DE1478911A1 - Remote gripper with rotating and swiveling gripping tongs - Google Patents

Remote gripper with rotating and swiveling gripping tongs

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DE1478911A1
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Germany
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hollow shaft
connecting rod
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DE19651478911
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Boehme Dipl-Ing Georg
Guenther Sebold
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J1/00Manipulators positioned in space by hand
    • B25J1/02Manipulators positioned in space by hand articulated or flexible
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J1/08Manipulators positioned in space by hand movably mounted in a wall
    • B25J1/10Sleeve and pivot mountings therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

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GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, 17.2.1965SOCIETY FOR Karlsruhe, February 17, 1965

KERNFORSCHUNG M.B.H. PTA 65/I8 Bh/RzNUCLEAR RESEARCH M.B.H. PTA 65 / I8 Bh / Rz

Expl,Expl,

"Ferngreifer mit dreh- und schwenkbarer Greifzange""Remote gripper with rotating and swiveling gripping pliers"

Die Erfindung betrifft einen Ferngreifer mit einer in der Abschirmung über ein Kugelgelenk allseitig schwenkbar gelagerten Verbindungsstange, die Elemente zur Bewegungsübertragung der an einem Ende angeordneten Bedienungseinrichtung auf den am anderen Ende nach Art eines Ellbogengelenkes angeordneten Greifarm aufnimmt .The invention relates to a remote gripper with one in the shield The elements for the transmission of motion to the one end arranged operating device on the arranged at the other end in the manner of an elbow joint gripper arm .

Für viele Arbeiten mit radioaktiven Substanzen hinter Bleiabschirmwänden oder in "Glove-Boxen werden sog. DirektgreiferFor a lot of work with radioactive substances behind lead shielding walls or so-called direct grippers are used in glove boxes

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verwendet, die meist aus einem starren Rohr bestehen, das in einer Durchführung durch die Schutzvuid gelagert ist und das an einem Ende eine Greifzange und am anderen einen Betätigungsgriff besitzt. Als Lager in der Schutzwand weisen diese Greifer Kugeldurchführungen auf, in denen sie gedreht, allseitig um einen begrenzten Winkel geschwenkt und in Achsrichtung verschoben werden können. Häufig (z. B. beim Be- und Entladen von Behältern) ist dieser Aktionsradius zu gering. Vor allem wird als Mangel empfunden, daß ein "Ellbogengelenk" zum Schwenken der Greifzange fehlt. Zwar wurden schon Greifer mit Ellbogengelenk ψ (z. B. mit Seilzug- oder Bandbetätigung) angefertigt, die aber von den üblichen Greiferabmessungen beträchtlich abweichen, so daß für sie besondere Zellen, zumin'dest aber besondere Lageranordnungen nötig sind.used, which usually consist of a rigid tube that is mounted in a bushing through the Schutzvuid and that has a gripper at one end and an operating handle at the other. As a bearing in the protective wall, these grippers have ball bushings in which they can be rotated, pivoted on all sides by a limited angle and shifted in the axial direction. Often (e.g. when loading and unloading containers) this radius of action is too small. Above all, it is felt to be a deficiency that an "elbow joint" for pivoting the gripping pliers is missing. Grippers with an elbow joint ψ (e.g. with cable or belt actuation) have already been made, but they differ considerably from the usual gripper dimensions, so that special cells, but at least special bearing arrangements, are necessary for them.

