DE1954015A1

DE1954015A1 - Handgelenk fuer Manipulatoren

Info

Publication number: DE1954015A1
Application number: DE19691954015
Authority: DE
Inventors: Jelatis Dr Demetrius George; Haaker Lester Walter
Original assignee: CENTRAL RES LAB Inc
Current assignee: CENTRAL RES LAB Inc
Priority date: 1968-11-08
Filing date: 1969-10-27
Publication date: 1970-06-04
Also published as: US3507163A; DE1954015B2; DE1954016C3; FR2022889A1; US3543592A; US3503273A; US3543593A; DE1954016A1; GB1226690A; DE1954016B2; FR2022851A1; DE1954015C3; GB1236006A

Description

K5ft. GLISADHTH 3UMÖ· 1 Q R / Π 1 R

DR. VOLKJk VOSSiUS I ν? 0 H U

DIPL-iKG G. COlDSWEY

PATENTANWÄLTE
ίβ München 23, Clemensstr. 30

Telefon; 345067 '

E 767/768 (My/Cy)
C 4.13.75

CElRCBAL EBSEAHCH LABOHAfOEIES, ING, Hed Wing, Minnesota, VoSt.A.

Handgelenk für Manipulatoren

Priorität: Anmelde-Hr.s

8ο November 1968 774- 467 / V.St.A.

8. April 1969 814 265 / V.St.A.

4. Juni 1969 830 271 / V.St.A.

Sie Erfindung betrifft ein Handgelenk für einen Master-Slave-Manipulator zur Fernsteuerung, wie er von einer Bedienungsperson zum Ausführen gewisser Handhabungen in einem Ton der Bedienungsperson entfernten Bereich benutzt wird, zum Beispiel an der gegenüberliegenden Seite einer abschirmenden Wand. Derartige Manipulatoren sind bekannt und weit Terbreitet. Sin solcher Manipulator» für den das Handgelenk gemäß der Erfindung besonders geeignet ist, geht aus der US-Patentschrift

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2 771 199 herror.

Manipulatoren dieser allgemein bezeichneten Bauart umfassen ein· horizontale, rohrförmig* Stütze, welche Üblicherweise bo in einer Hüls· oder einem Rohr angebracht ist, daß aie sich durch ein· im allgemeinen senkrechte abschirmende Wand erstreckt und in der Wand drehbar ist. Ein Master-Arm ist an einem Ende der horizontalen Stütze an einer Seite der Wand hängend angebracht, während ein Slave-Ara an gegenüberliegenden Ende an der anderen Seite der V/and hängend angebracht ist„ Master- und Slave-Arm umfassen jeweils einen ortsfesten Teil, der an der horizontalen Stütze befestigt ist und sich mit derselben um ihre horizontale Achse dreht, sowie einen im Verhältnis dazu beweglichen Teil, der in Längsrichtung gegenüber dem ortsfesten Teil bewegbar ist. Die ortsfesten Teile sind an der horizontalen rohrförmigen Stütze angelenkt und um die Anlenkungspunkte bewegbar, während die beweglichen Teile in Richtung zu und von diesen Anlenkungspunk-feen bewegbar sind.

Sin Handgriff ist zum Erfassen durch die Bedienungsperson am unteren Ende des beweglichen Teils des Master-Arms abgestützt und steuert durch entsprechende, längs des Master-Arms durch die horizontale Stütze und längs des Slave-Arms übertragene Bewegungen die Bewegung einer am unteren Ende des beweglichen ieils des Slave-Arms abgestützten Zangeneinriehtung« Das Handgelenk gemäß der Erfindimg bildet die Einrichtung, über die der Handgriff und die Zange mit dem Master- bezw. dem Blave-Arm verbunden sind, und löst die Übertragung von Bewegungen vom Handgriff auf die Zange aus·

yernbedienungsmanipulatoren der in der USA-Patentschrift 2 771 199 beschriebenen Art sind normalerweise für die Handhabung leichter oder mittelschwerer Lasten bestimmt. Ton Zeit zu Zeit ergibt es sich jedoch, daß die Manipulatoren mit größeren als d«a normalen Lasten arbeiten müssen* Es hat sich gezeigt, daß hierbei ein zu starker Ausschlag besw. eine zu starke Durchbiegung der di· Anhebe- und Verdrehbewegungen vom Handgriff auf die

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lang« übertragenden Bänder auftritt· Sine der hauptsächlichen Aufgaben der Erfindung 1st es daher, ein Handgelenk su schaffen, welches diese zu starke Durchbiegung der Bänder verhindert und der Anordnung eine grißere Steifigkeit vermittelt, die die Verwendung des Manipulators für schwerere als die normalen Lasten ermöglicht·

Bs ist üblich, den Slave-Arm gegen übermäßig starke Yersehautsung dadurch teilweise abzudichten und zu schützen, daß eine "Schutshülle· um den Slave-Arm herum vorgesehen wird, die sieh το» Slave-Zellenende der horizontalen rohrförmigen Stütee eur Zangenspitsse erstreckt und das Handgelenk umschließt. Dies· Schutzhülle hat üblicherweise die Form einer lose passenden, gewellten, rohrförmigen Hülse aus Kunstharz. Ba die Schutshülle bisher Handgelenkverdreh- und Anhebebewegungen ebenso wie Zangenschließbewegusgen ermöglichen musste, war sie sperrig im Bereich dee Handgelenks, wo. sie zu einem gewissen Grad auch das Gesichtsfeld für die Bedienungsperson verdeckte und die Gelenkbewegung einschränkte und wo die Gefahr bestand, daß sie aufgerissen oder aufgeritzt oder anderweitig beschädigt wurde·

Bas Handgelenk gemäß der Erfindung ist in senkrechter Richtung trennbar,und bei einem Ausführungsbeispiel ist zwischen den Gelenkteilen eine doppelt abgedichtete Drehwellenanordnung vorgesehen, die die Anordnung der Schutzhülle insofern vereinfacht, als die Schutzhülle oberhalb des Handgelenkdifferentiale endet. Ba die Schutzhülle daher keinen Platz für Handgelenkverdreh- und Anhebebewegungen und auch nicht für Zangensehließbewegungen su bieten braucht, ist eine bessere Abdichtung bei geringerer Störung der Bewegung möglich. Ba die Schutzhülle welliger sperrig ist, kann sie dazu beitragen, ein Aufreißen oder Aufritzen der Hülle durch unbemerkte Berührung mit scharfen oder heißen Gegenständen zu verhindern, und die Sichtbarkeit der Zange von leiten der Bedienungsperson ict verbessert«

Beim gewöhnlichen Manipulator ist das Handgelenk in seiner Verdrehbewegung auf eine Umdrehung von weniger als 360°

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begrenzt. Dies schränkt die Hütalichkeit des Manipulators für einige Aufgaben» beiepielsweis» das Anziehen Ton Schrauben und Muttern ein« Obgleich es inzwischen allgemein üblich ist, daß der Slave-Arm gegenüber dem Master-Arm in seinen X-, T- und Z-Bewegungen gekennzeichnet ist, ist die Zange normalerweist mit dem Handgriff ausgerichtet.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist bei dem Handgelenk gemäß der Erfindung zwischen einer oberen Bandtrommel·» anordnung und einer unteren Handgelenkdifferentialgetriebean-Ordnung, die in senkrechter Bichtung voneinander trennbar sind» eine Hilfegetriebeanordnung vorgesehen, die es der Zange am Ende des Slave-Arms ermöglicht, kontinuierlich gedreht oder so gekennzeichnet zu werden, daß ihre Lage unabhängig vom Master-Handgriff bestimmt ist.

