DE3734179A1

DE3734179A1 - Manipulator

Info

Publication number: DE3734179A1
Application number: DE19873734179
Authority: DE
Inventors: Ugo Dr Ing Pozzi
Original assignee: Buderus Sell GmbH
Current assignee: Mira Automation 6348 Herborn De GmbH
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1989-04-27

Abstract

The manipulator consists of a series of hollow-shaft sets arranged one after another which are rotatably coupled to one another via helical gearing. Each hollow-shaft set has a plurality of concentrically nested hollow shafts. The arm shaft sets (originating-arm shaft set (5), upper-arm shaft set (7), lower-arm shaft set (9)) are interconnected by joint sets (shoulder joint set (6), elbow joint set (8)) arranged at right angles thereto. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Manipulator, welcher aus einem Mehrgelenkarm mit einem Greifer und Einzelantrieben für die Betätigung der Arm- und Greiferbewegungen besteht.The invention relates to a manipulator which consists of a Multi-articulated arm with a gripper and individual drives for the There is actuation of the arm and gripper movements.

Um die Fertigungsabläufe zu rationalisieren werden in der Industrie zunehmend manuelle Tätigkeiten durch Manipulatoren ersetzt, welche aus mehreren Schwenkarmen bestehen, an deren freiem Ende des letzten Armes eine Zange oder eine sonstige Aufnahmevornichtung zum Greifen und Umsetzen eines Gegenstandes angeordnet ist. Ein besonderes Anwendungsgebiet derartiger Manipulatoren, ist die Handhabung in abgeschlossenen Räumen, z.B. in der Kerntechnik, in Laboratorien oder in der Schweißtechnik.In order to rationalize the production processes in the Industry increasingly manual activities through manipulators replaced, which consist of several swivel arms, on their a pair of pliers or other free end of the last arm Holding device for gripping and moving an object is arranged. A particular application of such Manipulators, is the handling in closed rooms, e.g. in nuclear technology, in laboratories or in welding technology.

Ein Manipulator soll in der Lage sein, innerhalb eines vorgegebenen Raumes mit seinem Greifer jeden gewünschten Punkt zu erreichen. Bei einer Reihe von Manipulatoren hat man zur Erneichung dieses Zieles den menschlichen Arm von der Schulter bis zum Handgelenk simuliert. Der menschliche Arm wird sowohl bezüglich der Anzahl der Freiheitsgrade als auch des Bewegungsbereiches nachgeahmt.A manipulator is said to be able to within a given space with its gripper every desired point to reach. With a number of manipulators one has to Renew this goal the human arm from the shoulder simulated up to the wrist. The human arm becomes both regarding the number of degrees of freedom as well as the Mimicked range of motion.

Über die Ausbildung der Gelenke, deren Dreh- und Schwenkachsen, sowie die Anordnung und Ausbildung der Antriebe gibt es die verschiedensten Konstruktionen. About the formation of the joints, their axes of rotation and swivel, as well as the arrangement and design of the drives various constructions.