Bisher ist es noch nicht gelungen, einen Greifer mit "Ellbogengelenk" zu schaffen, der in den Hauptabmessungen den meist verwendeten Direktgreifern ohne 11EIlbogengelenk" entspricht, weil zur Betätigung der Greifzange mit "Ellbogengelenk" zusätzliche Übertragungsorgane nötig sind, die in der dünnen Verbindungsstange zwischen Bedienungseinrichtung und Greifzange nicht mehr untergebracht werden konnten. Dabei müssen nämlich zwei weitere Bewegungen vom Betätigungsgriff zur Greifzange (Zangendreh- und schwenkbewegung) übertragen werden.So far it has not yet been possible to create a gripper with an "elbow joint" whose main dimensions correspond to the most commonly used direct grippers without an 11 elbow joint "because additional transmission organs are required in the thin connecting rod between It was no longer possible to accommodate the operating device and gripping tongs, as two further movements must be transmitted from the operating handle to the gripping tong (tong rotation and pivoting movement).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Ferngreifer mit dreh- und schwenkbarer Greifzange zu schaffen, der in den Hauptmaßen mit den heute üblichen Greifern übereinstimmt. Dies wird erfindungsgemäß auf einfache Welse erreicht durch eine in der Verbindungsstange dreh- und in Achsrichtung verschiebbar gelagerte, zur Aufnahme eines Seilzuges vorzugsweise hohle Welle als Mittel zur Bewegungsübertragung, die an einem Ende der Verbindungsstange über eine an sich, bekannte Antriebsvorrichtung mit der Bedienungseinrichtung, an ihrem anderen Ende mit dem Greifzangenarm gekoppelt ist. The object of the present invention is therefore to provide a remote gripper to create with rotating and swiveling gripping pliers, the main dimensions of which are the same as those of today's grippers. According to the invention, this is achieved in a simple manner by a rotatable in the connecting rod and displaceable in the axial direction mounted, preferably hollow shaft for receiving a cable pull as a means for transmitting movement, which is at one end of the connecting rod is coupled at its other end to the gripper arm via a drive device known per se with the operating device.

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Die Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert:The details of the invention are explained in more detail with reference to drawings:

Flg. 1 zeigt den Direktgreifer mit "Ellbogengelenk" 1, der in ähnlicher Weise wie die starren Direktgreifer in der Kugeldurchführung 2 einer Absohirmwand 3 gelagert 1st. Zum Schutz gegen ex -Kontamination oder für einen gasdichten Abschluß kann der Greifer mit einer Schutzhülle (Booting) 4 überzogen werden, die einerseits an einem Dichtflansch 5 der Zellenwand 6 und andererseits an einem Zwischenstück 7 am Schaft der Greifzange 8 gasdicht befestigt ist. Dadurch-kann man den von der Schutzhülle 4 umschlossenen Greiferteil mit der Zange 8 in üblicher Welse aus- " wechseln,ohne die Gasdichtheit des Arbeltsraumes zu beeinträchtigen, jFlg. 1 shows the direct gripper with "elbow joint" 1, which is shown in FIG In a similar way to how the rigid direct gripper is mounted in the ball bushing 2 of a shielding wall 3. For protection The gripper can be covered with a protective cover (booting) 4 against explosion contamination or for a gas-tight seal, on the one hand on a sealing flange 5 of the cell wall 6 and on the other hand on an intermediate piece 7 on the shaft of the gripping tongs 8 is attached gas-tight. As a result, the protective cover 4 enclosed gripper part with the pliers 8 in the usual catfish from- " change without affecting the gas tightness of the work space, j

Die Kugel9 in der Grelferdurchführung 2 besitzt einen geteilten. \ herausnehmbaren Stopfen 10, dessen kleinster Durchmesser so ge- j wählt 1st, daß durch die Kugelöffnung 11 das Übersetzungsgetriebe 18 an der Greifzange 8 hindurchgeführt werden kann. Der Stopfen 10 ist als Teil der Kugel 9 ausgebildet und mit dieser fest ! verbunden. Über eine in Stopfen 10 gelagerte Feststellhülse 12 ' kann das Verbindungsrohr 13 in der Kugel 9 arretiert werden. Durch eine weitere Feststellvorrichtung 14 kann auch noch die Kugel 9 festgeklemmt werden.The ball 9 in the Grelfer bushing 2 has a split. \ Removable plug 10, the smallest diameter so-j selects 1st that the transmission gearing can be passed to the gripping pliers 8 18 through the ball opening. 11 The stopper 10 is designed as part of the ball 9 and is fixed to it! tied together. The connecting tube 13 can be locked in the ball 9 via a locking sleeve 12 ′ mounted in the stopper 10. The ball 9 can also be clamped by a further locking device 14.

