DE1531167A1

DE1531167A1 - Parallelmanipulator

Info

Publication number: DE1531167A1
Application number: DE19671531167
Authority: DE
Inventors: Haaker Lester Walter
Original assignee: CENTRAL RES LAB Inc
Current assignee: CENTRAL RES LAB Inc
Priority date: 1966-10-28
Filing date: 1967-10-26
Publication date: 1972-07-27
Also published as: DE1531167C3; GB1132680A; US3425569A; DE1531167B2

Description

Unser Zeichen: G 2451

GEETiLiL HESEARGIi LABORATORIES, IKG.

Route 2

Red Wing, Minnesota / V.St.A.

Parallelmanipulator

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Paralelmanipulator der Art, bei dem Bewegungen eines von einer Bedienungsperson erfaßten Handgriffes durch eine Klaue oder eine Greifzange wiedergegeben werden, die einen zu behandelnden Gegenstand erfaßt und von der Bedienungsperson entfernt an der gegenüberliegenden Seite einer Schutzwand angeordnet ist. Insbesondere bezieht aioh die vorliegende Erfindung auf einen abgedichteten Parallelmanipulator, der zwischen unterschiedlichen Umgebungen arbeiten kann, die durch eine abgedichtete Schutzwand voneinander getrennt sind, und dessen Greifarm eine vergrößerte Reichweite hat.

St.

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In der USA-Patentsohrift 3 164 267 ist ein abgedichteter Manipulator gezeigt, der beispielsweise zur Verwendung in Strahlenschutzzellen mit hohem Alpha-G-amma-Pegel, in Zellen, die eine vollständige atmosphärische Kontrolle zum Behandeln von luftentzündlichen oder anderweitig gegen Atmosphäre empfindlichen Materialien erfordern, in Zellen zum Behandeln hochgiftiger gasförmiger oder kleinster in der Luft schwebender Teilchen unter Bedingungen, die das Risiko der Verbreitung durch Explosion oder ein anderes Ereignis mit sich bringen, oder bei ähnliohen Installationen geeignet ist, wo es erwünscht oder erforderlich ist, daß sich die Bedienungsperson in einer Umgebung aufhält, die vollständig gegen die Umgebung abgedichtet ist, in der der Greifarm des Manipulators arbeitet.

Der abgedichtete Parallelmanipulator gemäß dieser Patentschrift arbeitet so, daß er eine empfindliche mechanische Manipulation mit beträchtlicher lastbehandlungsleistung durch eine Schutzwand hindurch unter Bedingungen schafft, die äußerste Trennung der Bedienungsperson von der Umgebung erfordern, in der der Greifarm arbeitet. Dieses Ergebnis wird erzielt durch die Umwandlung aller Manipulator-Bewegungen in reine Drehbewegungen, die von

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dem Führungsarmmechanismus auf den Greifarmmechanismus durch doppelte mechanische Drehdiohtungen zwischen ihnen hindurch übertragen werden. Der Manipulator ist in drei gesonderte genormte Unterbaugruppen unterteilt. Diese sind die Führungsarmbaugruppe, die Greifarmbaugruppe und die Diohtrohrbaugruppe. Die Dichtrohrbaugruppe ist in

in/
einem horizontalen Rohr der Schutzwand angeordnet und darin statisch abgedichtet. Jede Bewegung des Führungsarms erzeugt eine entsprechende Bewegung des G-reifarms.

In der USA-Patentschrift 3 065 863 ist ein Parallelmanipulator gezeigt, bei dem der Greifarm unabhängig von dem Führungsarm verlängert werden kann. Dadurch ist die Möglichkeit geboten, die Reichweite des Greifarmes eines' herkömmlichen Manipulators in Bezug auf den Führungsarm auszudehnen, während der Führungsarm in Arbeitslage in jeder Ausdehnungshöhe gehalten werden kann. Der Manipulator gemäß dieser Patentschrift ist jedoch auf die Verwendung unter Bedingungen beschränkt, bei denen die Umgebungen an den gegenüberliegenden Seiten der Schutzwand miteinander in Verbindung stehen und bei denen Bewegun- gen durch die herkömmliche Anordnung von elastischen Kabeln und Bändern übertragen werden, die sich durch die Schutzwand hindurch erstrecken.

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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen abgedichteten Parallelmanipulator zu schaffen, bei dem Bewegungen des Führungsarmes Bewegungen des G-reifarmes durch eine abgedichtete Schutzwand hindurch erzeugen, die die Umgebungen des Führungsarmes und des G-reifarmes voneinander trennt, und bei dem der Greifarm unabhängig von dem Führungsarm verlängert werden kann, um die Reichweite des G-reifarmes zu vergrößern, während die die Umgebungen trennende Schutzwand abgedichtet gehalten wird.

Allgemein gesagt besteht der Parallelmanipulator mit vergrößerter Reichweite gemäß der vorliegenden Erfindung, der zur Betätigung durch eine Schutzwand hindurch geeignet ist, die verschiedene Umgebungen trennt, aus einer schwenkbaren Führungsarmbaugruppe, die an einer Seite einer Schutzwand angeordnet werden kann, aus einer schwenkbaren G-reifarmbaugruppe, die an der anderen Seite der Schutzwand angeordnet v/erden kann, aus einer Diciütrohrbaugruppe, die sich durch die Schutzwand hindurchersti'ekken und in dieser abgedichtet sein kann, woben die Dichtrohrbaugruppe ein geschlossenes Wandelement einschließt, das die Umgebungen trennt, und aus einer Vielzahl von

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mechanischen Drehdichtungen, die sich durch die geschlossene Wand der Dichtrohrbaugruppe hindurcherstrecken und die Führungsarm- und die Greifarmbaugruppe verbinden, und der Manipulator ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der G-reifarm ein unabhängig ausfahrbares teleskopisches Zwischenrohr einschließt, durch das der Greifarm relativ zu dem Führungsarm verlängert werden kann, daß ein Ende jeder der mechanischen Drehdiohtungen auf die Manipulatorbewegungen des Führungsarms anspricht, daß die mechanischen Drehdichtungen diese Bewegungen auf das entgegengesetzte Ende der mechanischen Drehdichtungen übertragen können und daß die Manipulatorbewegungen in dem Greifarm in jeder ausgefahrenen Stellung auf die Drehung der mechanischen Drehdichtungen ansprechen.

Der abgedichtete Manipulator mit vergrößerter Reichweite gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, in der gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile bezeichnen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene und teilweise weggebrochene Ansicht, die die Unterbaugruppen des Parallelmanipulators der vorliegenden Erfindung zeigt, der in eine Schutzwand eingebaut und in maximaler Ausdehnung in ausge-

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zogenen linien und in Stufen mittlerer Ausdehnung in gestrichelten Linien gezeigt ist;

Pig, 2 eine Ansicht der Greifarmbaugruppe;

Figo 3A und 3B, die gemeinsam betrachtet werden müssen, eine isometrische Vorderansicht der einzelnen Elemente des Greifarms, der besseren Verständlichkeit wegen als Explosionszeichnung}

Pig. 4A und 4B, die gemeinsam betraohtet werden massen, eine-isometrische Rückansicht des G-reifarmes, die andere Elemente zeigt, der Deutlichkeit wegen als Explosionszeichnung;

Fig. 5 eine schematische, perspektivische Ansicht, die die Antriebselemente für das Zwischenrohr des Greifarmes zeigt, mit denen die Reichweite des Greifarmes vergrößert wird;

Fig« 6 eine schematische, perspektivische Ansicht, die das unabhängige Ausgleichsgewichtssystem für das Zwischenrohr zeigt;

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Pig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Greifarm unabhängig ausbalanciert ist, um die Bewegung des Greifarms (abgesehen von der vergrößerten Reichweite) in Abhängigkeit von einer ähnlichen Bewegung des Pührungsarms auszugleichen;

Pig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht, die zeigt, wie eine vertikale Bewegung (oder ¹¹Z"-Bewegung) in dem Greifarm durch eine Drehdichtung hindurch in Abhängigkeit von einer entsprechenden Bewegung des Pührungsarms erzielt wird;

Pig. 9 eine schematische perspektivische Ansicl: ., die zeigt, wie die von dem Greifarm getragene Greifzange in Abhängigkeit von Öffnungs- und Schließbewegungen des Handgriffs am Führungsarm geöffnet und geschlossen wird, die durch eine Drehdichtung übertragen werden;

Pig. 10 eine schematische perspektivische Ansicht, die die Azimutmittel zeigt, durch die eine Schwenkung der Greifzange des Greifarmes um die Längsachse dieses Armes in Abhängigkeit von einer ähnlichen

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Bewegung des Handgriffs des Führungsarms erzielt' wird, die durch eine Drehdichtung übertragen wird;

Fig. 11 eine schematische perspektivische Ansicht, die die Hub- und Yerdrehmittel zeigt, durch die eine Drehung der Greifzange an dem Greifarm um ihre eigenen beiden Achsen in Abhängigkeit von entsprechender Bewegung oder Drehung des Handgriffs des Führungsarms erzielt wird, die durch eine Drehdichtung übertragen wird;

Pig. 12 einen Schnitt durch eine Form der Dichtungsbaugruppe, durch die elektrische Kraft von dem Führungsarm auf den Greifarm übertragen werden kann, um eine relative Ausdehnung des Greifarms zu erzielen;

Fig. 13 eine Oberansicht der Dichtungsbaugruppe gemäß Fig. 12, die dasjenige Ende zeigt, das sich in die den Greifarm aufnehmende Zelle hineinerstreckt, und

Fig. 14 eine Ansicht des unteren Endes der Dichtungsbau-

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gruppe, durch die der elektrische Kontakt mit dem führungsarm hergestellt wird.

