DE2751579A1 - Fernbedienungsvorrichtung - Google Patents
FernbedienungsvorrichtungInfo
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J3/00—Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements
- B25J3/04—Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements involving servo mechanisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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- B25J19/0008—Balancing devices
- B25J19/002—Balancing devices using counterweights
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernbedieriungsvorrichtun^j
zur Kraftuebertragung ueber mindestens zwei parallele Antriebswellen
auf zwei entsprechende Abtriebswellen, die zueinander
senkrecht angeordnet sind. Fuer diese Uebertragung der zwei Bewegungen
wird ein Differentialantriebssystem benutzt.
Fernbedienungsvorrichtungen' sind bekannt, z. H. aus dem U. S. Patent 3,817,403 vom 18. Juni 1974. Die in dieser U. S. Patentschrift
offenbarte Vorrichtung braucht mindestens zwei konzentrische Wellen, die in einem konzentrischen Gehaeuse koaxial
zur zentralen Antriebswelle angeordnet sind. Saemtliche Hohlwellen
und Antriebswellen muessen so gelagert sein, dass diese Wellen relative zueinander drehbar sind. Eine derartige Anordnung ist
nicht nur aufwendig, sondern erschwert auch die Reparaturarbeiten erheblich, weil immer die ganze Vorrichtung auseinandergenommen
werden muss. Zusaetzlich zu der erforderlichen Anzahl von Hohlwellen und Lagerungen braucht die bekannte Anordnung weitere
Kraftuebertragungselemente wie z. B. Riemen, die ungeschuetzt bestimmte Punkte der Vorrichtung miteinander verbinden. Das hat den
Nachteil, dass die Riemen bzw. die sogenannten Antriebsbaender leicht durcheinander kommen koennen.
Eine andere Fernbedienungsvorrichtung wird im U. S. Patent 3,790,002 vom 5. Februar 1974 offenbart. In dieser bekannten
Anordnung wird der Antriebsmotorblock zum Gewichtsausgleich be-
nutzt. Ein Differentialantrieb ist dieser bekannten Vorrichtung jedoch nicht zu entnehmen. Weitere Fernbedienungsvorrichtungen
werden in den ü. S. Patenten 3,391,804 und 3,976,206 offenbart. Diese Anordnungen benutzen ebenfalls keinen Differentialantrieb.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass in einfacher Weise
bis zu sieben verschiedene Freiheitsgrade erzielt werden und dass damit entsprechend bis zu sieben verschiedene Bewegungen durchgefuehrt
werden koennen, wobei die Nachteile des Standes der Technik gleichzeitig zu vermeiden sind.
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Die soeben erwaehnten sieben verschiedenen Bewegungen enthalten
einerseits die Greifbewegung eines zangenartigen Werkzeuges sowie die drei Bewegungen, die ein Handgelenk durchfuehren
kann, naemlich die Drehbewegung, die seitliche Bewegung sowie die Auf- und Abbewegung. Andererseits sollen die drei
weiteren Bewegungen die .Fernbedienungsvorrichtung in "die Lage
versetzen, ein Werkzeug an jedem Punkt in einen bestimmten dreidimensionalen Raum bringen zu koennen. Die drei zuletzt
genannten "Bewegungen koennen Linearbewegungen oder Rotationsbewegungen
sein. Normalerweise wird man jedoch drei Rotationsbewegungen zur Deckung des genannten dreidimensionalen Raumes
benutzen.
Eine Vorrichtung, welche die vorgenannte Aufgabe loest, ist
erfindungsgemaess dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antriebswellen
parallel zueinander in einem Gehaeuse drehbar gelagert sind. Ein erster Abtrieb ist drehbar im Gehaeuse gelagert. Ein
zweiter Abtrieb ist drehbar am ersten Abtrieb gelagert. Der erste Abtrieb und der zweite Abtrieb haben entsprechende Laengsachsen,
die im wesentlichen unter einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Ein Differentialgetriebe mit einem ersten und
einem zweiten Kegelzahnrad ist drehbar und relativ zum ersten Abtrieb angeordnet. Ein drittes Kegelritzel ist drehfest mit
dem zweiten Abtrieb verbunden. Eine Getriebeverbindung ist zwischen einer der beiden parallelen Antriebswellen und dem
ersten Kegelzahnrad angeordnet. Eine weitere Getriebeverbindung ist zwischen der anderen der beiden parallelen Wellen und dem zweiten
Kegelzahnrad vorgesehen. Das Kegelritzel kaemmt mit dem ersten und zweiten Kegelzahnrad derart, dass die Drehung des ersten und
zweiten Kegelzahnrades in der gleichen Richtung den ersten Abtrieb um die entsprechende Laengsachse dreht, waehrend der
zweite Abtrieb gleichzeitig um die erste Laengsachse gedreht wird, und dass bei Rotation der beiden Kegelzahnraeder in entgegengesetzte
Richtungen der zweite Abtrieb um seine eigene Laengsachse gedreht wird.