Eine übliche Bauart (z.B. EP-OS 01 21 844, DE-OS 30 26 273) ordnet die einzelnen Motore und Getriebe für die Bewegung der verschiedenen Gelenke in den Gelenken oder den zugehörigen Armteilen selbst an. Auf diese Weise ist der Kraftübertragungsweg von dem einzelnen Motor auf das zu betätigende Gelenk zwar möglichst kurz, die Ansteuerung der einzelnen Motore über eine zentrale Steuereinheit ist aber wegen der notwendigen Kabel zur Übertragung der Steuerbefehle und Energieversorgung für den Aktionsradius der sich bewegenden Arme des Manipulators wegen der Einschränkung der Beweglichkeit nachteilig. Außerdem muß das Gewicht der Motore mitbewegt werden und muß deshalb bei der möglichen Nutzlast der Statik und möglichen Beschleunigung berücksichtigt werden. Es ist auch schon bekannt (DE-OS 33 08 475), alle Antriebsmotore am Grundrahmen zu montieren und über Transmissionen mit den einzelnen Armen zu verbinden. Durch die stationäre Anordnung aller Motore im Grundrahmen soll das Verhältnis zwischen Gewicht des Arbeitsgerätes (bewegte Teile) und der Nutzlast verbessert werden. Die vorgeschlagenen Transmissionen mögen für das Bewegen von schweren Lasten, wie Paletten oder dgl., ausreichen. Für die in der industriellen Fertigung verlangte Präzision der Greiferbewegung reicht diese Art der Bewegungsübertragung aber nicht aus.A common design (e.g. EP-OS 01 21 844, DE-OS 30 26 273) arranges the individual motors and gears for the movement of the different joints in the joints or their associated Arm parts yourself. In this way it is Power transmission path from the single engine to the Actuating joint as short as possible, the control of the individual motors via a central control unit is because the necessary cables for the transmission of the control commands and Energy supply for the radius of action of the moving arms of the manipulator because of the limitation of mobility disadvantageous. The weight of the motors must also be moved and must therefore with the possible payload of the statics and possible acceleration are taken into account. It is also already known (DE-OS 33 08 475), all drive motors on Assemble the base frame and use transmissions with the to connect individual poor. Due to the stationary arrangement of all motors in the base frame should be the ratio between weight of the implement (moving parts) and the payload improved will. The proposed transmissions like for moving of heavy loads, such as pallets or the like, are sufficient. For the precision required in industrial production This type of motion transmission is sufficient for gripper movement not from.

Durch die DE-OS 27 45 932 ist ein Manipulator bekannt geworden, welcher zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit und Fernbedienbarkeit, eine am Ende des letzten Armes befestigte Befestigungsplatte für die Greifvorrichtung aufweist. Der die Befestigungsplatte tragende Arm besteht aus drei konzentrisch ineinandergeschachtelten Hohlwellen, welche von je einem am anderen Ende des Armes angebrachten Motor unabhängig voneinander drehbar sind, um ein Universalgelenk mit der Befestigungsplatte zu betätigen. Die einzelnen Antriebsmotore sind damit aber nicht ortsfest, sondern machen die Bewegungen des auf einer drehbaren Schulter befestigten und über ein Scharniergelenk schwenkbaren Armes mit. Bei dem ähnlich aufgebauten Manipulator gemäß der US-PS 39 22 930 sind die Hohlwellen starr gelagert, so daß temperaturbedingte Längenveränderungen und verschleißbedingtes Spiel nicht automatisch kompensiert werden.A manipulator has become known from DE-OS 27 45 932, which to improve adaptability and Remote control, one attached to the end of the last arm Has mounting plate for the gripping device. The the Mounting plate supporting arm consists of three concentric nested hollow shafts, each of one on other end of the arm attached motor independently are rotatable around a universal joint with the mounting plate to operate. However, the individual drive motors are not stationary, but make the movements of the on a rotatable Shoulder attached and pivotable via a hinge joint Poor with. In the similarly constructed manipulator according to the US-PS 39 22 930, the hollow shafts are rigidly mounted, so that temperature-related length changes and wear-related Game can not be compensated automatically.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Manipulator, bestehend aus einem Mehrgelenkarm mit einem Greifer und Einzelantrieben für die Betätigung der Arm- und Greiferbewegung so zu gestalten, daß einerseits bei Betrieb des Manipulators alle Antriebsmotore, ortsfest bleiben, aber andererseits eine schnelle und präzise Steuerung des Greifers an jeden gewünschten Punkt innerhalb des vorgegebenen Raumes auch unter kritischen Betriebsbedingungen gewährleistet ist.The invention has for its object a manipulator, consisting of a multi-articulated arm with a gripper and Individual drives for actuating the arm and gripper movement to be designed so that on the one hand when the manipulator is in operation all drive motors remain stationary, but on the other hand one quick and precise control of the gripper to any desired Point within the given space even under critical Operating conditions is guaranteed.

Zur Lösung dieser Aufgabe, werden die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale vorgeschlagen.To solve this problem, are in the characterizing part of claim 1 features proposed.