Gemäß der Erfindung wird ein Handgelenk für einen Master^ Slave-Manipulator mit Fernsteuerung geschaffen, welches Zeigende Merkmale aufweist» Bin Gehäuse mit getrenntem Ober- und Unterteil, die entweder direkt oder über Hilfsvorrichtungen mit zusätzlichen Kennzeichen mechanisch miteinander verbunden sind, mehrere Aufnahme einrichtungen für lineare Bewegungen übertragende Elemente, die so gelagert sind, daß sie sich innerhalb des Oberteils des Gehäuses drehen, wobei jede Aufnahmeeinrichtung unabhängig drehbar und mit zwei Umfangsrinnen ausgebildet ist, die zur Aufnahme der die lineare Bewegung übertragenden Elemente dient, welche in entgegengesetzten Richtungen um die Aufnahme einrichtungen geschlungen cind; ein an jeder der Aufnahmeeinrichtungen befestigtes Getriebe} eine Einrichtung mit mehreren weiteren Zahnrädern, die im unteren Teil des Gehäusee drehbar gelagert sind; eine Einrichtung, die jedes der an den Aufnahmeeinrichtungen befestigten Getriebe betriebsmäßig mit einem der weiteren Zahnräder verbindet; eine Einrichtung, die die weiteren Zahnräder mit einer vom unteren Teil des Handgelenk abgestützten, die Arbeit ausführenden Einrichtung betriebsmäßig verbindet; und eine Einrichtung zum Verbinden dee oberen und unteren Teils des Gehäusee, nitteln der die Gehäuse-

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teil« und di· jeweils in ihnen enthaltenen Torriehtungen voneinander trennbar sind·

Die Erfindung und Torteilhafte Einzelheiten der Erfinddung werden im folgenden *wMM von Zeichnungen mehrerer Ausführungebeiepiele näher erläutert·

Pig. 1 ist eine Seitenansicht eines AusführungsbeispielB dfts erfindungsgemäßen Handgelenks und zeigt zwei senkrecht voneinander trennbare Abschnitte unter teilweiser Weglassung zur Darstellung des Innenauf baus;

flg. 2 ist ein Schnitt längs der Linie :2.-I2 in Pig. I in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Handgelenk gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Ansicht der Stirnfläche eines Bandtrommelstgments; - .

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der iiinle 5-5 in Fig· 4 in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig· 6 ist eine Ansicht der Stirnflächt des anderen Segments alt einer Bandtrommel}

Fig* 7 ist eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Handgelenks und zeigt ein abgedichtetes Handgelenk mit drei senkrecht voneinander trennbaren Abschnitten}

Fig« 8 ist ein Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig· 7 in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 7 in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig· 10 ist eine Draufsicht auf das abgedichtete Hand-' gelenk;

Fig· 11 ist ein horizontaler Schnitt oben am Zwischenabschnitt des abgedichteten Handgelenke längs der Linie 11-11 in Fig. 7}

Fig* 12 ist ein horizontaler Schnitt am Boden des Zwischenabachnitts längs der Linie 12-12 in Fig« 7 nach oben gesehen;

lig. 13 ist eine Draufsicht auf den unteren Abschnitt des

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■ - 6 - ■ ■

abgedichteten Handgelenke; .

fig· 14- 1st ein yergrößerter senkrechter Teil schnitt und zeigt «inen Ölbehälter für die Dichtungsanordnung des abgedichteten Handgeltnlcs;

Pig· 15 ist eine teilweis· im Schnitt dargestellte Ansicht einer Axt der Befestigung einer Schutzhülle am abgedichteten Handgelenk gemäß der Erfindung!

Pig. 16 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer anderen Art der Befestigung einer Schutzhülle am abgedichteten Handgelenk}

Fig. 17 ist eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels dta erfindungsgemääen Handgelenks und zeigt ein für kontinuierliche Verdrehung ausgelegtes Handgelenk mit drei senkrecht voneinander trennbaren Abschnitten und mit einem Gesperre im Zwischenabschnitt}

fig. 18 ist ein Schnitt längs der Linie 18-18 in Pig, in Richtung der Pfeile gesehen}

Fig. 19 ist eine teilweise im Schnitt längs der Linie 19-19 in Pig. 17 in Sichtung der Pfeile dargestellte Stirnansicht des Gesperres$

Pig. 20 ist ein horizontaler Schnitt durch den Zwischenabschnitt des für kontinuierliche Verdrehung ausgelegten Handgelenks länge der Linie 20-20 in Pig. 17}

Pig. 21 ist eine perspektivische Ansicht des für kontinuierliche Verdrehung ausgelegten Handgelenks mit einem motorisierten Antrieb im Zwischenabschnitt.

In Pig. 1 ist das Handgelenk in einer linksseitigen Ansicht rom Standpunkt der Bedienungsperson dargestellt. Das gleiche Handgelenk ist in entsprechender Lage sowohl am Master- Am. als auch am Slave-Arm verwendet. In praktisch allen Fällen werden die Manipulatoren» deren eines Element das Handgelenk gemäß der Erfindung bildet, paarweise im gegenseitigen Abstand verwendet, so daß die Bedienungsperson unter Ausnutzung von zwei Haster-Steuerannen im Stande ist, zwei Slave-Arme so au handhaben, daß die Tätigkeit eines Handpaares im entfernten Bereich an der anderen Seite der abschirmenden Wand reproduziert wird·

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BtI dem in den figuren 1 Ue 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die insgesamt mit 10 bezeichnete grundlegende, trennbare Handgelenkanordnung in einem Gehäuse eingeschlossen» dessen Oberteil aus zwei komplementären» halbzylindrisehen Schalen 11 und 12 und dessen Unterteil aus zwei komplementären, sich nach vorn und unten erstreckenden hohlen Schalen 13 und zusammengesetzt ist, die mit den halbzylindrischen Teilen bezw. 12 verbunden sind. Sie Oberseite des Gehäuses ist offen« Jedes der oberen Gehäuseteile 11 und 12 ist mit zwei hochstehenden, bogenförmigen Laschen 15 versehen, über die das Gehäuse des Handgelenks an dem unteren Ende eines Master« oder Slave-Armauslegerohres angebracht und beispielsweise mittels Schrauben 16 befestigt werden kann· Der Rest des Gehäuses ist geschlossen mit Ausnahme eines breiten mittleren Schlitzes in den vorderen sieh nach unten erstreckenden flächen des unteren Gehäuseteil, der es ermöglicht, Hebelbewegungen des Handgriffs und der Zange durch einen rohrförmigen Schaft 18 eines Kegelrades 19t der sieh durch den Schlitz erstreckt, xu übertragen. Oberer und unterer Gehäuseteil sind vorzugsweise in einer halb überlappten Stoßverbindung zur leichten Trennung in senkrechter Richtung und mittels zwei Schraubenpaaren 21 und miteinander verbunden·

Lagerzapfen 23 eines Jochs 24 sind in zwei Kugellagern 25 drehbar gelagert, die in den einander gegenüberliegenden reitenwänden des unteren Gehäuseteils abgestützt sind« Eine Welle 26 erstreckt sich vom Joch 24 und trägt zwei Kugellager 27 und 28, mit-deren Hilfe der rohrförmige Schaft 18 des Kegelrades 19 um eine Achse senkrecht zur Drehachse der Jochlagerzapfen drehbar gelagert ist. Der Handgriff und die Zange des Manipulators sind vom rohrförmigen Schaft 18 abgestützt« Das Kegelrad19 käsat mit zwei Kegeldifferentialrädem 29» die über zwei Kugellagerpaare 30 so gelagert sind, daß sie sich um die Lagerzapfen 23 des Jochs 24 drehen und die beispielsweise mittels Schrauben 31 an Stirnrädern 32 zur gemeinsamen Umdrehung befestigt sind.

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Eine ortsfeste Welle 33· deren Soden in den einander gegenüberliegenden Seiten des unteren Gehäuseteils abgestützt sind, trägt zwei zweiteilige Stufenzahnräder 34-35» die über zwei Kugellagerpaare 36 drehbar gelagert sind. Das Stufenzahnrad 34-35 ist so ausgelegt, daß es ein höheres Übersetzungsverhältnis ergibt· Der Zahnradteil 34 mit dem kleineren Durchmesser kämmt mit dem am Differentialkegelrad 29 befestigten Stirnrad 32· Der Zahnradteil 35 mit dem größeren Durchmesser kämmt mit zwei zwischengeschalteten Stirnrädern 37» die über Lager 38 drehbar gelagert sind, welche ihrerseits von zwei sich von einander gegenüberliegenden Seitenwänden des unteren Gehäuseteils nach innen erstreckenden und mittels Schrauben befestigten Stummelwellen 39 abgestützt sind·

Die neuartigen zweiteiligen Anhebe- und Yerdrehbarü« trommeln sind von einer ortsfesten horizontalen Welle 41 getragen, deren Enden in den einander gegenüberliegenden f eitenwänden des oberen Gehäuseteils abgestützt sind« Jede Trommel besteht aus einem inneren, mit Flanschen versehenen Trommelsegment 42, welches eine Nabe 43 von eingezogenem Durchmesser hat, auf der ein äußeres, mit Flanschen versehenes Trommelsegment 44 angebracht ist« Das innere Trommelsegment 42 hat auch einejsich nach außen erstreckende, gezahnte, rohrförmige Habenverlängerung 45» deren Zähne mit den Zähnen des zwischengeschalteten Stirnrades 37 kämmen« Die Bandtrommel ist mittels Lagerpaaren 46 auf der Welle 41 drehbar gelagert. Beide Trommelsegmente haben den gleichen Durchmesser und sind beispielsweise mittels Schrauben 47 derartig miteinander verbunden, daß sie sich als Einheit gerneineam drehen.