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Es ist ein Vorteil der erfindungsgemaessen Vorrichtung, dass
keine konzentrischen Wellen notwendig sind, da zumindest zwei der drei zuletzt genannten Bewegungen durch das Differentialgetriebe
bewirkt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, dass in der
Folgeantriebsweise die Steuerung unabhaengig erfolgen kann. Anders ausgedrueckt ,jede Bewegung kann unabhaengig von jeder anderen
Bewegung erfolgen und es ist nicht erforderlich, die Antriebsmotore und die entsprechenden Gehaeuse zu bewegen. Das hat den
Vorteil, dass die Antriebsmotore stationaer angeordnet werden koennen und damit Traegheitseinfluesse reduziert werden.
Ein anderer Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, dass Reibungsund
Traegheitskraefte innerhalb der Kraftuebertragung auf ein Minimum reduziert werden. Dies trifft auch auf den Rueckeinfluss der Traegheit
auf die Abtriebe zu.
Ferner wird durch die optimale Anordnung der Elemente zueinander eine
kompakte Vorrichtung erzielt, deren Praezisionsgetriebeelemente in einem Gehaeuse untergebracht sind, so dass Verschmutzungen im
wesentlichen ausgeschlossen sind.
Erfindungsgemaess werden die Kegelzahnraeder nicht konzentrisch
relativ zur Laengsdrehachse des oberen Armes der Fernbedienungseinrichtung angeordnet. Das hat den Vorteil, dass kleinere und
demgemaess billigere Zahnraeder benutzt werden koennen.
Ferner wird der Arm des Fernbedienungsgeraetes erfindungsgemaess
so gestaltet, dass alle Uebertragungselemente im Arm des Fernbedienungsgeraetes untergebracht sein koennen. Dabei wird zusaetzlich
noch in vorteilhafter Weise das Drehmoment der Antriebsmotore verringert, wodurch man mit kleineren Motoren auskommt.
Ausserdem koennen Aenderungen des Uebersetzungsverhaeltnisses dadurch ebenfalls in vorteilhafter Weise vermieden werden. Gleichzeitig
wird die sogenannte reflektierte Traegheit in erwuenschter Weise verringert. 809821/0931
Die Erfindung soll anhand der Figuren im folgenden beispielsweise beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt in verkleinertem Masstab eine perspektivische, schematische Darstellung einer Fernbedienungseinrichtung
nach der Erfindung einschliesslich eines Ausgleichsgegengewichtes .
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 2-2 .in Fig. 3 durch die sogenannte Schulter der erfindungsgemaessen
Differentialantriebseinheit.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 4-4 in Fig. 2.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 5-5 in Fig. 2.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Armgehaeuses sowie des Schultergehaeuses, wobei die Gehaeusewandungen zum
Teil entfernt sind, um die verschiedenen Bewegungsuebersetzungsmittel zu zeigen.
Die perspektivische Darstellung der Fig. 1 zeigt generell die Fernbedienungseinrichtung mit dem erfindungsgemaessen Diiferentialgetriebesystem.
Im folgenden Text wird die Fernbedienungseinrichtung einfach als Manipulator bezeichnet werden. Ein solcher
Manipulator ist in herkoemmlicher Weise mit einem zangenartigen Werkzeug 1 ausgeruestet, das mit dem Unterarm 2 durch ein Handgelenk
4 und einen Drehzapfen 3 verbunden ist.' Eine Ellbogeneinheit 5 verbindet den Unterarm 2 mit dem Oberarm 7,der auch
als X-Dreharm bezeichnet werden kann. Die Verbindung erfolgt durch einen Ellbogenzapfen 6. Der Oberarm 7 ist drehbar in einer
Schultereinheit 8 gelagert, die wiederum mit der Schulterdifferen-
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tialantriebseinheit 9 verbunden ist. Ein Gegengewicht 10, welches vier Antriebsmotore enthaelt, ist ebenfalls an der Schulter 8 befestigt.
