b um die jeweils zugeordnete Zwischen-Schwenkachse 28a, 29a illustriert. In den 5 und 6 sind die Bezugszeichen der zum Abstützausleger 7 gehörenden Bestandteile in Klammern gesetzt, weil diese Bestandteile durch den darüber angeordneten Arbeitsausleger 6 verdeckt werden.In the drawing is by double arrows 36a . 36b Illustrates how the inner cantilever arm 6a of the labor boom 6 and the inner cantilever arm vertically below 7a of the outrigger 7 horizontally around the respectively assigned inner pivot axis 28b . 29b are pivotable. Also, by double arrows 37a . 37b the horizontal pivotability of each outer arm 6b . 7b around the respectively assigned intermediate pivot axis 28a . 29a illustrated. In the 5 and 6 are the reference numerals to the support boom 7 belonging components in parentheses, because these components by the overhead work boom 6 to be covered.
Die beiden inneren Auslegerarme 6a, 7a sind nur einheitlich, also stets nur gleichzeitig und gleichsinnig um die inneren Schwenkachsen 28b, 29b verschwenkbar. Dies wird durch eine Komponente der Koordinationsmittel 18 bewirkt, durch die die beiden inneren Auslegerarme 6a, 7a drehmomentsteif beziehungsweise drehfest miteinander verbunden sind. Bei dieser Komponente handelt es sich exemplarisch um eine Drehmomentübertragungsstange 38, deren Längsachse mit den inneren Schwenkachsen 28b, 29b zusammenfällt und die sich vertikal mindestens zwischen den beiden inneren Auslegerarmen 6a, 7a erstreckt. Die Drehmomentübertragungsstange 38 ist außen unrund profiliert und greift in eine entsprechend unrund profilierte Ausnehmung des inneren Endabschnittes 32, 33 jedes inneren Auslegerarmes 6a, 7a ein. Ein horizontales Verschwenken des zum Arbeitsausleger 6 gehörenden inneren Auslegerarmes 6a hat somit stets ein gleichzeitiges Verschwenken des zum Abstützausleger 7 gehörenden inneren Auslegerarmes 7a zur Folge.The two inner extension arms 6a . 7a are only uniform, so always only at the same time and in the same direction around the inner pivot axes 28b . 29b pivotable. This is done by a component of the coordinating agent 18 caused by the two inner extension arms 6a . 7a torsionally stiff or rotatably connected to each other. This component is an example of a torque transmission rod 38 , whose longitudinal axis with the inner pivot axes 28b . 29b coincides and is vertical at least between the two inner cantilever arms 6a . 7a extends. The torque transmission rod 38 is profiled on the outside out of round and engages in a correspondingly out of round profiled recess of the inner end portion 32 . 33 each inner cantilever arm 6a . 7a one. A horizontal pivoting of the boom 6 belonging inner cantilever arm 6a thus always has a simultaneous pivoting of the support boom 7 belonging inner cantilever arm 7a result.
Damit durch diese drehmomentsteife Verbindung die Vertikalbewegung 13 des Arbeitsauslegers 6 nicht beeinträchtigt wird, ist der innere Auslegerarm 6a des Arbeitsauslegers 6 von der Drehmomentübertragungsstange 38 linear verschieblich durchsetzt, so dass dieser innere Auslegerarm 6a bei der Vertikalbewegung 13 entlang der Drehmomentübertragungsstange 38 verschoben wird, ohne dass die drehmomentsteife Verbindung aufgehoben würde.Thus by this torque-rigid connection, the vertical movement 13 of the labor boom 6 is not affected is the inner boom 6a of the labor boom 6 from the torque transmission rod 38 interspersed linearly displaceable, so that this inner cantilever arm 6a in the vertical movement 13 along the torque transmission rod 38 is moved without the torque-stiff connection would be canceled.