Die Konstruktion des Führungsarmes, des Diohtrohrea, der Übertragungsplatten, der Drehdichtungen und ein großer Teil des Greifarmes sind in dem Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung und dem in der USA-Patentschrift 3 164 267 gleich. Dementsprechend wird die Offenbarung dieser Patentschrift hierin bis zu dem notwendigen Ausmaß eingeschlossen, um die Umgebung für die vorliegende Erfindung zu schaffen. Eine Darstellung derjenigen Teile und eine Beschreibung derjenigen Funktionen, die zwischen den Manipulatoren gleich sind, werden hier nicht wiederholt. So weit als möglich werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Teile zu bezeichnen.

In den gesamten Unterlagen wird der Manipulator mit einem einzigen horizontalen Träger mit einem einzigen Führungsarm und einem einzigen Greifarm beschrieben und dargestellt. Es soll jedoch verständlich sein, daß in praktisch allen Fällen die Manipulatoren in im Abstand angeordneten Paaren verwendet werden, so daß die Bedienungsperson durch die Verwendung von zwei Führungsarmen die Möglichkeit hat, zwei Greifarme zu bedienen, um die

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Arbeit von zwei Händen in dem entfernt liegenden Bereioh an der gegenüberliegenden Seite der Schutzwand wiederzugeben.

Allgemeine Anordnung der leile (Fig. 1)

Gemäß Fig. 1 weist der abgedichtete Parallelmanipulator mit vergrößerter Reichweite gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein eine Führungsarmbaugruppe 10, eine Greifarmbaugruppe 11 und eine Dichtrohrbaugruppe 12 auf. Die Dichtrohrbaugruppe 12 hat die Funktion eines rohrförmigen horizontalen Trägers für die Führungs- und G-reifarme und erstreckt sich durch eine im wesentlichen vertikale Schutzwand 13» indem sie darin in einem horizontalen Rohr 14 angeordnet ist, das so befestigt ist, daß es mit der Wand konstruktiv fest verbunden ist. Das Rohr 14 ist mit einer feinbearbeiteten Bohrung versehen. Das Dichtrohr ist darin statisch abgedichtet durch eine Vielzahl von mechanisch ausdehnbaren Dich bringen, um eine Klemmdichtung zu bilden, die unter Druck gesetzt und ständig überwacht werden kann.

Die Dicke der Wand 13 und die länge der Diohtrohrbaugruppe und des zugehörigen Mechanismus der Führungsarmbau-

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gruppe, die darin sitzt, sind abhängig von der Art der Umgebung, gegen die die Wand einen Schutz bildet. Wenn die Wand eine Bedienungsperson gegen radioaktive Strahlung schützen soll, muß-die Wand notwendigerweise aus Strahlung absorbierendem Material hergestellt und relativ dick sein. Die Wand ist mit einem Fenster 16 versehen, das etwa dieselbe Dicke hat wie die Wand und beispielsweise im Fall eines Strahlenschutzes aus geschichtetem Plattenglas hergestellt ist.

Die Führungsarmbaugruppe 10, die Greifarmbaugruppe 11 und die Dichtrohrbaugruppe 12 sind alle vollständig voneinander lösbare Einheiten. Diese Einheiten sind genormt und austauschbar gegen andere entsprechende Einheiten im Fall eines Versagens oder einer Verschmutzung von einer oder zwei dieser Einheiten, die den Manipulator bilden, ohne daß es notwendig ist,alle Manipulatoreinheiten zu ersetzen. In normaler nicht wirksamer Lage sind der Führungsarm 10 und der Greifarm 11 so ausbalanciert, daß sie im wesentlichen vertikal hängen. Der Führungsarm befindet sich in einem sicheren Bereich an der rechten Seite der Wand 13, wie es in Figo 1 gezeigt ist, und der Greifarm befindet sich in einer Umgebung an der linken Seite der Wand, wie es in Fig. 1 zu sehen ist,

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gegen die die Bedienungsperson abgeschirmt ist. Das Ende des Dichtrohres 12, das mit dem sicheren Bereich in Verbindung steht, in dem der Führungsarm angeordnet ist, ist offen und steht mit der Umgebung der Bedienungsperson in Verbindung. Das entgegengesetzte Ende des Dichtrohres ist verschlossen.

Dieses geschlossene Ende des Dichtrohres, das sich in die Umgebung des Greifarmes hineinerstreckt, ist mit einer Übertragungsplatte 17 ausgerüstet, die eine Vielzahl von doppelten Drehdichtungshülsen oder -packungen trägt, die Übertragungswellen für abgedichtete Bewegung aufnehmen, durch die Bewegungen des Führungsarms auf den Greifarm übertragen werden. Jede in einer Mchtungshülse enthaltene Übertragungswelle ist an beiden Enden mit Kupplungen versehen. Die unteren Kupplungen der Übertragungseinheiten befinden Rieh an der unteren Fläche der Dichtrohr-Übertragungsplatte und stehen mit entsprechenden Elementen in einer rMhrung3arm-Übertrugun_t ^f"splnti>o in Verbindung. Die oberen Kupplungen ragen frej in den Greifarmraum und stehen mit entsprechenden Elementen in einer Greifarm-Übertragungsplatte 20 in Verbindung, die ein festes Teil der Greifarmbaugruppe ist und sich an deren oberem Ende befindet.

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Der Führungsarm (Fig. 1)

Der Führungsarm besteht aus einem länglichen Schaft 21 und einem Auslegerrohr 22 von geringerem Durchmesser, das teleskopisch in den Schaft hineinpaßt und sich in Bezug auf diesen in Längsrichtung bewegen kann. Das untere Ende des beweglichen Auslegerrohres trägt ein Handgelenk und einen Handgriff 23» mittels dessen die Bedienungsperson eine Greifzange an dem Greifarm steuert. Die Einzelheiten der Konstruktion und Arbeitsweise des Handgelenkes und des Handgriffs sind allgemein in der USA-ratentschrift 2 764 301 beschrieben und r/erden hier deshalb nicht wiederholt. Die Führungsarmbaugruppe weist einyn im wesentlichen horizontalen Abschnitt auf, der die Führungsarm-Übertragungijbaugruppe an seinem freien Ende trägt und in die Dichtrohrbaugruppe 12 hineinpaßt. Die im wesentlichen vertikalen Elemente :iea FUhrung3arma, das Aualegerrohr 22 und dor Jahaffc 21, sind schwenkbar mit dem durchgehenden Rohrabschnitt des Pührungsarmes bei 25 verbunden, um eine relative Winkel beweg un^ z?/iachen dem im y/esentlicheri verb Llcul-3-n und den im wasenfclioheh horizontalen üLementen der FUhrungsarmbaugruppe zu ermöglichen.

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Der Greifarm (Fig. 1 und 2)

Der Greifarm weist einen länglichen Schaft 26, ein Zwischenrohr 26A mit geringerem Durchmesser, das teleskopisch in den Schaft hineinpaßt und sich in Bezug auf diesen in Längsrichtung in Abhängigkeit von unabhängigen Antriebselementen bewegen kann, wie es später beschrieben wird, und ein Auslegerrohr 2? mit geringerem Durchmesser auf, das teleskopisch in das ZwisciiQnrohr hineinpaßt und sich in Längsrichtung in Besag auf dieses in Abhängigkeit von einer ähnlichen Bewegung des Auslegerrohres 22 des Führungsarmes bewegen kann. Das untere Ende des beweglichen Aualegerrohres 22 des Greifarmes trägt ein Handgelenk und eine Greifzange 28, deren Bewegung durch diü Bedienungsperson gesteuert wird, die den Handgriff 25 aiii. Pühtun^aaru betätigt, Der Greifarm ist bei 29 jchz/ankbat· uil'c, der Übertr-agun^splatte 20 das Graifarmes verbunden, uu auf diese 7/üiaö üine Hinkelbsvvegung deu örsifriria..·.! --.mfcapreahend eLnar.' MImIL-chen Beugung dea Führuiiy^ariu^iJ zu ornü'igl i .!h--m.

