DE102014015066A1 - Modulus of preferably linear translation translation and the bar of variable length at its bottom - Google Patents
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Abstract
Modul der vorzugsweise geradlinigen Translationsumstellung und die Stange der Variablenlänge auf seinem Grund aus der Basisrahmen (1) und beweglichen Rahmen (2), die paarweise mit Hilfe der Wendendetails in der Art der Hebel der gleichen Länge verbinden; dieser Modul und die Stange enthalten einen Antrieb mit Möglichkeit der Drehung der Wellen mit den Hebel, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendendetails die Form der Gabelzugleisten (3), (4), (5), (6) haben, und die Paarweiseverbindungen miteinander mit den Rahmen (1) und (2) haben, wobei die Rahmen können abhängig von der Länge der Zugleisten sowohl die Rahmen (1) und (2) die parallele als auch eine geneigte miteinander Anordnung haben, wobei die Gabelzugleisten (3), (4), (5), (6) können paarweise sowohl im Raum jedes Moduls als auch außer des Raums anordnen sein, wobei die Stange der Variablenlänge aus den Modul mit der nacheinander Verminderung ihrer Maßen bestechen kann.Module of preferably straight-line translation change and the rod of the variable length on its base of the base frame (1) and movable frame (2) connecting in pairs by means of the turning details in the nature of the levers of the same length; this module and the rod include a drive with possibility of rotation of the shafts with the levers, characterized in that the turning details have the shape of the Gabelzugleisten (3), (4), (5), (6), and the pairwise connections with each other have the frame (1) and (2), wherein the frames may have both the frame (1) and (2) the parallel and an inclined arrangement with each other, depending on the length of the drawbars, wherein the Gabelzugleisten (3), (4 ), (5), (6) can be arranged in pairs both in the space of each module and outside the room, whereby the bar of variable length can bribe the module with successively reducing its dimensions.
Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Mechanik, Maschinenbau, insbesondere den Manipulator der Roboter und anderen Aggregate der ähnlichen Bestimmung. Die Anwendung dieses Konzeptes lässt die Massen der beweglichen Details dieser oben genannten Einrichtungen vermindern und folglich die Energieverbrauch für die Umstellung der Gesamtnutzlasten infolge der Versenkung der dynamischen Verluste zu vermindern. Die Erfindung kann man auch in der Eigenschaft als der verschiedenen Heber, sowohl einzeln Aggregat als auch in Angehören verschiedener zum Beispiel technologischen Linien, benutzen. Dabei lässt die Erfindung die Außenabmessungen der Manipulatoren und folglich der oben genannten Aggregate sowohl im Ausgangs- als auch im Ausgangszustand, zu verkürzen.The invention relates to the field of mechanics, engineering, in particular the manipulator of robots and other aggregates of similar determination. The application of this concept reduces the masses of moving details of these devices mentioned above, and consequently reduces the energy consumption for the conversion of the total payloads due to the sinking of the dynamic losses. The invention may also be used in the capacity of the various lifters, both individually and in terms of different technological lines, for example. In this case, the invention allows the outer dimensions of the manipulators and consequently of the above-mentioned units in both the initial and in the initial state, to shorten.
Stand der TechnikState of the art
Bekannt ist das Gerät
Im bekannten „Messroboter” (s.
Die analogischen Eigenschaften hat der „Industrieroboter” mit einer aufschiebbaren Stange (
Die breite Anwendung haben die „Gelenkroboter” gemäß dem konstruktiven Schema (
Dieser Roboter hat das überschüssige Steuerungssystem, zum Beispiel: für die sogar sehr kleiner Umstellung der Gesamtnutzlast (
In der Bedingungen Hochproduktivität, zum Beispiel in der Produktionsabteilungen der Karosserien der Autobetrieben mit großen Zahl der Roboter für Widerstandspunktschweißen bei der schritten Umstellung vom vorherigen Schweißpunkt zu weiteren, entsteht der erhöhte Energieverbrauch.In conditions of high productivity, for example, in production departments of bodies of automobile manufacturers with a large number of robots for resistance spot welding at step change from the previous welding point to others, there is an increased energy consumption.