Der Greifer kann folgende fünf Bewegungen ausführen:The gripper can perform the following five movements:

1. Vor und zurück: Durch Verschieben der Verbindungs-1.Forwards and backwards: By moving the connection

stauge 13 in ihrer Führung im Stopfen 10.stuck 13 in their leadership in Plug 10.

2. Schwenkbewegung: Durch Schwenken der.Verbindungs2. Swivel movement: By swiveling the connection

stange 13 In ihrer Kugellagerung.rod 13 in its ball bearing.

3. Öffnung und Schließen Durch Betätigen eines zentral durch der Greifzange 8: den Verbindungsstab geführten Seilzuges über Hebel 15 am Betätigungsgriff 16.3. Opening and closing by pressing a centrally through the gripping pliers 8: the connecting rod guided cable pull via lever 15 on the operating handle 16.

4. Drehen der Greifzange 8: Durch Drehen des Griffs 16.4. Turning the gripper 8: by turning the handle 16.

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5. Schwenken der Greifzange 8 Durch Schwenken des Betätium das Ellbogengelenk Is gungsgriffes 16.5. Swiveling the gripping pliers 8 By swiveling the betätium, the elbow joint is provided with the handle 16.

Die übertragung der Bewegungen von Bedienungsgriff 16 auf die Greifzange 8 soll i&i folgenden anhand von Fig. 2 näher erläutert werden. Die unter Punkt 1 - 3 genannten Bewegungevorgänge entsprechen denen der üblichen Ausführungen und sind außerdem aus der Zeichnung erkennbar. Sie werden daher nicht näher irläutert.The transfer of the movements from operating handle 16 to the Gripping tongs 8 will be explained in more detail below with reference to FIG will. The movement processes mentioned under points 1 - 3 correspond to those of the usual designs and are also off recognizable in the drawing. They are therefore not further refined.

Hauptübertragungselement zwischen Übertragungsgetriebe 17 und RUckübertragungsgetriebe 18 für die unter Punkt 4 und 5 genann-P ten Bewegungen ist eine Hohlwelle 20 in der Verbindungsstange 13, die in den beiden angrenzenden Getriebegehäusen IJ und 18 gela- , gert ist. Sie überträgt die Zangendrehbewegung auf folgende Weise:The main transmission element between the transmission gear 17 and the reverse transmission gear 18 for the movements mentioned under points 4 and 5 is a hollow shaft 20 in the connecting rod 13, which is stored in the two adjacent gear housings IJ and 18. It transmits the rotary motion of the tongs in the following way:

Durch Drehen des mit dem Kegelrad 23 fest verbundenen Betätigungsgriffes 16 wird über Zwischenrad 24 das Kegelrad 25 angetrieben. Dieses ist im Getriebegehäuse 28 drehbar gelagert und z. B. über einen Vierkant 33 formschlüssig, drehfeet, jedoch axial versohleblioh mit der Hohlwelle 20 gekoppelt. Am anderen Ende der Hohlwelle 20 wird im Getriebe 18 (Fig. 1) durch dieselben Getriebeteile aber mit umgekehrter Wirkung deren Drehung zur Drehung des Greifzangenhalterohres 19 auf das dem Kegelrad 23 entsprechende Kegelrad übertragen.By turning the operating handle 16 firmly connected to the bevel gear 23, the bevel gear 25 is driven via the intermediate gear 24. This is rotatably mounted in the gear housing 28 and z. B. via a square 33 positively, rotatably, but axially versohleblioh coupled to the hollow shaft 20. At the other end of the hollow shaft 20 is in the transmission 18 (Fig. 1) by the same gear parts but with the opposite effect of their rotation to the rotation of the Gripper holder tube 19 on the bevel gear 23 corresponding Transfer bevel gear.