Diese vier Antriebsmotore liefern die Antriebskraft fuer die vier ersten Bewegungen, wie sie oben erwaehnt worden
sind, naemlich die Zangenbewegung und die drei Bewegungen des Handgelenkes, naemlich die Roll- oder Schlingerbewegung, die
Nickbewegung und die Gierbewegung, die auch als Gieren bezeichnet werden kann. Jede dieser drei Bewegungen und die Greifbewegung
der Zange 1 stellen je einen, also insgesamt vier, Freiheitsgrade dar. Das Gewicht der vier Motore, welche die vier soeben
genannten Bewegungen antreiben und das Gehaeuse bilden ein Gegengewicht 10, das so ausgewaehlt ist, dass es dem Oberarm 7,
der Schulter 8 und dem Differentialantrieb 9, sowie den am Oberarm 7 angebrachten Elementen 1, 2, 4 und 5 die Waage haelt. Die
Kraftuebertragung von den vier Motoren im Gegengewicht 10 zum Unterarm 2 und zum Handgelenk 4 sowie zur Zange 1 erfolgt in
herkoemmlicher Weise.
Die verbleibenden drei Freiheitsgrade bzw. die entsprechenden Bewegungen sind in Fig. 1 als X-Bewegung, Y-Bewegung und
Z-Bewegung bezeichnet. Diese Bewegungen sind Drehbewegungen um die entsprechenden Achsen X, Y und Z. Die X-Achse entspricht
der Laengsachse 11 des Oberarmes 7. Die Y-Achse entspricht der Drehachse des Ellbogenzapfens 6. Die Z-Achse entspricht der Drehachse
12 der Differentialantriebseinheit 9. Die Y-Achse und die Z-Achse verlaufen parallel zueinander und im wesentlichen im
rechten Winkel zur X-Achse.
Die erfindungsgemaesse Differentialantriebseinheit 9 sorgt fuer
den Antrieb der drei Bewegungen X, Y und Z. Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass die X und Z-Bewegungen im rechten Winkel
zueinander stehen, so dass das vollstaendige Drehmoment, welches vorhanden ist, niemals voll ausgenutzt zu werden braucht, unabhaengig
davon, welche relative Lage der Oberarm 7 zum Unterarm
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einnimmt. Es ist ferner vorteilhaft, dass trotz des verringerten Drehmomentes, mit dem man erfindungsgemaess auskommen kann,
jeder moeglicherweise erforderliche Kraftvektor uebertragen werden kann. Hierzu diene die folgende Erlaeuterung. Wenn der
Unterarm 2 im wesentlichen parallel zum Oberarm 7 steht, dann ist der Drehmomentenarm der Z-Bewegung ein Maximum und der
Drehmomentenarm der X-Bewegung ein Minimum. Andererseits, wenn der Unterarm 2 im wesentlichen einen rechten Winkel mit dem
Oberarm 7 einschliesst, dann ist der Drehmomentenarm der Z- <Bewegung im wesentlichen ein Minimum, waehrend der Drehmomentenarm
der X-Bewegung ein Maximum hat. Demgemaess kann das maximale Drehmoment der X und Z-Bewegung relativ zur Motoranordnung
klein gewaehlt werden, z. B. 1,2 mal dem Drehmoment, das fuer jede Bewegung erforderlich ist. Dieses Ergebnis ist
ueberraschend und stellt einen wesentlichen technischen Fortschritt dar, weil in herkoemmlichen Anordnungen das Gesamtdrehmoment
zweimal so gross wie die individuellen Drehmomente ist. Als praktischer Vorteil der Erfindung ergibt sich demnach, dass
das Getriebeverhaeltnis etwa 1,67 mal kleiner sein kann als das Getriebeverhaeltnis, welches nach dem Stand der Technik notwendig
ist, weil die zwei Antriebsmotore so angeordnet sind, dass die hier offenbarte Zusammenarbeit nicht erzielt wird.
Ein erfindungsgemaess verbessertes Getriebeverhaeltnis hat den weiteren Vorteil, dass die Traegheit reduziert wird,und zwar
um einen Faktor 1,67 = 2,79 mal. Diese Verringerung der Traegheit vermeidet im wesentlichen die Traegheitsschwierigkeiten in
herkoemmlichen Manipulatoren, speziell was die Z-Bewegung betrifft, wenn verlangt wird, dass der Unterarm 2 einen Gegenstand
in jede gewuenschte Lage relativ zum Oberarm 7 bringt.