Bs ist dem Fachmann geläufig, daß Anhebe- und Verdrehbänder oder ähnliche, eine lineare Bewegung übertragende Elemente sich in entgegengesetzten Sichtungen in ihren jeweiligen Nuten oder Hinnen in der zusammengesetzten Bandtrommel erstrecken, so daß bai der Umdrehung der Trommel ein Band aufgewickelt wird, während das andere abgewickelt wird. Tfie am besten aus den Figuren 4, 5 und 6 zu entnehmen ist, haben die

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Trommelsegmente 42 und 44 Bandaufnahmeschlitze 43 bezw. 49· Wie Fig. 5 an deutlichsten zeigt, erstrecken sich die Schlitze zur Vermeidung einer übermäßig großen Schwächung der Konstruktion nur teilweise durch jedes Bandtrommelsegment· Um einen zwangsläufigen rechteckigen Endanschlag für die Bandenden zu schaffen, ist ein Stiftaufnahmeloch 50 in Querrichtung zum Schlitz gebohrt. Wenn das Bandende bis zur Anlage am Stift in den Schlitz eingeschoben ist, wird es mittels einer Stellschraube 51 in einem sich senkrecht zur Ebene des Bandendes erstreckenden Gewindeloch 52 befestigt.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die gesamte Handgelenkanordnung in senkrechter Sichtung längs der Verbindung voneinander trennbar ist· Beim Trennen der Anordnung werden die Zahnräder 45 außer Eingriff mit den Zahnrädern 37 gebracht· Dies ermöglicht einen leichten Zugang zu den Bandtrommeln zwecks anfänglichen Einbaus, Einstellung der richtigen Bandspannung oder Reparatur.

Bei vielen Manipulatoren sind die Bewegungsbahnen der die Anhebe- und Verdrehbewegungen übertragenden Bänder verhältnismäßig kurz. In einem solchen Fall, können die Bänder, wenn Kaum für die ungehinderte Bewegung der sperrigen Klammer vorhanden ist, auf die richtige Spannung eingestellt und dann mit Klammer versehen werden. Bei anderen Manipulatoren ist die Länge der Bewegungsbahn der Anhebe- und Verdrehbänder größer, so daß bei einer Bahn der notwendigen Länge kein Raum für die Bewegung von Bandklammern vorhanden ist, und folglich keine Klammern verwendet werden können· Die einstellbaren zweiteiligen Bandtrommeln des Handgelenks gemäß der Erfindung erfordern keine Bandklammern, da die Bänder bei den meisten Manipulatoren in ununterbrochener Länge vom Master-Handgelenk bis zum Slave-Handgelenk oder vom Slave-Handgelenk zur (Dransfertrommel bei abgedichteten Manipulatoren, wie den in den USA-Patentschriften 3 164 267 und 3 425 569 beschriebenen Manipulatoren gewunden werden können«

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Um das Spannen das Bandes zu erleichtern, ist eine Einrichtung zum gegenseitigen Befestigen der Segmente der Bandtrommeln in einer Vielzahl te verschiedener Stellungen zueinander vorgesehen. Dies wird mittels mehrerer zueinander komplementärer Löcher erreicht, in die Befestigungsschrauben 47 einsetzbar sind. Bin Vergleich zwischen den Figuren 4 und 6, die die Stirnflächen der Trominelsegmente darstellen, zeigt daß das Trommelsegment 42 mit mehreren diametral im Abstand voneinander vorgesehenen Schraubenaufnahmelöehera 53 bis 58 versehen ist, die um das Trommeleagmant herum im Abstand voneinander und in gleichem Abstand von der Drehachse sowie unter verschiedenen radialen Winkeln liegen, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Das Trommel segment 44 ist in ähnlicher Weise mit drei Paaren einander diametral gegenüberliegender Schraubenaufnahmelöcher 59 bis 61 versehen, die in gleichen Abständen und unter radialen winkeln von 60° sowie im gleichen Abstand von der Drehachse wie die Löcher 53 bis 58 vorgesehen sind.

Die Trommelsegmente werden Stirn gegen Stirn zusammengebaut. Angenommen Trommelsegment 44 sei auf dem fromaelsegment 52 so angeordnet, daß die Löcher 53 und 59 zusammenfallen, so stellt dies eine von 36 verschiedenen Möglichkeiten des Zusammenbaus der Trommelsegmente dar. Wenn das frommeisegiflent 42 ortsfest gehalten und das Trommelsegment 44 im Uhrzeigersinn um 10° weiter gedreht wird, so werden die Löcher 56 und 61 miteinander ausgerichtet. Bei einer weiteren Drehung des Trommelsegments 44 im Uhrzeigersinn um 10 gelangen dann die Löcher 54 und 59 zur Pluchtung miteinander. Diese Reihenfolge setzt sich wie folgt fads:

54-59	53-60	55-60	54-61
57-61	56-59	58-59	57-60
55-59	54-60	53-61	55-61
58-61	57-59	56-60	58-60

und dann zurück zu den Löchern 53, die mit den Lüchern 59 fluchten. Dann wiederholt sich das Schema, um eine Umdrehung des Trommelsegments 44 gegenüber dem Trommelsegmeat 42 zu vervollständigen. Auf diese Weise können die BandtroEimelsegmente

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in einer τοη 36 verschiedenen Stellungen la Verhältnis zueinander befestigt werden, so daß sie sich als Einheit drehen· Beim Zusammenbau oder beim Einstellen des Handgelenks werden die Tromaelsegmente mit den in der bekannten Anhebe- und Verdrehgesamtanordnung befertigten Bändern la Verhältnis zueinander, so lange gedreht, bis die richtige Bandspannung erreicht ist. Dann werden die Trommelsegmente in dem einander am nächsten liegenden Paar zusammenpassender Löcher aneinander befertigt.

Jede der zusammengesetzten Bandtrommeln dreht sich unabhängig τοη der anderen. Ia Gebrauch sind die paarweise vorgesehenen Bandkupplungen durchgehend von einer zusammengeretzten Trommel im Handgelenk am Master-Ende des Manipulators bis zur entsprechenden Trommel am Slave-Snde, so daß aufgrund der Vorspannung der Bänder eine Bewegung ohne toten Gang In wirksamer Weise zwischen den Trommeln am Master-Ende und am Slave-End« übertragen werden kann· Die Trommeln sind völlig unabhängig voneinander. Sie drehen sich in entgegengesetzten Richtungen alt der gleichen Geschwindigkeit bei reiner Yerdreh-Drehung und drehen sich in der gleichen Richtung mit gleichen Geschwindigkeiten bei reiner Anhebe-Drehung. Bei kombinierten Anhebe- und Verdrehbewegungen können sie sich alt beliebiger Kombination von Geschwindigkeiten und Richtungen drehen. Ein Trommelpaar kann festgehalten werden, während das andere gedreht wird, um eine kombinierte Anhebe- und Verdrehbewegung zu erzeugen.

Eine Winkelbewegung des Joche 24 um die Lagerzapfen 23 ist durch die -Enden der Schlitzöffnung 17 im Gelenkgehäuse, durch die sieh der Schaft des Kegelrades 19 erstreckt, begrenzt. In das Differentialgetriebe 29-32 eingesetzte Stifte oder Zapfen 32 begrenzen die Bewegung der Differentialräder in beiden Richtungen, indem sie mit dem Jochkörper in Singriff treten. Dies hat zur Folge, daß die Bandbewegungen der direkt mit dem Differentialgetriebe verbundenen Trommeln begrenzt sind.

Eine Führungsrieaenscheibe 63 ist über ein Kugellager

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zwischen des Band trommelpaar auf der Welle 41 drehbar gelagert. Mit dieser Riemenscheibe 63 tritt ein Zangenkabel in Eingriff, ' welches eich über die Riemenscheibe erstreckt und rom Handgriff bezw. der Zange zwischen «zwei im Joch 24 drehbar gelagerten Führungsriemenscheiben 65 hindurch geführt 1st· Das Kabel erstreckt sich weiter durch die Hohlwelle 26 des Jochs zum Hand» griff des Master-Armes, an dem das Handgelenk befestigt ist, und zur Zange des SIaTe-Armε, wobei das Kabel zwischen dem Master- und dem Slare-Arm durch die horizontale Stütze verläuft.