Zu den Koordinationsmitteln 18 des Ausführungsbeispiels gehören weiterhin eine sich vertikal zwischen den beiden inneren Auslegerarmen 6a, 7a erstreckende Koppelstange 42 und zwei jeweils einem der beiden Ausleger 6, 7 zugeordnete Übertragungseinheiten 43, 44. Die Koppelstange 42 ist bezüglich beider innerer Auslegerarme 6a, 7a um ihre vertikal ausgerichtete Längsachse verdrehbar gelagert, wobei die dem Arbeitsausleger 6 zugeordnete erste Übertragungseinheit 43 die relative Schwenkbewegung zwischen dem inneren und äußeren Auslegerarm 6a, 6b des Arbeitsauslegers 6 in eine Drehbewegung der Koppelstange 42 überträgt und wobei die dem Abstützausleger 7 zugeordnete zweite Übertragungseinheit 44 die derart erzeugte Drehbewegung der Koppelstange in eine relative horizontale Schwenkbewegung zwischen dem inneren und äußeren Auslegerarm 7a, 7b des Abstützauslegers 7 überträgt. Auf diese Weise ergibt sich durch die Koppelstange 42 und die beiden Übertragungseinheiten 43, 44 eine Synchronisation zwischen den innerhalb der beiden Ausleger 6, 7 zwischen den dortigen inneren und äußeren Auslegerarmen 6a, 6b; 7a, 7b stattfindenden relativen Schwenkbewegungen. Außerdem wird durch die Drehmomentübertragungsstange 38 die bezüglich der Tragstruktur 4 stattfindende Schwenkbewegung der beiden inneren Auslegerarme 6a, 7a synchronisiert.To the coordination means 18 of the embodiment further includes a vertically between the two inner cantilever arms 6a . 7a extending coupling rod 42 and two each one of the two arms 6 . 7 assigned transmission units 43 . 44 , The coupling rod 42 is with respect to both inner cantilever arms 6a . 7a mounted rotatably about their vertically oriented longitudinal axis, wherein the working boom 6 associated first transmission unit 43 the relative pivotal movement between the inner and outer cantilever arms 6a . 6b of the labor boom 6 in a rotational movement of the coupling rod 42 transmits and wherein the the support arm 7 associated second transmission unit 44 the thus generated rotational movement of the coupling rod in a relative horizontal pivotal movement between the inner and outer arm 7a . 7b of the outrigger 7 transfers. In this way results from the coupling rod 42 and the two transmission units 43 . 44 a synchronization between the inside of the two arms 6 . 7 between the local inner and outer cantilever arms 6a . 6b ; 7a . 7b taking place relative pivoting movements. In addition, through the torque transmission rod 38 with respect to the support structure 4 taking place pivotal movement of the two inner extension arms 6a . 7a synchronized.
Die beiden Übertragungseinheiten 43, 44 sind zweckmäßigerweise identisch ausgebildet. Exemplarisch enthält jede Übertragungseinheit 43, 44 ein bezüglich der zugeordneten Zwischen-Schwenkachse 28a, 29a koaxiales erstes Antriebselement 43a, 44a, das bezüglich des zugeordneten äußeren Auslegerarmes 6b, 7b unverdrehbar angeordnet ist, so dass es bei einer zwischen dem inneren und äußeren Auslegerarm 6a, 6b; 7a, 7b stattfindenden relativen Schwenkbewegung um die zugeordnete Zwischen-Schwenkachse 28a, 29a relativ zum inneren Auslegerarm 6a, 7a verdreht wird. Das erste Antriebselement 43a, 44a ist bevorzugt nach Art einer Scheibe ausgebildet und trägt am Außenumfang eine geeignete Kraftübertragungsstruktur, beispielsweise eine Verzahnung nach Art eines Ritzels.The two transmission units 43 . 44 are expediently identical. As an example, each transmission unit contains 43 . 44 a with respect to the associated intermediate pivot axis 28a . 29a coaxial first drive element 43a . 44a with respect to the associated outer cantilever arm 6b . 7b is arranged non-rotatably, so that it is at a between the inner and outer arm 6a . 6b ; 7a . 7b taking place relative pivotal movement about the associated intermediate pivot axis 28a . 29a relative to the inner boom 6a . 7a is twisted. The first drive element 43a . 44a is preferably formed in the manner of a disc and carries on the outer circumference of a suitable power transmission structure, such as a toothing in the manner of a pinion.
Jede Übertragungseinheit 43, 44 enthält des Weiteren ein mit Abstand zu der Zwischen-Schwenkachse 28a, 29a am zugeordneten inneren Auslegerarm 6a, 7a um eine vertikale Drehachse 45, 46 verdrehbar gelagertes zweites Antriebselement 43b, 44b, dessen Struktur zweckmäßigerweise derjenigen des zum gleichen Ausleger 6, 7 gehörenden ersten Antriebselementes 43a, 44a entspricht. Mit anderen Worten verfügt es an seinem Außenumfang auch über eine geeignete Kraftübertragungsstruktur.Each transmission unit 43 . 44 further includes a distance from the intermediate pivot axis 28a . 29a on the associated inner boom 6a . 7a around a vertical axis of rotation 45 . 46 rotatably mounted second drive element 43b . 44b whose structure is expediently that of the same cantilever 6 . 7 belonging first drive element 43a . 44a equivalent. In other words, it also has a suitable power transmission structure on its outer circumference.
Die beiden zweiten Antriebselemente 43b, 44b sind über die Koppelstange 42 drehfest miteinander verbunden. Sie können also nur eine einheitliche Drehbewegung ausführen, sich also stets nur gleichzeitig und gleichsinnig drehen.The two second drive elements 43b . 44b are over the coupling rod 42 rotatably connected. So you can only perform a uniform rotation, so always rotate only simultaneously and in the same direction.