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Verlängerungs-Antriebssystem

(fig. 1, 2, 3A and B, 4A und B, und 5)

Ein Greifarm-Gelenkkörper 420 (an dem der Greifarm-Schaft 26 "befestigt ist) ist um die Gelenkachse 29 schwenkbar an der Greifarm-Übertragungsplatte 20 befestigt. Ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Verlängerungsantriebs-Stiitzbügel 421 und 422 sind an dem oberen Ende des Gehäuses des Gelenkkörpers 420 angebracht. Bin Verlängerungsantriebs-Betätigungselement, wie z. B. ein Elektromotor 423, ist an einer Tragstange 424 aufgehängt, die die Stützbiigel 421 und 422 überbrückt. Ein Ausgangs-Antriebsrad 425 wird von dem Betätigungselement über ein Untersetzungsgetriebe 426 angetrieben. Das Zahr~ad 425 steht mit einem Zahnrad 427 in Eingriff, das an einer Welle 428 befestigt ist, die zur Drehung in den Armen der Stützbügel 421 und 422 gelagert ist.

Es wird bemerkt werden, daß das Betätigungselement, die Tragstange, das Untersetzungsgetriebe und das Antriebszahnrad leicht als Einheit entfernt und ersetzt werden können, indem einfach vier Schrauben gelöst und eine elektrische Verbindung unterbrochen werden. Die Betätigungselementanordnung kann dann durch Abheben des Zahn-

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rades 425 außer Eingriff mit dem Zahnrad 427 frei abgehoben und duroh eine ähnliche Einheit ersetzt werden. Der Austausch des Betätigungselementes kann beispielsweise dann notwendig sein, wenn die elektrischen Eigenschaften des Motors infolge von intensiver Strahlung od. dgl. geändert werden.

Die Welle 428 trägt zwei Paare von voneinander entfernt angeordneten, mit Spiralnuten versehenen Kabeltrommeln. Das innere Paar Trommeln 429 und 430 trägt Kabel 431 bzw. 432, die in einer Richtung um die Trommeln herumgewikkelt sind. Die äußeren Trommeln 433 und 434 tragen Kabel 435 bzw. 436, die um die Trommeln in der entgegengesetzten Richtung herumgewickelt sind. Die Kabel 431 und 432 erstrecken sich über Leerlaufscheiben 437 bzw. 438, die zur Drehung auf den inneren Flächen der Stützbügel 421 bzw. 422 aur Drehung gelagert sind, und dann nach unten durch den G-elenkkörper 420 zu geeigneten Befestigungen in einem Zwischenrohr-Schlitten 439, der am oberen Ende des Zwischenrohres 26A befestigt ist.

Die Kabel 435 und 436 erstrecken sich über Leerlaufscheiben 440 bzw. 441> die zur Drehung auf den äußeren Flächen der Stütabügel 421 bzw. 422 gelagert sind, und dann

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nach unten entlang der Außenseite des Schaftes 26 zu Leerlaufscheiben 442 bzw. 443, die von einem Führungsbügel 444 getragen werden (der am unteren Ende des Schaftes 26 befestigt ist), und dann innerhalb des Schaftes 26 nach oben zu geeigneten Befestigungen in dem Zwischenrohr-Schlitten 439· Spannelemente sind eingeschlossen, so daß die Kabelschlaufe zwischen jedem Paar entgegengesetzt wirkender Aufnahmetrommeln mit der geeigneten Spannung stramm gehalten v/erden kann.

In Pig. 12 bis 14 ist eine Einrichtung gezeigt, mittels der eine elektrische Verbindung durch die Üb ertragungsbäugruppe 17 hergestellt wird, wo ein Raum bei 238 zum Einbau zusätzlicher übertragungabaugruppen vorgesehen worden ist. Die Allgemein mit 550 bezeichnete Dichtungsbaugruppe hat die Form eines zylindrischen rohrförmigen Gehäuses 551 mit einem nach außen gerichteten Flansch 552 zwischen dessen Enden. Dieses Gehäuse kann in eine Aussparung in der Übertragungsbaugruppe 17 eingesetzt und darin abgedichtet werden, wie es im einzelnen in der oben erwähnten USA-Patentschrift 3 I64 267 beschrieben iüt. Die untere Fläche des Flaruuhes 552 ist zweckmäßigere/eise mit einer Ringnut 553 und einem Kanal 554 versehen, der sich von dar Hut auu durch die Gehäu3ewand

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zur fortgesetzten G-aa üb erwachung der Dichtung hindurcherstreckt, wie es in dieser Patentschrift beschrieben ist.

Eine runde Kontaktplatte 555 mit einem nach außen gerichteten Plansch sitzt auf einem nach innen gerichteten Plansch im unteren Ende des Gehäuses 551· Eine Dichtscheibe 556 hält eine gasdichte Abdichtung aufrecht, wenn sie in der zusammengebauten Dichtung zusammengepreßt wird. Eine ähnliche Korifcaktplabte 557 ist im oberen Ende des Gehäuses angeordnet. Die Kontaktplat ten werden voneinander durch eine Hülse 558 im Abstand gehalten, die in das Gehäuse eingesetzt ist. Eine Öffnung 559 in der Hülse 558 ermöglicht freie Verbindung mit dem Inneren des Gehäuses für das Überwachungsgas. Die Kontaktplatten werden mit Hilfe von Stiften 560 ausgerichtet gehalten, die in Schlitze 561 in den Enden der Hülse eingreifen. Die Baugruppe wird mittels eines mit Innengewinde versehenen Halteringea 562 zusammengehalten, der ein Außengewinde am oberen Ende des Gehäuses arfaßt. Der Haltering liegt auf einem Anpassungsring 563 auf, dar eine Dichtung r?64 gegen den Plansch der obaran Kontaktplatte preßt, um eLne gasdichte Abdichtung aufrechtzuerhalten und die gesamte Baugruppe zusammenzuhalten.

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Jede Kontaktplatte hat eine Vielzahl von Kontaktschrauben-Baugruppen 565, die darin mit geeigneten Scheiben und Dichtungen abgedichtet sind und sich durch die Platte hindurcherstrecken. Das innere Ende jeder Kontaktschrauben-Baugruppe ist mit einem Lötansatz 566 versehen, an dem Drähte 567 befestigt werden, um einen Kontakt zwischen entsprechenden Kontaktsehrauben der oberen und der unteren Kontaktplatten herzustellen. Ergänzungselemente in den Übertragungsplatten des Führungsarms und des Greifarms stellen einen Kontakt mit den entgegengesetzten Enden der Dichtungsbaugruppe zur Übertragung von elektrischem Strom und Signalen vom !Führungsarm zum Greifarm her.

Ein mechanisches Betätigungselement kann an die Stelle des elektrischen Betätigungeelementes 423 und des Untersetzungsgetriebes 426 treten. Die Verlängerungsbewegung kann dann von dem Führungsarm auf den Greif arm mechanisch übertragen werden durch eine doppelte Drehdichtungs-Übertragungsbaugruppe in derselben Weise wie die anderen Manipulatorbewegungen. Eine Einrichtung, die der in den Zeichnungen der oben erwähnten Patentschrift dargestellten ähnlich ist, kann zu diesem Zweck verwendet werden.

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Die Betätigungseinrichtung am Führungearm kann wunschgemäß elektrisch oder mechanisch sein.

Das Betätigungselement 423 kann die Welle 428 in jeder Richtung drehen. Es wird mit bezug auf das Schema des Verlängerungsantriebs (Pig. 5) leicht zu sehen sein, daß, v/enn die Welle im Uhrzeigersinn gedreht wird, die Ilabel 435 und 436 um die Aufnahmetrommeln 433 "bzw. 4 34 gewickelt werden und daß gleichzeitig eine entsprechende Länge der Kabel 431 und 432 von den Trommeln 429 bzw. 430 abgewickelt wird. Auf diese Weise wird das Zwieohenrohr 26A nach unten getrieben und erstreckt zieh teleskopisch außerhalb des unteren Randes des Schaltes 26, der in sich das Auslegerrohr 27 trägt. Durch Drehung der Welle 428 in der entgegengesetzten Richtung ^ird ier gegenteilige Effekt erzielt und das Zwischc^rrhr ci-r^!:ckgezogen. Es wird bemerkt v.'erden, da)? das Zwilchenrchr 26A unabhängig von irgendeiner anderen Bewegung des Manipulators ausgefahren und zurückgezogen wird.