Durch diese Merkmale ergibt sich ein Manipulator, welcher einfach in der Montage, präzise in der Handhabung, leicht zu bedienen, flexibel in der Anwendung und vorteilhaft auch in engen bzw. geschlossenen Arbeitsräumen einsetzbar ist.These features result in a manipulator, which easy to assemble, precise to use, easy to use operate, flexible in application and advantageous also in narrow or closed work spaces can be used.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:In the drawing, the invention is based on an embodiment shown. Show it:

Fig. 1 den senkrechten Längsschnitt durch den Manipulator schematisch. Fig. 1 shows the vertical longitudinal section through the manipulator schematically.

Fig. 2 den Bereich eines Gelenkes in größerem Maßstab Fig. 2 shows the area of a joint on a larger scale

Fig. 3a+3b das Getriebe des stationären Getriebekastens mit den einzelnen Antriebsmotoren perspektivisch Fig. 3a + 3b, the transmission of the stationary gear box with the individual drive motors perspectively

Fig. 4a-4h die einzelnen Bewegungsabläufe schematisch Fig. 4a-4h the individual sequences of movements schematically

Fig. 5 die Hand in größerer Darstellung Fig. 5 the hand in a larger representation

Fig. 6 eine schematische Darstellung des räumlichen Wirkungsbereiches. Fig. 6 is a schematic representation of the spatial area of effect.

Der Manipulator besteht aus dem Getriebekasten 1 mit den Einzelantriebsmotoren 2 und einer den Getriebekasten durchquerenden und den Getriebemittelsatz 3 tragenden Drehachse 4, sowie den abwechselnd hintereinander angeordneten Arm- (5, 7, 9, 10) und Gelenkwellensätzen (6, 8) eines Mehrgelenkarmes, welcher an seinem Ende eine Hand als Greiforgan aufweist.The manipulator consists of the gearbox 1 with the individual drive motors 2 and an axis of rotation 4 which crosses the gearbox and carries the gear means set 3 , as well as the arm ( 5 , 7 , 9 , 10 ) and propeller shaft sets ( 6 , 8 ) of a multi-articulated arm arranged alternately one behind the other, which has a hand as a gripping organ at its end.

Der Getriebekasten 1 setzt sich aus dem stationären Gehäuseteil 12 mit den ortsfest angeordneten Einzelantriebsmotoren 2 und dem im Gehäuseteil 12 drehbar gelagerten Gelenkarmträger 13 zusammen. Exzentrisch zur Drehachse 4 ist der Gelenkarmträger 13 mit einem lösbaren Ausgangsarm 14 versehen, welcher den Ausgangs-Armwellensatz 5 aufnimmt. Hierzu ist der Ausgangsarm 14 mit dem Flansch 14 a versehen. Über den Montagedeckel 13 a ist das Innere des Getriebekastens zugänglich.The gear box 1 is composed of the stationary housing part 12 with the fixedly arranged individual drive motors 2 and the articulated arm support 13 rotatably mounted in the housing part 12 . Eccentric to the axis of rotation 4 , the articulated arm support 13 is provided with a detachable output arm 14 which receives the output arm shaft set 5 . For this purpose, the output arm is provided with the flange 14 a fourteenth Via the mounting cover 13 the interior of a gear box is accessible.