Die soeben gemachte Aussage wird durch die folgende Formel begruendet:
M2
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- ίο -
In dieser Formel bedeutet In die reflektierte Traegheit. N bedeutet
das Getriebeverhaeltnis zwischen dem Drehpunkt und dem Motor und M ist der Hebelarm zwischen dem Angriffspunkt und dem
Drehpunkt. Aus der Formel ergibt sich, dass eine Verkuerzung des Hebelarmes auf die Haelfte ohne Aenderung des Getriebeverhaeltnisses
eine Vergroesserung der reflektierten Traegheit um den Faktor vier zur Folge hat. Die Erfindung vermeidet dieses
Problem der reflektierten Traegheit durch Kombination der X" und
Z-Bewegungen, wodurch eine Zusammenarbeit mit Hilfe des erfindungsgemaessen
Differentialantriebes erzielt wird.
Uebrigens, zur Vereinfachung der Zeichnung stimmt die Position der
Motoren 14, 15 und 16 in Fig. 1 nicht ganz genau mit der Position der entsprechenden Motoren in Fig. 2 ueberein. Dies ist jedoch fuer
das Verstaendnis der Erfindung unerheblich. Die Motoren 14 und 15 arbeiten zusammen, um die X und Z-Bewegungen zu ermoeglichen. Der
Motor 16 ist die Antriebsquelle fuer die Y-Bewegung. Fig. 2 zeigt Bremsmittel 17, welche in einem Folgesystem (Slave-System) benutzt
werden, jedoch nicht unbedingt in einem Leitsystem (Master-System). Abgesehen von der Bremse 17 ist ein Leitsystem und ein Folgesystem
nach der Erfindung in der gleichen Weise aufgebaut. Die Motoren 14,
15 und 16 sind mit einer Halterung 19 am Rahmen 18 befestigt.
Die Antriebswellen 14' und 15' der Motore 14 und 15 laufen
parallel zueinander (Fig. 5). Ein erster Abtrieb 20 ist mit Hilfe von Lagern 21 im Rahmen 18 gelagert. Damit kann der erste Abtrieb 20,
der die Z-Bewegung liefert, relativ zum Rahmen oder Gehaeuse 18 gedreht werden.
Der zweite Abtrieb 22 ist mit Hilfe von Lagern 23 drehbar am ersten
Abtrieb 20 gelagert. Das Lager 23 wird in einem Verbindungsring 24 gehalten, der wiederum mittels Nut und Feder gegen Verdrehung relativ
zum ersten Abtrieb 20 gesichert ist. Damit kann der zweite Abtrieb 22 um seine eigene Laengsachse 22' drehen, die im rechten
Winkel zur Drehachse 12 der Z-Achse des ersten Abtriebes 20 steht.
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Ferner kann die Laengsachse 22', die senkrecht zur Laengsachse
steht, erfindungsgemaess um die Laengsachse 12 drehen, wie das
weiter unten noch naeher beschrieben wird. Erfindungsgemaess ist ein Differentialgetriebesystem zwischen den Abtriebswellen der Motore
14 und 15 und dem zweiten Abtrieb 22 vorgesehen. Dieses Differentailgetriebesystem enthaelt die Kegelzahnraeder 25 und 26,
die drehbar auf dem ersten Abtrieb 20 mit Hilfe von Lagern 27 und 28 gelagert sind. Diese Kegelzahnraeder 25 und 26 kaemmen
mit dem Kegelritzel 29, das drehfest auf dem Abtrieb 22 sitzt. Da das Lager'23 sowohl axiale als auch radiale Kraefte aufnimmt,
ist das Kaemmen zwischen dem Kegelritzel 29 und den Kegelzahnraedern 25 und 26 gesichert.