Das Betätigungselement 423 wird elektrisch rt-jvch die Bedienungsperson von der Führungsarmseite der bchui !-,wand gesteuert. Die elektrische Verbindung k.;^jnn entweder

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durch flit; Übsrtraguriß.ibausruppe 17 oder direkt durch die üchutswand hergestellt werden. En jodem Fall bestehen kjine i'roblarao bei der Aufr«chterhaltung einer genauen AbA Loh:um;, durch die der elektrische Strom geleitet νύ rd.

Verlan^erunga-Ausgleiohagewioht

(B' Ln . 1 , 2, 3A und ß, 4A und B, und 6 )

Dau Zwiacheiii'ohr 26A ist auf Colganue Weise ausbalanciert: üin Yerlangerungs-AusgleichsgewLchta-Schlittenkorper 445, der ein Ausgleichsgewicht 446 mit geeigneter Masse trägt, ist zur längsbewegung auf einer Bahn angeordnet, die aus einem Paar Stangen 447 und 448 besteht, die an ihren oberen Hnden in dem G-elenkkörper 420 und an ihren unteren Enden in einem Schaftbügel 449 getragen werden. Der Schaftbügel 449 ist an dem Schaft 26 im Abstand von dessen unterem Ende befestigt. Die Stangen 447 und 44Ö sind zur Außenfläche des Schaftes 26 parallel und in geringem Abstand von ihr angeordnet.

Ein Paar Kabel 450 und 451 erstreckt sich von Befesti gungen in dem Zwischenrohrsohlitten 439 nach unten in

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den Raum zwischen dem Schaft 26 und dem Zwischenrohr 26A zu Leerlauf scheiben 452 bzw. 453, die an dem Führungsbügel 444 befestigt sind, der am untersten Ende des Schaftes 26 angebracht ist. Die Kabel 450 und 451 laufen dann nach oben entlang der Außenwand des Schaftes 26 zu Scheiben 455 bzw. 456, die im unteren Ende des Schlittenkörpers 445 gelagert sind, und dann nach unten zurück zu Befestigungen in dem Schaftbügel 449·

Somit wird ersichtlich 3ein, daß, wenn das Zwischenrohr 26A zurückgezogen wird (gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 6 vertikal nach oben bewegt wird)_;die Spannkraft, die auf die Kabel 450 und 451 durch den Zwischenrohr-Schlitten 439 ausgeübt wird, in dem sie befestigt sind, auf die Scheiben 455 und 456 übertragen wird, um zu veranlassen, daß der Schlittenkörper 445 in die entgegengesetzte Richtung und mit halber Geschwindigkeit bewegt v/ird. Auf diese V/eise wird der Greif arm im Gleichgewicht gehalten, unabhängig von der Lage des Zwisohenrohres, ob es ausgefahren oder zurückgezogen oder in einer Zwischenstellung ist.

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Z-BewegunffB-Ausgleiohsgewichtssystem (Pig. 1, 2, 3A und B, 4A und B und 7)

Das Greifarm-Auslegerrohr 27 paßt teleskopisch in das Zwischenrchr 26A, das wiederum teleskopisch in den Greifarmschaft 26 paßt, wie es oben beschrieben und gezeigt wurde. Damit das Auslegerrohr in jeder Stellung relativ zum Zwischenrohr stehenbleibt und mit minimaler Kraft auf der Seite der Bedienungsperson zurückgezogen und ausgefahren werden kann, ist es ausbalanciert, wie es sohematisoh in 3?ig. 7 gezeigt ist. Gleichzeitig wird die Länge der Bewegungsbahnen der Bänder und Kabel, die mit dem Greifarm-Auslegerrohr verbunden sind und mit diesem Rohr bewegt werden, gleich gehalten durch Ausgleichen des Abstandes, über den das Auslegerrohr bewegt wird.

Der Greifarm ist ausbalanciert, um veränderliche Lagen des Greifarm-Auslegerrohres 27 in der folgenden \7eise auszugleichen. Ein Z-Bewegungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörper 457> der ein Z-Bewegungs-Ausgleichsgewicht mit geeigneter Masse trägt, ist so angeordnet, daß er sich in Längsrichtung auf Rollen auf einer Bahn bewegt, die durch Rippen 459 gebildet wird, die an dem Schaft 26 durch Strangpressen angeformt sind. Der Z-Bewegungs-

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Ausgleichsgewichts-Schlitten wird durch ein Paar Bänder 460 und 461 getragen, von denen ein Ende jeweils in dem Gelenkkörper 420 verankert ist. Die Bänder erstrecken sich von dort aus nach unten um Scheiben 462 bzw. 463» die von denrVerlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörper 445 zur Drehung um eine Achse 464 getragen werden.

Die Bänder 460 und 461 laufen dann nach oben und über ein Paar leerlaufscheiben oder Führungsscheiben 465 bzw. 466, die zur Drehung an der Außenseite des Gelenkkörpers 420 angeordnet sind, und dann zu Leerlaufscheiben 468 bzw. 469, die auf ähnliche Weise an dem G-elenkkörper 420 angeordnet sind aber an der von der Schutzwand abgewandten Vorderseite des Greifarms im Abstand angeordnet sind. Die Bänder laufen dann nach unten entlang der Außenseite des Schaftes 26 zu Leerlaufscheiben 471 bzw. 472, die von dem Schaftbügel 449 getragen werden, und dann nach oben zu Leerlaufseheiben 473 bzw. 474 und um diese herum, die in einem Bügel an dem Z-Bewegungs-Ausgleichsgewichts-Schlitten 457 zur Drehung um Achsen 475 getragen werden.

Von dem Z-Bewegungs-Ausgleichsgewichts-Schlitten erstrekken sich die Bänder 460 und 461 nach unten zu Leerlaufscheiben 476 bzw. 477, die von einer Azimut-Baugruppe

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getragen werden, die am untersten Ende des Zwischenrohres 26A getragen wird, und gelangen dann in den Raum zwischen dem Zwischenrohr und dem Auslegerrohr 27. Die Bänder laufen schließlich nach oben zu Befestigungen in einem Auslegerrohr-Schlitten 379» der vom oberen Ende des Auslegerrohres 27 getragen wird.

Es wird bemerkt werden, daß, wenn das Auslegerrohr 27 des G-reifarms in Abhängigkeit von entsprechenden Bewegungen des Führungsarm-Auslegerrohres durch die Bedienungsperson in der nachfolgend im einzelnen beschriebenen Yfeise vertikal bewegt, d. h. ausgefahren oder zurückgezogen, wird, der Z-Bewegungs-Ausgleichsgewichts-Sohlitten 457 in der entgegengesetzten Sichtung und mit halber G-e schwind ig ke it bewegt wird. Das ist der Fall unabhängig davon, ob das Zwischenrohr 26A ausgefahren oder zurückgezogen wird, und zwar durch die Bänder, die sich um von dem Verlängerungs-Auagleichsgewichts-Schlitten getragene Leerlaufscheiben erstrecken.

Z-Bewegung des Auslegerrohres

(Pig. 1, 2, 3A und B, 4A und B, und 8)

Die Übertragung der Bewegung des Ausfahrens und des Zurückziehens oder die Z-Bewegung des Führungsarm-Ausleger-

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rohres auf das Greifarm-Auslegerrohr erfolgt gleichzeitig mit aber unabhängig von der Bewegung des Greifarm-Ausgleichssystems. Wenn das IPührungsarm-Auslegerrohr abgesenkt wird, d. h. aus dem Schaft ausgefahren wird, wird ein Band erhöhter Spannung unterworfen, die auf die Führungsarm-Übertragungstrommel einer Dichtungs-Übertragungsbaugruppe übertragen wird, die schematisch bei 233 in Pig. 8 gezeigt ist, wie ea ausführlich in der USA-Patentschrift 3 164 267 beschrieben und erläutert ist, um zu verursachen, daß sich die Übertragungstrommel im Gegenuhrzeigersinn dreht, wie es in der schematischen Darstellung zu sehen ist. Dieselbe Drehung im Gegenuhrzeigersinn wird auf die Greifarm-Übertragungstrommel 376 durch die Dichtungs-Übertragungsbaugruppe 233 übertragen.