Solche Manipulatoren aus 2 einarmigen Hebeln haben die kosmischen Raumtransportfahrzeugen (Quelle 3 Internet Google 2887X1968) für die Bringung und Übertragung verschiedener Lasten an den kosmischen Stationen, die sich an den Orbit, zum Beispiel der Erde, befinden. Solche Konstruktionen der Manipulatoren haben auch die Mondfahrzeuge und Marsfahrzeuge zum Beispiel für die Bringung des Probenehmers im Sollpunkt, des Fotokammers und anderen Geräte und so weiter (s. Quelle – 3a Internet, zum Beispiel, „Yahoo”, Marsfahrzeug „Curiositi”, Komplizierte Ladung). Die Anwendung solchen Manipulatoren in oben genannten kosmischen Aggregaten führen zu ihrer überschüssigen Maßen im Transportzustand und Massen und folglich zum überschüssigen Verbrauch des Kraftstoffs. Diese Manipulatoren aus zwei einarmigen Hebeln im Ausgangszustande vergrößern die Begrenzungsmaße dieser kosmischen Objekte. Es erhöht den Widerstand der Luft vom Start bis dem Eingang im Luftleeren Raum, was ergänzend den Verbrauch des kosmischen Kraftstoffs vergrößert.Such manipulators of 2 one-armed levers have the cosmic spacecraft (Source 3 Internet Google 2887X1968) for bringing and transmitting various loads at the cosmic stations that are at orbit, for example, the Earth. Such manipulator designs also have lunar vehicles and Martian vehicles, for example, for bringing the sampler to the set point, photocouple and other equipment and so on (see Source - 3a Internet, for example, "Yahoo", Mars vehicle "Curiositi", Complicated Charge ). The use of such manipulators in the above-mentioned cosmic aggregates lead to their excess dimensions in the transport state and masses and consequently to the excess consumption of the fuel. These manipulators of two single-arm levers in the initial state increase the bounds of these cosmic objects. It increases the resistance of the air from the start to the entrance in the evacuated space, which in addition increases the consumption of the cosmic fuel.
Bekannt ist die Einrichtung „Scherenhubachse” (s.
Die bekannten konstruktiven Schemas der verschiedenen Manipulatoren und ihren Arbeitsräume werden in der
Es ist bekannt die „Vorrichtung für Geradebewegung”
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung in der Art eines unifizierten Moduls ebenso einer Stange der Variablenlänge aus notwendiger Zahl dieser Moduln für die vorzugsweise geradlinigen Translationsumstellung einer Gesamtnutzlast; der Modul und entsprechend diese Stange muss die verminderten, im Vergleich zu der existierenden Einrichtungen der Analogbestimmungen, Massen beweglichen Details und Baugruppen, mit der erhöhten Positionierungsgenauigkeit, mit der vereinfachten Steuersysteme, mit der Möglichkeit des Funktionierens in allen Richtungen im Raum und mit senkten Verbrauch Energie für der Funktionieren, mit der minimalen Begrenzungsmaßen in dem Arbeits- und Ausgangszustand; die Umstellungen der Gesamtnutzlast muss nur infolge der Änderungen der Länge dieser Stange aus der notwendigen Zahl der Modul ausführen; die Konstruktionsschema des Moduls und der Stange der Variablenlänge muss auch die Möglichkeit der krummlinige Trajektorie der Umstellung der Gesamtnutzlast vorhersehen.The aim of the invention is therefore to provide a device in the manner of a unified module as well as a rod of the variable length of necessary number of these modules for the preferably straight-line translation conversion of a total payload; the module and, correspondingly, this rod must have the reduced details and assemblies, in comparison to the existing equipments of the analogues, masses movable, with the increased positioning accuracy, with the simplified control systems, with the possibility of functioning in all directions in space and with reduced consumption of energy for functioning, with the minimum limits in the working and starting condition; Adjustments of the total payload should be carried out only as a result of changes in length of this rod from necessary number of modules; the design scheme of the module and variable length bar must also predict the possibility of the curvilinear trajectory of total payload conversion.
