DE1138907B

DE1138907B - Manipulator for the remote-controlled handling of objects

Info

Publication number: DE1138907B
Application number: DEG24743A
Authority: DE
Inventors: Charles H Bergsland; Robert S Hedin
Original assignee: General Mills Inc
Current assignee: General Mills Inc
Priority date: 1958-06-12
Filing date: 1958-06-12
Publication date: 1962-10-31

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

G24743XI/35bG24743XI / 35b

ANMELDETAG: 12. JUNI 1958REGISTRATION DATE: JUNE 12, 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 31. OKTOBER 1962 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: OCTOBER 31, 1962

Gegenstand der Erfindung ist ein Manipulator zur ferngesteuerten Handhabung von Gegenständen in einem z. B. infolge herrschender Radioaktivität nicht betretbaren Raum, mit einem Schulterglied, einem daran angelenkten Oberarmglied und einem mit dem letzteren über ein Ellenbogengelenk verbundenen Unterarmglied, das mittels eines Antriebs um die Achse des Ellenbogengelenks schwenkbar ist, sowie mit einem mit dem Unterarmglied drehbar verbundenen Handglied, das mit einer Greifeinrichtung ausgerüstet ist.The invention relates to a manipulator for the remote-controlled handling of objects in a z. B. due to the prevailing radioactivity inaccessible space, with a shoulder limb, a the limb of the humerus articulated to it and a limb of the forearm connected to the latter via an elbow joint, which is pivotable about the axis of the elbow joint by means of a drive, as well as with a hand member rotatably connected to the forearm member and equipped with a gripping device.

Bei einem bekannten Manipulator dieser Art befindet sich die Schwenkachse des Unterarmgliedes in größerem Abstand von dessen Schwerpunkt. Das Unterarmglied und die mit ihm verbundenen Teile üben daher in der Regel ein erhebliches Drehmoment bezüglich der Drehachse aus, welches durch den Antrieb kompensiert werden muß. Abgesehen davon, daß hierdurch die Antriebsorgane kräftiger und daher schwerer und sperriger ausgebildet sein müssen, erschwert die Notwendigkeit, ständig ein Kompensationsdrehmoment aufzubringen, das feinfühlige Steuern der Bewegungen des Unterarmes. Ein weiterer Nachteil des bekannten Manipulators liegt darin, daß infolge der Motoranordnung ein außerordentlich komplizierter Differentialmechanismus erforderlich ist, um die Bewegung des Unterarmgliedes von der Greifbewegung unabhängig zu machen. Dieser Differentialmechanismus macht den bekannten Manipulator teuer und störanfällig.In a known manipulator of this type, the pivot axis of the forearm member is in greater distance from its center of gravity. The limb and the parts connected to it therefore usually exert a considerable torque with respect to the axis of rotation, which is generated by the drive must be compensated. Apart from the fact that this makes the drive organs more powerful and therefore Must be made heavier and more bulky, complicates the need for constant compensation torque to apply the sensitive control of the movements of the forearm. Another The disadvantage of the known manipulator is that, as a result of the motor arrangement, it is extremely complicated Differential mechanism is required to prevent the movement of the forearm limb from the grasping movement to make independent. This differential mechanism makes the well-known manipulator expensive and prone to failure.

Es ist ferner ein Manipulator bekannt, der zwei zweigliedrige Lastarme aufweist, die mittels Schultergelenken auf Tragsäulen gelagert sind. Die beiden Lastarmglieder sind jeweils durch Ellenbogengelenke miteinander verbunden. Die Lastarme können gehoben, gesenkt sowie seitlich verschwenkt und verdreht werden. Der Manipulator arbeitet mittels Preßluftantrieb, wobei die Kraft von den Druckzylindern auf die zu betätigenden Organe durch Seilzüge übertragen wird. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, das Unterarmglied um seine Achse zu drehen. Dieser Mangel an Beweglichkeit wirkt sich in der Praxis außerordentlich störend aus, da z. B. mit dem Manipulator keine Schrauben gelöst oder angezogen werden können. Ferner ist auch hier die Schwenkachse des Unterarmgliedes in größerem Abstand vom Schwerpunkt desselben angeordnet, so daß zum Bewegen des Unterarmgliedes größere Kräfte erforderlich sind. Ein genaues Steuern des Unterarmgliedes ist somit unmöglich.There is also a manipulator known which has two two-part load arms, which by means of shoulder joints are mounted on support pillars. The two load arm links are each through elbow joints connected with each other. The load arms can be raised, lowered as well as swiveled and twisted to the side will. The manipulator works by means of compressed air drive, with the force from the pressure cylinders is transmitted to the organs to be operated by cables. For this reason it is not possible to rotate the forearm limb around its axis. This lack of agility has an impact in practice extremely disturbing, as z. B. no screws are loosened or tightened with the manipulator can. Furthermore, the pivot axis of the forearm member is at a greater distance from the Center of gravity of the same arranged, so that greater forces are required to move the forearm limb are. Precise control of the forearm limb is therefore impossible.

Auch ist ein handbetätigbarer Manipulator bekannt, bei dem die Bewegungen eines Steuerarmes über eine Anzahl von Seilzügen auf einen innerhalb eines ge-A hand-operated manipulator is also known in which the movements of a control arm via a Number of cables on one within a

Manipulator zur ferngesteuerten Handhabung von GegenständenManipulator for the remote-controlled handling of objects

Anmelder:Applicant:

General Mills, Inc.,General Mills, Inc.,

Minneapolis, Minn. (V. St. A.)Minneapolis, Minn. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. Helmut Görtz, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27Representative: Dipl.-Ing. Helmut Görtz, patent attorney,
Frankfurt / M., Schneckenhofstr. 27

Charles H. Bergsland, Washington, Minn.,
und Robert S. Hedin, Pomeroy, Meigs, OhioCharles H. Bergsland, Washington, Minn.,
and Robert S. Hedin, Pomeroy, Meigs, Ohio

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden(V. St. A.),
have been named as inventors

schlossenen Raumes befindlichen Arbeitsarm übertragen werden. Infolge der Handbetätigung und der Kraftübertragung durch Seile können mit diesem Manipulator nur sehr leichte Lasten transportiert werden. Der bekannte Manipulator ist daher lediglich für Laboratoriumsarbeiten geeignet.working arm located in the closed space. As a result of manual operation and the Power transmission through ropes can only be transported with this manipulator very light loads will. The known manipulator is therefore only suitable for laboratory work.

Zweck der Erfindung ist es, einen motorgetriebenen Manipulator zu schaffen, mit dem auch Arbeitsgänge, die einen erheblichen Kraftaufwand erfordern, mit größter Genauigkeit ausgeführt werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Schwenkachse des am Oberarmglied angelenkten Unterarmgliedes etwa im Schwerpunkt des Unterarmgliedes liegt, und zwar derart, daß der Antriebsmotor zur Betätigung der Greifeinrichtung und der Antriebsmotor zur Drehung des Handgliedes um seine Längsachse in bezug auf das Unterarmglied auf der einen Seite des Unterarmgliedes und das Handglied einschließlich der Greifeinrichtung auf der anderen Seite des Unterarmgliedes angebracht sind und daß die Handglied- und Greifmittelantriebe unabhängig von der Schwenkbewegung des Unterarmgliedes betätigbar sind.The purpose of the invention is to create a motor-driven manipulator with which operations, which require a considerable amount of force, can be carried out with great accuracy. this is achieved according to the invention in that the pivot axis of the articulated on the upper arm member Forearm limb is approximately in the center of gravity of the forearm limb, in such a way that the drive motor for actuating the gripping device and the drive motor for rotating the hand member about its longitudinal axis with respect to the forearm limb on one side of the forearm limb and the hand limb including the gripping device are mounted on the other side of the forearm limb and that the Hand link and gripping means drives can be actuated independently of the pivoting movement of the forearm link are.

Durch die Anordnung der Handglied- und Greifmittelantriebsmotoren an dem dem Handglied entgegengesetzten Ende des Unterarmgliedes fallen der Schwerpunkt des Unterarmgliedes und seine Schwenkachse im wesentlichen zusammen. Das Unterarmglied befindet sich bezüglich seiner Schwenkachse in etwa im Gleichgewicht, so daß die zu seiner Bewegung erforderlichen Momente auf Kleinstwerte vermindertBy arranging the hand member and gripping means drive motors on the one opposite the hand member At the end of the forearm limb, the center of gravity of the forearm limb and its pivot axis fall essentially together. The forearm limb is located approximately with respect to its pivot axis in equilibrium, so that the moments required for its movement are reduced to the smallest values

209 679/88209 679/88

sind. Infolge der leichten Beweglichkeit des Unterarmgliedes können nicht nur sämtliche Antriebsorgane ebenfalls leicht sein, so daß der Manipulator auch verhältnismäßig billig ist; gleichwohl lassen sich auch schwierige Bewegungen des Manipulators äußerst feinfühlig und mit größter Genauigkeit ausführen. Sodann ist es ohne komplizierte Zusatzeinrichtungen möglich, das Handglied und die Greifeinrichtung mit den am Unterarmglied befestigten Antriebsmotoren unabhängig von der Schwenkbewegung des Unterarmgliedes anzutreiben.are. As a result of the easy mobility of the limb of the forearm not only can all drive elements also be light, so that the manipulator also is relatively cheap; at the same time, difficult movements of the manipulator can also be extremely difficult Execute sensitively and with the greatest accuracy. Then it is without any complicated additional equipment possible, the hand member and the gripping device with the drive motors attached to the forearm member to drive independently of the pivoting movement of the forearm limb.

Infolge der feinfühligen Beweglichkeit ist es in erfinderischer Weiterbildung des Manipulators auch möglich, unterschiedliche Greifeinrichtungen ferngesteuert auszuwechseln, indem die lösbaren Verbindungsmittel zwischen Handglied und Greifeinrichtung entsprechend ausgebildet werden. Dies ist ein besonderer Vorteil des Manipulators nach der neuen Erfindung, da die häufig z. B. radioaktiv werdende Greifeinrichtung nicht immer gefahrlos von Hand ausgewechselt werden kann.As a result of the sensitive mobility, it is also in an inventive development of the manipulator possible to exchange different gripping devices remotely by using the releasable connecting means be formed accordingly between the hand member and gripping device. This is a special one Advantage of the manipulator according to the new invention, since the often z. B. becoming radioactive gripping device can not always be replaced safely by hand.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigtFurther features, advantages and possible uses of the device according to the invention result from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. It shows

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Manipulators nach der Erfindung,Fig. 1 is a perspective view of the manipulator according to the invention,

Fig. 2 einen Einzelschritt durch das Unterarmglied des Manipulators, welcher den Mechanismus zur Betätigung des Handgliedes mit der Greifeinrichtung darstellt,2 shows a single step through the forearm limb the manipulator, which is the mechanism for actuating the hand member with the gripping device represents

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil des Unterarmgliedes, der einen Schritt beim ferngesteuerten Lösen der Greifeinrichtung vom Unterarmglied darstellt,Fig. 3 is a cross section through part of the forearm limb, the one step in the remote-controlled Represents releasing the gripping device from the forearm limb,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil des Unterarmgliedes, der einen weiteren zum Lösen der Greifeinrichtung vom Unterarmglied erforderlichen Schritt veranschaulicht,4 shows a section through a part of the forearm limb, the other for releasing the gripping device illustrates the step required by the forearm limb,

Fig. 5 eine Ansicht des Unterarmgliedes des Manipulators, teilweise im Schnitt, welche die Schritte zur Befestigung einer anderen Greifeinrichtung am Unterarmglied darstellt,Fig. 5 is a view, partially in section, of the forearm limb of the manipulator showing the steps for Represents attachment of another gripping device to the forearm limb,

Fig. 6 einen Schnitt durch das Unterarmglied, welcher den letzten Schritt beim Anbringen der anderen Greifeinrichtung an dem Unterarmglied darstellt,Fig. 6 is a section through the forearm limb showing the final step in attaching the other Represents gripping device on the forearm limb,

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Unterarmglied und das Handglied, teilweise im Schnitt, welche den Antriebsmechanismus für die Betätigung des Handgliedes darstellt,Figure 7 is a top plan view of the forearm limb and hand limb, partially in section, showing the drive mechanism for the actuation of the hand member,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 nach Fig. 7,FIG. 8 shows a section along the line 8-8 according to FIG. 7,

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie 9-9 nach Fig. 10,FIG. 9 shows a section along the line 9-9 according to FIG. 10,

Fig. 10 einen Aufriß des Oberarmgliedes, wobei ein Teil weggebrochen ist, um den Antrieb zur Betätigung des Unterarmgliedes darzustellen,Fig. 10 is an elevation of the humerus limb with a portion broken away to show the actuator for actuation of the forearm limb,

Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 nach Fig. 1 und11 shows a section along the line 11-11 according to FIGS. 1 and

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, gesehen von unterhalb der Vorrichtung zum Tragen des Schultergliedes, und zwar horizontal entlang den Stützlinien.12 is a perspective view seen from below the device for carrying the shoulder member; namely horizontally along the support lines.