Der Aufbau der Arm- bzw. Gelenkwellensätze ist aus Fig. 2 genauer zu entnehmen. Sie zeigt den Bereich des Ellenbogen-Gelenkwellensatzes 8 mit den vor- bzw. nach geschalteten Oberarmwellensatz 7 bzw. Unterarmwellensatz 9. Der Ellenbogen-Gelenkwellensatz 8 besteht aus der Mittelwelle 8 g und den konzentrisch um die Mittelwelle ineinandergeschachtelten Hohlwellen 8 f und 8 e, sowie der mit dem nachfolgenden Unterarmhalter 16 des Unterarmwellensatzes 9 starr verbundenen Außenwelle 8 d. Der Ellenbogen-Gelenkwellensatz 8 ist über Schrägverzahnung einerseits mit dem vorgeschalteten Oberarmwellensatz 7 und andererseits mit dem nachgeschalteten Unterarmwellensatz 9 verbunden. In gleicher Weise ist der Schulter-Gelenkwellensatz 6 des vorangehenden Gelenkes aufgebaut. Da die äußere Gelenkwelle jeweils mit dem nachfolgenden Haltearm starr verbunden ist, vermindert sich die Zahl der Hohlwellen von Stufe zu Stufe. Die mit dem nachfolgenden Haltearm starr verbundene äußere Gelenkwelle ist in dem vorausgehenden Haltearm senkrecht zu dessen Längsachse drehbar gelagert. Der Ellenbogen-Gelenkwellensatz 8 ist in einem Lagerteil 17 drehbar gelagert, das seinerseits gegenüber dem Oberarmhalter 15 um dessen Längsachse drehbar ist. Der Unterarmhalter 16 ist auf gleiche Weise um die Mittelwelle 8 g im Lagerteil (17) schwenkbar.The structure of the arm or cardan shaft sets can be seen in more detail in FIG. 2. It shows the area of the elbow joint shaft set 8 with the upstream or downstream upper arm shaft set 7 or forearm shaft set 9 . The elbow joint shaft assembly 8 consists of the central shaft 8 g and the concentrically nested about the central shaft hollow shafts 8 f and 8 e, as well as the rigid with the subsequent arm holder 16 of the forearm shaft extension 9 connected to outer shaft 8 d. The elbow cardan shaft set 8 is connected via helical teeth on the one hand to the upstream arm shaft set 7 and on the other hand to the downstream forearm shaft set 9 . The shoulder joint shaft set 6 of the preceding joint is constructed in the same way. Since the outer propeller shaft is rigidly connected to the following arm, the number of hollow shafts decreases from stage to stage. The outer cardan shaft rigidly connected to the subsequent holding arm is rotatably mounted in the preceding holding arm perpendicular to its longitudinal axis. The elbow joint shaft set 8 is rotatably mounted in a bearing part 17 , which in turn is rotatable about the longitudinal axis of the upper arm holder 15 . The forearm holder 16 can be pivoted in the same way about the central shaft 8 g in the bearing part ( 17 ).

Jede der miteinander verbundenen Folge von Arm- bzw. Gelenkwellen wird über einen der Einzelantriebsmotore 2 a bis 2 h unter Zwischenschaltung des Getriebemittelsatzes 3 angetrieben, welcher in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist.Each of the interconnected series of arm or cardan shafts is driven by one of the individual drive motors 2 a to 2 h with the interposition of gear set 3 , which is shown in FIGS . 3a and 3b.

Die außerhalb des stationären Gehäuseteiles 12 des Getriebekastens im Kreis gleichmäßig angeordneten Einzelantriebsmotoren 2 a bis 2 h stehen über die zugehörigen Motorwellen 18 und vorgespannten Doppelstirnräder 19 mit je einem Stirnradpaar, des Getriebemittelsatzes 3 in Verbindung. Der Getriebemittelsatz 3 besteht aus einem Satz von Stirnradpaaren deren je zwei Stirnräder (Antriebsräder 20; Abtriebsräder 21) durch konzentrisch umeinandergeschachtelte hohle Verbindungswellen 22 miteinander verbunden sind, und welche die Drehachse 4 umgeben. Die ebenfalls vorgespannten doppelten Abtriebsräder 21 stehen ihrerseits mit dem ersten Armwellensatz 5 in kraftschlüssiger Verbindung. Jeder einzelne Motor treibt somit eine Folge von Zahnrädern und Hohlwellen, welche jeweils an dem zu betätigenden Bauteil endet.The individual drive motors 2 a to 2 h, which are evenly arranged in a circle outside the stationary housing part 12 of the gear box, are connected via the associated motor shafts 18 and pretensioned double spur gears 19 to a pair of spur gears, of the gear set 3 . The gear set 3 consists of a set of spur gear pairs, each of which two spur gears (drive wheels 20 ; driven wheels 21 ) are connected to one another by concentrically nested hollow connecting shafts 22 and which surround the axis of rotation 4 . The double output gears 21, which are also preloaded, are in turn non-positively connected to the first arm shaft set 5 . Each individual motor thus drives a series of gears and hollow shafts, each of which ends on the component to be actuated.

In der Bildfolge der Fig. 4a bis 4h ist veranschaulicht, welche Auswirkung und Bewegung jeder einzelne Antriebsmotor bei seinem Einschalten zur Folge hat.The sequence of images in FIGS. 4a to 4h illustrates the effect and movement of each individual drive motor when it is switched on.