Wenn die Übertragungstrommel 376 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird ein Band 330A, dessen eines Ende an der Aufnahmetrommel befestigt ist, weiter um die Trommel gewickelt. Diese auf das Band 33OA ausgeübte Kraft wird durch das Band übertragen, das um eine Uut einer doppelten Scheibe 377 einer Lagerscheibenreihe läuft, deren Achse auf der Schwenkachse 29 liegt. Das Band erstreckt sioh dann nach unten und um eine Leerlaufscheibe 480,

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die von dem Yerlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörper 445 getragen wird und so gelagert ist, daß sie sioh um eine Achse 464 dreht, und dann nach oben außerhalb des Schaftes 26 zu einer Leerlaufscheibe 481, die zwischen den Antriebs-Stützbügeln 421 und 422 zur Drehung um eine Achse 482 gelagert ist.

Das Band 33OA erstreckt sich dann nach oben und über eine Leerlaufscheibe 483, die ebenfalls zwischen den Antriebs-Stützbiigeln angeordnet und zur Drehung um eine Achse 484 gelagert ist. Die Leerlaufscheiben 481 und 483 sind Elemente festliegender Scheibenreihen, die tiber der Scheibenreihe (des Yerlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörpers 445) zentriert sind, die sich um die Achse 464 dreht. Das Band 33OA erstreckt sich dann nach unten entlang der Außenwand des Schaftes 26 zu einer Leerlaufscheibe 378 (die von der Azimut-Baugruppe 395 am unteren Ende des Zwischenrohres 26A getragen wird), die es in den Zwischenraum zwischen dem Zwischenrohr und dem Auslegerrohr 27 leitet, wo sioh das Band nach oben erstreckt und an dem Auslegerrohr-Schlitten 379 befestigt ist.

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Die von dem Band 330A am oberen Ende des G-reifarm-Auslegerrohres ausgeübte Kraft verursacht, daß das Auslegerrohr im selben Verhältnis und über denselben Abstand ausgefahren wird, wie das Führungsarm-Auslegerrohr von der Bedienungsperson bewegt wird. Die Abwärtsbewegung des Auslegerrohres wiederum übt eine Kraft auf ein Band 330 aus, dessen eines Ende ebenfalls an dem Auslegerrohr-Schlitten 379 befestigt ist. Diese Kraft wird durch das Band 330 übertragen, das über eine Leerlaufscheibe 486 in einer Scheibenreihe läuft, die am oberen Ende des Schaftes zur Drehung um eine Achse 487 fest angeordnet ist, dann nach unten entlang der Außenseite des Schaftes zu einer Leerlaufscheibe 488, die von dem Verlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörper zur Drehung um die Achse 464 getragen wird, dann nach oben und um eine Leerlaufscheibe 489 zwischen den Yerlängerungsantriebs-Stützbügeln auf der Achse 482, nach oben und über eine Leerlaufscheibe 490, die zwischen den Yerlängerungsantriebs-Stützbügeln auf der Achse 484 gelagert ist, und dann nach unten und um die andere Nut der Doppelscheibe 377 und in die entgegengesetzte Richtung.

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Das Band 330 wird durch die Leerlaufscheiben 383 und zur Übertragungstrommel 376 geführt, um die es sich in der entgegengesetzten Hichtung zum Band 33OA erstreckt und an der sein Ende befestigt ist. Wenn das Band 33OA weiter um die Trommel 376 gewickelt wird, während sie sich im Gegenuhrzeigersinn dreht, wird somit das Band 330 im selben Ausmaß abgewickelt.

Greifzangen-Bewegung

(fig. 1, 2, 3A und B, 4A und B, und 9)

Die zusammendrückende Bewegung der Bedienungsperson am Handgriff 23 des Führungsarmes wird auf die Greifzange 28 am Greifarm übertragen. Wie es in der oben erwähnten USA-Patentschrift 3 164 267 beschrieben ist, übt ein Zusammendrücken des Handgriffs 23 durch ein direktes Gestänge eine Kraft an dem Band aus, die verursacht, daß sich das Band von der Trommel abwickelt, die einen Teil einer Doppeldichtungs-Übertragungsbaugruppe darstellt, die schematisch bei 234 in Fig. 9 dargestellt ist, und verursacht, daß die Trommel in Uhrzeigerrichtung gemäß der schematischen Zeichnung gedreht wird. Diese Drehung im Uhrzeigersinn wird durch die Doppeldichtungs-Übertra-

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gungsbaugruppe auf eine Greifarm-Übertragungstrommel 384 übertragen.

Ein Band 385 ist um die Trommel 384 in der Richtung entgegengesetzt zu derjenigen herumgewickelt, in der das Führungsarm-Band um die Führungsarm-Übertragungstrommel gewickelt ist. Wenn die Trommel 384 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das Band 385 weiter um die Trommel gewickelt. Die auf das Band 385 ausgeübte Kraft wird durch das Band übertragen, das über eine Scheibe 386 in der Greifarm-lagersoheibenreihe läuft, naoh unten an der Außenseite des Schaftes 26 entlang zu einer Leerlauf scheibe 491, die in dem Schaftbügel 449 gelagert ist, um sich um eine Achse 492 zu drehen, und dann um eine Ieerlaufscheibe 493, die an demselben Bügel gelagert ist, um sich um eine Achse 494 zu drehen. Das Band 385 erstreckt sich dann nach oben und um eine Leerlaufscheibe 495, die zwischen den Verlängerungsantriebs-Stiitzbügeln gelagert ist, um sich um eine Achse 484 zu drehen.

Das Band erstreokt sich dann vorwärts bis zu einer Leer_r laufscheibe 496, die zwischen einem Paar nach oben und nach vorn gerichteter Bügel 497 und 498 gelagert ist, die am oberen Ende des Gelenkkörpers 420 angebracht sind.

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Die LeerlaufScheibe 496 ist so gelagert, daß sie sich um eine Achse 499 dreht. Das Band erstreckt sich dann nach unten entlang der vorderen Außenfläche des Schaftes 26 bis zu einer Leerlaufscheibe 500, die so gelagert ist, daß sie sich um eine Achse 475 in dem Z-Bewegungs~Ausgleichsgewichts-Schlitten 457 dreht, und dann zurück nach oben entlang der Außenseite des Schaftes 26 zu einer Leerlaufscheibe 501, die so gelagert ist, daß sie sich um eine Achse 502 zwischen den Bügeln 497 und 498 dreht.

Das Band 385 erstreckt sich dann rückwärts zu einer Leerlaufscheibe 5031 die zwischen den Yerlängerungsantriebs-Stiitzbügeln gelagert ist, um sich um die Achse 482 zu drehen und dann nach unten entlang der hinteren Fläche des Schaftes 26 zu einer Leerlaufscheibe 504» die in dem Verlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörper gelagert ist, um sich um die Achse 464 zu drehen. Das Band erstreckt sich dann zurück nach oben zu einer Leerlaufscheibe 505j die so gelagert ist, daß sie sich um eine Achse 487 am oberen Ende des Schaftes dreht, und dann nach unten durch die Mitte des Auslegerrohres 27 zu dem Handgelenk an dessen unterem Ende und zu der Greifzange 28.

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Durch ein direktes Gestänge, wie es in der oben erwähnten USA-Patentsohrift "beschrieben ist, wird die Kraft durch das Band 385 übertragen, das verursacht, daß die Greifzange sich schließt, um einen zu behandelnden Gegenstand zu erfassen. Wenn die Bedienungsperson den Handgriff losläßt, kehren Federn automatisch die Drehrichtung der Führungsarm-Übertragungstrommel der Übertragungsbaugruppe 234 um, um das Führungsarmband aufzuwickeln und jeglichen Schlupf aufzunehmen. Die entgegengesetzte Drehung wird durch die abgedichtete Übertragungsbaugruppe übertragen, um die Trommel 384 zu drehen, um die Spannung an dem Band 385 zu lösen. Dann öffnen Federn die Greifzange, in der sie vorgesehen sind.

Azimut-Bewegung

(Fig. 1, 2, 3A und B, 4A und B, und 10)

Die Art und Weise, in der eine Drehung des Führungsarm-Auslegerrohres um seine Längsachse übertragen wird, um eine entsprechende Drehung des Greifarm-Auslegerrohres um dessen Längsachse zu übertragen, ist folgende: Wenn das Führungsarm-Auslegerrohr im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird diese Drehung durch die Doppeldichtungs-Über-

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tragungsbaugruppe, die sehematisoh bei 235 in 3?ig· 10 dargestellt ist, auf eine Greifarm-Übertragungstrommel 390 übertragen.