Der Manipulator ist allgemein in Fig. 1 dargestellt. Er wird mittels eines Elektromotors angetrieben, der Signale von einer nicht dargestellten Fernsteuerung aufnimmt.The manipulator is shown generally in FIG. It is driven by an electric motor, the signals from a remote control, not shown records.

Grundsätzlich ist der als Ausführungsbeispiel dargestellte Manipulator am besten für Arbeiten geeignet, die genau gesteuerte Bewegungen erfordern, wie etwa für die Handhabung und den Zusammenbau kleiner Teile einer Maschinerie, für das Tragen von Behältern mit flüssigem Inhalt und andere Arbeitsgänge, welche praktisch die Fertigkeit der menschlichen Hand erfordern. Da die optimale Fertigkeit und Steuerung von der menschlichen Hand erreicht wird, ist die Arbeitsweise des Manipulators so gewählt, daß sie derjenigen der menschlichen Hand und des ArmsIn principle, the manipulator shown as an exemplary embodiment is best suited for work which require precisely controlled movements, such as for handling and assembling smaller Parts of machinery for carrying containers with liquid contents and other operations, which practically require the skill of the human hand. Because the optimal skill and control is reached by the human hand, the operation of the manipulator is chosen so that it those of the human hand and arm

ίο ähnelt.ίο is similar to.

Ein Handglied des Manipulators kann beispielsweise die in Fig. 1 mit 20 oder die in Fig. 2 mit 22 bezeichnete oder zahlreiche andere Formen besitzen und ist mit einer Greifeinrichtung ausgerüstet. Die Greifeinrichtung nach Fig. 1 weist eine Klaue 24 auf, die, wie durch Pfeil 26 angedeutet, auf eine mit ihr zusammenwirkende Klaue 28 hin oder von dieser weg bewegt werden kann, um einen Gegenstand, der aufgenommen und mit dem hantiert werden soll, zu ergreifen oder loszulassen. Diese mit dem Gegenstand hantierenden Klauenteile können Fingern entsprechen und, wie bei der menschlichen Hand, um ein Handgelenk gedreht werden. Das Handglied 20 ist, wie durch Pfeil 30 angedeutet, drehbar.A hand member of the manipulator can, for example, be that in FIG. 1 with 20 or that in FIG. 2 with 22 designated or have numerous other forms and is equipped with a gripping device. the Gripping device according to Fig. 1 has a claw 24, which, as indicated by arrow 26, on a with her cooperating claw 28 can be moved towards or away from this to an object that is picked up and to be handled with, to grasp or let go. This with the subject handling claw parts can correspond to fingers and, like the human hand, to a wrist to be turned around. The hand member 20 is, as indicated by arrow 30, rotatable.

Das Handglied ist an einem Unterarmglied 32 abgestützt. Dieses Unterarmglied weist ein Gehäuse 34 auf, welches den Mechanismus zum Drehen und Betätigen des Handgliedes 20 bzw. 22 einschließt. Das Unterarmglied trägt ferner als Elektromotoren ausgebildete Antriebsmotoren 36 und 38, welche Handglied und Greifeinrichtung betätigen. Das Unterarmglied ist zur gelenkigen Bewegung um eine Schwenkachse 40, wie durch Pfeil 39 angedeutet, mit einem Oberarmglied 42 verbunden.The hand member is supported on a forearm member 32. This forearm link has a housing 34 which houses the mechanism for rotating and actuating of the hand member 20 and 22, respectively. The forearm member also carries designed as electric motors Drive motors 36 and 38 which operate the hand member and gripping device. The forearm limb is for articulated movement about a pivot axis 40, as indicated by arrow 39, with a Upper arm link 42 connected.

Dieses Oberarmglied ist an einem Schulterglied 44 angelenkt, um eine durch Pfeil 45 angedeutete Bewegung ausführen zu können. Das Schulterglied kann sich, wie durch Pfeil 46 gezeigt, in vertikaler Richtung bewegen, ist ferner, wie durch Pfeil 48 gezeigt, drehbar sowie in einer horizontalen Ebene, wie durch Pfeil 50 gezeigt, verschiebbar. Der Mechanismus 52 bewirkt die Bewegungen dieses Schultergliedes.This upper arm link is articulated on a shoulder link 44 in order to move as indicated by arrow 45 to be able to perform. The shoulder member can, as shown by arrow 46, in the vertical direction move is also rotatable as shown by arrow 48 as well as in a horizontal plane as shown by Arrow 50 shown, displaceable. The mechanism 52 causes the movements of this shoulder link.

Der Mechanismus 52 für die Betätigung des Schultergliedes bewegt sich in Richtung des horizontalen Pfeiles 50 auf einem Paar von Schienen 54, 56, die nur derVeranschaulichung halber auf einer Stützsäule 58 angeordnet dargestellt sind.The mechanism 52 for actuating the shoulder link moves in the direction of horizontal arrow 50 on a pair of rails 54, 56, the are shown disposed on a support column 58 for the sake of illustration only.

Das Handglied 20 kann mittels einer einzigen oder kombinierter Bewegungen der sie tragenden Teile in jede beliebige gewünschte Stellung innerhalb der durch die Größe des Manipulators bedingten Grenzen gebracht werden.The hand member 20 can by means of a single or combined movements of the parts carrying it in any desired position within the limits imposed by the size of the manipulator to be brought.

Da jedes Teil des Manipulators, d. h. die Greifeinrichtung, das Handglied, das Unterarmglied, das Oberarmglied und das Schulterglied, durch gesonderte und unterschiedliche Mechanismen gesteuert wird und obgleich sie für einen gewünschten Arbeitsgang gemeinsam betätigt werden können, werden sie der Klarheit halber gesondert beschrieben.Since each part of the manipulator, i.e. H. the gripping device, the hand limb, the forearm limb, the Humerus and shoulder limb, is controlled by separate and different mechanisms and although they can be operated together for a desired operation, they become the Described separately for the sake of clarity.

Der Mechanismus zur Betätigung des Handgliedes ist innerhalb des Gehäuses 34 angeordnet, welches ein Teil des Unterarmgliedes ist und welches das Handglied abstützt.The mechanism for actuating the hand member is arranged within the housing 34, which is a part of the forearm limb and which supports the hand limb.

Die Fig. 2 bis 8 zeigen eine Form, das Handglied und die Teile des Unterarmgliedes, welche den Betätigungsmechanismus tragen.Figures 2 to 8 show a mold, the hand member and the parts of the forearm member which make up the operating mechanism wear.

Das Handglied 22, das im einzelnen in den Fig. 2 und 7 veranschaulicht ist, weist flache Klauen 60 undThe hand member 22, which is illustrated in detail in FIGS. 2 and 7, has flat jaws 60 and

5 65 6

62 auf, die sich aufeinander zu oder voneinander weg außen gegen das Handglied gedrückt, und wenn das in einer Richtung quer zur Achse 64 des Unterarm- Handglied wegbewegt wird, gleitet die Kugelhaltehülse gliedes und des Handgliedes bewegen. Obwohl das nach außen, um ein Wegdrängen des Handgliedes Handglied 22 im Aufbau von dem Handglied 20 nach vom Unterarmglied zu unterstützen. Fig. 1 verschieden ist, ist die Vorrichtung zum An- 5 Ihre Hauptfunktion ist es, sich vor die Kugeln 90 bringen dieser Handglieder am Unterarmglied iden- zu schieben, um zu verhindern, daß diese aus der tisch, und die Betätigung der Greifeinrichtungen der Innenseite der drehbaren Hülse 86 herausfallen. Ein Handglieder wird in derselben Weise ausgeführt, d. h. Stift 104 ragt von der drehbaren Hülse 86 aus nach durch Hin- und Herbewegen eines Organs 66 parallel innen in einen Längsschlitz 106 in der Kugelhaltehülse zur Achse des Handgliedes. io 100 hinein, um zu verhindern, daß die Hülse unter62, which are pressed towards one another or away from one another on the outside against the hand member, and if that is moved away in a direction transverse to axis 64 of the forearm hand member, the ball retainer slides move limb and hand limb. Although this is outward, to pushing away the hand joint Hand member 22 in the construction of the hand member 20 to support the forearm member. Fig. 1 is different, is the device for 5 Its main function is to stand in front of the balls 90 Bring these hand links on the forearm limb to slide iden- to prevent them from getting out of the table, and the actuation of the gripping means of the inside of the rotatable sleeve 86 fall out. A Hand links are carried out in the same way, i. H. Pin 104 protrudes from the rotatable sleeve 86 by moving an organ 66 back and forth parallel to the inside in a longitudinal slot 106 in the ball-retaining sleeve to the axis of the hand joint. 100 in to prevent the sleeve from falling under

Wie veranschaulicht, ist ein Ende des Organs 66 im der Wirkung der Schraubenfeder 102 zu weit vorge-Handglied 22 als Zahnstange mit Zähnen 68 auf jeder schoben wird.As illustrated, one end of the member 66 is too far forward in the action of the helical spring 102 22 is pushed as a rack with teeth 68 on each.