Sine mittlere senkrechte Zunge 66 ist vorzugsweise vorgesehen, um den oberen und unteren Gehäuseteil miteinander auszurichten und eine relative Drehung zwischen beiden zu verhindern. Das untere Ende 67 der Zunge 66 steht mit Ausnehmungen in den unteren Gehäuseteilen 13 und 14 in Singriff, und die Zunge ist mittels einer Schraube 68 befestigt. Das obere Ende der Zunge 66 steht mit Ausnehmungen in den Unterkariten der oberen Gehäuseteile 11 und 12 an ihrem Berührungspunkt hinten am Gehäuse In Eingriff. Die Zunge 66 übt eine doppelte Funktion aus, da Ihre vordere, geneigte Fläche 69 noch als Kabelführung dient, die das Zangenkabel in der Riemenscheibe 63 hält.

Angesichts der hier gezeigten relativen Proportionen der Bandtrommeln, ihrer Stirnräder 45, der zwischengeschalteten Stirnräder 37, 35, 34 und des Differentialgetriebes 29-32 bewegt sich ein Punkt auf der Bandtrommel etwa 5,7 mal so weit wie Punkte auf den Wälzkreisen der Differentialräder 29, und folglich beträgt die auf die Bänder übertragene Last ungefähr ein Sechstel der an den Differentialrädern aufgebrachten Laste Das erhöhte Übersetzungsverhältnis des Handgelenke führt zu einer erhöhten Lasttragfähigkeit und bringt gleichzeitig eine größere Festigkeit mit sich, die um einen Wert verbessert ist, welcher dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses entspricht.

Die Figuren 7 bis 16 zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Handgelenks zum Anbringen der Zange

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•inte Slar·-Armeβ eines Manipulators_f bei dem eine abdichtend· Anordnung «wischen dea oberen und unteren Gehäuseteil angebracht ist· Bas Handgelenk des Master-Arms, mit dem das abgedichtete Handgelenk des Slave-Arms verwendet werden 3oll» kann im allgemeinen der bereits beschriebenen Art entsprechen oder kann auch von anderer Bauart sein» Torausgesetzt daß es im Stande ist, Handgriffbewegungen zu übertragen. Sine Ausnahme besteht nur insofern, als der Zangenantrieb für direkten zwangsläufigen Antrieb geeignet sein muß.

Dae insgesamt mit 1OA bezeichnete abgedichtete Handgelenk ist in einem Gehäuse eingeschlossen, welches im wesentlichen dem bereits beschriebenen Gehäuse entspricht und ein Oberteil aus zwei komplementären, im allgemeinen halbzylindrischen Schalen HA und 12A und ein Unterteil aus zwei komplementären, sich nach unten und vorn erstreckenden hohlen Schalen 13 und H aufweist· Sine Verbindung sswischen dem oberen und unteren Abschnitt des Gehäuses ist durch einen zwischengeschalteten mittleren, abgedichteten Abschnitt 70 hergestellt, der nachfolgend im einzelnen beschrieben wird.

Die Torrichtungen im oberen und unteren Gehäuseteil des abgedichteten Handgelenks 1OA entsprechen im wesentlichen den bereits beschriebenen Torrichtungen· Auf bestehende Unterschiede wird hingewiesen.

Eine ortsfeste Welle 33A, deren Enden in den einander gegenüberliegenden Seiten des unteren Teils des Gehäusezwischenabschnitts 70 abgestützt sind, trägt zwei zweiteilige Zahnräder 34A-35A» die über zwei Kugellagerpaare 36 drehbar gelagert sind. Die Stirnradteile 34-A kämmen mit an den Differentialkegelrädern 29 befestigten Stirnrädern 32.

Die Kegelradteile 35A im unteren Gehäuseteil kämmen mit Kegelrädern 71 an den Enden abgedichteter Wellen 72 von im mittleren GehäU3eabschnitt 70 befestigten drehbaren Dichtungen, wie nachfolgend nälier erläutert. Kegelräder 74 an den

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entgegengesetzten Enden der Wellen 72 kämen mit den Kegelradteilen 75 eines zweiteiligen Zahnrades 75-37A-, dessen beide Teile in Lagern 38A drehbar gelagert sind, die von einer in den einander gegenüberliegenden Seitenwänden des oberen Teils des Gehäusezwischenabschnitts abgestützten ..·. festen '»Teile 39A getragen sind«

Die Zähne der sich nach außen erstreckenden gezahnten Verlängerung 45 der die Trommelsegmente der Anhebe- und Terdrehtrommeln tragenden Habe 43 kämmen mit den Zähnen des Stirnradteils 37A des zweiteiligen Zahnrades 75-37A· Beim Trennen der Anordnung werden die Zahnräder 43 außer Eingriff mit den Zahnrädern 37A gebracht. Dies ermöglicht eine leicht· Abnahmt der Schutzhülle als abgedichtete Anordnung zusammen mit dem Zwischenabschnitt des Handgelenks·

Der im allgemeinen zylindrisch· Gehäusezwischenabschnitt 70 dient als Sperrv/and zwischen dem oberen und dem unteren Gehäuseabschnitt und trägt mehrer· drehbare Dichtungen. Der abgedichtete Abschnitt 70 ist am unteren Gehäuseabschnitt Torzugsweise in einer hier gezeigten halb überlappten Stoßverbindung fest angebracht« Zwei sich senkrecht erstreckend· gekrümmte Seitenplatten 76 und 77 sitzen auf Schultern an der Oberfläche an einander gegenüberliegenden Seiten des Zwischenabschnitts 70. Die Enden der Well· 39A sind in diesen Seitenplatten abgestützt. Der obere Gehäuseabschnitt ist vorzugsweise durch eine halb überlappt· Stoßverbindung oben am abgedichteten Zwischenabschnitt fest angebracht. Die oberen Gehäuseschalen 11A und 12A sind nach Bedarf so gestaltet und erweitert, daß sie die innen angebrachten Drehelemente umhüllen, wie am besten aus Figur 10 hervorgeht. Die vorderen unteren Bereiche der Schalen 11A und 12A, die die Zahnräder 37A umschließen, überlappen die Seitenplatten 76 und 7?» wie am besten aus Figur 3 zu entnehmen ist.

Den zwischengeschalteten Sperrabschnitt 70 durchdringen mehrere Kanäle 73, durch die aich fellen Ic erstrecken. Jed·

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teil· 72 ist Ton sw·! In den Kanal 78 eingepassten Lagern 79 abgestützt. Aufierdem ist jede Welle 72 Ton zwei In Abstand voneinander vorgesehenen nachgiebigen DichtungDringen 80 umgeben. Wie an besten aus Figur 14 zu entnehmen ist, ist jeder dieser Dichtungsringe 80 in Schnitt im allgemeinen U-förmig. Der mit der Welle in Eingriff stehende Innenteil des Ringes hat eine anfängliche öffnung, die etwas kleiner ist als die Welle. Auf diese Weise hält die Nachgiebigkeit des Dichtungsringes einen gleichbleibenden Dichtungseingriff mit der Welle 72 aufrecht. Jeder Dichtungsring 80 ist in einem mit flanschen versehenen Haltering 81 gehalten, der eng in den Kanal 78 eingepaßt ist und auf einer Innenschulter in demselben ruht.

Sum zusätzlichen Schutz ist vorzugsweise ein Ölbehälter 85 im Zwiechenabschnitt 70 vorgesehen. Dieser Behälter 85 ist durch einen vorzugsweise mit Gewinde und mit einem abdichtenden 0-Ring 87 versehenen Stopfen 86 geschlossen. Die Kammern 88 «wischen den Dichtungsringen 80 stehen mit dem Behälter Über ringförmige Terbindungskammern 89 und 90 in Verbindung. Das Ol im Behälter 85 wird vorzugsweise unter geringem gleichbleibendem überdruck gehalten, und zwar zum Beispiel mittels eines Faltenbalges 91, der unter der Spannung einer schraubenlinienförmigen Feder 92 steht, die durch eine Öffnung im Stopfen 86 in den Faltenbalg eingesetzt und mittels eines mit Gewinde ausgebildeten Stopfens 93 in ihrer Lage gehalten ist. Sin plötzlicher Druckanstieg an der einen oder anderen beite der beiden Dichtungsringe hat das Bestreben, auf die Innenseite der einander gegenüberliegenden leitendes Dichtungsringes einen Druck auszuüben, der die abdichtende Oberfläche in noch engere abdichtende Berührung mit der welle 72 bringt.

