DE3702502A1 - Manipulatormodul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Manipulatormodul nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Solche Manipulatormodule werden in der Robotik verwendet.

Aus der BG-PS 37 268 ist bereits ein Manipulatormodul bekannt, der einen auf einer Achse gelagerten Arm auf­ weist, dessen Positionen von einem regulierbaren linken und einem regulierbaren rechten Anschlag begrenzt werden. Mit den Anschlägen sind Anschlagstifte starr verbunden. Der Arm hat weiterhin elastische Speicherelemente in Form von zylindrischen Schraubenfedern, die an ihm und an einer gelagerten Stange so befestigt sind, daß ein Kontakt mit den Anschlagstiften des linken und rechten regulierbaren Anschlags möglich ist. An dem Arm sitzt ein Antrieb für die Festlegung bzw. ein Fixiertriebwerk, das mittels Stangen an Rasten drehbar ist, die in Kon­ takt mit dem jeweiligen Anschlagstift bis in die End­ position des Arms stehen.

Der bekannte Modul ist im Aufbau kompliziert. Aufgrund des Lagerspiels in dem Fixiermechanismus ergeben sich erhebliche Ungenauigkeiten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht des­ halb darin, den Manipulatormodul der eingangs genannten Art auf einfache Weise so zu bauen, daß eine hohe Ge­ nauigkeit erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird bei dem im Oberbegriff des Patent­ anspruchs angegebenen Manipulatormodul mit den im kenn­ zeichnenden Teil angegebenen Merkmalen gelöst.

Der Anschlagstift des linken regulierbaren Anschlags kann dabei in Kontakt mit dem linken Ende der Schrauben­ federn kommen, der Anschlagstift des rechten regulier­ baren Anschlags kann dabei mit dem rechten Ende der Schraubenfedern in Kontakt kommen. In der linken Position des Arms und bei eingeschalteter Stellung des Fixiertriebwerks ist die Fixieroberfläche des linken regulierbaren Anschlags dauernd in Kontakt mit dem mittleren Lager des Lagerblocks, während der Anschlag­ stift des linken regulierbaren Anschlags in Kontakt mit dem linken Ende der Schraubenfedern steht. In der rechten Position des Arms steht bei eingeschalteter Stellung des Fixiertriebwerks die Fixieroberfläche des rechten regulierbaren Anschlags ununterbrochen in Kontakt mit dem mittleren Lager des Lagerblocks, während der Anschlag­ stift des rechten regulierbaren Anschlags in Kontakt mit dem rechten Ende der Schraubenfedern steht.

Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Manipulatormodul ist sein einfacher Aufbau und die hohe Positioniergenauig­ keit, weil unter der Einwirkung der Federkraft eine ein­ seitige Reduzierung der Spiele des Fixiermechanismus gewährleistet ist.

Anhand von Zeichungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Manipulatormodul in Richtung der Drehachse und

Fig. 2 den Schnitt A-A von Fig. 1.

Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Manipulatormodul hat einen Arm 1, der aus zwei miteinander verbundenen parallelen Platten besteht und auf einer Achse 2 gelagert ist, auf der ein regulierbarer linker Anschlag 3 und ein regulier­ barer rechter Anschlag 4 befestigt ist. Mit dem Anschlag 3 ist ein Anschlagstift 5, mit dem Anschlag 4 ein An­ schlagstift 6 fest verbunden. An dem Arm 1 sind elastische Speicherelemente in Form von zwei zylindrischen Schrau­ benfedern 7 befestigt. In der Achse des Arms 1 ist ein Antrieb für das Festlegen bzw. ein Fixiertriebwerk 8 befestigt. Die Schraubenfedern 7 stehen mit ihren beiden Enden in Berührung mit an dem Arm 1 befestigten starren Anschlägen 9 und 10, die mit Schlitzen ver­ sehen sind. Der Anschlagstift 5 kann dabei frei durch den Schlitz an dem starren Anschlag 9, der Anschlagstift 6 frei durch den Schlitz an dem starren Anschlag 10 hindurchgehen.