Jede Übertragungseinheit 43, 44 enthält schließlich auch noch einen um das zugeordnete erste und zweite Antriebselement 43a, 43b; 44a, 44b gemeinsam herumgeschlungenen Übertragungsstrang 43c, 44c, durch den das erste und zweite Antriebselement 43a, 43b; 44a, 44b antriebsmäßig miteinander verbunden sind. Der Übertragungsstrang 43c, 44c ist ringförmig in sich geschlossen ausgebildet und verfügt quer zu seiner Längsrichtung über eine ausreichende Flexibilität oder Biegbarkeit, um um die beiden Antriebselemente 43a, 43b; 44a, 44b umlaufen zu können. Beim Ausführungsbeispiel ist er als Zahnriemen oder Kette konzipiert, wobei er mit der am jeweiligen Antriebselement 43a, 43b; 44a, 44b ausgebildeten Kraftübertragungsstruktur in Eingriff steht.Each transmission unit 43 . 44 finally also contains one for the associated first and second drive element 43a . 43b ; 44a . 44b together around stranded transmission line 43c . 44c through which the first and second drive elements 43a . 43b ; 44a . 44b are drivingly connected to each other. The transmission line 43c . 44c is formed annularly closed in itself and has transversely to its longitudinal direction over a sufficient flexibility or bendability to the two drive elements 43a . 43b ; 44a . 44b to be able to run around. In the embodiment, it is designed as a toothed belt or chain, where it is with the on the respective drive element 43a . 43b ; 44a . 44b trained power transmission structure is engaged.
Die Koppelstange 42 ist beim Ausführungsbeispiel nur am inneren Auslegerarm 7a des Abstützauslegers 7 axial unbeweglich fixiert. Seitens des inneren Auslegerarmes 6a des Arbeitsauslegers 6 ist die Koppelstange 42 derart mit dem dortigen zweiten Antriebselement 43b verbunden, dass einerseits die Übertragung eines Drehmomentes möglich ist, andererseits aber das zweite Antriebselement 43b relativ zu der Koppelstange 42 in deren Längsrichtung und mithin vertikal verschiebbar ist. Auf diese Weise bleibt die drehfeste Koppelverbindung zwischen dem zweiten Antriebselement 43b und der Koppelstange 42 unabhängig davon erhalten, welche Vertikalposition der Arbeitsausleger 6 momentan einnimmt.The coupling rod 42 is in the embodiment only on the inner boom 7a of the outrigger 7 Fixed axially immovable. On the side of the inner cantilever arm 6a of the labor boom 6 is the tie rod 42 such with the local second drive element 43b connected, on the one hand, the transmission of torque is possible, on the other hand, but the second drive element 43b relative to the coupling rod 42 in the longitudinal direction and thus is vertically displaceable. In this way, the rotationally fixed coupling connection between the second drive element remains 43b and the coupling rod 42 regardless of what vertical position of the work boom 6 currently occupies.
Die Horizontalbewegung jedes Auslegers 6, 7 enthält beim Ausführungsbeispiel eine Schwenkbewegung bezüglich der Tragstruktur 4 um eine vertikale Schwenkachse, die beim Ausführungsbeispiel gemeinsam von den beiden zueinander koaxialen inneren Schwenkachsen 28b, 29b definiert ist. Wenn jeder Ausleger 6, 7 abweichend vom Ausführungsbeispiel nur einarmig ausgestaltet ist, ist jede Horizontalbewegung ausschließlich eine Schwenkbewegung, wobei sich der Funktionsbereich 14 und der Abstützbereich 16 jeweils entlang eines Kreisbogens bewegen.The horizontal movement of each jib 6 . 7 contains in the embodiment a pivoting movement with respect to the support structure 4 about a vertical pivot axis, the common in the embodiment of the two coaxial inner pivot axes 28b . 29b is defined. If every boom 6 . 7 deviating from the embodiment is configured only one arm, each horizontal movement is exclusively a pivoting movement, wherein the functional area 14 and the support area 16 each move along a circular arc.
Zu dem Abstützmittel 17 ist noch nachzutragen, dass Selbiges selbstverständlich auch eine vom Ausführungsbeispiel abgewandelte Struktur haben kann und sich insbesondere auch aus mehreren Komponenten zusammensetzen kann, die insbesondere eine größerflächig verteilte Krafteinleitung in die Grundfläche 2 ermöglichen. Im Übrigen empfiehlt es sich, das Abstützmittel derart unterhalb des Arbeitsauslegers 6 zu positionieren, dass es vertikal direkt unterhalb des während des Betriebes der Handhabungsvorrichtung 1 zu erwartenden Lastschwerpunktes des Arbeitsauslegers 6 positioniert ist.To the support means 17 It should also be added that the same, of course, can also have a structure modified from the exemplary embodiment and in particular can also be composed of several components, in particular a force distribution distributed over a large area into the base area 2 enable. Incidentally, it is recommended that the support means so below the work boom 6 to position it vertically just below the during operation of the handling device 1 expected load center of the work boom 6 is positioned.
