DE19635541C2 - Gelenkelement für Manipulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenkelement für Manipulatoren.

In der EP 0112099 A1 ist ein beweglicher Arm aufgezeigt, beidem zwischen einer Grundplatte und einer Montageplatte eine Verbindungsstange und zwei Schraubspindelgetriebe angeordnet sind. Die Schraubspindeln stehen mit je einem Stellmotor und Antriebselementen in Wirkverbindung. Die Verbindungsstange ist auf der Grundplatte starr und an der Montageplatte mittels Kugelgelenk zug- und druckfest gelagert. Die Schraubspindeln greifen raumgelenkig an den beiden Platten so an, daß die Montageplatte nach allen Seiten um das Kugelgelenk gegeneinander verschwenkbar ist. Die Steuerung der Stellmotore erfolgt zentral, beispielsweise mit Rechnerunterstützung.

Aus der DE 37 38 939 A1 ist ein Gelenkelement für Manipulatoren bekannt, mit einer ersten Gruppe von wenigstens drei längsverstellbaren Elementen, die mit einer zweiten Gruppe mit längsverstellbaren Elementen über Gelenke miteinander verbunden sind, wobei die relative Längsverstellung der miteinander verbundenen Elemente der beiden Gruppen jeweils übereinstimmend erfolgt. Jedes der Elemente ist mit einem eigenen Antrieb versehen. Es ist auch möglich, die längsverstellbaren Elemente nur einer Gruppe mit entsprechenden Antrieben zu versehen. Auf die obere Gruppe können weitere Gelenkelemente bzw. ein Manipulator montiert werden.

Die DD 289 006 A5 zeigt eine Hub-/Dreheinheit zur Realisierung des Greiferhubes und der Greiferdrehung an der Spitze eines Armes eines Industrieroboters, deren Flansch mittels einer antreibbaren Spindel höhenverstellbar und rotatorisch bewegbar ist. Die Vorrichtung wird beispielsweise an der Spitze des Roboterarmes eines Roboters in SCARA-Bauform montiert, wobei die Spindel durch den Anschlußflansch des Armes geführt ist.

Diese bekannten Gelenkelemente haben den Nachteil, daß die Montageplatte keine rotatorische Bewegung ausführen kann, ohne daß die Grundplatte bewegt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gelenkelement für Manipulatoren, bestehend aus einer Bodenplatte und einer Montageplatte sowie zwischen den beiden Platten angeordneten Verbindungselementen, die jeweils einerseits als Verbindungsstange oder andererseits als längenveränderliche, mittels Stellmotor antreibbare Schraubspindel ausgebildet und jeweils um 120 Grad versetzt zueinander derart angeordnet und gelagert sein können, daß die Montageplatte verschwenkt werden kann, zu entwickeln, bei der die Montageplatte des Gelenkelementes zusätzlich bewegt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Montageplatte aus einer Unterplatte und einer darüber angeordneten Oberplatte besteht, daß zwischen der Bodenplatte und der Unterplatte einerseits zwei Verbindungsstangen auf der Bodenplatte angelenkt und an der Unterplatte fest arretiert sind, und andererseits eine längenveränderlich antreibbare Schraubspindel an der Unterplatte und der Bodenplatte jeweils angelenkt ist, und die Oberplatte mittels einer durch die Unterplatte geführten, antreibbaren Zentralspindel sowohl höhenverstellbar als auch rotatorisch sowie höhenverstellbar und rotatorisch bewegbar angeordnet ist. Weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen die Unteransprüche 2 bis 5.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gelenkelementes,

Fig. 2 Schnitt A-A nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Gelenkelement in gekippter Stellung