Das hier gezeigte abgedichtete Slave-Handgelenk verkörpert eine neuartige drehbare Zangenschließanordnung. Eine zweiteilige Zangensehließbandtroinmel umfaßt mit Flanschen versehene Trommelsegmente 95 und 96 sowie ein Zahnrad 97, die beispielsweise mittels Schrauben 98 aneinander befestigt

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und über «in Lagerpaar 99 auf der festen Wellt 41 drehbar ge* lagert sind. Biese Trommel kann in entgegengesetzten Richtungen um die Trommel gewickelte Bänder aufnehmen, wie bereits im Zusammenhang mit den Anhebe- und Yerdrehbewegungen beschrieben.

V/ie am besten aus figur 9 hervorgeht, steht das Zahnrad 97 mit dem Stirnradteil 100 eines zweiteiligen Zahnrades, welches auch noch den Kegelradteil 101 umfaßt, in Eingriff und kämnt mit demselben. Das zweiteilige Zahnrad 100-101 ist über ein Lagerpaar 102 drehbar gelagert, welches auf einer im oberen Bereich des Gehäusezwischenabschnitts 70 gelagerten festen Welle 103 befestigt ist. Der Kegelradteil 101 steht seinerseits mit einem Kegelrad 74 in Eingriff, welches von einem Ende einer der V/ellen 72 getragen ist, die sich durch den Zwischenabschnitt 70 erstrecken und einen Teil der drehbaren Dichtung umfassen, die in jeder Hinricht der obigen Beschreibung entspricht. Bin Kegelrad 71 am entgegengesetzten Ende der'Welle 72 an der gegenüberliegenden Seite der doppelten Dichtung steht seinerseitc mit einem zweiteiligen Zahnrad in Eingriff, welches aus einem Kegelradteil 105 und einem Stirnradteil 106 besteht· Dieses zusammengesetzte Zahnrad 105-106 ist über ein Lagerpaar 107 auf einer im unteren Bereich des Sperrabschnitts 70 getragenen, festen Welle 108 drehbar gelagert.

Der Zahnradteil 106 steht mit einem Zahnrad 109 in Eingriff, welcheE über ein Lagerpaar 110 auf einer τοη den unteren Gehäuseteilen 13A und 14A getragenen, ortsfesten üelle 111 drehbar gelagert. Das Zahnrad 109 cteht mit dem Stirnradteil 112 eines zurammengeretzten Zahnrades in Eingriff, welches außerdem noch einen Kegelradteil 113 umfaßt. Dieses Differentialgetriebe 112-113 ist über ein Le^er 114 auf dem Lagerzapfen 23 des Jochs 24 drehbar gelagert. Der Kegelrrdteil 113 kämmt mit einem Kegelrad 115, welches an einem Ende einer drehbaren V/eile 116 befertigt iot, die nich durch das Joch und die rohrförmige Hohlwelle 26 erstreckt. Ein Ende der '«Yelle 116 ist in

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•inta Lager 117 la Joch 24- drehbar gelagert, während das gegenüberliegende End· In einem Lager 118 in einen Kragen 119 drehbar gelagert ist, der am Ende der Hohlwelle 26 befestigt ist. Bas gegenüberliegende Ende der Welle 116 trägt ein Zahnrad 120 zum Übertragen von Zangenschlleß- und Zangen« Bffnungsbewegungen auf die hier nicht gezeigte Zange vom Handgriff am Ende des Master-Arms.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, passen Gehäuseoberteil, Unterteil und Zwischenteil in teilweise teleekopartigen Verbindungen ineinander und bilden einen kompakten starren Aufbau, der in bekannter Weist beispielsweise durch Schrauben untereinander verbunden ist· Sin senkrechtes Loch 123 ist in der Oberseite des Gehäusezwischenabschnitts 70 zum Einsetzen eines die Lage, bestimmenden Zapfens vorgesehen. Sin entsprechendes hier nicht gezeigtes Loch ist in der Unterseite des oberen Gehäuseteils vorgesehen, um die richtige Ausriohtung der im Gehäuse angeordneten Bauelemente zu gewährleisten· In ähnlicher Weis· sind Löcher 124 in der Oberseite des unteren &ehäus#abschnitts zum Einsetzen von die Lage bestimmenden Stiften vorgesehen, die in entsprechende Löcher 125 in der Unterseite des Mittelabschnitts 70 passen, um die in diesen Abschnitten angeordneten Vorrichtungen auszurichten· Befestigungselemente 123A, die in abdichtender Weise mit dem Mittelabschnitt 70 verbunden sind, dienen zur Befestigung des Zwischenabschnitts am oberen Abschnitt·

Mit Hilfe des abgedichteten Handgelenks werden also Anhebe-,Verdreh- sowie Zangenschlieflbewegungen vom Master-Arm des Manipulators über zweckmäßige, lineare Bewegungen übertragend« Elemente, wie Bänder auf die oben im Gelenkgehäuse angeordneten frommein übertragen. Die dabei entstehende Drehbewegung der Trommeln wird über die drehbaren Sichtungen auf das Betriebedifferentialgetriebe im Boden des Gelenkgehäuses übertragen· Die bisher naturgemäß zwischen den verschiedenen Betriebselementen der Anordnung vorhandenen Durchlässe durch das Handgelenkgehäuse sind auf wirksame Weise ausgeschaltet worden.

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figur 15 zeigt eine Art und Weise, in der die gewellt·, rohrförmige Schutzhüll· 130 an Zwischenabschnitt 70 des abgedichteten Handgelenks befestigt ist. Sine Bandklammer 131 erstreckt sich um die Schutzhülle 130 und steht mit dem untersten Ende derselben in Singriff» um sie in festem Singriff mit dem untersten Bnde d«s Zwischenabschnitts 70 des Handgelenks zu halten.

Sie in der in Figur 15 gezeigten Weis· befestigte Schutzhüll· bewegt sich stets mit der Handgelenkanordnung, mit der sie fest verbunden ist. Unter gewißen Bedingungen kann dies· sterreßefestigung der Schutzhülle eine Azimutdrehung des Slave-Arms behindern. Um das zu vermeiden ist ein anderes Terfahren zum abgedichteten Befestigen der Schutzhülle am Zwischenbereich des abgedichteten Handgelenks in Figur 16 gezeigt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 16 ist das unterste Bnde der Schutzhülle 130 mittels einer Bandklammer 131 an einem starren Ring 132 befestigt, der am untersten Rand d»s Zwischenbereichs 70 des Handgelenks über ein Lager 133 so angebracht ist, daß eine Drehung des Handgelenks im Ring möglich ist. Dies wiederum ermöglicht eine relative Drehung zwischen dem Slave-Armauslegerrohr und der Schutzhülle·

Zwei im Abstand voneinander vorgesehene nachgiebige Dichtungsring· 134 sind an der Innenseite des Schutzhüllenbefestigungsringes 132 angebracht. Im inneren Teil jedes Dichtungsringes 134 ist eine etwas kleinere öffnung als der Durchmesser des Zwischenabschnitts 70 vorgesehen, so daß ein nachgiebiger Eingriff mit dem Zwischenabschnitt bei gleichbleibender Abdichtung erzielt wird, während eine relativ· Drehung des Handgelenks innerhalb des Schutzhüllenbefestigungsringes ermöglicht ist. Eine ringförmige Kammer 135 eteht vorzugsweise mit dem ölbehälter 85 innerhalb des Zv/isehenabschnitts über einen Kanal 136 in Verbindung·

Die Figuren 17 bis 21 zeigen ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Handgelenke zum Anbringen der Zange

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•inta Slave-Arms eines Manipulators, bei dem die Zange kontinuierlich drehbar 1st. Dies wird alt Hilfe einer Hilfezahnradanordnung erzielt, die zwischen dem oberen und unteren Genaue«abschnitt angeordnet ist. Das Handgelenk den Master-Arme, alt den das alt kontinuierlicher Verdrehung arbeitende Handgelenk verwendet wird» kann allgemein der in den figuren 1 bis 3 gezeigten Art entsprechen oder kann von anderer Bauart sein, Torausgesetzt daS es sua Übertragen von Handgriffbewegungen geeignet ist· Die insgesamt ait 1OB bezeichnete mit kontinuierlicher Verdrehung arbeitende Handgelenkanordnung 1st in einea Gehäuse aufgenommen, welches im wesentlichen dea la Zusammenhang mit den figuren 1 bis 3 beschriebenen Gehäuse entspricht und dessen obererTeil aus zwei komplementären im allgemeinen halbsylindrisohen Schalen 11B und 1ZB und dessen unterer Teil aus zwei komplementären sich nach unten und rom erstreckenden hohlen ichalen 13B und 14B zusammengesetzt ist· Oberer und unterer Abschnitt des Gehäuses sind über einen mittleren, ein Hllfsgetriebe umfassenden Abschnitt 170 verbunden, der nachfolgend im einzelnen erläutert wird«

Die Torrichtungen im oberen und unteren Gehäuseabschnitt des alt kontinuierlicher Verdrehung arbeitenlen Handgelenks 1OB entsprechen auch im wesentlichen den bereits im ZunaBHBenhang mit den figuren 1 bis 3 beschriebenen Vorrichtungen. Auf bestehende Unterschiede wird hingewiesen. So muß der Stift 62, der die Bewegung des Differentialgetriebes 29-32 begrenzt, weggelassen sein.