Außerdem dient die Welle 20 als Übertragungselement für die Zangenschwenkbewegungr Hierzu 1st die mit dem Betätigungsgriff 16 verbundene Schwenkgabel 26 um die Achse des Kegel rades 24 schwenkbar gelagert. Um die beiden Zapfen 27 sollte die Gabel 26 eine Schwenkbewegung von ca. l80° au»führen können. Deshalb weist das an Ende kugelige Gehäuseteil 28 eine senkrecht zur Ebene C-D verlaufende Führungsnut 29 auf, deren Breite dem Schaftdurchmesser von Kegelrad 23 angepaßt let. NIt der Schwenkgabel 26 fest verbunden übertragen die Zahnräder 30 die Schwenkbewegung auf zwei Zahnstangen 31» 32. Die beiden ZJthn-In addition, the shaft 20 serves as a transmission element for the swiveling movement of the tongs connected pivot fork 26 about the axis of the cone wheel 24 pivotally mounted. To the two pins 27, the fork 26 should be a Swivel movement of approx. 180 °. The housing part 28, which is spherical at the end, therefore has a perpendicular to the plane C-D extending guide groove 29, the width of which is adapted to the shaft diameter of the bevel gear 23. NIt of the swivel fork 26 firmly connected, the gears 30 transmit the pivoting movement two racks 31 »32. The two ZJthn-

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stangen 31* 32 sind am Lagerkranz 35 befestigt, so daß die Schubbewegung durch den in Achsrichtung auf der Hohlwelle 20 fixierten Lagerkranz 35 auf die Hohlwelle 20 übertragen wird. Der Lagerkranz 35 ist über ein Kugellager ~5$ drehbar auf der Hohlwelle 20 gelagert, um die von der Schwenkbewegung unabhängige Greifzangendrehung übertragen zu können. Am anderen Ende der Welle 20 wird ihre Schubbewegung im Getriebe 18 in gleicher Weise rückübersetzt, so daß die Greifzange 8 eine der Bewegung des Betätigungsgriffes 16 entsprechende Schwenkbewegung ausführt. »Rods 31 * 32 are attached to the bearing ring 35 so that the thrust movement is transmitted to the hollow shaft 20 by the bearing ring 35 fixed in the axial direction on the hollow shaft 20. The bearing ring 35 is supported via a ball bearing 5 ~ $ rotatable on the hollow shaft 20 to be able to transmit the pivoting movement independent of the gripping tongs rotation. At the other end of the shaft 20, its thrust movement is retranslated in the transmission 18 in the same way, so that the gripping pliers 8 executes a pivoting movement corresponding to the movement of the actuating handle 16. »

Um bei der Schwenkung von Zange 8 und Griff 16 die unterschied- ™ liehe Spannung des durch die Getriebe 17 und 18 und durch die Hohlwelle 20 verlaufenden Seilzuges zum öffnen und Schließen der Greifzange ausgleichen zu können, befinden.sich in den beiden Getrieben 17 und 18 noch Seillängen-ausgleichsrollen 34, die auf Bolzen 27 pendelnd gelagert sind. Sie sind an sich bekannt und werden deshalb nicht näher beschrieben.In order to make the difference when pivoting pliers 8 and handle 16 borrowed tension of the cable running through the gears 17 and 18 and through the hollow shaft 20 to open and close the To be able to compensate for grippers, are located in the two Gears 17 and 18 still rope length compensation rollers 34, the are mounted oscillating on bolts 27. They are known per se and are therefore not described in detail.