¥/enn die Trommel 390 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird ein Kabel 391, dessen eines Ende an der Trommel 390 befestigt ist, um die Trommel herumgewickelt, wodurch Kraft auf das Kabel ausgeübt wird. Diese Kraft wird durch das Kabel übertragen, das einem Weg über eine Hut einer doppelten Lagersoheibe 392 folgt, nach unten entlang der hinteren Außenfläche des Schaftes 26 zu einer Leerlaufscheibe 506, die von dem Verlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörper 445 getragen wird, um sich um die Achse 464 zu drehen, und dann nach oben um eine Leerlaufscheibe 507, die zwischen den Verlängerungs-Antriebs-Stützbügeln gelagert ist, um sich um die Achse 482 zu drehen, über eine Leerlaufscheibe 508, die zwischen diesen Bügeln gelagert ist, um sich um die Achse 484 zu drehen, und dann nach unten entlang der hinteren Außenfläche des Schaftes zu einer Leerlaufscheibe 393 und zu einer mit einer doppelten Nut versehenen, horizontal angeordneten Trommel 394, die einen Teil der Greifarm-Azimut-Unterbaugruppe bildet, die allgemein mit 395 bezeichnet ist.

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Das Ende des Kabels 391 ist an der Trommel 394 befestigt, und die durch das Kabel übertragene Kraft verursacht, daß sich das Kabel abwickelt, um die Trommel 394 im Uhrzeigersinn zu drehen und gleichzeitig das G-reifarm-Auslegerrohr 27 um die Längsachse des G-reifarmes ebenfalls in Uhrzeigerrichtung zu drehen.

Wenn sich das Kabel 391 von der Trommel 394 abwickelt, wird ein Kabel 332 (das um die Trommel in der entgegengesetzten Richtung gewickelt ist) weiter auf die Trommel aufgewickelt. Das Ende des Kabels 332 ist an der Trommel befestigt, und das Aufwickeln des Kabels auf die Trommel bringt eine Kraft auf das Kabel auf, die durch das Kabel übertragen wird, während es um eine Leerlaufscheibe 396 an der G-reifarm-Azimut-Unterbaugruppe 395 läuft, nach oben zu einer Leerlaufscheibe 509 in der oberen Soheibenreihe zwischen den Verlängerungsantriebs-StUtzbügeln, die dort zur Drehung um die Achse 484 gelagert ist, um eine Leerlauf scheibe 510 an der unteren Scheibenreihe zwischen diesen Stützbügeln, die dort zur Drehung um die Achse 482 gelagert ist, und nach unten um eine Leerlaufscheibe 511 in dem Verlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörper, die um die Achse 464 drehbar ist.

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Das Kabel erstreckt sich dann naoh oben zu einer Leerlaufsoheibe 512 in der unteren Scheibenreihe zwischen den Verlängerungsantriebs-Stützbügeln, die um die Achse drehbar ist, nach oben und um eine Leerlaufscheibe 513 an der oberen Scheibenreihe zwischen diesen Stützbügeln, die um die Achse 484 drehbar ist, und dann zurück naoh unten und um die andere Hut der doppelten Lagerscheibe 392 (in der entgegengesetzten Richtung zum Kabel 391)» über und um Leerlaufseheiben 398 und 331 zu der Trommel 390, um die es in der Richtung entgegengesetzt zum Kabel 391 herumgewickelt wird. Wenn das Kabel 391 weiter um die Trommel 390 gewickelt wird, wird somit das Kabel im selben Ausmaß abgewickelt.

Hub- und Verdrehbewegungen

(Fig. 1, 2, 3A und B, 4A und B, und 11)

Das System, mit dem die Hub- und Yerdrehbewegungen von dem Handgriff 23 auf die Greifzange 28 übertragen werden, ist folgendes: Eine mit dem Handgriff in Verbindung stehende Trommel wird in Abhängigkeit von der Betätigung des Handgriffes durch die Bedienungsperson durch ein direktes Getriebe gedreht, wie es in der oben erwähnten

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USA-Patentsohrift beschrieben ist. Wenn diese Trommel im G-egenuhrzeigersinn gemäß der schematisohen Darstellung in Pig. 11 gedreht wird, wird ein Band um diese !Trommel gewickelt. Das übt eine Kraft aus, die übertragen wird,"um zu verursachen, daß sich die Führungsarmtrommel der Dichtungs-Übertragungsbaugruppe, die allgemein mit 236 bezeichnet ist, in Uhrzeigerrichtung dreht.

Die Drehung der Führungsarm-Übertragungstrommel im Uhrzeigersinn wird auf eine Greifarm-Übertragungstrommel 319 übertragen, die veranlaßt wird, sich ebenfalls in Uhrzeigerrichtung zu drehen. Wenn das eintritt, wird verursacht, daß ein Band 328 auf die Trommel aufgewickelt wird, wodurch eine Spannung auf das Band ausgeübt wird, die durch das Band entlang seiner Bewegungsbahn übertragen wird. Das Band 328 erstreckt sich um eine Leerlaufscheibe 400, unter und um eine Nut einer doppelten Lagerscheibe 401, nach oben und über eine Leerlaufscheibe 514 in der oberen Scheibenreihe zwischen den Verlängerungsantriebs-Stützbügeln, die dort zur Drehung um die Achse 484 gelagert ist, nach vorn zu einer Leerlaufscheibe 515 auf der Scheibenreihe, die zwischen den Bügeln 497 und 498 zur Drehung um eine Achse 499 gelagert ist, und nach unten entlang der vorderen Außenfläche des Schaf-

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tea 26 zu einer LeerlaufScheibe 516, die zur Drehung um eine Achse 475 in dem Z-Bewegungs-Ausgleichsgewichts-Schlitten 457 gelagert ist.

Das Band 328 erstreckt sich dann nach oben zu einer Leerlauf scheibe 517, die zur Drehung um eine Aohse 502 zwischen den Bügeln 497 und 498 am oberen Ende des Schaftes gelagert ist, rückwärts zu einer Leerlaufscheibe 518, die zur Drehung um die Achse 482 zwischen den Verlängerungsantriebs-Stützbügeln gelagert ist, nach unten entlang der hinteren Außenfläche des Schaftes zu einer Leerlaufscheibe 519j die zur Drehung um die Achse 464 in dem Verlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörper gelagert ist, nach oben zu einer Leerlaufscheibe 520, die zur Drehung um die Achse 487 am oberen Ende des Schaftes gelagert ist, und nach unten zu einer Trommel 405 der Greifzange, an der das Ende befestigt ist. Die durch das Band 328 übertragene Kraft verursacht, daß die Trommel 405 im G-egenuhrzeigersinn gedreht wird, und zwar im Verhältnis und im Ausmaß entsprechend der Drehung der mit dem Handgriff des Pührungsarms verbundenen Trommel.

Ein Band 328A erstreokt sich um die Trommel 405 in entgegengesetzter Richtung zum Band 328. Das Ende des Bandes

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328A ist an der Trommel befestigt. Wenn die Trommel 405 in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird (verursacht durch. das Abwickeln des Bandes 328), wird somit eine Kraft durch die Trommel auf das Band 328A ausgeübt, um dieses Band weiter auf die Trommel aufzuwickeln. Diese Kraft wird durch das Band entlang seiner Bewegungsbahn nach oben und über eine Leerlaufscheibe 521 übertragen, die zur Drehung um die Achse 487 am oberen Ende des Schaftes gelagert ist, und dann nach unten und um eine Leerlaufsoheibe 522, die zur Drehung auf der Achse 484 in dem Verlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlittenkörper 445 gelagert ist.