Die Stirnzahnraeder 31 und 32 sind drehfest mit den entsprechenden
Kegelzahnraedern 25 und 26 verbunden. Damit drehen diese Stirnzahnraeder 31 und 32 zusammen mit den Kegelzahnraedern 25 und 26 um die
Lager 27 und 28. Die Stirnzahnraeder 31 und 32 kaemmen mit entsprechenden Ritzeln 33 und 34, die drehfest auf ihren Achsen 35 und
36 sitzen. Die Achsen 35 und 36 sind im Gehaeuse drehbar gelagert, wie das der Fig. 5 zu entnehmen ist. Die Achsen 35 und 36 verlaufen
parallel zueinander, wobei die Achse 36 kuerzer als die Achse 3 5 ist, um das soeben genannte Kaemmen zwischen den Stirnzahnraedern
31 und 32 und den entsprechenden Ritzeln 33 und 34 sicherzustellen. Weitere Stirnzahnraeder 37 und 38 sitzen drehfest
auf den freien Enden der entsprechenden Achsen 35 und 36 und kaemmen mit den Ritzeln 39 und 40, die auf den Motorwellen 14'
und 15' sitzen. Die Motorwellen verlaufen parallel zueinander. Damit ergibt sich eine Getriebeverbindung von den Motoren 14 und
15 zu den Kegelraedern 25 und 26 und demgemaess auch zu dem Kegelritzel 29, wenn beide Motoren 14 und 15 in entgegengesetzten
Richtungen drehen. Andererseits, wenn die Motoren 14 und 15 in der gleichen Richtung drehen, dann gibt das soeben beschriebene
Differentialgetriebesystem eine Blockierung derart, dass der gesamte zweite Abtrieb 22 und der erste Abtrieb 20 gemeinsam um
die Drehachse 12, naemlich die Z-Achse des ersten Abtriebes 20 drehen. Das soeben beschriebene Differentialgetriebesystem und seine
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Zusammenarbeit hat erfindungsgemaess den Vorteil, dass eine
Mehrzahl von konzentrischen Hohlwellen nicht erforderlich ist, um die X und Z-Bewegungen zu ermoeglichen, und zwar in Ebenen,
die zueinander im rechten Winkel stehen.
Falls erwuenscht, kann eine dritte Abtriebsbewegung dadurch erzielt werden, dass der erste Abtrieb 20 als Hohlwelle ausgebildet
ist, wie das in Fig. 2 gezeigt wird. Es muss jedoch hervorgehoben werden, dass der erste Abtrieb 20 nicht eine Hohlwelle
zu sein braucht, wenn es darauf ankommt, lediglich zwei Ausgangsbewegungen zu erzielen. In Fig. 2 wird ein dritter Abtrieb mit
Hilfe der Welle 42 erzielt, welche die Y-Bewegung ergibt. Die Welle 52 ist drehbar innerhalb des ersten Abtriebes 20 mit Hilfe
von Lagern 43 gelagert. Ein Kegelritzel 44 sitzt drehfest am linken freien Ende der Welle 42. Ausserdem sitzt ein Stirnzahnrad 4
drehfest auf dem rechten Ende der Welle 42. Das Stirnrad 4 5 kaemmt
mit einem weiteren Stirnrad 46, das von einem Ritzel 47 durch den Motor 16 angetrieben wird. Auf diese Weise ist die Y-Bewegung unabhaengig
von den X und Z-Bewegungen.
Die Motore 14, 15 und 16 koennen in Schraubloechern 48 des Rahmens 18 befestigt sein, siehe Fig. 5. Das gesamte Differentialgetriebesystem
ist in einem Gehaeuse 49 untergebracht, siehe Fig. 2, 3 und 4. Das Gehaeuse 49 ist relativ zum Rahmen 18 drehbar.
Die Getrieberaeder 50 und 51 werden ueber den Abtrieb 20 angetrieben, um Potentiometer 52 und 53 fuer Regelzwecke in an sich
bekannter Weise einzustellen.
Fig. 4 zeigt die Einzelheiten des Verbindungsgliedes 24, welches mit Hilfe einer Klammer 53 und Schrauben 54 drehfest am Abtrieb
befestigt ist. Das Verbindungsglied 24 hat zwei Arme 55 und 56, zwischen denen der Abtrieb 22 mit Hilfe des Lagers 23 (Fig. 2)
gelagert ist. Das Kegelritzel 29 sitzt auf der Abtriebswelle 22 und ein weiteres Lager 57 haelt das Ritzel 59 in den Armen 55 und
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Am oberen Ende der Abtriebswelle 22 ist ein Zahnsegment 41 drehsicher
befestigt. Dieses Zahnsegment 41 kaemmt mit einem weiteren Zahnsegment 58, das in Fig. 6 gezeigt ist. Das Zahnsegment 58
gehoert zum Oberarm 7 und ist drehbar im Schultergehaeuse 8 gelagert, wie das der Fig. 6 zu entnehmen ist.
gehoert zum Oberarm 7 und ist drehbar im Schultergehaeuse 8 gelagert, wie das der Fig. 6 zu entnehmen ist.
