DE29902753U1 - Flexibles Führungsgetriebe für die Handhabungstechnik - Google Patents
Flexibles Führungsgetriebe für die HandhabungstechnikInfo
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0258—Two-dimensional joints
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Description
Beschreibung
Flexibles Führungsgetriebe für die Handhabungstechnik
Die Erfindung betrifft ein flexibles Führungsgetriebe entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruches 1, das vorzugsweise in der Handhabungstechnik Anwendung findet. Die in der Handhabungstechnik verwendeten Führungsgetriebe bestehen üblicherweise aus
offenen kinematischen Ketten, in denen die einzelnen Glieder mit ihren Gelenken seriell
angeordnet sind. Diese sind als Rotations- oder Translationsgelenke ausgebildet und besitzen nur
einen Gelenkfreiheitsgrad. Um eine entsprechend große Beweglichkeit zu erreichen, werden
möglichst viele Gelenke hintereinander angeordnet. So benötigt man 6 Gelenke um einen Körper
im Raum zu positionieren und zu orientieren. Es ist bekannt, daß versucht wurde, die Struktur
eines Elefantenrüssels technisch nachzubilden, um so flexible Führungsgetriebe mit hohen
Beweglichkeiten und geringen Gewichten zu erreichen. So wird in einem Führungsgetriebe eine
rüsselfbrmige Struktur durch seriell angeordnete Glieder erreicht, die mit kardanischen Gelenken
versehen sind. Jedes Glied ist mit 2x2 Gelenken ausgestattet (Holligum, J.: Puting an snake in
the sub, Industrial Robot, Bd. 24 (1997) H6, S. 418-422). Die Antriebe sind in jedem Glied
integriert, so daß Bewegungen analog den eines Schlangenkörpers erfolgen können. Die Vielzahl
der Gelenke, die nahezu spielfrei ausgeführt werden müssen, erfordert einen erheblichen
Bauraum, so daß eine Mindestgröße nicht unterschritten werden kann. Außerdem fallen infolge
der notwendigen Präzision in der Fertigung sehr hohe Produktionskosten an. Eine ähnlich hohe
Beweglichkeit zeichnet eine andere Entwicklung aus, bei der durch hintereinander angeordnete,
balgförmige Elemente ein Rüssel nachgebildet wird und durch Beaufschlagen der einzelnen
Bälge mit Druckluft C- und S-förmige Verformungen des Führungsgetriebes erreicht werden
(Antonelli, K.: An extensible robotic tentacle, The Industrial Robot, Bd. 24 (1997) H6, S. 423-427).
Infolge der Kompressibilität der Luft ist aber die Steifigkeit des Systems in vielen
Einsatzfällen nicht ausreichend. Eine weitere, im EP 00170116 Al vorgeschlagene Lösung ist
dadurch charakterisiert, daß mehrere Gelenke mit dem Gelenkfreiheitsgrad f > 1 hintereinander
angeordnet und kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Die Gelenke werden durch jeweils
zwei scheibenförmige Elemente gebildet, die beidseitig konvexe Oberflächen aufweisen und in
zwei Ebenen aufeinander abrollen können. Zugmittel, die an den einzelnen Gelenkelementen
angreifen, stellen einerseits eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Elementen
dar, andererseits übernehmen sie auch die Bewegungsübertragung von den zentral angeordneten,
geregelten Servomotoren. Diese Anordnung gestattet eine hohe Beweglichkeit des letzten
Gliedes, aber die zur Lagefixierung notwendige Vorspannung bedingt eine elastische
Verformung aller Bauteile und fuhrt an den Kontaktflächen zu hohen Flächenpressungen, da die
Gelenkelemente sich nur punktförmig berühren. Dies bedingt, daß hochwertige und damit teure
Materialien eingesetzt werden müssen, um akzeptable Handhabungsmassen zu erreichen.
In der OS DE 32 10 466 Al wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der seriell angeordnete
Kugelgelenke durch Magnete bewegt werden sollen, die radial zum Gelenkpfannenmittelpunkt
angeordnet sind. Hierbei handelt es sich um eine reine Formpaarung mit dem Gelenkfreiheitsgrad 3. Diese ist immer spielbehaftet und beeinflußt infolgedessen die
Positioniergenauigkeit sehr nachteilig. Außerdem bewirkt das Eigengewicht der Magneten, daß
die elastische Verformung der Vorrichtung nur durch aufwendige Steuerungsmaßnahmen in den
zulässigen Grenzen gehalten werden kann.
Eine ähnliche serielle Anordnung der Antriebselemente sieht die OS DE 37 12 067 vor.
Linearmotoren wirken auf tetraederförmige Elemente, die durch Kreuzgelenke miteinander
verbunden sind. Auch diese Anmeldung vermeidet die beschriebenen Nachteile nicht.