Das Band 328A erstreckt sich dann nach oben zu einer Leerlauf soheibe 523» die zur Drehung um die Achse 482 zwischen den Verlängerungsantriebs-Stützbügeln gelagert ist, nach vorn über eine Leerlaufscheibe 524» die zwischen den Bügeln 497 und 498 zur Drehung um die Achse 502 gelagert ist, und dann nach unten und um eine Leerlaufscheibe 525» die zur Drehung um die Achse 475 in dem Z-Bewegungs-Ausgleiohsgewichts-Schlitten 457 gelagert ist. Das Band 328A erstreckt sich dann nach oben zu einer Leerlaufsoheibe 526, die zur Drehung um die Aohse 499 zwischen den Bügeln

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497 und 498 gelagert ist, rückwärts zu einer Leerlaufscheine 527, die zur Drehung um die Achse 484 zwischen den Verlängerungsantriebs-Stützbügeln gelagert ist, und nach unten entlang der äußeren Rückseite des Schaftes zu einer Leerlaufscheibe 528, die zur Drehung um die Achse 494 in dem Schaftbügel 449 gelagert ist. Das Band erstreckt sich dann nach oben um eine Leerlaufscheibe 529, die zur Drehung um eine Achse 492 in demselben Bügel gelagert ist, und dann nach oben und über die Doppelnuten-Lagerscheibe 401 (in der anderen Uut und in der entgegengesetzten Sichtung zum Band 328), unter einer Leerlaufscheibe 4O8 entlang zur Trommel 319, wo das Band in demselben Ausmaß abgewickelt wird, mit dem es auf die Trommel 405 in der Greifzange aufgewickelt wird.

Auf ähnliche Weise schließt der Handgriff 23 eine weitere Trommel ein, um die ein Band gewickelt ist und an der sein Ende befestigt ist. Wenn diese Trommel im Gegenuhrzeigersinn in Abhängigkeit von Bewegungen des Handgriffs durch die Bedienungsperson über ein direktes Getriebe gedreht wird, wird verursacht, daß das Band um die Trommel gewickelt wird, wodurch eine Kraft auf das Band ausgeübt wird. Diese Kraft wird auf eine Führungsarmtrommel übertragen, die einen Teil der Lrehdichtungs-Baugruppe darstellt, die schematisch bei 237 dargestellt ist.

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Eine Drehung dieser Trommel in Gregenuhrzeigerrichtung wird auf eine Greifarm-Übertragungstrommel 409 übertragen, die auf diese Weise ebenfalls zur Drehung im Gegenuhrzeigersinn veranlaßt wird. Das übt eine Zugkraft auf das Band 410 aus, die entlang der Bahn des Bandes übertragen wird, um eine leerlaufscheibe 411 herum, unter und um eine Nut einer Doppelnut-Lagersoheibe 412 und dann nach oben und über eine Leerlaufscheibe 530, die zur Drehung um die Achse 484 in der oberen Scheibenreihe zwischen den Verlängerungsantriebs-Stützbügeln gelagert ist. Das Band 410 erstreckt sich dann vorwärts zu einer Leerlaufscheibe 531, die zur Drehung um eine Achse 499 zwischen den Bügeln 497 und 498 gelagert ist, dann nach unten zu einer Leerlaufscheibe 532, die zur Drehung um die Achse 475 in dem Z-Bewegungs-Ausgleichsgewichts-Schlitten gelagert ist, zurück zu einer Leerlaufscheibe 533 > die zur Drehung um eine Achse 502 zwischen den Bügeln 497 und 498 gelagert ist, rückwärts zu einer Leerlaufscheibe 534 auf der Achse 482 der unteren Scheibenreihe zwischen den Yerlängerungsantriebs-Stützbügeln, nach unten zu einer Leerlaufscheibe 535 auf der Achse 464 in dem Verlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlitten, zurück zu einer Leerlaufscheibe 536 in der festen

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Scheibenreihe am oberen Ende des Schaftes auf der Aoh.se 487 und dann naoh unten zu einer Trommel 416, an. der das Ende des Bandes befestigt ist.

Die auf das Band 410 durch die Übertragungstrommel 409 ausgeübte Zugkraft verursacht, daß das Band sich um diese Trommel wickelt und sich von der Trommel 416 im gleichen Ausmaß abwickelt. Das verursacht, daß die Trommel 416 in der Greifzange sich in Gegenuhrzeigerrichtung entsprechend der Drehung in Gegenuhrzeigerrichtung der Trommel im Handgriff des Führungsarms dreht. Diese Drehung der Trommel 416 übt eine Zugkraft auf ein Band 41OA aus, die durch das Band ausgeübt wird auf seiner Bewegungsbahn nach oben und über eine Leerlaufscheibe 537 in der festen Scheibenreihe am oberen Ende des Schaftes, die sich um die Achse 487 dreht, nach unten und über eine Leerlaufsoheibe 538, die um die Achse 464 in dem Verlängerungs-Ausgleichsgewichts-Schlitten drehbar ist, nach oben und über eine Leerlaufsoheibe 539 in der unteren Scheibenreihe, die zwischen den Yerlängerungsantriebs-Stützbügeln fest angebracht und um die Achse 482 drehbar ist, und vorwärts zu einer Leerlaufscheibe 540, die um die Achse 502 zwischen den Bügeln 497 und 498 drehbar ist.

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Das Band 41OA erstreckt sich dann nach unten zu einer Leerlaufscheibe 541, die um die Achse 475 in dem Z-Bewegungs-Ausgleichsgewichts-Schlitten drehbar ist, nach oben zu einer Leerlaufscheibe 542 in der oberen Saheibenreihe, die zwischen den Bügeln 497 und 498 um die Achse 499 drehbar gehalten ist, rückwärts zu einer Leerlaufseheibe 543» die um die Achse 484 zwischen den Verlangerungsantriebs-Stützbügeln drehbar ist, nach unten und um eine Leerlaufscheibe 544 in der unteren Scheibenreihe des Schaftbügels 449, die um die Achse 494 drehbar ist, um die Leerlaufscheibe 545 in der oberen Scheibenreihe desselben Bügels, die um die Achse 492 drehbar ist, und dann nach oben und über die doppelte Lagerscheibe 412 (in der anderen Hut und in einer Richtung entgegengesetzt zum Band 410) und unter einer Leerlaufscheibe 419 entlang zu der Trommel 409, an der das Ende des Bandes befestigt ist. Die auf das Band 410A ausgeübte Zugkraft verursacht, daß sich das Band von der Trommel 409 abwickelt, während sich die Trommel in G-egenuhrzeigerrichtung dreht.

Es wird ersichtlich sein, daß sich die Längen der Bewegungs-Übertragungsbänder und -Kabel selbst einstellen, um Veränderungen in der Länge des Greifarmes auszugleichen, die durch das Ausfahren und zurückziehen des Zwi-

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schenrohres 26A verursacht werden, ebensogut wie durch das Ausfahren und Zurückziehen des Auslegerrohres 27· Jedes der Bewegungs-Übertragungssysteme wurde in Verbindung mit den schematischen Darstellungen bei seiner Bewegung in einer einzigen Richtung dargestellt. Die Arbeitsweise der Systeme zum Erzielen der Bewegung in der entgegengesetzten Richtung wird leicht verständlich sein. Es wird auch deutlich sein, daß beim tatsächlichen Betrieb des Manipulators zwei oder mehrere der Bewegungssysteme gleichzeitig aber unabhängig arbeiten.

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Claims

-U- Patentansprüche ;

1. Parallelmanipulator für die Betätigung durch eine Schutzwand hindurch, die verschiedene Umgebungen voneinander trennt, mit einer schwenkbar gelagerten Füfirungsarm-Baugruppe, die an einer Seite der Schutzwand angeordnet sein kann, einer schwenkbar gelagerten Greifarm-Baugruppe, die an der anderen Seite der Schutzwand angeordnet sein kann, und einer Dichtrohr-Baugruppe, die sich durch die Schutzwand hindurcherstrecken und darin abgedichtet sein kann, wobei die Dichtrohr-Baugruppe ein geschlossenes Wandelement einschließt, das die Umgebungen trennt, wobei eine Vielzahl von mechanischen Drehdichtungen sich durch die geschlossene Wand der Dichtrohr-Baugruppe erstrekken und die Führungsarm-Baugruppe mit der Greifarm-Baugruppe verbinden, wobei ein Ende jeder der mechanischen Drehdichtungen auf Manipulatorbewegungen des Führungsarms anspricht, wobei die meohanischen Drehdichtungen die Bewegungen zum entgegengesetzten Ende der mechanischen Drehdichtungen übertragen können und wobei Manipulatorbewegungen im Greifarm auf eine Drehung der mechanischen

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OWGlNAL !HSFECTED

Drehdichtungen ansprechen, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifarm (11) unabhängig vom Führungsarm (10) verlängerbar ist und zusammengesetzt ist aus:

A) Einem Schaft (26), einem Zwischenrohr (26A), das teleskopisch in den Schaft hineinpaßt, und einem Auslegerrohr (27)> das teleskopisch in das Zwischenrohr hineinpaßt}

B) Antriebselementen (428, 434 usw. Pig. 5), die an der G-reifarm-Baugruppe angebracht und angeschlossen sind, um das Zwischenrohr anzutreiben;

0) wobei die Antriebselemente ein Betätigungselement (423, 425 * 428) einschließen, das in Abhängigkeit von einer Kraft wirksam ist, die von der Führungsarmseite der Schutzwand (13) durch darin abgedichtete Übertragungselemente übertragen wird; und

D) Steuerelementen (wie z. B. einem Elektromotor und einem zugehörigen Schalter) für das an der Führungsarm-Baugruppe angebrachte Betätigungselement, wobei die Antriebselemente von der Führungsarmseite der Schutzwand aus unabhängig von der Betätigung des Führungsarma bedienbar sind.