Eine ortsfeste Welle 33B₉ deren Enden in den einander gegenüberliegenden Feiten des unteren GehäuEeabschnitts abgestützt sind, trägt zwei zweiteilige Ctufensahnräder 34B-35B, die über zwei Kugellagerpaare 36 drehbar gelagert sind. Eine auf der Welle 33B vorgesehene Manschette hält die Zahnräder la Abstand voneinander· Der Zahnradteil 34-B mit dem kleineren Durchmesser kämet alt dem an den Differentialkegelrädern 29 befestigten Stirnrad 32. Der Stufenzahnradteil 35B mit dea größeren Durchmesser kämmt mit einem Ende von zwei doppelten,

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«wiechengeschalteteii Stirnrädern 37B, dl· über Lager 38B drehbar gelagert sind» welche τοη einer eich zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenwänden des unteren Gehäuseabschnitts erstreckenden Welle 39B getragen sind. Pas ander· Ende jedes der Zahnräder 37B kämmt mit einem zwiachengeschalte ten Stirnrad 171 des zwischengeschalteten Hilfsgetriebeabschnitts 170, wie nachfolgend is einzelnen erläutert·

Die Zähne der sieh nach außen erstreckenden, gezahnten» rohrförmigen Mabenverlängerung 45 der lab· 43, die die Trommelsegmente der Anhebe- und Verdrehbandtrommeln trägt, kämmen mit den Zähnen eines zwischengeschalteten Stirnrades 172.

Oberer und unterer Abschnitt dee mit kontinuierlicher Verdrehung arbeitenden Handgelenks sind in senkrechter Richtung rom Ewisehengeschalteten, das Hilfsgetriebe enthaltenden Abschnitt 170 trennbar. Torzugsweie· nind die Abschnitt· aus Gründen der Steifheit in einer halb überlappten Stoßverbindung ineinander gepaßt und mittels Schrauben oder ähnlichen Befestigungselementen untereinander verbunden. Beim Trennen der Anordnung werden die Zahnräder 45 im oberen Abschnitt außer Eingriff mit den zwischengeechalteten Stirnrädern 172 gebracht, die über Lager 173 drehbar gelagert sind, welche von zwei sich von den oberen Aden der einander gegenüberliegenden Seitenwände des Gehäuseewischenabschnitte nach innen erstreckenden und mittels Schrauben 175 befestigten Stummelwellen 174- getragen sind· In ähnlicher Weise werden die Zahnräder 37B im oberen Bereich des unteren Abschnitts des Handgelenks außer Eingriff mit den zwischengesehalteten Stirnrädern 171 gebracht, die über Lager 176 auf einer sieh zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenwänden des unteren Endes des Gehäusezwischenabschnitts 170 erstreckenden Welle 177 drehbar gelagert sind«

Im Zwischenabschnitt 170 des mit kontinuierlicher Verdrehung arbeitenden Handgelenks ist eine Hilfsgetriebeanordnung aufgenommen, mittels der die kontinuierliche Drehung der Zange ersielt werden kann, und über die die Zangen unabhängig

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το» Handgriff des Master-Arms ausgerichtet werden können. Eine feste Welle 178 erstreckt sich zwischen den einander gegenüberliegenden Sei*tenwänden des Zwischenabschnitts 170. Zwei zweiteilige zusammengesetzte Zahnräder, die jeweils einen mit einem zwischengeschalteten Zahnrad 172 kämmenden Stirnradteil 179 und einen Kegelradteil 180 aufweisen, welche "beispielsweise, mittels Schrauben 181 untereinander verbunden sind, sind in einem lager 182 auf der Welle 178 drehbar gelagert. Der Kegelradteil 180 des zusammengesetzten Zahnrades 179-180 kämmt mit jedem von verschiedenen Kegelrädern 183, die über Lager 184 um im Kegelrad 186 abgestützte radiale Speichenwellen 185 drehbar gelagert sind. Die Außenringtegelräder 186 sind über Lager 187 um die Yieile 178 drehbar gelagert.

Die Kegelräder 183 kämmen mit den Kegelradteilen 188 von zusammengesetzten zweiteiligen Zahnrädern, die auch mit den zvvischengeschalteten Zahnrädern 171 kämmende Stirnradteile 189 aufweisen· Die Zusammengesetzen Zahnräder 188-189 sind auch über Lager 190 um die V/eile 178 drehbargelagert. ,Bei diesen zusammengesetzten Zahnrädern 188-189 handelt es sich um spiegelbildliche Ausführungen der zusammengesetzten Zahnräder 179-180, wobei die einzelnen Teile beispielsweise mittels Schrauben 191 drehfest miteinander verbunden sind.

Der ZvviDChenabschnitt 170 des mit kontinuierlicher Yerdrehung arbeitenden Handgelenks hat, wie die Piguren 17, 19 und 20 zeigen, ein vorspringendes Gehäuse 192 für ein Gesperre. Eine Welle 193 ist darin über ein Lagerpaar 194 um eine senkrecht zur Achse der Welle 178 verlaufende Drehachse drehbar gelagert. Ein Kegelrad 195 ist am inneren Ende der Velle 193 derartig befestigt, daß es mit den Ringkegelrädern 186 kämmt. Eine Zahnscheibe 196 ist drehfest mit der ".Velle 193 verbunden.

Zwei Klinken 197 und 198 sind jeweils innerhalb des Gesperregehäuses bei 199 bezw» 200 angelenkt. Diese Klinken

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stehen unter der Spannung einer schraub enlini enf örmlgen Feder 201, welche sich zwischen den freien Klinkenenden erstreckte Eine auf einer V."eile 203 sitzende Klaue 202 kann mit einer Kerbe in der einen oder anderen Klinke 197 oder 198 in Eingriff gedreht werden, um diese Klinke außer Eingriff mit der Zahnscheibe 196 zu halten und eine Umdrehung der Zahnscheibe und der V/tile 193 nur in der einen oder anderen Richtung zu ermöglichen» "i'enn die Klaue 202 sich in ihrer mittleren neutralen Stellung befindet, stehen beide Klinken durch die Kraft der Feder 201 mit der Zahnscheibe in Eingriff und halten die Welle 193 gegen eine Umdrehung fest. V/ie Figur 17 zeigt, erstreckt eich die V.^relle 203 durch das Gesperregehüuae und ist zum Schwenken der Klaue mit einem als Handgriff dienenden Hebel oder Arm 204 versehen, um die Klinken in Eingriff und außer Eingriff mit der Zahnscheibe zu bewegen.

V.ie aus Figur 21 hervorgeht, kann an Zwischenabschnitt 170 ein Elektromotor 205 zum Antrieb der .olle 193 und des Kegelrades 195 über ein entsprechendes Untersetzungsgetriebe im Gehäuse 206 angebracht sein· Der über fchalter an der der Bedienungsperson zugänglichen Seite der Trennwand betätigbare Motor 205, kann zum Schalten der Zange gegenüber den Master-Handgriff durch eine Drehung der .,eile 193 in der einen oder anderen Richtung für kurze Zeit oder zum kontinuierlichen Verdrehen der Zange verwendet werden, wenn die auszuführende Arbeit eine solche Bewegung erfordert.