Seite ausgebildet, um mit den Zähnen von Zahnsek- Der einspringende Flansch 94 innerhalb des Ge-Side designed to be connected to the teeth of the tooth sec- The re-entrant flange 94 within the gear

toren 70 und 72 zusammenzuwirken, die Teile gelen- häuses 34 trägt als Staubdichtung einen O-Ring 108, kig angeordneter Arme 74 und 76 sind, welche die 15 um zu verhindern, daß Fremdkörper in das Gehäuse Klauen in ihrer gelenkigen Bewegung betätigen. Diese 34 des Unterarmgliedes eintreten. Arme sind auf einem Klauenstützglied 78 gelenkig Die drehbare Hülse 86 ist im Unterarmglied 32 ingates 70 and 72 to work together, the parts of the gel housing 34 has an O-ring 108 as a dust seal, Kig arranged arms 74 and 76 are attached to the 15 to prevent foreign objects from entering the housing Activate the claws in their articulated movement. Enter these 34 of the forearm limb. Arms are articulated on a jaw support member 78. The rotatable sleeve 86 is in the forearm member 32 in FIG

angeordnet, das auch die Arme 80 und 82 gelenkig Lagern 110 und 112 geführt. Das hintere Lager 112 trägt, welche ihrerseits die Abstützung der Klauen 60 ist innerhalb des Gehäuses 34 gegen Längsverschie- und 62 unterstützen. Der Arm 80 und der Arm 74 20 bung gesichert angeordnet. Das Lager 112 ist auch bilden zusammen eine Parallelogrammgelenkverbin- gegen Verschiebung in der drehbaren Hülse 86 gedung für die Klaue 62, um sicherzustellen, daß sich sichert, so daß die Hülse nicht in das Gehäuse 34 des die Stirnfläche der Klaue 62 der gegenüberliegenden Unterarmgliedes hinein oder aus diesem herausge-Klaue 60 nähert und daß alle Teile der Klauen im drückt wird, wenn auf das Handglied axiale Kräfte selben Abstand voneinander, die Klauen also parallel, 25 wirken.arranged, the arms 80 and 82 articulated bearings 110 and 112 out. The rear bearing 112 carries, which in turn is the support of the claws 60 within the housing 34 against longitudinal displacement and 62 support. The arm 80 and the arm 74 20 exercise secured. Camp 112 is also together form a parallelogram joint connection against displacement in the rotatable sleeve 86 for the claw 62 to ensure that it secures so that the sleeve does not fall into the housing 34 of the the end face of the claw 62 of the opposite forearm limb into or out of this claw 60 approaches and that all parts of the claws are pressed when axial forces are exerted on the hand member the same distance from each other, the claws are therefore parallel, 25 act.

verbleiben. Zum Festhalten der Lager im Gehäuse 34 ist eineremain. To hold the bearings in the housing 34 is a

Zum Abstützen des Handgliedes am Unterarmglied Abstandsbuchse 114 zwischen den Lagern angeordist eine Handabstützhülse 84 teleskopartig in einer net, und eine die Lager und die Abstandsbuchse zudrehbaren Hülse 86 angeordnet, die sich ein gewisses sammenhaltende Anschlagscheibe 116 ist im Gehäuse Stück in das Unterarmglied hineinerstreckt. Die rohr- 30 34 verschraubt. Das Lager 112 liegt an einer Schulter förmige Abstützverlängerung ist z. B. mittels Schrau- 118 der Hülse 86 an sowie an einem Anschlagring ben oder Bolzen 88 an einem Klauenstützglied 78 des 120, der in die Hülse eingepaßt ist. Um das Hand-Handgliedes befestigt. glied und die Hülse 86 zu drehen, ist ein Antriebsrad Die Hülse 86 wird innerhalb des Unterarmgliedes 122 am inneren Hülsenende gelagert. Das Antriebsrad gedreht und dreht ihrerseits das Handglied. Um das 35 wird mittels eines Antriebes gedreht, der in Verbin-Handglied mit der drehbaren Hülse 86 zu verriegeln, dung mit den Fig. 7 und 8 beschrieben wird und der trägt die Hülse 86 in Taschen eine Reihe von als eine Schleifkupplung aufweist, die bei Auftreten von Kugeln 90 ausgebildeten Sperrgliedern, und diese Ku- über einen vorbestimmten Wert hinausgehender Drehgeln greifen in eine Aussparung 92 ein, welche die momente am Handglied eine Drehung desselben geForm einer ringförmigen Nut in der das Handglied 4° genüber dem Antrieb ermöglicht, abstützenden Hülse 84 aufweist. Die Kugeln verriegeln Die Schleifkupplung umfaßt Taschen 124 am die Handstützhülse 84 innerhalb der Hülse 86 und Innenumfang des Antriebsrades 122, in denen Kugeln halten Kupplungszähne 392 in entsprechenden Kupp- 126 sitzen. Diese Kugeln sind in kleinen Taschen 128 lungszähnen 394 (Fig. 5), um die Hülse 84 drehbar in der Hülse 86 angeordnet und mittels Platten 129 anzutreiben. Die Kugeln 90 werden mittels eines Sperr- 45 und 130 nach außen in die Taschen gedrückt, wobei ringes 93 in der nutförmigen Aussparung 92 festge- die Platten 129 und 130 mittels federbelasteter Stifte halten. Der Sperring wird in Sperrstellung mittels 132 nachgiebig zusammengedrückt werden. Wenn einer Druckfeder 96 gehalten, welche die drehbare somit eine Überlastung des sich drehenden Hand-Hülse umgibt und sich an einem einspringenden gliedes auftritt, werden die Kugeln 126 aus den Flansch 94 des Gehäuses 34 abstützt. Da das Unter- 50 Taschen 124 herausgezwängt, um die federbelasteten armglied stationär bleibt und sich die Hülse innerhalb Platten 129 und 130 voneinander wegzudrücken, so des Unterarmgliedes dreht, tritt ein Gleiteingriff zwi- daß die Kupplung schleift.To support the hand member on the forearm member, spacer sleeve 114 is arranged between the bearings, a hand support sleeve 84 is arranged telescopically in a net, and a sleeve 86 that can be rotated towards the bearings and the spacer sleeve and which holds a certain stop disk 116 in the housing extends into the forearm member. The tube 30 34 screwed. The bearing 112 is on a shoulder-shaped support extension is z. B. by means of screws 118 of the sleeve 86 and ben on a stop ring or bolt 88 on a claw support member 78 of the 120 which is fitted into the sleeve. Attached to the hand-wrist joint. member and to rotate the sleeve 86 is a drive wheel. The sleeve 86 is supported within the forearm member 122 at the inner end of the sleeve. The drive wheel rotates and in turn rotates the hand link. The 35 is rotated by means of a drive which is in connec- tion to lock the hand member with the rotatable sleeve 86, which is described with FIGS Occurrence of balls 90 formed locking members, and these Ku- over a predetermined value going beyond the pivots engage in a recess 92, which allows the moments on the hand member rotation of the same geForm an annular groove in the sleeve 84 that supports the hand member 4 ° with respect to the drive having. Locking the Balls The slip clutch includes pockets 124 on the hand support sleeve 84 within the sleeve 86 and inner circumference of the drive wheel 122 in which balls hold clutch teeth 392 in corresponding clutch pads. These balls are arranged in small pockets 128 lungszähne 394 (FIG. 5), around the sleeve 84 rotatably in the sleeve 86 and driven by means of plates 129. The balls 90 are pressed outwardly into the pockets by means of a locking mechanism 45 and 130, with ring 93 in the groove-shaped recess 92 holding the plates 129 and 130 by means of spring-loaded pins. The locking ring is flexibly compressed in the locked position by means of 132. If a compression spring 96 is held, which surrounds the rotatable thus an overload of the rotating hand-sleeve and occurs on a re-entrant, the balls 126 from the flange 94 of the housing 34 are supported. As the forearm member forces out pockets 124 to keep the spring-loaded arm members stationary and to push the sleeve within plates 129 and 130 away from each other so that the forearm member rotates, there is a sliding engagement between the clutch slips.

sehen der Druckfeder 96 und dem Sperring 93 auf. Die Klauen des Handgliedes werden unabhängigsee the compression spring 96 and the locking ring 93 on. The claws of the hand joint become independent

Der Sperring 93 drückt in Sperrstellung, wie in von der Drehung des Handgliedes durch Hin- und Fig. 2 veranschaulicht, die Kugeln 90 in die nutför- 55 Herbewegen des Organs 66 betätigt. Um das Organ mige Aussparung 92, weist jedoch auch eine erweiterte 66 mit dem Betätigungsmechanismus zu verbinden, ringförmige Nut 98 auf, in welche die Kugeln ein- ist es mit einem mit Flansch versehenen Ende 134 rasten, wenn der Sperring auf das Unterarmglied zu ausgestattet, das mittels eines Hakenpaares 136 erfaßt verschoben wird, um das Handglied zu lösen. Dieser wird. Das Hakenpaar 136 ist gelenkig mit einem Stütz-Arbeitsgang ist im einzelnen in Verbindung mit den 60 glied 138 verbunden, und zweckmäßig als Federn aus-Fig. 3 bis 6 beschrieben, welche das Austauschen von gebildete Vorspannmittel 140 liegen am Bodenteil der Handgliedern veranschaulichen, wozu lediglich die Haken an, um diese in einer Richtung zu schwenken, Fernsteuerung des Manipulators verwendet wird. so daß sie in Sperrstellung das mit Flansch verseheneThe locking ring 93 pushes into the locking position, as in the rotation of the hand member by back and forth FIG. 2 illustrates that the balls 90 are actuated in the groove-conveying 55 moving of the member 66. To the organ mige recess 92, but also has an enlarged 66 to connect to the actuation mechanism, annular groove 98 into which the balls are inserted, with an end 134 provided with a flange snap when the locking ring is fitted to the forearm limb, which is gripped by means of a pair of hooks 136 is moved to release the hand member. This one will. The pair of hooks 136 are articulated with a support operation is connected in detail in connection with the 60 member 138, and expediently as springs from Fig. 3 to 6 described, which the replacement of formed biasing means 140 are on the bottom part of the Hand links illustrate what only the hooks on to swivel them in one direction Remote control of the manipulator is used. so that they are in the locked position with the flange

Eine Kugelhaltehülse 100 ist ferner innerhalb der Ende 134 ergreifen. Die Haken weisen außen gedrehbaren Hülse 86 angeordnet und liegt an der freien 65 krümmte Nockenflächen 142 auf, die mit einem ring-Stirnfiäche der Hülse 84 an, wenn das Handglied mit förmigen, am Handglied angeordneten Nocken 144 der drehbaren Hülse 86 verriegelt ist. Die Kugelhalte- zusammenarbeiten, um die Haken das Ende 134 autohülse 100 wird mittels einer Schraubenfeder 102 nach matisch freigeben zu lassen, wenn das Handglied vomA ball retainer 100 is also gripped within end 134. The hooks have rotatable outside Sleeve 86 is arranged and rests on the free 65 curved cam surfaces 142, which have an annular end face of the sleeve 84 when the hand member with shaped cams 144 arranged on the hand member the rotatable sleeve 86 is locked. The ball retainer work together to hook the end 134 of the auto sleeve 100 is automatically released by means of a helical spring 102 when the hand member from

bedeckt eine Öffnung in der Seite des Gehäuses 34, durch welche die Spule 174 eingefügt und ihre Wartung durchgeführt werden kann.covers an opening in the side of the housing 34 through which the coil 174 is inserted and its maintenance can be carried out.

Aus dem Obenstehenden ergibt sich, daß die Dre-5 hung des Handgliedes durch Antrieb des Antriebsrades 122 und die Betätigung der Klauen durch Drehung des Schneckenrades 152 bewirkt wird. Diese Räder werden von Elektromotoren getrieben, die außerhalb des Gehäuses 34 gelagert sind.From the above it follows that the rotation of the hand member is achieved by driving the drive wheel 122 and the operation of the claws is effected by rotation of the worm wheel 152. These Wheels are driven by electric motors that are mounted outside the housing 34.

Wie in Fig. 1 dargestellt, treibt der Antriebsmotor 36 eine Welle 178, welche durch die Wandung des Gehäuses 34 führt, um das Schneckenrad 152 über einen Getriebezug anzutreiben. Der Antriebsmotor 36 ist auf einem Flansch 180 gelagert, der von einem derAs shown in Fig. 1, the drive motor 36 drives a shaft 178 which passes through the wall of the Housing 34 leads to drive the worm gear 152 via a gear train. The drive motor 36 is mounted on a flange 180, which is of one of the

glied 146 hin und her und treibt somit das Organ 66 über das Hakenpaar 136 in bin- und hergehender Bewegung an. Eine Hin- und Herbewegung des Organs 66 betätigt die Klauen.member 146 back and forth and thus drives the member 66 via the pair of hooks 136 in a reciprocating motion at. A back and forth movement of the member 66 operates the pawls.

Wenn das in Fig. 1 veranschaulichte Handglied 20 verwendet wird, wird das Organ 66 durch ein ähnliches Organ ersetzt, welches an der Klaue 24 dieses Handgliedes angebracht ist.When the hand member 20 illustrated in FIG. 1 is used, the organ 66 is replaced by a similar one Replaced organ, which is attached to the claw 24 of this hand member.