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2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgleichsgewichtseinrichtung (458) in Längsrichtung relativ zu dem Greifarm (11) bewegbar vorgesehen ist, zum Ausbalanoieren des Greif armes in seinen Bewegungen in Abhängigkeit von einer Bewegung des Fiihrungsarms (10).

3. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine unabhängige Ausgleichsgewichtseinrichtung (446) in Längsrichtung relativ zu dem Greifarm getrennt bewegbar angeordnet ist, um den Greifarm in Abhängigkeit von einer Verlängerung des Zwischenrohres auszubalancieren.

4· Manipulator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsgewiohtseinrichtung zum Ausbalancieren des Greifarmes in Abhängigkeit von der Bewegung des Fiihrungsarmes zusammengesetzt ist aus:

A) Einem Schlitten (457)> der ein Ausgleichsgewicht (458) trägt, das außerhalb des Schaftes an einer Seite angebracht ist,

B) einer Soheibenreihe (473, 474 und 516, 525, 532, 541) die von dem Schlitten getragen wird und in längsriohtung mit ihm bewegbar ist,

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C) wobei der Schlitten von wenigstens einem langgestreckten elastischen Tragelement (460, 461) getragen wird, das sich über die Scheibenreihe von einer festen Stelle (420) in der Nähe des oberen Endes des Schaftes (26') zu einer festen Stelle (379) in der Nähe des oberen Endes des Auslegerrohres erstreckt und eine Kraft an dem Schlitten in Abhängigkeit von einer Bewegung des Auslegerrohres (27) ausübt,

D) wobei der Schlitten außerdem von einer Vielzahl von langgestreckten elastischen, eine lineare Bewegung übertragenden Elementen (328, 328A, 410, 410A, Fig. 11) getragen wird, die sich über die Scheibenreihe (516, 525, 532, 541) von der mechanischen Dichtungsbaugruppe (236, 237) zu dem Auslegerrohr (27) erstrecken, um auf dieses eine Bewegung zu übertragen und eine Kraft entgegengesetzt zu derjenigen Kraft auszuüben, die von dem tragenden Element (460, 461) ausgeübt wird, und

E) wobei der Schlitten (457) in Längsrichtung in Abhängigkeit von einer Bewegung des Auslegerrohres mit der halben Geschwindigkeit und in der entgegengesetzten Richtung bewegbar ist.

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5. Manipulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unabhängige Ausgleichsgewichtseinrichtung zum Ausbalancieren des G-reifarmes in Abhängigkeit von einer Verlängerung des Zwischenrohres zusammengesetzt ist aus;

A) Einem Schlitten (445), der ein Ausgleichsgewicht (446) trägt, das außerhalb des Schaftes an der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist,

B) einer Soheibenreihe (Scheiben auf der Achse 464: 519, 522, 535, 531 usw., Fig. 4A und 11), die von dem Schlitten getragen wird und mit ihm in Längsrichtung bewegbar ist,

C) wobei der Schlitten von wenigstens einem langgestreckten elastischen, nach unten ziehenden Element (450, 451) berührt wird, das sich über eine Leerlaufscheibe (455, 456) an dem Schlitten von einer festen Stelle (449) in der Nähe des unteren Endes des Schaftes zu einer festen Stelle in der Nähe des oberen Endes des Zwischenrohres erstreckt,

D) wobei der Schlitten (445) von einer Vielzahl von langgestreckten elastischen eine lineare Bewegung übertragenden Elementen (328, 328A, 410, 4IOA, Pig. 11) getragen wird, die sich über die Scheibenreihe von den mechanischen

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Dichtungen erstrecken, um eine Bewegung auf das Auslegerrohr zu übertragen und eine Kraft entgegengesetzt zu dem nach unten ziehenden Element auszuüben,

B) wobei der Schlitten in Längsrichtung in Abhängigkeit von der Verlängerung und dem Zurückziehen des Zwischenrohres (26A) mit der halben Geschwindigkeit und in der entgegengesetzten Richtung bewegbar ist und

E¹) wobei der Schlitten (445) bei seiner Längsbewegung Veränderungen in der Länge der die lineare Bewegung übertragenden Elemente ausgleicht, die durch das Ausfahren und Zurückziehen des Zwischenrohres verursacht werden.

6. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

A) ein Paar im Abstand angeordnete Antriebs-Stützbügel (421, 422) am oberen Ende der Greifarm-Baugruppe angeordnet sind,

B) die Antriebselemente ein Eingangszahnrad (427) einschließen, durch das die Antriebselemente angetrieben werden,

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C) die Antriebselemente eine Motoreinheit (425) einschließen, die ein Ausgangszahnrad (425) hat, das mit dem Eingangszahnrad in Eingriff steht,

D) die Antriebsmotoreinheit zwischen den Bügeln auf einem überbrückenden Element (424) aufge-

■ hängt ist, das lösbar an dem Bügel befestigt ist,

E) leicht lösbare Befestigungselemente an federn Ende des überbrückenden Elementes vorgesehen sind, wodurch die Antriebsmotoreinheit leicht abnehmbar und austauschbar ist, und

P) das Ausgangszahnrad (425) oberhalb des Eingangszahnrades (427) angeordnet ist, so daß, wenn die Antriebsmotoreinheit auf dem überbrückenden Element angehoben wird, die Zahnräder außer Eingriff kommen und das Ausgangszahnrad einer austauschbaren Motoreinheit leicht mit dem Eingangszahnrad in Eingriff bringbar ist (Fig. 3A).

7. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente folgende Teile einschließen:
A) Eine Welle (428), die zur Drehung in der Nähe

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des oberen Endes der Grreifarm-Bau.gru.ppe um eine Achse gelagert ist, die senkrecht zur Ebene verläuft, die durch die Längsachsen des Greifarmes und des Dichtrohres verläuft,

B) wobei die Welle so angeschlossen ist, daß sie von dem Betätigungselement (423) angetrieben wird,

C) wenigstens zwei Trommeln (429, 430, 433, 434), die mit der Welle drehbar sind, und

D) wenigstens zwei langgestreckte elastische, eine lineare Bewegung übertragende Elemente (431, 432, 435, 436), von denen eines (431, 432) an einer der Trommeln befestigt und um diese in einer Richtung herumgewickelt ist, und sich zu dem Zwischenrohr (26A) erstreckt und an diesem befestigt ist, während das andere (435, 436) an der anderen dieser Trommeln befestigt und um diese in der entgegengesetzten Richtung herumgewickelt ist und sich zu dem Zwischenrohr erstreckt und an diesem befestigt ist, um eine Kraft entgegengesetzt zu derjenigen auszuüben, die von dem ersten, eine lineare Bewegung übertragenden Element bei einer Drehung der Welle ausgeübt wird,

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8. Manipulator nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die eine lineare Bewegung übertragenden Elemente Kabel sind und daß die Trommeln (429» 430, 433, 434) spiralig genutet sind, so daß die gesamte Länge des Kabels, die sich von einer Trommel zu dem Zwischenrohr und von dem Zwischenrohr zu der

anderen Trommel erstreckt, im wesentlichen konstant gehalten wird.

9. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

A) das Betätigungselement (423) ein Elektromotor ist und

B) sich eine elektrische Dichtungspackung (550) durch das geschlossene Wandelement der Dichtrohrbaugruppe (12) hindurcherstreckt und die Führungsarm-Baugruppe und die Greifarm-Baugruppe elektrisch miteinander verbindet.

.10." Manipulator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Dichtungspackung zusammengesetzt ist aus:

A) einem rohrförmigen Gehäuse (551), das in dem geschlossenen Wandelement der Dichtrohr-Baugruppe

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abgedichtet ist,

B) einer Kontaktplatte (555) an jedem gegenüberliegenden Ende des Gehäuses an entgegengesetzten Seiten des geschlossenen Wandelementes,

C) einer Vielzahl von elektrischen Kontakten (565)» die in jeder der Kontaktplatten abgedichtet sind, und

D) elektrischen Leitern, die die Kontakte einer der Kontaktplatten mit den anderen verbinden.

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