Durch eine gemeinsame Achse 13 sind drei Lager mitein­ ander verbunden, die einen Lagerblock 12 bilden, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist. Die regulierbaren Anschläge 3 und 4 sind mit einer Fixieroberfläche 11 versehen, mit der bei eingeschalteter Position des Fixiertriebwerks 8 (also in einer Schaltstellung) das mittlere Lager des Lagerblocks 12 in Kontakt steht. Die beiden äußeren Lager bzw. Endlager des Lagerblocks 12 stehen in Kontakt mit parallelen Führungen 14 und 15, die starr an dem Arm 1 befestigt sind. Die Achse 13 des Lagerblocks 12 ist mit dem Fixiertriebwerk 8 ver­ bunden. In der linken bzw. rechten Position des Arms 1 und in der Schaltstellung des Fixiertriebwerks 8 steht die Fixieroberfläche 11 des linken bzw. rechten regulierbaren Anschlags 3 bzw. 4 in Kontakt mit dem linken bzw. rechten Ende der Federn 7 über den Anschlag­ stift 5 bzw. 6. Die regulierbaren Anschläge 3, 4 werden mittels Bolzen 16, 17 an der Achse 2 festge­ legt.

An dem Arm 1 sind Geber 18 und 19 starr befestigt, welche von dem regulierbaren Anschlägen 3 bzw. 4 be­ tätigt werden können.

Der Manipulatormodul arbeitet folgendermaßen:

In der Ausgangsposition ist der Arm 1 über den linken regulierbaren Anschlag 3 bezüglich der Achse 2 fixiert. Der Anschlagstift 5 steht dabei in Kontakt mit dem linken Ende der Schraubenfeder 7. Dabei wird der Arm 1 von den Schraubenfedern 7 über den starren, einen Schlitz aufweisenden Anschlag 10, die parallele Führung 14 und den Lagerblock 12 gegen die Fixieroberfläche 11 gedrückt.

In dieser Position verschiebt das Fixiertriebwerk 8 den Lagerblock 12 bis zur vorderen Endposition. Beim Zurück­ ziehen des Fixiertriebwerks 8 in die hintere Endposition hört der Kontakt des mittleren Lagers des Lagerblocks 12 mit der Fixieroberfläche 11 des regulierbaren Anschlags 3 auf. Der Arm 1 dreht sich unter der Wirkung der vorge­ spannten Schraubenfeder 7 in Richtung des regulierbaren Anschlags 4. Beim Erreichen des regulierbaren Anschlags 4 kommen zuerst der Anschlagstift 6 und das rechte Ende der Schraubenfedern 7 in Kontakt, wobei sich die Schrau­ benfedern 7 verformen.

Der Geber 18 betätigt das Fixiertriebwerk 8, welches den Lagerblock 12 vorwärts verschiebt. Das mittlere Lager des Lagerblocks 12 kommt in Kontakt mit der Fixierober­ fläche 11 des regulierbaren Anschlags 4. Beim Verschieben des Lagerblocks 12 bis zur vorderen Endposition erfolgt ein zusätzliches Verformen der Schraubenfedern 7, wodurch die während der Bewegung des Arms 1 verbrauchte Energie hinzugefügt wird.

Die Bewegung des Arms 1 in entgegengesetzter Richtung er­ folgt analog.

Claims (1)

1. Manipulatormodul mit einem auf einer Achse (2) ge­ lagerten Arm (1), dem ein erster und zweiter an der Achse (1) jeweils festlegbarer regulierbarer Anschlag (3, 4) zugeordnet ist, von denen jeder einen fest mit ihm verbundenen Anschlagstift (5, 6) aufweist, mit in dem Arm (1) angeordneten und daran befestigten zylindrischen Schrauben­ federn (7) und mit einem mit dem Arm (1) starr verbundenen Antriebsmechanismus (8) für die Festlegung, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Schraubenfedern (7) mit ihren beiden Enden mit an dem Arm (1) befestigten starren Anschlägen (9, 10) in Kon­ takt stehen, die Schlitze für den Durchgang der An­ schlagstifte (5, 6) und ihr In-Kontakt-Kommen mit dem entsprechenden Ende der Schraubenfedern (7) aufweisen, daß ein Lagerblock (12) mit drei auf einer gemeinsamen Achse liegenden Lagern versehen ist, von denen das mittlere mit einer Fixieroberfläche (11) an den re­ gulierbaren Anschlägen (3, 4) in Kontakt bringbar ist und von denen die beiden äußeren mit parallelen Führungen (14, 15) in Kontakt stehen, die starr an dem Arm (1) befestigt sind, und daß die Achse (13) des Lagerblocks (12) mit dem Antriebsmechanismus (8) für die Fest­ legung verbunden ist, wobei in der Schaltposition des Antriebsmechanismus (8) für die Festlegung die jeweilige Fixier­ oberfläche (11) der regulierbaren Anschläge (3, 4) dauernd in Kontakt mit dem Lagerblock (12) und der jeweilige Anschlagstift (5, 6) dauernd in Kontakt mit dem entsprechenden Ende der Schraubenfedern (7) steht.