Unterarmglied gelöst werden soll. Dies wird unten im einzelnen in Verbindung mit Fig. 3 bis 6 beschrieben. Wenn das Handglied gedreht wird, so drehen sich das hin- und hergehende Organ 66, die Haken 136 und das Stützglied 138 mit. Ein Antriebsglied 146 bleibt jedoch während der Drehung stationär, und für diesen Zweck sind das Antriebsglied 146 und das Stützglied 138 mittels eines Lagers 148 drehbar verbunden. Das Antriebsglied 146 ist zweckmäßig eine langgestreckte Mutter, die am Drehen mittels vor- io stehender Teile 149 gehindert wird, welche in Keilnuten 151 innerhalb des Unterarmgliedgehäuses hineinragen. Forearm limb should be loosened. This is described in detail below in connection with FIGS. 3-6. When the hand member is rotated, the reciprocating member 66, the hooks 136, rotate and the support member 138 with. A drive member 146, however, remains stationary during rotation, and for For this purpose, the drive member 146 and the support member 138 are rotatably connected by means of a bearing 148. The drive member 146 is expediently an elongated nut, which can be rotated by means of vor- io standing parts 149 which protrude into keyways 151 within the forearm link housing.

Eine Schraube 150 erstreckt sich in das als längsgestreckte Mutter ausgeführte Antriebsglied 146, und 15 vom Oberarmglied 42 abstehenden Arme 190 nach eine Drehung der Schraube 150 bewegt das Antriebs- außen ragt. Der Arm 190 ist mit dem OberarmgliedA screw 150 extends into the drive member 146, which is designed as an elongated nut, and 15 arms 190 protruding from the upper arm member 42 a rotation of the screw 150 moves the drive protrudes outside. The arm 190 is with the humerus limb

gelenkig verbunden, um um die Schwenkachse 40 geschwenkt werden zu können. Der den Motor stützende Flansch 180 ist so angeordnet, daß der Motor in be-20 zug auf die Gelenkachse 40 abgestützt wird, und zwar auf der Seite der Achse gegenüber dem Unterannglied 32, wodurch der Ausgleich des Gewichtes des Unterarmgliedes 32 unterstützt wird.articulated in order to be able to be pivoted about the pivot axis 40. The one supporting the engine Flange 180 is arranged so that the motor is supported in be-20 train on the hinge axis 40, namely on the side of the axle opposite the sub-member 32, thereby counterbalancing the weight of the Forearm limb 32 is supported.

Ein ähnlicher Motor 38 ist ebenfalls auf einem inA similar motor 38 is also on an in

Ein Schneckenrad 152 ist mit der Schraube 150 25 Fig. 9 veranschaulichten Flansch 192 angeordnet, der verkeilt, um sie in irgendeiner Richtung zu drehen vom Arm 194 vorragt und von dem Oberarmglied 42 und eine Hin- und Herbewegung des Antriebsgliedes absteht. Dieser Flansch 192 ist derart angeordnet, daß 146 zu bewirken. Ein Keil 154, welcher das Schnek- der Motor 38 auf der gegenüberliegenden Seite der kenrad 152 auf der Schraube 150 gegen Drehung Gelenkachse 40 liegt, so daß auch er zum Ausgleich sichert, gestattet, daß die Schraube 150 innerhalb des 30 des Gewichtes des Unterarmgliedes 32 beiträgt. Auf Schneckenrades 152 gleitet, und wenn dem Schließen diese Weise ist das Gewicht des Unterarmgliedes fast der Klauen ein Widerstand entgegengesetzt wird, wird ausgeglichen. Die zum Schwenken des Unterarmeine axiale Verschiebung der Schraube und der ihr gliedes erforderliche Kraft wird bedeutend vermindert, zugeordneten Elemente bewirkt. Die Schraube 150 wodurch die Genauigkeit der Steuerung, mit welcher wird normalerweise mittels einer Reihe von Teller- 35 das Unterarmglied und das Handglied bewegt werden federn 156 an Ort und Stelle gehalten, die gegen eine können, erhöht wird.A worm gear 152 is arranged with the screw 150 25 Fig. 9 illustrated flange 192, the wedged to rotate in any direction protruding from arm 194 and from humerus limb 42 and reciprocating movement of the drive member protrudes. This flange 192 is arranged such that 146 to effect. A wedge 154, which the screw the motor 38 on the opposite side of the kenrad 152 is on the screw 150 against rotation of the hinge axis 40, so that he too to compensate allows the screw 150 to contribute within the 30 of the weight of the forearm limb 32. on Worm gear 152 slides, and when closing this way the weight of the forearm limb is almost the claws are opposed to a resistance is compensated. The one for swiveling the forearm leg axial displacement of the screw and the force required by its member is significantly reduced, associated elements. The screw 150 thereby increasing the accuracy of the control with which the forearm limb and the hand limb are usually moved by means of a series of plates springs 156 held in place, which can be increased against one.

Schulter 158 eines Gehäuses anliegen, welches ein Jeder der Antriebsmotoren 36 und 38 ist vorzugs-Shoulder 158 of a housing, which each of the drive motors 36 and 38 is preferably

Teil des Gehäuses 34 ist. weise ein Gleichstrommotor konstanten DrehmomentsPart of the housing 34 is. wise a constant torque DC motor

Das andere Ende des Stapels von Tellerfedern hegt mit einer automatischen Bremse, so daß die Bewegungegen die innere Lauffläche eines Lagers 160 an, das 4° gen sofort unterbrochen werden, nachdem der elekmittels Scheibe 162 und Mutter 164 an einem Weg- irische Strom an der Steuertafel abgeschaltet ist. Diegleiten vom Ende der Schraube 150 gehindert wird. ses Merkmal wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß Die Scheibe 162 und die innere Lauffläche des Lagers ein dynamischer Bremsmotor oder in manchen Fällen 160 sind in bezug auf die Endwandung 166 des Ge- eine magnetische Bremse verwendet werden. Die Mohäuses 34 bewegbar, und diese Elemente können sich 45 toren zur Betätigung des Unterarm-, Oberarm- und daher nach links in Fig. 2 bewegen, um den Stapel des Schultergliedes sind ebenfalls mit diesen automavon Tellerfedern 156 zusammenzudrücken. Die Teller- tischen Bremsen versehen.The other end of the stack of Belleville washers rests on an automatic brake so that the movements stop the inner running surface of a bearing 160, the 4 ° gene will be interrupted immediately after the elec- tric Washer 162 and nut 164 are turned off on a path- Irish power on the control panel. The slide from the end of the screw 150 is prevented. This feature is preferably achieved in that The disc 162 and the inner running surface of the bearing a dynamic brake motor or in some cases 160, a magnetic brake can be used with respect to the end wall 166 of the Ge. The Mohäuses 34 movable, and these elements can be gates to operate the forearm, upper arm and 45 therefore move to the left in Fig. 2 to the stack of the shoulder link are also automavon with this Compress disc springs 156. Apply the brakes to the plate tables.

federn sind von bekannter Ausführung und können In den Fig. 7 und 8 ist der Getriebezug zum An-springs are of known design and can In Figs. 7 and 8, the gear train for connecting

so aufgebaut sein, daß sie sich proportional dem auf trieb des Schneckenrades 152 und des Antriebsrades die Greiferklauen wirkenden Widerstand durchbiegen. 5° 122 von den Motoren 36 und 38 aus dargestellt. Der Daher wird zur Messung des von den Greiferklauen Motor 36 treibt die Welle 178. Das innere Ende der angetroffenen Widerstandes die Verschiebung der Welle 178 trägt ein Kegelritzel 196, welches ein Kegel-Schraube 150 gemessen. rad 198 antreibt. Wie in Fig. 8 veranschaulicht, treibt Zur Messung dieser Verschiebung ist diese das Rad 198 eine Schnecke 200 über eine Schleif-Schraube mit einem Ringbund 168 versehen, der von 55 kupplung 202, die in ihrer Ausführung bekannt ist Fingern eines Gelenkarmes 170 erfaßt wird. Dieser und nicht im einzelnen beschrieben werden braucht. Arm ist innerhalb des Gehäuses 34 gelenkig angeord- Dieser die Greifereinrichtung bewegende Getriebezug net, und sein unteres Ende trägt eine elektrische Kon- hört mit dem Antrieb auf, wenn der Greifwirkung ein taktbürste 172, die an einer Spule 174 veränderbaren zu großer Widerstand entgegengesetzt wird, weil die Widerstandes angreift. Die Lage der Bürste 172 auf 60 Kupplung 202 zu schleifen beginnt. Um den Antrieb der Spule 174 bestimmt den in dem mit der Spule 174 fortzusetzen, treibt die Schnecke 200 das Schneckenverbundenen Kreis fließenden Strom. Nicht veran- rad 152, das in Fig. 2 veranschaulicht ist. schaulichte elektrische Leiter, die mit der Bürste 172 Zur Drehung des Handgliedes treibt der Motor 38 sowie mit der Spule 174 verbunden sind, führen zu eine Welle 204 (Fig. 7) an, welche durch die Waneinem Kraftanzeigemesser in der Steuertafel, um der 65 dung des Gehäuses 34 hindurchführt. Diese Welle Bedienungsperson den Widerstand gegen die Bewe- treibt eine Schnecke 206, welche ihrerseits ein gung der Klauen anzuzeigen, welcher der Greifkraft Schneckenrad 208 antreibt. Das Schneckenrad 208 ist der Klauen entspricht. Eine entfernbare Platte 176 auf einer Welle 210 angeordnet und trägt eine weiterebe constructed so that it is proportional to the drive on the worm gear 152 and the drive wheel bending the gripper claws acting resistance. 5 ° 122 from the motors 36 and 38 shown. Of the Therefore, to measure the from the gripper claws motor 36 drives the shaft 178. The inner end of the encountered resistance the displacement of the shaft 178 carries a bevel pinion 196, which is a cone screw 150 measured. wheel 198 drives. As illustrated in FIG. 8, in order to measure this displacement, the wheel 198 drives a worm 200 via a grinding screw provided with an annular collar 168, the coupling of 55 202, which is known in its design Fingers of an articulated arm 170 is detected. This and does not need to be described in detail. Arm is articulated within housing 34. This gear train moving the gripper assembly net, and its lower end carries an electrical con- ceases with the drive when the gripping effect occurs clock brush 172, which is opposed to a variable coil 174 to great resistance because the Resistance attacks. The position of brush 172 on clutch 202 begins to drag. To the drive of the coil 174 determines that to continue with the coil 174, the worm 200 drives the worm gear Circle flowing stream. Not veranrad 152, which is illustrated in FIG. 2. The exposed electrical conductors, which are connected to the brush 172, are driven by the motor 38 to rotate the hand member as well as being connected to coil 174 lead to a shaft 204 (Fig. 7) which passes through the Waneinem Force gauge in the control panel, around the 65 manure of the housing 34 passes. This wave Operator resistance to the movement drives a worm 206, which in turn engages indication of which of the gripping force worm gear 208 is driving. The worm gear 208 is corresponds to the claws. A removable plate 176 is disposed on a shaft 210 and carries another

nicht veranschaulichte Schnecke, die ihrerseits das ebenfalls als Schneckenrad ausgebildete Rad 122 antreibt. not illustrated worm, which in turn drives the wheel 122, which is also designed as a worm wheel.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei Arten von Handgliedern 20 und 22 dargestellt. Diese und andere Handglieder können in dem erfindungsgemäßen Manipulator verwendet werden. Es ist möglich, die Handglieder mittels der Fernsteuerung zur Betätigung des Manipulators auszuwechseln. Dies ist ein Vorteil, wenn das Handglied in einer Umgebung arbeitet, in der ein Zutritt von Personen nicht gewünscht ist oder wenn sich die Fernsteuerung in einem beträchtlichen Abstande vom Manipulator befindet und häufig ein Wechsel vorgenommen werden muß.In Figs. 1 and 2, two types of hand members 20 and 22 are shown. These and other hand members can be used in the manipulator according to the invention. It is possible to change the hand links by means of the remote control for operating the manipulator. This is an advantage when the hand member works in an environment in which access by people is not desired or when the remote control is located at a considerable distance from the manipulator and a change must be made frequently.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen die Schritte zum Lösen des Handgliedes vom Manipulator und die Fig. 5 und 6 die folgenden Schritte zum Auswechseln des Handgliedes gegen ein anderes.3 and 4 illustrate the steps for releasing the hand member from the manipulator and the Figures 5 and 6 illustrate the following steps for changing the hand member for another.