Zusammenfassend werden die Vorteile der Erfindung darin gesehen,
dass die Traegheitsprobleme herkoemmlicher Manipulatoren auf
ein Minimum reduziert werden. Die erfindungsgemaesse Anordnung
des Differentialgetriebes ermoeglicht es, drei Ausgangsbewegungen zu erzielen, wobei nur eine einzige Hohlwelle erforderlich ist.
Ferner, die Anordnung nach der Erfindung kann gaenzlich in einem Gehaeuse derart eingeschlossen werden, dass das Praezisionsgetriebe gegen Verschmutzung durch die Umwelt geschuetzt ist. Ferner werden Kegelzahnraeder, die konzentrisch zur X-Bewegung angeordnet sind, gaenzlich vermieden. Das hat den Vorteil, dass kleinere und billigere Zahnraeder verwendet werden koennen. Gleichzeitig ist es erfindungsgemaess moeglich, den Durchmesser der Armgehaeuse zu vergroessern, so dass alle Kraftuebertragungsmittel wie z. B. Riemen oder dergleichen geschuetzt innerhalb der Armgehaeuse untergebracht sein koennen. Das hat wiederum den Vorteil, dass eine Verwicklung der Antriebsriemen sowie deren Verschmutzung vermieden werden. Insgesamt wird erfindungsgemaess eine kompakte Anordnung aller Teile erzielt, und gleichzeitig koennen alle drei Antriebsmotore relativ zur Bewegungsuebertragung feststehend angeordnet sein.
dass die Traegheitsprobleme herkoemmlicher Manipulatoren auf
ein Minimum reduziert werden. Die erfindungsgemaesse Anordnung
des Differentialgetriebes ermoeglicht es, drei Ausgangsbewegungen zu erzielen, wobei nur eine einzige Hohlwelle erforderlich ist.
Ferner, die Anordnung nach der Erfindung kann gaenzlich in einem Gehaeuse derart eingeschlossen werden, dass das Praezisionsgetriebe gegen Verschmutzung durch die Umwelt geschuetzt ist. Ferner werden Kegelzahnraeder, die konzentrisch zur X-Bewegung angeordnet sind, gaenzlich vermieden. Das hat den Vorteil, dass kleinere und billigere Zahnraeder verwendet werden koennen. Gleichzeitig ist es erfindungsgemaess moeglich, den Durchmesser der Armgehaeuse zu vergroessern, so dass alle Kraftuebertragungsmittel wie z. B. Riemen oder dergleichen geschuetzt innerhalb der Armgehaeuse untergebracht sein koennen. Das hat wiederum den Vorteil, dass eine Verwicklung der Antriebsriemen sowie deren Verschmutzung vermieden werden. Insgesamt wird erfindungsgemaess eine kompakte Anordnung aller Teile erzielt, und gleichzeitig koennen alle drei Antriebsmotore relativ zur Bewegungsuebertragung feststehend angeordnet sein.