Das Ziel wird dadurch erreicht, dass der Modul das Basisrahmen und das bewegliche Rahmen, die zwischen einander mit Hilfe zwei Paare der vorzugsweise gabelförmigen Zugleisten, mit der senkrechten ihrer Wendenachsen verbunden werden, enthält; jede gabelförmige Zugleiste wird mit Hilfe der Buchsen am entsprechenden Rahmen mit der Möglichkeit der Wendung befestigt; die Zugleisten können sowohl in dem Raum des Moduls als auch außen ihn anordnen; die Zapfen der Zugleisten verbinden sich mit den Rahmen mit Hilfe der Buchsen, die Achsenbewegungen der Zugleisten begrenzen. Die Zugleisten jedes Rahmens können mit Hilfe der Kegelzahnräder an ihren Zapfen verbunden sein; der Modul kann mindestens eines Antrieb zum Beispiel in Art eines reversibel elektromechanischen Längsmechanismus oder Hydrozylinders haben für die gegenseitigen vorzugsweise schlüssigen geradlinigen Umstellung der Rahmen enthält; jeder Antrieb hat die gelenkig Befestigung, vorzugsweise mit den Zapfen, die die Diagonalanordnung an der Rahmen haben; die Antrieben können die analogen Befestigungen an den Stangen der Variablenlänge aus 2 und mehr Moduln haben; jeder Modul oder Stange der Variablenlänge können die Anlage für die Beseitigung oder bedeutenden Verminderung der Lüfte in der Gelenken – enthalten; die alle trägen Details sowohl des Moduls als auch der ganze Stange der Variablenlänge ebenso der Antrieb werden nur die Deformation der Druck und Zug, das heißt ohne der Deformationen der Biegung wahrnehmen. Es bedeutet, dass die Querschnitte und folglich der Metallansatz, und deshalb die Massen der beweglichen trägen Details und Baugruppen, zum Beispiel, der Manipulator der Roboter und anderen ähnlichen Einrichtungen, vermindern werden. Dabei vermindert sich auch das Trägheitsschwingmoment bei der Wendung der entsprechenden Tragdetails, was ergänzend die dynamischen Widerstände vermindert. Es kann den Verbrauch der Energie, besonders bei großen Beschleunigungen, zu versenken lässt. Die krummlinige Trajektorie der Gesamtnutzlast und folglich die entsprechenden Form des Moduls ebenso der Stange kann man mit Hilfe einer Differenz der verschiedenen Abstande zwischen der Achsen der Zapfen der Zugleisten und der Achsen der Paare ihrer Gelenken.The object is achieved by the module comprising the base frame and the movable frame which are connected between each other by means of two pairs of preferably fork-shaped pulling strips, with the vertical of their turning axes; each bifurcated pull bar is fastened by means of the bushings to the corresponding frame with the possibility of turning; the drawstrings can arrange it both in the space of the module and on the outside; the pins of the drawbars connect to the frames by means of the bushes which limit the movements of the drawbars. The drawbars of each frame can be connected by means of the bevel gears on their pins; the module can have at least one drive, for example in the form of a reversible electromechanical longitudinal mechanism or hydraulic cylinder, for the mutual, preferably conclusive rectilinear changeover of the frame; each drive has the hinged attachment, preferably with the pins having the diagonal arrangement on the frame; the drives can have the analog fixtures at the variable length bars of 2 and more modules; each module or bar of variable length can contain the facility for the elimination or significant reduction of the air in the joints -; All lazy details of both the module and the whole rod of variables length as drive will only perceive deformation of pressure and tension, that is without deformation of a bend. It means that the cross sections and consequently the metal approach, and therefore will lessen the masses of mobile sluggish details and assemblies, for example, the manipulator of robots and other similar devices. This also reduces the moment of inertia in the turn of the corresponding support details, which additionally reduces the dynamic resistance. It can lower the consumption of energy, especially at high accelerations. The curvilinear trajectory of the total payload and consequently the corresponding shape of the module as well as the rod can be determined by means of a difference of the different distances between the axes of the pins of the drawbars and the axes of the pairs of their joints.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention will be explained below with reference to the illustrated embodiments.
Es zeigen:Show it:
Der Modul der vorzugsweise geradlinigen Translationsumstellung besteht aus den Basisrahmen (
Gemäß der Variante 2 besteht diese Einrichtung aus 3 vorzugsweise dünnen 3 Stahltrosse (
Der Manipulator des Roboters kann zum Beispiel eine Kombination aus den vertikalen und horizontalen Stangen der Variablenlänge (S1) und (S2) enthalten, wobei die Stange (S2) in horizontale Ebene wenden kann. An den Enden der Stange (S2) wird mit der Möglichkeit der Wenden in horizontalen und vertikalen Ebenen ebenso um der horizontalen Achse eine Gesamtnutzlast, zum Beispiel Schweißzange, befestigt (s.
Die Stangen der Variablenlänge (SM1, SM2) in entsprechenden Kombinationen kann an den Mars- und Mondfahrzeuge (s.
Die
Gemäß der
Der Modul der geradlinigen Translationsumstellung und die Stange der Variablenlänge auf seinem Grund funktioniert wie folgt:
Im Ausgangzustand des einzigen Moduls hat der Antrieb (
In the initial state of the single module, the drive (
Alle beliebigen Leistungen, unabhängig von der Anordnung und Richtungen ihrer Vektoren in Beziehung zur Achse (Z) in dem Raum, werden nur der Zugleisten, und der längsläufigen Antriebe (
Dabei befindet sich die Einteilung der Funktionen: der Antrieb oder die Antriebe (
Die Länge des einzigen Moduls (M) oder der Stange der Variablenlänge (S) kann man infolge entsprechender Änderungen der Längen des geradlinigen Antriebs (
Bei jeden Anhalt des Antrieb (
Gemäß der Variante 2 (s.
Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:
- – Die Möglichkeit in den verschiedenen Manipulator anstatt der traditionellen Kombination der zwei eiarmigen
Hebel mit den 3Antrieben und 4 Steuersystem für geradlinige Umstellung einer Gesamtnutzlast infolge der Verlängerung oder Verkürzung eines Moduls oder einer Stangeder Variablenlänge mit 1oder 2Antriebe und 1 Steuersystem zu anwenden. - – Das Fehlen Führungselemente des Typs „Stift-Buchse” für die geradlinigen Bewegung, was zu verkürzen die Länge verschiedener Einrichtungen lässt.
- – Im Ausgangzustand sind minimalen die Maße des einzigen Moduls ebenso der Stange der Variablenlänge I, über der Achse Z.
- – Die Tragdetails – die Zugleisten – unterziehen nur die Deformationen von der Druck und Zug, was die Möglichkeit der Verminderung der Arbeitsschnitten, und folglich der Masse der Konstruktionen versorgt.
- – Die bedeutende Verminderung der Masse der beweglichen Details und deshalb die bedeutende Reduzierung der dynamischen Widerstände der beweglichen Details, und folglich, des Energieverbrauchs bei der Arbeit dieser und ähnlichen Aggregate.
- – Die Möglichkeit der Anwendung des Konzeptes dieser Erfindung in verschiedener Einrichtungen, unter anderen in den Roboter und in den Objekte kosmischen Bestimmung zum Beispiel in Mars- und Mondfahrzeuge, Raumtransportfahrzeuge und anderen ähnlichen Objekte, unter anderen Unterwassereinrichtungen.
- – Die minimaler Umgrenzungsmaße sowohl im Ausgangs- als auch im Arbeitszustand. Die Möglichkeit der Anwendung dieses Konzeptes in der Konstruktionen der Hebezeuge und Überladegeräte der Technologischen Linien, was die Höhe der Einrichtungen und folglich der Abteilung zu verkürzen lässt.
- – Die Stange der Variablenlänge ohne Betrieb kann die Funktion des Führungselementes verschiedener zum Beispiel den Brücken- oder Bockkrane ausführen. Für dieses Ziel kann man zwischen der Laufkatze und dem Nackengeschirr diese Stange montieren.
- - The possibility to apply in the different manipulator instead of the traditional combination of the two levered levers with the 3 drives and 4 control system for straightforward conversion of a total payload as a result of the extension or shortening of a module or a rod of variable length with 1 or 2 drives and 1 control system.
- - The absence of guide elements of the type "pin-socket" for the linear movement, which allows to shorten the length of various facilities.
- In the initial state, the minimum dimensions of the single module are also the bar of the variable length I, above the axis Z.
- - The carrying details - drawstrings - subject only to deformations pressure and tension that provides a possibility of reduction of working sections, and therefore mass of designs.
- - Considerable reduction of weight of mobile details and therefore considerable reduction of dynamic resistances of moving details, and therefore, energy consumption at work of these and similar units.
- The possibility of applying the concept of this invention in various devices, among others in the robot and in the objects of cosmic destination, for example in Mars and moon vehicles, space vehicles and other similar objects, among other underwater devices.
- - The minimum boundary dimensions in both home and working conditions. The possibility of using this concept in the constructions of hoists and overhead loaders of the technological lines, which makes it possible to shorten the height of the facilities and consequently of the department.
- - The rod of variable length without operation can perform the function of the guide element of various, for example, the bridge or gantry cranes. For this purpose you can mount this rod between the trolley and the neck harness.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008045868 A1 [0011] DE 102008045868 A1 [0011]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- „Zylinderkoordinatengeometrie” (s. Stefan Hesse „Bildwörterbuch Handhabungstechnik-Robotik-Künstliche intelligent” – Quelle 1), Seite 25 [0002] "Cylinder Coordinate Geometry" (see Stefan Hesse "Bildwörterbuch Handling Engineering-Robotics-Artificial Intelligent" - Source 1), page 25 [0002]
-
„handlich Know-How” vom Dr. Ing. Stefan Hesse Handhabungstechnik von A bis Z Publishing GmbH” – Quelle 2, Seite 262 [0003] "Handy know-how" from Dr. Ing. Ing. Stefan Hesse Handling Technology from A to Z Publishing GmbH "-
Source 2, page 262 [0003] -
s. Quelle 1, Seite 55 [0004] s.
Source 1, page 55 [0004] -
s. Quelle 1, Seite 7 [0005] s.
Source 1, page 7 [0005] -
Quelle 2, Seiten 371, 372 [0009]
Source 2, pages 371, 372 [0009] - Quelle 4 – („Dubel, Taschenbuch für die Maschinenbau, Herausgegeben von K.-H. Grote und J Feldhusen, Springer”, Seite T-99, Bild 1) [0010] Source 4 - ("Dubel, Paperback for Mechanical Engineering, Edited by K.-H. Grote and J Feldhusen, Springer", page T-99, Figure 1) [0010]
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