Wie in Fig. 3 bis 6 gezeigt, läßt man zunächst das Greiferantriebsglied 146 den ganzen Weg nach außen laufen, um die Greifereinrichtung soweit wie möglich zu öffnen. Hierdurch werden die Haken 136 mit ihren Nockenflächen 142 gegen den Nocken 144 gepreßt und gegen die Wirkung der Vorspannmittel 140 gespreizt. Sie geben dadurch das Ende des Organs 66 frei. Die Haken bleiben in dieser Stellung, solange das Greiferantriebsglied 146 nach außen bewegt ist.As shown in FIGS. 3 through 6, the gripper drive member 146 is first allowed to travel all the way out to open the gripper assembly as much as possible. As a result, the hooks 136 are pressed with their cam surfaces 142 against the cam 144 and spread against the action of the pretensioning means 140 . You thereby release the end of the organ 66 . The hooks remain in this position as long as the gripper drive member 146 is moved outward.

Der nächste Schritt zum Lösen des Handgliedes besteht darin, den Sperring 93 nach innen zu stoßen. Dies kann durchgeführt werden, indem das Unterarmglied nach unten gegen Auslegerarme 380 und 382 gestoßen wird, die einen Teil eines Organs 384 bilden, das vorgesehen ist, um die speziellen Handglieder auf dem Gestänge abzustützen, welches das Handglied nach Fig. 1 trägt. Ein Pressen des Unterarmgliedes gegen diese Auslegerarme stößt den Sperring, wie in Fig. 4 veranschaulicht, nach oben und gestattet soniit, daß sich die Kugeln 90 nach außen in die ringförmige Nut 98 des Sperringes bewegen. Sobald sich die Kugeln aus der Aussparung 92 herausbewegen, kann die Hülse 84 vom Unterarmglied abfallen und somit das Handglied freigeben.The next step in releasing the hand member is to push the locking ring 93 inward. This can be done by pushing the forearm member down against cantilever arms 380 and 382 which form part of a member 384 which is provided to support the particular hand members on the linkage which the hand member of FIG. 1 supports. Pressing the forearm limb against these cantilever arms pushes the locking ring upward as illustrated in Figure 4, thus allowing the balls 90 to move outwardly into the annular groove 98 of the locking ring. As soon as the balls move out of the recess 92, the sleeve 84 can fall off the forearm limb and thus release the hand limb.

Es sei bemerkt, daß, wenn das Greiferantriebsglied 146 in den in Fig. 3 veranschaulichten Schritten nach außen bewegt wird, um die Haken 136 vom Ende 134 des Organs 66 zu lösen, durch das Zusammendrücken der Tellerfedern 156 eine Spannung erzeugt wird. In dem Augenblick, in welchem die Hülse 84 freigegeben wird, kann die Federspannung das Handglied vom Unterarmglied nach außen wegdrücken, um so eine Zwangsfreigabe zu veranlassen.It should be noted that when the gripper drive member 146 is moved outwardly in the steps illustrated in FIG. 3 to release the hooks 136 from the end 134 of the member 66 , the compression of the plate springs 156 creates tension. The moment the sleeve 84 is released, the spring tension can push the hand member outwardly away from the forearm member, thus causing a forced release.

In dem Augenblick, in welchem die Hülse 84 beginnt, sich nach außen zu bewegen, folgt ihr die Kugelhaltehülse 100, die mittels der Schraubenfeder 102 nach außen gedrängt wird. Die Hülse schiebt sich vor die Kugeln 90, um zu verhindern, daß diese aus den Taschen in der drehbaren Hülse 86 herausfallen. Der Stift 104 verhindert, daß sich die Kugelhaltehülse zu weit nach außen bewegt.At the moment in which the sleeve 84 begins to move outwards, it is followed by the ball retaining sleeve 100, which is urged outwards by means of the helical spring 102. The sleeve slides in front of the balls 90 to prevent them from falling out of the pockets in the rotatable sleeve 86. The pin 104 prevents the ball retainer from moving too far outward.

Um das gerade entfernte Handglied gegen ein anderes auszutauschen, wird das Unterarmglied nach oben angehoben und zu einem anderen Handglied geführt, das auf einem anderen Organ 386 abgestützt sein kann. Dieses Handglied 22 ist ein solches mit Doppelklauen, wobei sich die Klauen quer zur Achse des Handgliedes und des Unterarmgliedes bewegen, wie in Fig. 2 dargestellt. Dieses Handglied ist auf dem Organ 386 abgelegt, das seinerseits mittels eines Paares von vorspringenden Auslegerarmen 388 und 390 getragen wird. Der erste Schritt beim Anbringen des Handgliedes ist es, das Unterarmglied 32 vertikal nach unten zu bewegen, so daß die Hülse 84 innerhalb der drehbaren Hülse 86 teleskopartig verschoben wird.In order to exchange the hand member that has just been removed for another, the forearm member is lifted upwards and guided to another hand member, which can be supported on another organ 386. This hand member 22 is one with double claws, the claws moving transversely to the axis of the hand member and the forearm member, as shown in FIG. This hand member is placed on the member 386 , which in turn is carried by means of a pair of projecting cantilever arms 388 and 390. The first step in attaching the hand member is to move the forearm member 32 vertically downward so that the sleeve 84 is telescoped within the rotatable sleeve 86.

Das Handglied trägt an seinem Basisteil die Kupplungszähne 392, die in entsprechende Kupplungszähne 394 an der drehbaren Hülse 86 eingreifen. Diese The hand member carries the coupling teeth 392 on its base part, which engage in corresponding coupling teeth 394 on the rotatable sleeve 86 . These

ίο Zähne sind nach vorn verjüngt, so daß sie leicht miteinander in Eingriff kommen, und ferner kann hierzu die drehbare Hülse 86 gedreht werden, während sie auf das Handglied abgesenkt wird.
Wenn die Hülse 84 in die drehbare Hülse 86 teleskopartig hineingleitet, trifft sie auf die Kugelhaltehülse 100 auf und schiebt sie in das Unterarmglied, und die Kugeln 90 fallen in die Aussparung 92 der Hülse 84 ein. Die Kupplungszähne 392 kommen hierbei mit den Kupplungszähnen 394 in Eingriff. Wenn die Kugeln in die Aussparung 92 einrasten, bewegen sie sich aus der ringförmigen Nut 98 des Sperringes 93 heraus und erlauben somit, daß dieser nach unten schnappt und die Kugeln an Ort und Stelle festhält. Nun ist das Handglied sicher mit dem Unterarmglied verriegelt, und der Mechanismus zur Betätigung der Klauen muß mit diesen verbunden werden.ίο Teeth are tapered forward so that they easily engage with each other, and for this purpose, the rotatable sleeve 86 can be rotated while it is lowered onto the hand member.
When the sleeve 84 telescopes into the rotatable sleeve 86 , it encounters the ball retainer sleeve 100 and pushes it into the forearm limb, and the balls 90 fall into the recess 92 of the sleeve 84 . The coupling teeth 392 come into engagement with the coupling teeth 394. When the balls snap into the recess 92 , they move out of the annular groove 98 of the locking ring 93 , thus allowing it to snap down and hold the balls in place. The hand member is now securely locked to the forearm member and the mechanism for operating the claws must be connected to them.

Um das hin- und hergehende Organ 66 mit dem Greiferantriebsglied 146 zu verriegeln, wird es nach oben verschoben, so daß sein mit Flansch versehenes Ende 134 zwischen die Haken 136 gezwängt wird. Wenn dieses mit Flansch versehene Ende auf die Nockenflächen 142 auftrifft, werden die Haken auseinandergespreizt und schnappen infolge der Wirkung der Vorspannmittel 140 hinter dem Flansch zusammen, so daß sie das Ende ergreifen und hierdurch das hin- und hergehende Organ 66 mit dem Greiferantriebsglied 146 verbinden. Um das Organ 66 nach oben zu bewegen, werden die Klauen künstlich zusammengedrückt, indem z. B. das Unterarmglied angehoben wird, um die Klauentragarme 80 oder 82 gegen ein stationäres Glied, wie etwa die Auslegerarme 388 und 390 des Organs 386, zu führen. Somit ist das neue Handglied vollständig angebracht, und der Austausch hat allein mittels der Fernsteuerung stattgefunden. Die veranschaulichten Handglieder können leicht und schnell gegen Spezialhandglieder ausgetauscht werden, wie etwa solche mit einem Schraubenschlüssel od. dgl.To lock the reciprocating member 66 to the gripper drive member 146 , it is slid upward so that its flanged end 134 is wedged between the hooks 136 . When this flanged end encounters the cam surfaces 142 , the hooks are spread apart and snap together behind the flange under the action of the biasing means 140 to grip the end and thereby connect the reciprocating member 66 to the gripper drive member 146. In order to move the organ 66 upwards, the claws are artificially compressed by e.g. B. the forearm member is raised to guide the pawl support arms 80 or 82 against a stationary member such as the cantilever arms 388 and 390 of the member 386 . The new hand member is thus fully attached and the replacement has taken place solely by means of the remote control. The illustrated hand links can be easily and quickly exchanged for special hand links, such as those with a wrench or the like.

Der Betätigungsmechanismus des UnterarmgliedesThe operating mechanism of the forearm limb

Das Unterarmglied 32 nach Fig. 1 kann um seine Achse 40 in jeder beliebigen Richtung und um volle 180° geschwenkt werden, wobei die Längsachse 64 des Unterarmgliedes von einer Stellung A nach Fig. 10 in eine Stellung B bewegbar ist. Das Oberarmglied 42 trägt kleine abgeflachte Vorsprünge 212 und 214, an welchen das Gehäuse 34 des Unterarmgliedes zum Begrenzen der Bewegung des Unteraimgliedes anschlägt. The forearm link 32 according to FIG. 1 can be pivoted about its axis 40 in any desired direction and through a full 180 °, the longitudinal axis 64 of the forearm link being movable from a position A according to FIG. 10 into a position B. The humerus 42 carries small flattened projections 212 and 214 against which the housing 34 of the forearm member abuts to limit the movement of the lower arm.