Fig. 4a Der Antriebsmotor 2 a steht über die Motorwelle 18 a und das Stirnrad 19 a mit dem Antriebsrad 20 a in Verbindung, welches starr mit der Drehachse 4 verbunden ist. Die Drehachse 4 ist einerseits bei 23 in dem stationären Gehäuseteil 12 drehbar gelagert, andererseits mit dem Genlenkarmträger 13, der seinerseits bei 24 in dem Gehäuseteil 12 drehbar gelagert ist, fest verbunden. Der Antriebsmotor 2 a bewirkt auf diese Weise, daß sich der Genlenkarmträger 13 mitsamt dem vollständigen Gelenkarm um die Drehachse 4 dreht (Teller drehen). Fig. 4a The drive motor 2 a is connected via the motor shaft 18 a and the spur gear 19 a with the drive wheel 20 a , which is rigidly connected to the axis of rotation 4 . The axis of rotation 4 is rotatably mounted on the one hand at 23 in the stationary housing part 12 , on the other hand with the Genlenkarmträger 13 , which in turn is rotatably mounted at 24 in the housing part 12 . The drive motor 2 a causes in this way that the Genlenkarmträger 13 rotates together with the complete articulated arm about the axis of rotation 4 (turn plate).

Fig. 4b Der Antriebsmotor 2 b dreht das Stirnradpaar mit dem Antriebsrad 20 b und dem Abtriebsrad 21 b. Letzteres treibt die äußere hohle Armwelle 5 b des Armwellensatzes 5 an, welche ihrerseits mit der äußeren hohlen Gelenkwelle 6 b des Schulter-Gelenkwellensatzes 6 über Schrägverzahnung gekoppelt ist. Da der Oberarmhalter 15 des nachfolgenden Oberarmwellensatzes 7 mit der äußeren Gelenkwelle 6 b des Schulter-Gelenkwellensatzes 6 starr verbunden ist, schwenkt der Oberarmhalter 15 bei Einschalten des Motors 2 b um die Drehachse des Schulter-Gelenkwellensatzes 6 (Oberarm schwenken). Fig. 4b, the drive motor 2 b rotates the spur gear pair with the drive wheel 20 b and the driven gear 21 b . The latter drives the outer hollow arm shaft 5 b of the arm shaft set 5 , which in turn is coupled to the outer hollow cardan shaft 6 b of the shoulder cardan shaft set 6 via helical teeth. Since the upper arm holder 15 b of the subsequent upper arm shaft record 7 with the outer hinge shaft 6 of the shoulder-joint shaft set is rigidly 6, 15 to pivot the upper arm holder for energizing the motor 2 b about the axis of rotation of the shoulder-joint shaft set 6 (upper arm swing).

Fig. 4c Der Motor 2 c treibt auf die bereits geschilderte Weise das nächste Stirnradpaar (20 c; 21 c), die Armwelle 5 c, die Gelenkwelle 6 c und die Oberarmwelle 7 c an. Die Oberarmwelle 7 c geht in das den nächsten Ellenbogen-Gelenkwellensatz 8 aufnehmende Lagerteil 17 über, welches in dem Oberarmhalter 15 drehbar gelagert ist. Eine Drehung des Lagerteiles um die Oberarmachse ist die Folge (Oberarm drehen). Fig. 4c The motor 2 c drives the next spur gear pair ( 20 c ; 21 c ), the arm shaft 5 c , the cardan shaft 6 c and the upper arm shaft 7 c in the manner already described. The upper arm shaft 7 c merges into the bearing part 17 which receives the next elbow joint shaft set 8 and which is rotatably mounted in the upper arm holder 15 . The consequence is a rotation of the bearing part around the upper arm axis (turn upper arm).