Wie aus Fig. 1 zu erkennen, besteht das Gelenkelement aus einer Bodenplatte 1. Auf dieser Bodenplatte 1 sind eine Schraubspindel 8, und zwei Verbindungsstangen 15 um 120 Grad versetzt sowie mittels Gelenken 2, 3; 4, siehe Fig. 2, schwenkbar angeordnet. Die Schraubspindel 8 und die Verbindungsstangen 15 tragen eine Unterplatte 12, wobei die Schraubspindel 8 über ein Gelenk 10 an der Unterplatte 12 angelenkt ist und die beiden Verbindungsstangen 15 an der Unterplatte 12 arretiert sind. Oberhalb der Unterplatte 12 ist eine Oberplatte 11 angeordnet. Sie wird von einer Zentralspindel 13 durchdrungen und gehalten. Auf dieser Oberplatte 11 sind Koppelstellen 9 angeordnet. Mit Hilfe dieser Koppelstellen 9 können ein weiteres Gelenkelement oder Montageelemente auf der Oberplatte 11 montiert werden. Die Zentralspindel 13 ist hohl. Durch eine Öffnung 16 sind Energie- und Versorgungsleitungen 14 für die Antriebe 5; 6; 7 und die Montageelemente geführt. Die Zentralspindel 13 ist zentral an der Oberplatte 11 befestigt und besitzt einen Antrieb 5 zur Rotation der Oberplatte 11 und einen Antrieb 6 zur translatorischen Bewegung der Oberplatte 11. Mit dem Antrieb 7 wird die Schraubspindel 8 längsveränderlich bewegt. Durch die Bewegung der Schraubspindel 8 werden die Zentralspindel 13 und die Antriebe 5; 6; 7 im Block mit geschwenkt. Die einzelnen Bewegungen des Gelenkelementes zeigt Fig. 3. Neben der Schwenkbewegung ist die Translations- und Rotationsbewegung der Oberplatte 11 über die Zentralspindel 13 und den Antrieben 5; 6 dargestellt.

Aufstellung der Bezugszeichen

1

Bodenplatte

2

Gelenk

3

Gelenk

4

Gelenk

5

Spindelantrieb

6

Spindelantrieb

7

Spindelantrieb

8

Schraubspindel

9

Koppelstellen

10

Spindelgelenk

11

Oberplatte

12

Unterplatte

13

Zentralspindel

14

Energie- und Versorgungsleitung

15

Verbindungsstangen

16

Öffnung

Claims (5)

1. Gelenkelement für Manipulatoren, bestehend aus einer Bodenplatte (1) und einer Montageplatte sowie zwischen den beiden Platten angeordneten Verbindungselementen (15, 8), die jeweils einerseits als Verbindungsstange (15) oder andererseits als längenveränderliche, mittels Stellmotor antreibbare Schraubspindel (8) ausgebildet und jeweils um 120 Grad versetzt zueinander derart angeordnet und gelagert sein können, daß die Montageplatte verschwenkt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageplatte aus einer Unterplatte (12) und einer darüber angeordneten Oberplatte(11) besteht, daß zwischen der Bodenplatte (1) und der Unterplatte (12) einerseits zwei Verbindungsstangen (15) auf der Bodenplatte (1) angelenkt und an der Unterplatte (12) fest arretiert sind, und andererseits eine längenveränderlich antreibbare Schraubspindel (8) an der Unterplatte(12) und der Bodenplatte (1) jeweils angelenkt ist, und die Oberplatte (11) mittels einer durch die Unterplatte (12) geführten, antreibbaren Zentralspindel (13) sowohl höhenverstellbar als auch rotatorisch sowie höhenverstellbar und rotatorisch bewegbar angeordnet ist.

2. Gelenkelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Schraubspindel (8) und der Zentralspindel (13) durch elektronisch gesteuerte Einzelantriebe (5, 6, 7) erfolgt.

3. Gelenkelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme von Energie- und Versorgungsleitungen (14) die Bodenplatte (1) eine Öffnung (16) aufweist, und die Zentralspindel (13) hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei diese die Oberplatte (11) durchstößt.

4. Gelenkelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberplatte (11) Koppelstellen (9) vorgesehen sind.

5. Gelenkelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelstellen (9) die Aneinanderreihung weiterer Gelenkelemente ermöglichen.