Ein Teil des Mechanismus zum Schwenken des Unterarmgliedes läßt sich am besten in Fig. 9 erkennen, die einen Querschnitt durch ein Ellenbogengelenk zwischen dem Unterarmglied und dem Oberarmglied zeigt. Das Unterarmglied weist ein Paar vorspringender Arme 190 und 194 auf, welche vom Oberarmglied 42 abstehen und mit diesem gelenkig verbunden sind, um sich um die Achse 40 drehen zu können. Das Unterarmglied ist in Lagern 216 undPart of the mechanism for pivoting the forearm limb is best seen in Figure 9 which shows a cross section through an elbow joint between the forearm limb and the humerus. The forearm link has a pair of projecting arms 190 and 194 which protrude from the upper arm link 42 and are articulated therewith in order to be able to rotate about the axis 40. The forearm limb is in bearings 216 and

209 679/88209 679/88

11 1211 12

218 schwenkbar, die innerhalb des unteren allgemein ringe 270 zugeführt, die in Fig. 11 veranschaulicht 218 pivotally fed within the generally lower ring 270 illustrated in FIG. 11

gezeigten Verbindungsteiles 220 des Oberarmgliedes sind. An diesen Schleifringen greifen Bürsten 272 an,connecting part 220 of the humerus limb shown are. Brushes 272 attack these slip rings,

angebracht sind. die mit Leitern 274 (Fig. 1) verbunden sind, welcheare appropriate. connected to conductors 274 (Fig. 1), which

Dieses Verbindungsteil weist auf einer Seite eine durch einen nicht drehbaren, eine hohle Säule bil-Aussparung auf, um ein Zahnrad 222 und die Lager 5 denden Abschnitt 276 des Schultergliedes 44 nach innerhalb des Verbindungsteiles anordnen zu können. unten laufen. Mit der Schleifringanordnung kann, Eine Platte 224 bedeckt diese Aussparung. Die Lager während das Schulterglied sich dreht, kontinuierlich 216 und 218 führen eine Nabe 226, die sich durch Kraft den Betätigungsmotoren zugeführt werden, und die Arme 190 und 194, welche das Unterarmglied die Drehung der Schulter kann unbegrenzt in jeder stützen, hindurch erstreckt. Mittels Keile 228 und io Richtung stattfinden, da die Bürsten 272 auf einer 230 ist mit dieser Nabe und mit diesen Armen das Platte 275 angeordnet sind, welche ein Teil des AbZahnrad 222 mit einer doppelten Zahnreihe 232 ver- schnittes 276 des Schultergliedes bildet, das sich nicht keilt. Aus Fig. 9 geht hervor, daß eine Drehung dieses dreht. Die Antriebsmotoren für das Ober- und UnterZahnrades 232 das Unterarmglied 32 schwenkt. armglied innerhalb des Gehäuses drehen sich jedoch This connecting part has on one side a through a non-rotatable, a hollow column bil recess in order to be able to arrange a gear 222 and the bearing 5 end section 276 of the shoulder member 44 inside the connecting part. run down. With the slip ring assembly, a plate 224 covers this recess. The bearings while the shoulder member rotates, continuously 216 and 218, pass through a hub 226 which is powered by the actuating motors, and arms 190 and 194 which the forearm member can support the rotation of the shoulder indefinitely in each. By means of wedges 228 and io direction, the brushes 272 are arranged on a 230 with this hub and with these arms the plate 275 , which forms part of the Ab gear 222 with a double row of teeth 232 intersection 276 of the shoulder member that is formed not wedges. From Fig. 9 it can be seen that rotation rotates it. The drive motors for the upper and lower gears 232 pivot the forearm link 32 . however, arm members within the housing rotate

Zum Drehen des Zahnrades erstreckt sich eine 15 mit dem Schulterglied.To rotate the gear, a 15 extends with the shoulder member.

Doppelkette 234 durch das hohle Oberarmglied 42 Über diese Bürsten und Schleifringe wird auch denDouble chain 234 through the hollow upper arm link 42. These brushes and slip rings are also used for the

und läuft über das Zahnrad 232. Die Kette wird mit- Motoren 36 und 38 elektrischer Strom zugeführt,and runs over the gearwheel 232. The chain is supplied with electric current with motors 36 and 38,

tels eines Zahnrades 236 (Fig. 11) angetrieben, das welche das Handglied und die Greifeinrichtung be-by means of a toothed wheel 236 (Fig. 11), which loads the hand member and the gripping device

ebenfalls eine Doppelzahnreihe trägt und innerhalb tätigen. Elektrische (nicht veranschaulichte) Leiteralso carries a double row of teeth and operate within. Electric conductors (not illustrated)

eines Verbindungsteiles 238 zwischen dem Oberarm- 20 verbinden die Ringe mit den Motoren. Da diea connector 238 between the upper arm 20 connects the rings to the motors. Since the

glied und dem Schulterglied 44 gelagert ist. Arbeitsweise der Bürsten und Schleifringe aus dermember and the shoulder member 44 is mounted. How the brushes and slip rings work from the

Die Kette wird mit einer üblichen Spannvorrich- obigen Beschreibung klar sein dürfte, ist nur eineThe chain will be clear with a common tensioning device- the above description is only one

rung 240 gespannt, so daß das Unterarmglied auf Bürste veranschaulicht, und es versteht sich, daß einetion 240 stretched so that the forearm limb illustrates brush, and it is understood that a

Drehungen des Zahnrades 236 in jeder Richtung so- Reihe von Bürsten an einer Reihe von SchleifringenRotations of gear 236 in each direction are series of brushes on series of slip rings

fort anspncht. Der Verbindungsteil 238 zwischen dem 25 270 angreift, um den entsprechenden Motoren unab-continue to tension. The connecting part 238 between the 25 270 engages in order to make the corresponding motors independent.

Oberarmglied 42 und dem Schulterglied 44 weist als hängig Strom zuzuführen, zwei hohle Vorsprünge ausgebildete drehbare Ab- _ _ .. . , . , _, _r ,Upper arm member 42 and shoulder member 44 has two hollow projections designed rotatable ab- _ _ .. as a pending power supply. ,. , _, _r ,

schnitte 242 und 244 (Fig. 11) auf, die Antriebs- ^Der Betätigungsmechanismus des Oberarmgliedessections 242 and 244 (Fig. 11), the drive mechanism of the upper arm ^{member, the} actuating

mechanismen zum Schwenken sowohl des Ober- als Der Betätigungsmechanismus des Oberarmgliedesmechanisms for pivoting both the upper arm and the upper arm limb actuation mechanism

auch des Unterarmgliedes tragen. Diese hohlen Vor- 30 ist ebenfalls in dem Abschnitt 276 angeordnet, arbei-also wear the forearm. This hollow front 30 is also arranged in section 276 , working

sprünge stehen vom Oberarmglied 42 ab, das zwischen tet jedoch unabhängig von dem Mechanismus zumjumps are from the upper arm member 42 , but the between tet, however, regardless of the mechanism for

ihnen gelenkig aufgehängt ist. Bewegen des Unterarmgliedes und vom Mechanismusis hinged to them. Moving the forearm limb and the mechanism

Die Vorsprünge sind auf jeder Seite mit Abdeck- zum Drehen des Schultergliedes, die ebenfalls in dem-The projections are on each side with cover for turning the shoulder member, which is also in the-

platten 246 und 248 versehen, die über die hohlen selben Abschnitt gelagert ist.plates 246 and 248 , which is supported over the hollow same section.

Vorsprünge geschraubt sind, um das in ihnen ent- 35 Der obere Verbindungsteil des Oberarmgliedes 42, Projections are screwed to the 35 The upper connecting part of the humerus 42,

haltene Getriebe zu schützen. der zwischen den drehbaren Abschnitten 242 und 244 to protect held gear. that between the rotatable sections 242 and 244

Der Mechanismus zum Schwenken des Unterarm- nach Fig. 11 angeordnet ist, wird zwischen diesen auf gliedes ist am besten in Fig. 11 veranschaulicht. Das Lagern 273 und 280 getragen. Diese Lager sind Zahnrad 236, welches die zu dem Zahnrad auf dem außerhalb der Nabe 282 am Ende des Oberarmglie-Unterarmglied führende Kette 234 antreibt, ist mit 40 des oder derart angeordnet, daß sie unabhängig von einer Welle 250 verkeilt, die von ihrem linken Ende der Drehung der Welle 250, welche das Unterarmin Fig. 11 mittels einer an ihr befestigten Scheibe 252 glied antreibt, schwenken können. Mit dieser Nabe angetrieben wird. Die Scheibe enthält Aussparungen, 282 ist eine Antriebsplatte 284 verkeilt, die von in welche Kugeln 254 eingreifen, die einen Teil einer Kugeln 286 gedreht wird, welche ihrerseits in Ausspa-Rutschkupplung bilden. Diese Kugeln werden in die 45 rungen 288 in der Platte eingreifen. Diese Kugeln Aussparungen mittels einer Platte 256 gedrängt, die werden in Taschen in einem Rad 290 gehaltert und in Richtung auf die Kugeln mittels Federn 258 vor- in die Aussparungen mittels einer Druckplatte 292 gespannt ist, welche ihrerseits auf dem Ende der gedruckt, die von Tellerfedern 294 auf die Kugeln geWelle 250 gehalten werden. Die Kugeln werden in preßt wird. Die Tellerfedern 294 sind am Ende der Taschen in einem Antriebsrad 260 gehaltert, das mit- 50 Nabe 282 angeordnet. Diese Anordnung schafft eine tels eines Rades 262 angetrieben wird. Dieses Rad Rutschkupplung, die schleift, wenn der Bewegung des wird über ein Ritzel 264 angetrieben, das seinerseits Oberarmgliedes ein zu großer Widerstand entgegenüber ein Schneckengetriebe 266, das mittels eines gesetzt wird.The mechanism for pivoting the forearm shown in FIG. 11 is arranged between these on member is best illustrated in FIG. Bearing 273 and 280 worn. These bearings are gear 236, which drives the chain 234 leading to the gear on the outside of the hub 282 at the end of the humerus-forearm link, is at 40 des or so arranged that it is wedged independently of a shaft 250 extending from its left end the rotation of the shaft 250 which drives the forearm in Figure 11 by means of a disk 252 attached to it. With this hub is driven. The disc contains recesses, 282 is keyed to a drive plate 284 which engages in which balls 254 are rotated part of a ball 286 which in turn forms a disengaging slip clutch. These balls will engage the 45 stanchions 288 in the plate. These balls are pushed into recesses by means of a plate 256 , which are held in pockets in a wheel 290 and are tensioned in the direction of the balls by means of springs 258 into the recesses by means of a pressure plate 292 , which in turn is printed on the end of the disc springs 294 are held on the balls shaft 250 . The balls are being pressed in. The disc springs 294 are held at the end of the pockets in a drive wheel 260 which is arranged with the hub 282 . This arrangement provides one means of a wheel 262 being driven. This wheel slip clutch, which slips when the movement of the is driven via a pinion 264 , which in turn has too great a resistance to a worm gear 266, which is set by means of a humerus limb.

Motors 268 betätigt wird, angetrieben ist. Somit wird Das Antriebsrad 290 des Oberarmgliedes wird mit-Motor 268 is actuated, is driven. The drive wheel 290 of the humerus is thus

über die eben beschriebene Getriebekette Kraft vom 55 tels eines Rades 296 gedreht, das seinerseits mittelsabout the gear chain just described power from 55 means of a wheel 296 rotated, which in turn means

Motor 268 übertragen, um das Unterarmglied 32 zu eines Ritzels 298 angetrieben wird. Dieses Ritzel wirdMotor 268 is transmitted to drive the forearm link 32 to a pinion 298 . This pinion will

betätigen, das um eine Gelenkachse geschwenkt wird, wiederum über eine Getriebekette angetrieben, dieactuate, which is pivoted about a joint axis, in turn driven by a gear chain, which

an welcher es mit dem Oberarmglied verbunden ist. bei 300 beginnt und ihrerseits von einem nichtveran-at which it is connected to the humerus. starts at 300 and is in turn affected by a

Dieses Gelenk ist mit dem Ellenbogengelenk des schaulichten Motor getrieben wird, der innerhalb desThis joint is driven to the elbow joint of the leopard motor that is inside the

menschlichen Armes vergleichbar. 60 Abschnittes 276 des Schultergliedes angeordnet ist.comparable to the human arm. 60 section 276 of the shoulder member is arranged.