Eine Führungsriemenscheibe 207 ist mittels eines Lagers 208 zwischen zwei Bandtrommeln auf der '..eile 41 drehbar gelagert. Mit dieser Riemenscheibe 207 kann ein hier nicht gezeigtes Zangenkabel in Eingriff treten, welches sich über die Scheibe erstreckt. Eine weitere Führungsriemenscheibe 209 ist über ein lager 210 auf der üelle 178 drehbar gelagert. Das Zangenkabel erstreckt sich von der Riemenscheibe 209 zwischen zwei im Joch 24 drehbar gelagerten Führungsriemenscheiben 211 hindurch und weiter durch die Hohlwelle 26 des Jochs zur Zange. In der Strecke zwiechen den Riemenscheiben 209 und 211 ist eine

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Sohwenkparoung vorgesehen um zu verhindern, daß sich das Kabel verdreht.

Das mit kontinuierlicher Verdrehung arbeitende Handgelenk kann auf normale V/eine mit einer Übertragung der Anhebe- und Verdrehbewegungen vom Handgriff nach oben durch den Manter-Ära, durch die horizontale Stütze und nach unten durch den Slove-Axm zu den B and trommeln 42-44 arbeiten. Sie Drehbewegung der Bandtrommeln wird über die Kette der Sahnräder 45, 172, 179-180, 183 (wobei Eingkegelrad 186 ortsfest ict), 188 bir 189, 171» 37B, 35B-34B, ?2-29 und 19 übertragen. Wenn dne Handgelenk ein Gesperre umfaßt, &o wird das Kegelrad 186 dadurch festgehalten, daß die Zahnscheibe 196 durch die Klinken 197 und 198 gegen eine Umdrehung blockiert ict. Durch eine Bewegung dee Hebele 204 kann die eine oder andere der Klinken außer Kingriff gebracht werden,so daß eine Umdrehung der Zahnscheibe in nur einer Richtung entsprechend der Umdrehung des Kegelrades 186 möglich ist. Wenn ein motorisierter Antrieb «um Drehen der Welle 193 und der Kegelräder 195 und 186 vorgesehen ist, dann kann entweder die Zange durch eine teilweise Drehung der Welle 193 in der einen oder anderen Richtung unabhängig vom Master-Handgriff auegerichtet oder durch kontinuierliches Drehen in der einen oder anderen Richtung eine kontinuierliche Verdreh-Drehung der Zange erzielt werden·

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Claims

Ansprüche

Handgelenk für einen Master«~Slav»-Manipulator alt

ung, gekennzeichnet durch eis Gehäuse Bit getrennte« Oberteil (11, 12t HA, 12A| 11B, 12B) und Unterteil (13 * 141 13A, 14A| 13B, 14B)i mehrere Aufnähe« mittel (42, 44) für lineare Bewegung übertragende KLementa, die so gelagert sind, daß sie sich innerhalb des Oberteils deo Gehäuses drehen, und Ton denen jedes unabhängig drehbar

f ist und jeweils zwei in Umfang ε richtung verlaufende linn^n zur Aufnahme τοη lineare Bewegung übertragenden KLementen auf« weistι tin an Jedem der Aufnahmemittel befestigtes Zahnrad,. , (45)? «la® Einrichtung mit mehreren weiteren Zahnrädern (32)»/ dem unteren Bereich des Gehäuses drehbar gelagert sind; eine Einrichtung (34, 35, 37} 34A, 35A, 71, 72, 74, 75, 37A} 34B_f 35B, 37B, 171, 189» 188, 183, 180, 179, 172) mittels der Jedes an den Aufnahmemitteln befestigte Zahnrad (45) mit einem der weiteren Zahnräder (32) betriebsmäßig rerbunden istf eine Einrichtung (29, 19) mittels der die weiteren Zahnräder (32) mit einer rom unteren Bereich des Handgelenks getragenen, einer Arbeit ausführenden Einrichtung (18) betriebsmäßig rerbunden

k sind} und eine Einrichtung zum gegenseitigen Befestigen der Gehäuseabschnitte in einer Weise, bei der die Gehäuseabschnitte und die in ihnen aufgenommenen Torrichtungen voneinander trennbar nind.

2. Handgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung, mittels der die Zahnräder (45) der Aufnahmemittel mit den weiteren Zahnrädern (32) betriebsmäßig rerbunden 1st, folgendes umfaßtt Zwei zwischengeschaltete Zahnräder (37), die im unteren Abschnitt (13, 14) des Gehäuses drehbar gelagert sind und deren Zähne mit den Zähnen der Zahnräder (45) der Aufnahmemittel in Eingriff stehen}

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*wei im Abstand voneinander vorgesehene Stufenzahnräder (35-34)» die im ainteren Abschnitt (13| 14) des Gehäuses drehbar gelagert sind» wobei die Zähne des ersten Seile (35) der stufenförmigen Zahnräder mit den Zähnen zwischengesehalteter Zahnräder (35) in Eingriff stehen} ein Joch (24), welches im unteren Abschnitt (13» 14) des Gehäuses begrenzt drehbar gelagert 1st; awei Stirnzahnräder (32), die auf den Lagerzapfen (23) des Jochs drehbar gelagert sind und deren Zähne mit dem anderen Teil (34) der Stufenzahnräder in Eingriff stehenf zwei Differentialkegelräder (29), die mit den Stirnrädern (32) gemeinsam drehbar gelagert sind; und ein Kegelrad (19) welches am Joch (24) abgestützt und um eine Achse senkrecht zur Drehaohse der Differentialkegelräder (29) drehbar gelagert ist und dessen Zähne mit den Zähnen der Differentialräder in Eingriff stehen.

3· Handgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Teile der Stufenzahnräder (35-34) unterschiedliche Durchmesser haben» wobei die Teile (35) mit größerem Durchmesser mit den svischengesclialteten Zahnrädern (37) und die Teile (34) mit kleinerem Durchmesser mit den Stirnrädern (32) in Eingriff stehen„

4. Handgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Aufnahmemittel jeweils zwei mit Flanschen versehene kreisförmige Segmente (42, 44) zur Aufnahme von lineare Bewegung übertragenden Elementen haben; daß die Segmente im Verhältnis zueinander um ihre Drehachsen drehbar sind; und daß Befestigungsmittel (47) vorgesehen sind, um die Segmente in einer von mehreren relativen Stellungen zueinander aneinander zu befestigen.

5. Handgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß eines der Segmente (44) mit mehreren Löchern (59 bis 61) zur Aufnahme von Befestigungselementen (47) versehen ist, die in gleichen Abständen voneinander um

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den Umfang des Segmente herum Torteilt rind; und daß das andere Segment (42} mit einer größeren Tielzahl τοη Löchern (53 bis 58) zur Aufnahme von Befestigungeelementen (47) versehen ist, die im gleichen Abstand von der Drehachs· aber in anderen Y/inkelabständen ale die Löcher des ersten Segments um den Umfang des Segments herum verteilt sind, wodurch bei einer Drehbewegung der Segmente im Verhältnis zueinander nacheinander verschiedene Löcher miteinander fluchten und das Einstecken von Befestigungselementen zum gegenseitigen Befestigen der Segmente in einer Tielzahl verschiedener relativer Stellungen ermöglichen.

6 · · Handgelenk nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Löcher (53-58, 59-61) zur Aufnahme der Befestigungselemente (47) paarweise einander diametral gegenüber angeordnet sind, wobei nacheinander verschiedene Paare der Löcher miteinander fluchten und das Einstecken von Paaren der Befestigungselemente (47) bei einer Drehung der Segmente (42, 44) im TerhältniB zueinander ermöglichen.

7. Abgedichtetes Handgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung, mittels der die Aufnahmemittel (45) mit den v/eiteren Zahnrädern (32) betriebsmäßig verbunden sind, folgendes umfaßt» Einen als Sperrwand dienenden Zwischenabschnitt (70) zwischen dem &ehäuseoberteil (HA, 12A) und dem Gehäuseunterteil (13A, 14A) J mehrere drehbare Dichtungen (72, 80) die sich durch den Zwischenabschnitt (70) erstrecken; eine Einrichtung (75, 37A), die ein Ende (74) der drehbaren Dichtungen (72, 30) mit den Zahnrädern (45) der Aufnahmemittel betriebsmäßig verbindet; und eine Einrichtung (35A, 34A)_; die das andere Ende (71) der drehbaren Dichtungen mit den weiteren Zahnrädern (32) betriebsmäßig verbindet.