Mit den beschriebenen verhältnismäßig einfachen Zusatzbauteilen kann man mit dem Greifer nach der Erfindung auf einfache Weise ein funktionssicheres "Ellbogengelenk" betätigen, was beispielsweise wichtig ist, wenn man in Behältern Schrauben drehen muß oder in Ecken von Heißen Zellen greifen muß. i With the relatively simple additional components described, you can use the gripper according to the invention to operate a functionally reliable "elbow joint" in a simple manner, which is important, for example, when you have to turn screws in containers or reach into corners of hot cells. i

Dabei können mit der beschriebenen, geteilten Kugeldurchführung sämtliche bisher üblicherweise verwendeten Direktgreifer auch weiterhin benutzt werden.With the described split ball bushing, all of the direct grippers that have hitherto been commonly used can also be used continue to be used.

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Claims (4)

U78911 / Karlsruhe, I7.2.I965 9PTA 65/U Bh/Rz Patentansprüche:U78911 / Karlsruhe, I7.2.I965 9PTA 65 / U Bh / Rz Patent claims: 1.j Perngreifer mit einer in der Abschirmung über ein Kugelgelenk allseitig schwenkbar gelagerten Verbindungsstange, die Elemente zur Bewegungsübertragung der an einem Ende angeordneten Bedienungseinrichtung auf den am anderen Ende nach Art eines Ellbogengelenkes angeordneten Ore ifarm aufnimmt, gekennzeichnet durch eine in der Verbindungsstange (13) dreh- und in Achsrichtung verschiebbar gelagerte, zur Aufnahme eines Seilzuges vorzugsweise hohle Welle (20) als Mittel zur Bewegungsübertragung, die an einem Ende der Verbindungsstange (13) über an sich bekannte Antriebsvorrichtungen mit der Bedienungseinrichtung (15, 16), an ihrem anderen Ende mit dem Grelfzangenarm (7,8,19) gekoppelt ist.1.j Pern grab with one in the shield via a ball joint connecting rod pivoted on all sides, the elements for the transmission of motion of the one arranged at one end The operating device on the Ore ifarm, which is arranged at the other end in the manner of an elbow joint, characterized by one mounted in the connecting rod (13) so as to be rotatable and displaceable in the axial direction, for receiving a cable pull, preferably a hollow shaft (20) as a means for transmitting movement, which is at one end of the connecting rod (13) via known drive devices with the Operating device (15, 16) is coupled at its other end to the Grelfzangenarm (7,8,19). 2. Perngreifer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schubstangen (31*32), die sich an einem Ende über Zahnstangen mit am schwenkbar gelagerten Bedienungsgriff (16) angebrachten Ritzeln (30) im Eingriff befinden, wobei sie an ihrem anderen Ende fest mit einem Lagerkranz (35) verbunden sind, in dem die Hohlwelle (20) drehbar gelagert ist.2. Perngreifer according to claim 1, characterized by push rods (31 * 32) which are at one end via racks with on pivoted control handle (16) attached pinions (30) are in engagement, with them on their other End firmly connected to a bearing ring (35) in which the hollow shaft (20) is rotatably mounted. 3. Ferngreifer nach Anspruch 1-2, gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes Differentialgetriebe (23-25) zur übertragung der Drehbewegung des Handgriffes (16) als Drehbewegung auf die Hohlwelle (20), wobei Abtriebskegelrad (25) und Hohlwelle (20) axial verschiebbar, jedoch drehfest über eine Vierkant-, eine Keilnutverzahnung oder dergl. miteinander gekoppelt sind.3. Remote gripper according to claim 1-2, characterized by a known differential gear (23-25) for transmission the rotary movement of the handle (16) as a rotary movement on the hollow shaft (20), with the output bevel gear (25) and hollow shaft (20) axially displaceable, but non-rotatably coupled to one another via a square, spline or the like are. 4. Perngreifer nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet durch zwei gleichartige Ubertragungsgetriebe (17,18) an den Enden der Verbindungsstange (13)·4. Perngreifer according to claim 1-3, characterized by two similar transmission gears (17,18) at the ends of the Connecting rod (13) 909829/0058 bad original909829/0058 bad original LeerseiteBlank page
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