Der Hauptteil des Antriebsmechanismus des Unter- Dieser Motor wird wiederum durch Bürsten undThe main part of the drive mechanism of the sub- This motor is in turn made by brushes and

armgliedes ist im Schulterglied 44 angeordnet, wo er Schleifringe elektrisch gespeist, um das Oberarmgliedarm member is located in shoulder member 44 , where it is electrically powered slip rings to the humerus

aufgenommen wird und nicht mit dem Oberarm- oder um volle 180° drehen zu können, und von der Fern-is recorded and cannot be rotated with the upper arm or a full 180 °, and from the remote

Unterarmglied gehoben oder gesenkt werden muß, steuertafel gesteuert.Forearm limb must be raised or lowered, control panel controlled.

wobei dennoch der Antrieb vom Motor direkt und 55 ,,,,,-although the drive from the motor is direct and 55 ,,,,, -

zwangsweise erfolgt Der Betätigungsmechanismus des SchulterghedesThe actuation mechanism of the shoulder strap takes place inevitably

Dem Unterarmgliedantriebsmotor 268 wird elek- Das Schulterglied, welches das Ober- und Unter-The forearm link drive motor 268 is electrically powered.

trischer Strom von einer Fernsteuertafel über Schleif- armglied sowie das Handglied trägt, kann eine Dreh-tric current from a remote control panel via the sliding arm link as well as the hand member carries, a rotary

bewegung um seine vertikale Achse und eine Vertikalbewegung in der Richtung dieser Achse ausführen. Das Schulterglied ist in zwei Teilen ausgebildet, dem sich drehenden Innenteil und dem sich nicht drehenden Abschnitt 276 mit dem ersten vertikalen Rohr 326. Das ganze Schulterglied wird von den Schienen 54 und 56 getragen. Es ist entlang der Schienen verschiebbar, und es versteht sich, daß eine horizontale Bewegung in einer Richtung in rechten Winkeln zu den Pfeilen 50 erhalten werden könnte, indem ein Wagen mit Schienen vorgesehen wird, die sich in dieser Bewegungsrichtung erstrecken.movement around its vertical axis and a vertical movement in the direction of this axis. The shoulder member is formed in two parts, the inner rotating part and the non-rotating part rotating section 276 with the first vertical tube 326. The entire shoulder link is connected by the Rails 54 and 56 carried. It is slidable along the rails, and it goes without saying that it is horizontal Movement in a direction at right angles to arrows 50 could be obtained by a carriage is provided with rails extending in this direction of movement.

Um eine Drehbewegung des Schultergliedes um eine vertikale Achse zu erhalten, bleibt der obere Schultergliedteil einschließlich des Abschnittes 276 still stehen, und die unteren Abschnitte einschließlich des Betätigungsmechanismus innerhalb des Gehäuses der hohlen Vorsprünge der Abschnitte 242 und 244 len elektrischer Leiter 274 auf, die sich strecken oder zusammenziehen, wenn das Schulterglied gesenkt oder angehoben wird.In order to obtain a rotational movement of the shoulder member around a vertical axis, the upper one remains Shoulder limb part including the section 276 stand still, and the lower sections including of the actuating mechanism within the housing of the hollow projections of sections 242 and 244 len electrical conductors 274 that stretch or contract when the shoulder limb is lowered or is raised.

Um das Schulterglied zu heben, erstreckt sich ein als Mittel zum Heben angeordnetes Kabel 336 nach unten innerhalb des Rohres 326, und es ist darin mittels eines Anschlußstückes 338 befestigt. Das Kabel wird entweder verkürzt oder verlängert, um das Schulterglied anzuheben und zu senken, und wenn es verlängert wird, wird das Schulterglied infolge der Schwerkraft durch das Gewicht des aufgehängten Mechanismus gesenkt. Um das Kabel zu betätigen, läuft es über ein Paar Seilscheiben 340 und 342, die auf dem Oberteil des Rohres 328 angeordnet sind. Das Ende des Kabels ist auf eine Haspel 344 aufgewunden, die mittels eines Motors 348 über ein Getriebe 346 gedreht wird. Dieser Motor wird von den Steuertafeln aus über Leiter 350 mit Strom versorgt, die über »auf« und »ab« Begrenzungsschalter 352In order to raise the shoulder limb, a cable 336 arranged as a means for lifting extends thereafter down inside the tube 326, and it is fastened therein by means of a connector 338. The cable is either shortened or lengthened to raise and lower the shoulder limb, and when it is is elongated, the shoulder limb is suspended due to gravity by the weight of the Mechanism lowered. To operate the cable, it runs over a pair of pulleys 340 and 342, the are arranged on the top of the tube 328. The end of the cable is wound on a reel 344, which is rotated by means of a motor 348 via a gear 346. This engine is powered by the Control panels are powered from via conductors 350 that are powered via "up" and "down" limit switches 352

sind drehbar. Dieser untere Abschnitt ist auf inare rotatable. This lower section is on in

Fig. 11 angedeuteten Lagern 302 abgestützt. Eine 20 und 354 laufen. Diese normalerweise geschlossenen Staubdichtung 304 ist zwischen dem festen Abschnitt Begrenzungsschalter werden geöffnet, wenn dasSchul-276 und dem unteren drehbaren Abschnitt des terglied die Grenze seiner Aufwärts- oder Abwärts-Schultergliedes angeordnet. bewegung erreicht, indem sie mittels einer Platte 356Fig. 11 indicated bearings 302 supported. A 20 and 354 are running. These normally closed Dust seal 304 is between the fixed section Perimeter switch will be opened when the school-276 and the lower rotatable portion of the ter link the boundary of its upward or downward shoulder link arranged. movement achieved by means of a plate 356

Um den unteren Abschnitt des Schultergliedes in herabgedrückt werden, deren Lage durch' eine sich Drehrichtung anzutreiben, ist ein Ringrad 306 inner- 25 bewegende Mutter 358 gesteuert wird, die auf einer halb des Gehäuses angeordnet, und ein Ritzel 308 sich mit der Haspel drehenden Schraube 360 angekämmt mit diesem Ringrad, um die auf den Lagern 302 abgestützte Anordnung zu drehen. Das Ritzel treibt über eine Rutschkupplung mit Kugeln 310, die in Aussparungen 312 auf der inneren Oberfläche des 3° Ritzels eingesetzt sind. Die Kugeln 310 werden in die Aussparungen mittels einer federbelasteten Platte 314 gedrückt, die ihrerseits gegen eine mit ihr zusammenwirkende Platte 316 mittels eines Stiftes 318 gedrängt wird, der eine Schraubenfeder 320 trägt. Diese Plat- 35 ten weisen abgeschrägte Schultern auf, um die Kugeln nach außen zu zwängen, und wenn ein übermäßigerTo be pressed down to the lower section of the shoulder limb, the position of which is carried out by a To drive the direction of rotation is a ring gear 306 inner-25 moving nut 358, which is controlled on a arranged half of the housing, and a pinion 308 with the reel rotating screw 360 meshed with this ring gear, around the on the bearings 302 to rotate the supported assembly. The pinion drives via a slip clutch with balls 310, the are inserted into recesses 312 on the inner surface of the 3 ° pinion. The balls 310 are in the Recesses pressed by means of a spring-loaded plate 314, which in turn against a cooperating with her Plate 316 is urged by means of a pin 318 carrying a coil spring 320. This plat- 35 ten have beveled shoulders to force the balls outward, and if excessive

Widerstand gegen die Drehung der Schulter auftritt, springen die Kugeln 310 aus den Aussparungen 312 und zwängen die Platten in bekannter Weise auseinander. Die Platten und Kugeln werden gedreht, um das Schulterglied mittels eines Schneckenrades 322 anzutreiben, das seinerseits von einem Motor 324 über eine nicht veranschaulichte Schnecke angetrieben wird.Resistance to the rotation of the shoulder occurs, the balls 310 jump out of the recesses 312 and force the plates apart in a known manner. The plates and balls are rotated to to drive the shoulder member by means of a worm wheel 322, which in turn is driven by a motor 324 is driven by an unillustrated worm.

Dieser Drehmotor des Schultergliedes wird ebenfalls von der Fernsteuertafel über Bürsten und Schleifringe mit Strom versorgt, und der Strom wird, während sich das Schulterglied dreht, kontinuierlich zugeführt. This rotary motor of the shoulder link is also controlled by the remote control panel via brushes and slip rings is supplied with power, and the power is continuously supplied while the shoulder member rotates.

Es versteht sich, daß das Schulterglied auch derart angeordnet werden kann, daß es sich um eine andere als eine vertikale Achse dreht, wo die Anordnung eine solche Konstruktion infolge von Raumerfordernissen oder der Anordnung des Materials, mit welchem der Manipulator arbeiten soll, erfordert.It goes without saying that the shoulder member can also be arranged such that it is a different one as a vertical axis rotates where the assembly has such a construction due to space requirements or the arrangement of the material with which the manipulator is to operate.

Eine Vertikalbewegung des Schultergliedes wird durch das vertikale erste Rohr 326 ermöglicht, das nach oben in ein es umgebendes Rohr 328 teleskopartig eingreift. Der Abschnitt 276 ist direkt unterhalb des Rohres 326 aufgehängt, und somit wird das Schulterglied von diesem getragen. In Fig. 1 und 12 ist veranschaulicht, wie das Rohr 326 mit flachen, vertikalen, vorstehenden Teilen 330 versehen ist. Walzen 332 und 334 drücken gegen diese flachen vorstehenden Teile, um das erste Rohr 326 an einer Drehung in bezug auf das Rohr 328 zu hindern. Das Rohr 326 nimmt, wie in Fig. 1 veranschaulicht, Spu-Vertical movement of the shoulder limb is enabled by the vertical first tube 326, the engages telescopically upward in a tube 328 surrounding it. Section 276 is directly below of the tube 326, and thus the shoulder member is supported thereby. In Figs. 1 and 12 Fig. 3 illustrates how tube 326 is provided with flat, vertical, protruding portions 330. Rollers 332 and 334 press against these flat protruding parts to secure the first tube 326 at one To prevent rotation with respect to the tube 328. The tube 326, as illustrated in Fig. 1, takes spu-

ordnet ist.is arranged.

Der Lauf des Schultergliedes in horizontaler Richtung wird durch einen Wagen 362 bewirkt, der sich auf den Schienen 54 und 56 horizontal bewegt. Die Schiene 54 trägt eine Zahnstange 364, an der ein Ritzel 366 (Fig. 12) angreift. Dieses Ritzel wird über ein mittels eines Motors 370 angetriebenes Schnekkengetriebe 368 gedreht. Dieser Motor wird über Leiter von der Steuertafel aus elektrisch betätigt, und die gesamte Stromversorgung für alle Betätigungsmotoren wird über ein Kabel 372 zugeführt, dessen eines Ende mit dem sich bewegenden Wagen 362 (Fig. 12) verbunden ist.The movement of the shoulder member in the horizontal direction is caused by a carriage 362, which moved horizontally on rails 54 and 56. The rail 54 carries a rack 364 on which a Pinion 366 (Fig. 12) engages. This pinion is driven by a worm gear drive by means of a motor 370 368 shot. This motor is electrically operated via conductors from the control panel, and all of the power supply for all of the actuating motors is supplied via a cable 372, the one end is connected to the moving carriage 362 (Fig. 12).

Daraus ergibt sich, daß sich bei Betätigung des Motors 370 das Ritzel 366 dreht, um den Wagen entlang der Schienen 54 und 56 zu bewegen. Um das Ritzel 366 im Eingriff mit der Zahnstange 364 zu halten, greift eine Verschiebungen verhütende Walze (nicht veranschaulicht) an der Schiene 54 von der gegenüberliegenden Seite des Ritzels 366 aus an. Diese Walze ist drehbar auf der unteren Stirnfläche des Wagens 362 angeordnet (Fig. 12) und verhindert, daß das Ritzel bei schwerer Belastung außer Eingriff mit der Zahnstange springt.As a result, when the motor 370 is actuated, the pinion 366 rotates around the carriage of rails 54 and 56 to move. To get the pinion 366 engaged with the rack 364 hold, an anti-skid roller (not illustrated) engages the rail 54 from the opposite one Side of pinion 366 off on. This roller is rotatable on the lower face of the Carriage 362 arranged (Fig. 12) and prevents the pinion from disengaging with heavy loads the rack jumps.