8. Abgedichtetes Handgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß jede der drehbaren Dichtungen (72, 80) folgendes umfaßt t Sine Welle (72), die sich durch einen durch den Zwischenabschnitt (70) verlaufenden Kanal (78)

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erstreckt umi ι . ...*., ■ . ν drshlsas? 173} gelagert isti öine ringförmige Dicktun.«. 'Vw) in;·- v^-Tb des Kssals {78}« ais die Stelle

(72) In abiicht^üieai SIr- :.-,/ ,vr_;a"bi;_? und Salniraa-s (71 _ä H). _f die an antigen;-eoetstW _ i-'m'k α ·.;;,-- "W:.jl#;% (7S) c?i ^inaMer gegenoherli egea^ei,- ;o:ltc*; -l.-r IMcfctur^ (SC) Derv:r/L^t ^

9. Abgedichtetes P -"^

gekenneeiehn ν- _Ϋ daß die Siciitimg aiM ein in gegenseitigem A^&"- "^s^elieats laas? ;ie-i!i

Dichtungsringe (80) uafaCV, t->.^ **.λ öXOeliält-:--:? {S<·} im Si.-i^chenabschnitt (70) vorßesuhei:. ^,tt} u&^ aaJ DusölilvLi:-::-"- C^_s 90} d«x Ölbehälter (85} i&it ^03P laamer (88) swlnehea £iwei öinondex* benachbarten Dlchtungßringö.u. (80)

IC Abgedichtetes Huidcsleak nacli Anspsiiüli ^_t dadurch ^ekennaeichße* _s daß die 'l$hvi'£'2&Q'2 ^f45) der Aufnahm«aittel (42_t 44) Stirnräder BiMf daS die- sa den '».'eilen (72) dsi drehbaren Sichtun^Gn befestigten Sahnräder (71 f 74) Eegeliiäder sindi und daß die die Boden (74» 71) der drehbaren !Dichtungen &it den 2abio?ädern (45) der Aufnaliiaöaittel und den im unteren Abschnitt des Gehäuse? drehbar gelagerten Stirnrädern (52) betriebsmäßig verbindende Sinriclitung zusammengesetzte zwtiteilige Zalinrüder (75> 37A| 35A_t 34A) umfaßt, die ^eweile einen Otirnradteil (37A| 34A) und einen Ke-Gelradteil (75f 35k) aufweisen.

11. Abgedichtetes Handgelenk nach Anopruah 7, dadurch gekenna-eich net , daß die eine Arbeit ausführende Binrichtunt: eine Ztinge umfaßt; daß weitere Aufnahrteiaittel (95» 96) vorgesehen iind, die die Sanßentätigkeit steuernde, eine lineare Bewegung übertragende Mittel aufnehmen; und daß die Zange betriebsmäßig mit einem Stirnrad (112) verbunden ict, welches seinerseits betriebsmäßig mit den Aufnahmemitteln (95» 96) zum Steuern des Zangenbetriebs verbunden ist.

12. Abgedichtetem Handgelenk nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß das Ende einer rohrförmigen, gewellten Schutzhüll· (130) am ZYrischenabschnitt (70) des

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Gehäuses in abdichtenden Singriff alt demselben befestigt ist,

13. Abgedichtetes Handgelenk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Schutzhülle (130) an einem Ring (152) starr befertigt ist, welcher sieh um den Zwischenabschnitt (70) des Gehäuses erstreckt und gegenüber dem Zwischenabschnitt drehbar gelagert (133) ist, und daß mindestens eine ringförmige Dichtung (134) in dem Raum (135) zwischen dem Ring (132) und dem Zwischenabschnitt (70) in abdichtendem Eingriff mit demselben vorgesehen ist,

" H* Mit kontinuierlicher Verdrehung arbeitendes Handgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung, mittels der die Zahnräder (45) der Aufnahmemittel mit den weiteren Zahnrädern (32) betriebsmäßig verbunden sind, folgendes umfaßt: Einen ein Hilfsgetriebe aufnehmenden Zwischenabschnitt (170), der zwischen dem Gehäueeoberteil (11B, 12B) und dem Gehäuseunterteil (13B, 14B) angeordnet ist, mehrere drehbare Hilfszahnräder (179, 180, 183, 188, 189) innerhalb des Zv/ischenabschnitts (170), die eine Einrichtung bilden, mittels der die vom Handgelenk getragene, die Arbeit ausführende Einrichtung eine kontinuierliche Drehung erfährt; eine Einrichtung (172), mittels der die Hilfs-

k Zahnräder mit den Zahnrädern (45) der Aufnahmemittel (42, 44) betriebsmäßig verbunden sind; und eine weitere Einrichtung (171, 37B, 35B, 34B), mittels der die Hilfszahnräder mit den weiteren Zahnrädern (32) betriebsmäßig verbunden sind·

15· Mit kontinuierlicher Verdrehung arbeitendes Handgelenk nach Anspruch I4, dadurch gekennzeichnet , daß zwei im Abstand voneinander vorgesehene zwischengeschaltet· Zahnräder (172) im Gehäusezwischenabschnitt (170) drehbar gelagert und mit den Zahnrädern (45) der Aufnahmemittel betriebsmäßig verbunden sind; daß zwei erste zusammengesetzte Stirn-Kegelräder (179-180) im GehäusezY/ischenabschnitt (170) drehbar gelagert sind, wobei die Stirnradteile (179) mit den zwischengeschalteten Stirnrädern (172) betriebsmäßig verbunden

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•lad) daß Mehrere radial ausgerichtete Kegelräder (183) mit ten Kegelradteilen (180) der ersten zusammengesetzten Zahnräder (179*180) betriebsmäßig verbunden sind} daß zwei zweite zusammengesetzte Stirn-Kegelräder (188-189) auf der gleichen Aofcse wie die ersten zusammengesetzten Zahnräder (179-180) drehbar gelagert sind» wobei die Kegelradteile (189) der zweiten zusammengesetzten Zahnräder (188-189) auch mit den radial ausgerichteten Kegelrädern (183) betriebsmäßig verbunden sind» während die Stirnradteile (188) mit den im unteren Abschnitt des Gehäuses drehbar gelagerten Stirnrädern (32) betriebsmäßig rerbunden Bind.

16. Hit kontinuierlicher Verdrehung arbeitendes Handgelenk nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet _f daß zwei Ringkegelräder (186) im Gehäusezwischenabschnitt (170) zwischen den Paaren zusammengesetzter Zahnräder (179-180» 189-188) und auf der gleichen Achse drehbar gelagert sind, und daß die radial ausgerichteten Kegelräder (183) innerhalb der Ringkegelräder (136) um Achsen drehbar gelagert sind» welche zur Achse der Ringkegelräder senkrecht verlaufen·

17· Mit kontinuierlicher Verdrehung arbeitendes Handgelenk nach Anspruch 16» dadurch gekennzeichnet , daß eine Welle (193) im Gehäusezwischenabschnitt (170) um eine Achse drehbar gelagert ist, die zur Achse der zusammengesetzten Zahnräder (179r130, 189-188) und der Ringkegelräder (136) senkrecht verläuft; und daß ein Kegelrad (195) auf der Welle (193) im Zwischenabschnitt (170) angebracht ist» welches die Ringkegelräder (186) und die Welle (193) betriebsmäßig verbindet.

13· Mit kontinuierlicher Verdrehung arbeitendes Handgelenk nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet , daß ein motorisierter Antrieb (205) alt der Welle gekoppelt ist.

19· Mit kontinuierlicher Verdrehung arbeitendes Handgelenk nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet »

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dad auf der Welle (195) eine Zahnscheibe (196) angebracht ist, daß Klinken (197« 198) sum Kingriff alt der Zahnscheibe schwenkbar angebracht sind, und daß eine Einrichtung rorgesehen ist, Mittels der die Klinken außer Eingriff gebracht werden.

2Oe Kit kontinuierlicher Terdrehung arbeitendes Handgelenk nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet , daß zwei Klinken (197, 198) an gegenüberliegenden Seiten der Zahnscheibe (196) schwenkbar angebracht sind, daß eine feder

(201) rorgesehen ist, die die Klinken in Singriff mit der Zahnscheibe (196) preßt, daß eine Klaue (202) zwischen den Klinken (197, 198) schwenkbar angebracht int, die die Klinken außer Eingriff bringt, und daß ein Hebel (204) mit der Klau·

(202) sun Schwenken derselben von Hand verbunden ist·

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