Fig. 4d Ein anderer Motor (nicht mehr näher bezeichnet, treibt das nächste Stirnradpaar mit den anschließenden Armwellen und Gelenkwellen und damit auch die äußere Gelenkwelle 8 d an. Der mit der Gelenkwelle 8 d starr verbundene Unterarmhalter 16 wird damit um die Achse des Gelenkwellensatzes 8 geschwenkt (Unterarm schwenken). Fig. 4d (not designated in greater detail Another motor drives the next gear pair with the subsequent arm shafts and drive shafts, and thus the outer joint shaft 8 d in. The d rigidly connected to the hinge shaft 8 forearm holder 16 is thus about the axis of the hinge shaft set 8 swiveled (swivel forearm).

Fig. 4e Ein weiterer Motor treibt die nächste Folge in dergleichen Weise an, so daß die äußere Unterarmwelle 9 e um die Unterarmachse gedreht wird. Die Unterarmwelle 9 e ist mit einem drehbaren Handgelenk 16 a starr verbunden, so daß der an den Unterarm anschließende gesamte Handteil um die Unterarmachse gedreht wird (Unterarm drehen). Fig. 4e Another motor drives the next sequence in the same way, so that the outer forearm shaft 9 e is rotated about the forearm axis. The forearm shaft 9 e is rigidly connected to a rotatable wrist 16 a , so that the entire hand part adjoining the forearm is rotated about the forearm axis (rotate the forearm).

Fig. 4f + Fig. 5 Eine weitere Antriebsfolge führt bis zu der Unterarmwelle 9 f, welche den das Handgelenk enthaltenden Handhalter 10 um die Achse 25 schwenkt (Hand schwenken). Fig. 4f + Fig. 5 A further drive sequence leads to the forearm shaft 9 f , which pivots the hand holder 10 containing the wrist about the axis 25 (hand swivel).

Fig. 4g + h + Fig. 5 Die nächsten Antriebsfolgen ermöglichen das Drehen der Hand bzw. eine weitere nicht abgebildete Antriebsfolge die Greifbewegung der Hand. Fig. 4g + h + Fig. 5 The next drive sequences enable the hand to be rotated or a further drive sequence, not shown, enables the hand to be gripped.

In Fig. 5 ist die Hand in größerem Maßstab dargestellt, um die Bewegungsmöglichkeiten der Hand verständlicher zu machen.In Fig. 5 the hand is shown on a larger scale in order to make the movement possibilities of the hand easier to understand.

Die in den anderen Zeichnungen nicht abgebildete Innenwelle 9 h des Unterarmwellensatzes 9 treibt die Innenwelle 10 h des Handhalters 10 an, wodurch die Greifbewegung in an sich bekannter Weise des nicht im einzelnen dargestellten Greiforgans 26, gesteuert wird (Fig. 4h). Durch die Unterarm-Hohlwelle 9 g wird das Greiforgan mittels der Handwelle 10 g gedreht (Fig. 4g) während die nächste Unterarm-Hohlwelle 9 f den Handhalter 10 um die Handgelenkachse 25 schwenkt (Fig. 4f).The inner shaft 9 h of the forearm shaft set 9 , not shown in the other drawings, drives the inner shaft 10 h of the hand holder 10 , as a result of which the gripping movement of the gripping member 26 , which is not shown in detail, is controlled ( FIG. 4 h). Through the forearm hollow shaft 9 g , the gripping member is rotated by means of the hand shaft 10 g ( FIG. 4g) while the next forearm hollow shaft 9 f pivots the hand holder 10 about the wrist axis 25 ( FIG. 4f).

In Fig. 6 sind die Bewegungsmöglichkeiten und Hüllkurven der jeweils erreichbaren Handhabungsräume dargestellt.In FIG. 6, the possibilities of movement and envelopes are shown the respective accessible handling premises.

Der erfindungsgemäße Manipulator hat gegenüber den bekannten Konstruktionen eine Reihe von entscheidenden Vorteilen, auf welche abschließend hingewiesen werden soll.The manipulator according to the invention has compared to the known Designs a number of key benefits which should finally be pointed out.