Übermäßige horizontale Kräfte, die auf das Handglied oder die Armglieder ausgeübt werden, bewirken, daß der Wagen in bezug auf die Schienen kippt. Um eine Beschädigung infolge übermäßiger Abbiegungen dieser Art zu verhindern, ist ein Sicherheitsschalter 376 vorgesehen, der einen Stößel 378 aufweist, welcher seinerseits eine Walze trägt, die auf einer Gleitbahn der Schiene 56 rollt. Wenn der Wagen die mittels Federkraft in Eingriff mit der Gleitbahn gehaltene Walze kippt, kann sich der Stößel nach außen bewegen, um den normalerweise geschlossenen Sicherheitsschalter 376 zu öffnen, und dieser unterbricht die Stromzufuhr, um eine weitere Betätigung des Manipulators zu verhindern.Excessive horizontal forces exerted on the limb or limbs cause that the car tilts with respect to the rails. About damage due to excessive turns To prevent this type, a safety switch 376 is provided which has a plunger 378 which in turn carries a roller which rolls on a slide of the rail 56. If the car has the means Spring force in engagement with the slide tilts the roller held, the slide can move outwards, to open the normally closed safety switch 376, and this interrupts the Power supply to prevent further actuation of the manipulator.

Eine andere Art der Anordnung des Sicherheitsschalters 376 wäre, den Stößel 378 gegen die Federstangen 384 oder 386 anliegen zu lassen, die im folgenden Absatz beschrieben werden. Ein AbbiegenAnother way of arranging the safety switch 376 would be to place the plunger 378 against the spring bars 384 or 386, which are described in the following paragraph. A turn

dieser Federn bei Überlastung würde dann den Sicherheitsschalter öffnen und den Motor anhalten, wodurch eine Beschädigung des Mechanismus verhindert würde.These springs in the event of an overload would then open the safety switch and stop the motor, whereby damage to the mechanism would be prevented.

Es sind Mittel vorgesehen, um den Wagen in bezug auf die Gleitbahn bei normaler Belastung stabil zu halten. Zu diesem Zwecke liegen ein Paar Walzen 380 und 382 auf den inneren unteren Oberflächen der Gleitbahnen der Schienen 56 bzw. 54 auf. Diese Walzen sind an den Federstangen 384 und 386 angeordnet, die nach unten vom Wagen aus hervorragen. Diese Federn gestatten, daß übermäßige Belastungen den Wagen schwenken, um somit den Sicherheitsschalter 376 zu betätigen.Means are provided to keep the carriage stable with respect to the slide under normal loads. To this end, a pair of rollers 380 and 382 rest on the inner lower surfaces of the slideways of rails 56 and 54, respectively. These rollers are mounted on spring bars 384 and 386 which protrude downward from the carriage. These springs allow excessive loads to pivot the cart, thereby actuating the safety switch 376.

In gewissen Fällen kann es erforderlich sein, daß der Manipulator unter Bedingungen und in Atmosphären arbeitet, welche die Arbeitsteile angreifen und sie korrodieren lassen. Um die Teile zu schützen, kann zum Abdecken der Arbeitsteile ein Schutzmantel 398 verwendet werden. Dieser in Fig. 1 veran- ao schaulichte Schutzmantel 398 ist an einem Ende des Manipulators mittels eines Bandes 399 befestigt, welches den Schutzmantel in eine Aussparung 397 zieht. Diese Aussparung ist im einzelnen in den Fig. 10 oder 11 veranschaulicht. Das untere Ende des Mantels ist mit dem Arm verbunden, indem es mittels eines Bandes 396 in eine Aussparung gezogen ist.In certain cases it may be necessary for the manipulator to operate under conditions and in atmospheres which attack the working parts and cause them to corrode. To protect the parts, a protective jacket 398 can be used to cover the working parts. This protective sheath 398 shown in FIG. 1 is attached to one end of the manipulator by means of a strap 399 which pulls the protective sheath into a recess 397. This recess is illustrated in detail in FIGS. 10 or 11. The lower end of the sheath is connected to the arm by being pulled into a recess by means of a strap 396.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, bedeckt der Schutzmantel das Unterarmglied, das Oberarmglied und die Verbindungsteile sowie den Schultergliedverbindungsteil, durch den das Oberarmglied mit dem Schulterglied verbunden ist. Auch die Motoren zur Hin- und Her- und Drehbewegung, zur Betätigung des Handgliedes und der Greifeinrichtung, werden hierdurch geschützt.As can be seen from Fig. 1, the protective sheath covers the forearm limb, the humerus limb and the Connection parts and the shoulder link connection part through which the humerus link to the shoulder link connected is. Also the motors for reciprocating and rotating movement, for operating the hand member and the gripping device are thereby protected.

Wenn das Handglied seine Arbeit in der schädlichen Atmosphäre beendet hat, kann es leicht gereinigt werden, indem es mit einem Schlauch und Wasser, welches die Betätigungsvorrichtungen nicht berührt, abgewaschen wird. Der Schutzmantel kann aus entsprechendem, nicht porösem, leichtem und flexiblem Material, wie z. B. Polyäthylen, bestehen.When the hand member has finished its work in the noxious atmosphere, it can be easily cleaned by cleaning it with a hose and water, which does not touch the actuating devices is washed off. The protective sheath can be made from corresponding, non-porous, light and flexible material, such as. B. polyethylene exist.

Der Manipulator nach der Erfindung ist derart ausgebildet, daß er an große Einheiten angepaßt werden kann, welche sehr schwere Lasten tragen, ohne auf die komplizierte Steuerung zu verzichten, welche kleine gesteuerte Bewegungen der von dem Manipulator getragenen Last gestattet.The manipulator according to the invention is designed in such a way that it can be adapted to large units can, which carry very heavy loads without having to forego the complicated control, which allows small controlled movements of the load carried by the manipulator.

Der Manipulator ist gedrängt im Aufbau, wobei er zur Durchführung der komplizierten Arbeitsgänge des Handgliedes und der Greifeinrichtung innerhalb eines einzigen Gehäuses eingeschlossen ist. Der Manipulator ist als Einheit ausgebildet und dennoch anpassungsfähig, so daß er verschiedene Greiferarten betätigen kann. Dieses Merkmal im Zusammenhang mit der Fähigkeit der Vorrichtung, Greifer selbst und ohne die Notwendigkeit einer anderen manuellen Hilfe als der Betätigung von der Steuertafel aus auszutauschen, ist ein weitgreifender Vorteil.The manipulator is compact in construction, being used to perform the complicated operations the hand member and the gripping device is enclosed within a single housing. The manipulator is designed as a unit and yet adaptable, so that it can handle different types of grippers can operate. This feature related to the ability of the device to grapple itself and replace without the need for manual assistance other than operation from the control panel, is a far-reaching benefit.

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Claims

PATENT CLAIMS:

1. Manipulator for the remote control of objects in a z. B. due to existing radioactivity inaccessible space with a shoulder limb, an upper arm limb articulated thereon and a forearm limb connected to the latter via an elbow joint, which is pivotable about the axis of the elbow joint by means of a drive, as well as a hand limb rotatably connected to the forearm limb, which is equipped with a gripping device, characterized in that the pivot axis (40) of the forearm link (32) articulated on the upper arm link (42) lies approximately in the center of gravity of the forearm link, namely in such a way that the drive motor (38) for actuating the gripping device (24, 28 or 60/62) and the drive motor (36) for rotating the hand member (20, 22) about its longitudinal axis with respect to the forearm member (32) on one side of the forearm member and the hand member including the gripping device on the other side of the Sub-member is attached, and that the hand member and gripping means drives (36, 38) independently v can be actuated on the pivoting movement of the forearm member.

2. Manipulator according to claim 1, characterized in that the gripping means as claws (60, 62) are formed, for the reciprocating movement of which is arranged on the forearm member (32) Drive motor (38) is used.

3. Manipulator according to claims 1 and 2, characterized by a coupling (124 to 130) which allows a relative movement between the hand member (20, 22) and the rotary drive motor (36) when the resistance to the movement of the hand member a predetermined limit value has reached.

4. Manipulator according to claims 1 to 3, characterized by a coupling (202) which enables a relative movement between the drive motor (38) for opening and closing the claws (60,62) and the power transmission means for transmitting the force to the claws (60 , 62) when the gripping force of the claws has reached a predetermined limit value.

5. Manipulator according to claims 1 to 4, characterized in that the upper arm member (42) carrying the forearm member (32) is articulated rotatably about a further horizontal axis on the shoulder member (44), the shoulder member having a non-rotatable (276) as well a rotatable portion (242, 244) which is supported by a bearing (302) , and that slip rings are provided on one of the shoulder portions for supplying electrical power and brushes are provided on the other shoulder portion to allow unrestricted rotation of the rotatable shoulder portion.

6. Manipulator according to spoke 5, characterized by a with the non-rotatable portion (276) of the shoulder member (44) in connection, vertical, first tube (326), further by shoulder bearing means with a tube surrounding the first tube (328) and by means (336) connected to the first tube (326) for raising and lowering the shoulder member.

7. Manipulator according to Claims 5 and 6, characterized in that the shoulder member (44) is carried by a carriage (362) running on rails (54, 56), which carriage is provided with resiliently arranged rollers which act on the rails, around the To keep the trolley stable in relation to the rails under normal load,

as well as responsive to the position of the shoulder member with respect to the rails (54, 65) Switching means to control the movement of the shoulder limb in the event of excessive exertion interrupt.

8. Manipulator for the remote-controlled handling of objects with a back and forth movable gripping claws equipped hand member that is supported by a linkage, for example the so-called forearm limb, is worn, in particular according to claims 1 to 7, characterized by such a design of the releasable connecting means between hand member and gripping claws, that a remote-controlled exchange of different gripping claws is possible.

9. Manipulator according to claim 8, characterized by a reciprocating, with at least one of the gripping claws (60, 62) forcibly connected member (66) which has a flanged end (134) , and by a with the drive means for the reciprocating movement of the organ (66) co-movable hook pair (136) which releasably grips the flanged end (134).

10. Manipulator after the
and 9, characterized by
(140) The hooks (136)

Push over the edge of the flange (end 134) .

11. Manipulator according to claims 8 to 10, characterized by arranged on the hand member cams (144) which cooperate with inclined cam surfaces (142) on the hook (136) and bring the hook out of engagement with the flanged end (134) can.

Claims 8 biasing means in the locked position

12. Manipulator according to claims 8 to 11, characterized by a rotatable first sleeve (86) on the linkage, a telescopically engaging second sleeve (84) on the hand member, furthermore free, carried and in pockets in the first sleeve (86) locking members (balls 90) engaging in recesses (92) in the second sleeve and by means (locking ring 93) to lock the locking members in the recesses (92) to create a positive connection between the sleeves (86, 84).

13. Manipulator according to claim 12, characterized by a arranged inside the first sleeve (86) and movable in this sleeve locking ring (93) to hold the locking members (balls 90) in the recesses (92) of the first sleeve when the second Sleeve (84) is moved away from the forearm member when the hand member is released.

14. Manipulator according to claim 13, characterized by one on the locking ring (93) and the first sleeve (86) abutting compression spring (96), which removes the second sleeve (84) from the first sleeve (86) seeks to force out.

15. Manipulator according to claims 8 to 14, characterized by coupling teeth (392) which are arranged on the hand member and which can engage with corresponding coupling teeth (394) on the rotatable first sleeve (86) to transmit the rotational movement of the hand member.

Considered publications:
German Patent No. 898 669;
U.S. Patent Nos. 2771199, 2822094.

In addition 3 sheets of drawings