Die Anmeldung EP Ol 04 589 Al hat einen Vielgelenk-Manipulator zum Inhalt, der eine
dreidimensionale Bewegung ermöglicht. Erreicht werden soll dies durch hintereinander
angeordnete Glieder, die durch um jeweils 90 Grad versetzte Gelenke verbunden sind. Da diese
Gelenke nur einen Freiheitsgrad von 1 aufweisen, ist eine erhebliche Anzahl von Gliedern und
Gelenken erforderlich, um einen praktikablen Bewegungsraum zu erreichen. Die Bewegung der
einzelnen Glieder erfolgt durch Zugmittel, deren Antriebe das Gestellglied aufnimmt. Diese
Zugmittel müssen wegen der versetzten Gelenke ständig umgelenkt werden. Dies fuhrt zu
erheblichem Verschleiß und zu großen Reibungsverlusten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Führungsgetriebe zu schaffen, daß bei
geringerer Flächenpressung an den Kontaktstellen in mehreren Ebenen beweglich ist, eine hohe
Steifigkeit aufweist und deren Antriebe so angeordnet werden können, daß ihr Gewicht die
einzelnen Glieder nicht mehr belastet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst.
Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:
1. Die Anordnung aller Antriebe am Fuß verringert die Gesamtmasse der einzelnen Glieder des
Führungsgetriebes, so daß diese in Leichtbauweise ausgeführt werden können.
2. Durch den Formschluß der einzelnen Gelenkelemente erfolgt eine Lagefixierung, so daß
Kontaktspannungen infolge von hohen Vorspannungen vermieden werden und Werkstoffe
mit geringerer zulässiger Pressung, z.B. Kunststoffe, eingesetzt werden können. Dies führt
ebenfalls zur Gewichtseinsparung am Gesamtsystem.
3. Der Einsatz von Gelenken mit einem Freiheitsgrad > 1 gewährleistet bei geringem
Raumbedarf eine gute Beweglichkeit in mehreren Ebenen.
4. Die Anordnung der Gelenke ermöglicht es, flexible Versorgungs- und Informationsleitungen
geschützt von äußeren Einflüssen bis zum Werkzeugmittelpunkt (TCP) zu führen.
5. Die Zahl der Gelenke läßt sich der jeweils geforderten Bewegungsaufgabe anpassen, so daß
die Zahl der benötigten Elemente auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann und dadurch
die Wirtschaftlichkeit verbessert wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfinderischen Einrichtung ist in Figur 1 dargestellt, die
in Analogie zu einem Rüssel einem flexiblen Führungsgetriebe entspricht, an dessen Endglied
(8) als Effektor ein Greifer vorgesehen ist. Ein Grundkörper 1 nimmt ein konkav ausgebildete
Gegenstück 3 für die nachfolgend seriell angeordnete Gelenkkörper auf. Die Gelenke selbst sind
als Doppeldrehgelenke mit einem Gelenkfreiheitsgrad von f = 2 ausgebildet und werden durch
Formschluß fixiert. Der Gelenkkörper besteht aus jeweils zwei, starr miteinander verbundenen
Elementen. Auf einer Seite befindet sich ein rotationssymmetrisch ausgebildetes konvexes
Gleitstück 4 in dessen Bohrung ein Steg 7 eingelassen ist. Das anderen Ende des Gelenkkörpers
ist so ausgearbeitet, daß eine konkave, ebenfalls rotationssymmetrische Aufnahmehülse 5
entsteht, in die dann das konvexe Gleitstück des folgenden Gelenkkörpers eingreift. Bei einer
aufeinderfolgenden Anordnung mehrerer Körper entsteht dann eine offene kinematische Kette.
Die Bewegung in den einzelnen Gelenke erfolgt durch Zugmittel 6, die an dem Steg 7 angreifen
und das Gleitstück 4 verdrehen. Wirken auf den Steg 7 Zugmittel ein, so bewegt sich das
Gleitstück 4 und damit alle nachfolgend angeordneten Elemente. Der Steg 7 ist gleichzeitig das
Führungsstück für die Zugmittel der anderen Gelenkelemente sowie für die flexibel ausgeführten
Versorgungs- oder Informationsleitungen, die bis zum Effektor geführt werden können. Das
letzte Gleitstück in der Kette nimmt dann den Effektor 8 auf. Die Antriebe 2 sind als
Servoantriebe ausgeführt und setzen die Steuerinformationen der Ansteuerung 9 in
Linearbewegungen der Zugmittel 6 in bekannter Weise um. Da alle Gelenke einen Gelenkfreiheitsgrad von f=2 haben, ist eine Bewegung des Effektors 8 in 2 Ebenen möglich. Er
kann somit positioniert als auch orientiert werden. Da für jedes Zugmittel nur ein Antrieb
vorgesehen ist, kann die Informationen über die Position eines Gelenkes direkt am Antrieb
bereitgestellt und in der Steuerung 9 verarbeitet werden können. Als Steuerung 9 sind
konventionelle Robotersteuerungen verwendbar, die nur softwareseitig in der Weise modifiziert
werden müssen, daß die kartesischen Koordinaten des TCP im Weltsystem in Weginformationen
für die einzelnen Zugmittel transformiert werden, müssen. Das gleiche gilt auch für die
Geschwindigkeiten, Auf entsprechende Algorithmen kann zurückgegriffen werden.