a) The structure allows a slip-free transmission of the engine rotations to the organ performing the movement, because the pretensioned spur gears in the gearbox and the spring elements ( F ) indicated in Fig. 1 ensure that all subsequent hollow shafts are spring-loaded in all situations against each other.
b) Which movement the articulated arm also perform in detail must, all single drive motors remain stationary on the stationary housing part and can be easily connected to a Program control device can be connected. Of the Gripping device up to the drive motors are neither electronic components still wiring, so that the manipulator also under for electronic components critical conditions can be used (nuclear technology).
c) The housing surrounding the individual hollow shaft sets, consisting of gear housing, upper arm holder, forearm holder and others, can be completely sealed off from the outside atmosphere. In Fig. 1, the sealing points are indicated schematically and designated D. A slight internal overpressure can be maintained within the housing, which prevents the penetration of disruptive particles into the housing. In the nuclear field, for example, contamination can be prevented.
d) In welding processes it may be necessary in a room too welding which is free of gases which welding material can react. For this, the Housing are kept under a vacuum so that interfering substances not in the articulated arm Treatment room can penetrate.
e) The single drive motors can be used regardless of the use of the Manipulator can be cooled in a simple way, because that stationary housing part can with a treatment chamber so be combined so that the moving part of the Manipulator is located inside the treatment chamber, the drive motors are freely accessible outside.
f) The great flexibility of the articulated arm and the possibility allow the individual links to rotate infinitely Working in confined spaces and bimanual coordination at simultaneous use of two manipulators.

Claims

1. manipulator, consisting of a multi-articulated arm with a gripper and individual drive for actuating the arm and gripper movements, characterized in that

a) the multi-articulated arm is made up of freely sliding arm and cardan shaft sets ( 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 ), which consist of hollow shafts which are concentrically nested, at right angles to each other via helical gears and are rotatably coupled to one another under axial spring pressure, in which
b) each of the coupled hollow shaft row is driven by a gear from a stationary motor ( 2 ) arranged on a gearbox ( 1 ), and
c) in each case the outer propeller shaft of a propeller shaft set ( 6 , 8 ) is rotatably mounted on the one hand in the preceding holding arm enclosing its drive shafts perpendicular to its longitudinal axis and on the other hand rigidly connected to a holding arm ( 15 , 16 ) enclosing the subsequent arm shafts.

2. Manipulator according to claim 1, characterized in that the gearbox ( 1 ) consists of a with the single drive motors ( 2 ) provided stationary housing part ( 12 ) and a rotatably mounted articulated arm support ( 13 ) in the housing part ( 12 ), the articulated arm support ( 13 ) has an axis of rotation ( 4 ) which crosses the gearbox and carries a set of gear means ( 3 ), and receives an output arm shaft set ( 5 ) eccentrically to the axis of rotation ( 4 ).

3. Manipulator according to claim 1 and / or 2, characterized in that the output arm shaft set ( 5 ) receiving output arm ( 14 ) with the articulated arm support ( 13 ) by means of a flange ( 14 a ) is detachably connected.

4. Manipulator according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the articulated arm support ( 13 ) has a mounting cover ( 13 a ).

5. Manipulator according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the non-positive connection between the individual drive motors ( 2 ) and the output arm shaft set ( 5 ) producing gear means set ( 3 ) consists of pairs of spur gears, each of which two spur gears drive wheels ( 20 ), driven gears ( 21 ) spaced hollow connecting shafts ( 22 ) concentrically nested around the axis of rotation ( 4 ).

6. Manipulator according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that with the drive wheels ( 20 ) of the gear set ( 3 ) engaging spur gears ( 19 ) of the motor shafts ( 18 ) and the drive wheels ( 21 ) of the gear set ( 3 ) consist of double spur gears preloaded by spring pressure.

7. Manipulator according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the shoulder drive shaft set ( 6 ) is rotatably received by a bearing part ( 14 b ).

8. Manipulator according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the elbow-propeller shaft set ( 8 ) is received by a bearing part ( 17 ) which is rotatably mounted in the upper arm holder ( 15 ).

9. manipulator according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the gear and the hollow shafts enclosing housing parts and arm holder against each other are sealed and within the housing parts and arm holder an over or under pressure is maintained.

10. Manipulator according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the output arm shaft set ( 5 ) is coupled by spring elements ( F ) to the subsequent hollow shafts under axial spring pressure.

11. Manipulator according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the axis of rotation of the articulated arm support ( 13 ), upper arm holder ( 15 ) and bearing part ( 17 ) of the elbow propeller shaft set ( 8 ) always intersect at one point.