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Claims (12)
- Carl R. Flatau30 Dartmouth Road, Shoreham,Ν. Y. 11786 U. S. A.FernbedienungsvorrichtungPatentanspruecheFernbedienungsvorrichtung zur Kraftuebertragung von mindestens zwei parallelen Antriebswellen auf zwei entsprechende /«btriebswellen, die zueinander senkrecht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differentialgetriebe(25, 26, 31, 32)auf einer der Abtriebswellen (20) drehbar gelagert ist, dass ein Kegelritzel (29) drehfest auf der anderen Abtriebswelle (22) sitzt, dass die andere Abtriebswelle (22) drehbar mit der einen Abtriebswelle (20) verbunden ist, so dass das Kegelritzel (29) mit zwei Kegelzahnraedern (25,-26) des Differentialgetriebes kaemmt, und dass Getriebeverbindungen (31, 33, 37, sowie 32, 34, 38, 40) zwischen den parallelen Antriebswellen (14', 15') derart vorgesehen sind, dass bei Drehung der beiden Kegelzahnraeder (25, 26) in der gleichen Drehrichtung die eine Abtriebswelle (20) um ihre eigene Laengsachse gedreht wird, waehrend die andere Abtriebswelle (22) gleichzeitig um die eine Abtriebswelle gedreht wird, und dass, bei Drehung der beiden Kegelzahnraeder (25, 26) in entgegengesetzten Drehrichtungen die andere Abtriebswelle (22) um ihre eigene Laengsachse gedreht wird.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass saemtliche Getriebemittel in einem geschlossenen Gehaeuse untergebracht sind.809821/0931ORIGINAL INSPECTED
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Abtriebswelle (20) als Hohlwelle ausgebildet ist, dass eine dritte Abtriebswelle (42) in der Hohlwelle (20) drehbar gelagert ist, wobei die dritte Abtriebswelle (42) parallel zu den beiden parallelen Antriebswellen und zu einer entsprechenden dritten Antriebswelle drehbar gelagert ist, und dass weitere Getriebemittel (44, 46, 47) zur Bewegungsuebertragung mit der dritten Abtriebswelle (42) verbunden sind.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass ein Armgehaeuse (8) mit der einen Abtriebswelle (20) drehbar verbunden ist, dass ein Oberarm (7) drehbar im Armgehaeuse (8) gelagert ist und mit der anderen Abtriebswelle drehbar verbunden ist, dass ein Unterarm (2) ueber einen Ellbogen (5,6) an dem Oberarm (7) angelenkt ist, dass ein Handgelenk (3, 4) am Unterarm angelenkt ist, dass mindestens ein Werkzeug (1) am Handgelenk (3) befestigt ist, dass Bewegungsuebertragungsmittel vorgesehen sind, die den Unterarm (2) mit der dritten Abtriebswelle (42) verbinden, und dass Antriebsmittel durch den Oberarm und durch den Unterarm mit dem Handgelenk und mit dem Werkzeug verbunden sind.
- 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Abtriebswelle (20) mit der anderen Abtriebswelle (22) durch ein Verbindungsglied (24) verbunden ist, welches drehfest auf der einen Abtriebswelle (20) sitzt und die andere Abtriebswelle (22) ueber Lager (23,57) drehbar haelt, und dass das Kegelritzel (29) zwischen den Lagern (23, 57) drehfest auf der zweiten Abtriebswelle sitzt.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichn fc c , dass ein Zahnsegment (41) am aeusseren, freien Ende der zweiten Abtriebswelle (22) drehfest sitzt.809821/09 31— ο —
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, da du ich g e k ο p. r zeichnet, dass ein weiteres Zahnsegment (58) drehfest am Oberarm (7) sitzt und mit dem Zahnsegment (41) kaenunt, das auf der anderen Abtriebswelle (22) sitzt, um den Oberarm um seine eigene Laengsachse zu drehen.
- 8. Vorrichtung nach einem der Ansprueche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberarmgehaeuse (8) dreh-, fest mit der einen Abtriebswelle (20) verbunden ist, wodurch das Oberarmgehaeuse (8) um die Drehachse (12) der einen Antriebswelle (20) drehbar ist und wobei diese eine Drehachse (12) senkrecht zur Laengsachse (11) des Oberarmes (7) steht.
- 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Differentialgetriebe (25, 26, 31, 32) einschliessendes Gehaeuse (9) senkrecht zum und seitlich am Oberarmgehaeuse (8) angeordnet ist.
- 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeverbindungen (31, 33, 37, 39 und 32, 34, 38, 40) auf Achsen (14, 35; 15, 36) sitzen, die parallel zu der einen Abtriebswelle (20) angeordnet sind.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass die Getriebeverbindungen die folgenden Elemente enthalten, je ein Ritzel (39, 40) drehfest auf den parallelen Antriebswellen (14', 15'), je ein Stirnrad und ein Ritzel (33, 37 und 34, 38) auf den drehbar gelagerten, parallelen Achsen (35, 36) und je ein Stirnrad (31, 32), welches drehfest mit seinem entsprechenden Kegelzahnrad (25, 26) verbunden ist, wobei die Kraft jeder Antriebswelle (14*, 15') auf das betreffende Kegelzahnrad uebertragen wird.809821/0931
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet , dass eine Achse (36) der beiden paralleler. Achsen (35, 36) kuerzer ist als die andere Achse (35) derart, dass die Ritzel (33,34) auf Abstand zum Kaernmen mit den entsprechenden Stirnraedern (31, 32) gehalten werden.809821 /0931
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