Claims (5)
1. Flexibles Führungsgetriebe für die Handhabungstechnik, bestehend aus einem
Grundkörper, der die in Form einer offenen kinematischen Kette seriell angeordneten
Gelenkkörper aufnimmt, die über Zugmittel mit einem Antrieb in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Kette zur Durchführung von
Versorgungs- und Informationsleitungen aus hohl ausgeführten, formschlüssig durch
Gelenke mit einem höheren Freiheitsgrad verbundenen Gliedern besteht, die Anlenkpunkte und Führungselemente für die Zugmittel besitzen und durch im Gestell
angeordnete Antriebseinrichtungen gesteuert bewegt werden können, wobei am letzten
Glied der Kette ein Effektor angeordnet ist.
2. Flexibles Führungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zugmittel durch Servomotoren angetrieben werden.
3. Flexibles Führungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zugmittel mittels fluidischer Baugruppen angetrieben werden
4. Flexibles Führungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb
piezoelektrische und/oder magnetostriktive Aktoren eingesetzt sind.
5. Flexibles Führungsgetriebe nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß
auch Gelenke mit einem Gelenkfreiheitsgrad 1 in der kinematischen Kette Verwendung
finden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29902753U DE29902753U1 (de) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | Flexibles Führungsgetriebe für die Handhabungstechnik |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29902753U DE29902753U1 (de) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | Flexibles Führungsgetriebe für die Handhabungstechnik |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29902753U1 true DE29902753U1 (de) | 1999-06-24 |
Family
ID=8069479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29902753U Expired - Lifetime DE29902753U1 (de) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | Flexibles Führungsgetriebe für die Handhabungstechnik |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29902753U1 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002100608A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-19 | Oliver Crispin Robotics Limited | Link assembly for a snake like robot arm |
US8205522B2 (en) | 2001-06-13 | 2012-06-26 | Oliver Crispin Robotics Limited | Link assembly with defined boundaries for a snake like robot arm |
US8219246B2 (en) | 2001-06-13 | 2012-07-10 | Oliver Crispin Robotics Limited | System and method for controlling a robotic arm |
CN111037603A (zh) * | 2018-10-15 | 2020-04-21 | 通用电气公司 | 选择性柔性延伸工具 |
US11613003B2 (en) | 2020-01-24 | 2023-03-28 | General Electric Company | Line assembly for an extension tool having a plurality of links |
US11654547B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-05-23 | General Electric Company | Extension tool |
US11692650B2 (en) | 2020-01-23 | 2023-07-04 | General Electric Company | Selectively flexible extension tool |
US11702955B2 (en) | 2019-01-14 | 2023-07-18 | General Electric Company | Component repair system and method |
US11752622B2 (en) | 2020-01-23 | 2023-09-12 | General Electric Company | Extension tool having a plurality of links |
US11834990B2 (en) | 2020-03-10 | 2023-12-05 | Oliver Crispin Robotics Limited | Insertion tool |
-
1999
- 1999-02-16 DE DE29902753U patent/DE29902753U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002100608A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-19 | Oliver Crispin Robotics Limited | Link assembly for a snake like robot arm |
US8205522B2 (en) | 2001-06-13 | 2012-06-26 | Oliver Crispin Robotics Limited | Link assembly with defined boundaries for a snake like robot arm |
US8219246B2 (en) | 2001-06-13 | 2012-07-10 | Oliver Crispin Robotics Limited | System and method for controlling a robotic arm |
CN111037603A (zh) * | 2018-10-15 | 2020-04-21 | 通用电气公司 | 选择性柔性延伸工具 |
CN111037603B (zh) * | 2018-10-15 | 2023-06-06 | 通用电气公司 | 选择性柔性延伸工具 |
US11707819B2 (en) | 2018-10-15 | 2023-07-25 | General Electric Company | Selectively flexible extension tool |
US11702955B2 (en) | 2019-01-14 | 2023-07-18 | General Electric Company | Component repair system and method |
US11692650B2 (en) | 2020-01-23 | 2023-07-04 | General Electric Company | Selectively flexible extension tool |
US11752622B2 (en) | 2020-01-23 | 2023-09-12 | General Electric Company | Extension tool having a plurality of links |
US11613003B2 (en) | 2020-01-24 | 2023-03-28 | General Electric Company | Line assembly for an extension tool having a plurality of links |
US11834990B2 (en) | 2020-03-10 | 2023-12-05 | Oliver Crispin Robotics Limited | Insertion tool |
US11654547B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-05-23 | General Electric Company | Extension tool |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990805 |
|
R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20020829 |