DE3738939C2

DE3738939C2 -

Info

Publication number: DE3738939C2
Application number: DE3738939A
Authority: DE
Inventors: Helmut 2420 Eutin De Krueger-Beuster
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1991-03-28
Also published as: DE8715239U1; DE3738939A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenkelement für Manipula toren oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Haupt anspruchs.The invention relates to a joint element for manipulators gates or the like according to the preamble of the main demanding

Aus der DE-OS 34 00 362 sowie der DE-OS 34 31 453 und DE-OS 36 12 962 sind längenverstellbare Gelenkelemente für Manipulatoren oder dergleichen bekannt, bei denen die Zylinderkörper von Stellzylindern fest auf einer Bo denplatte angeordnet sind. Die Kolbenstangen dieser Stellzylinder tragen Universalgelenke, mittels derer diese an eine Deckplatte angelenkt sind. Um neben einer Längenverstellbarkeit der Gelenkelemente auch eine Nei gung der Deckplatte relativ zu der Bodenplatte zu ermög lichen, sind bei dem Vorschlag nach der DE-OS 34 00 362 und dem Vorschlag nach der DE-OS 34 31 453 die Univer salgelenke an der Deckplatte verschieblich gelagert; bei dem Vorschlag nach der DE-OS 36 12 962 sind die Kol benstangen mit tangential zu dem gedachten Symmetrie kreis ausgerichteten Scharniergelenken versehen.From DE-OS 34 00 362 and DE-OS 34 31 453 and DE-OS 36 12 962 are length-adjustable joint elements known for manipulators or the like, in which the cylinder body of actuating cylinders fixed on a Bo denplatte are arranged. The piston rods of this Actuating cylinders carry universal joints, by means of which these are hinged to a cover plate. To next to one Adjustable length of the joint elements also a Nei tion of the cover plate relative to the base plate Lichen, are in the proposal according to DE-OS 34 00 362 and the proposal according to DE-OS 34 31 453 the university saline joints movably mounted on the cover plate; in the proposal according to DE-OS 36 12 962, the Kol benstangen with tangential to the imaginary symmetry circular hinge joints.

Die bei den vorbekannten Gelenkelementen für Manipulato ren vorgesehenen Mittel zur Ermöglichung einer Neigung der Deckplatte relativ zu der Bodenplatte sind aufwendig und mindern die Stabilität des Gelenkelements.The known articulation elements for manipulation other means provided to enable inclination the cover plate relative to the base plate are expensive and reduce the stability of the joint element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenkele ment der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Problem der Ermöglichung einer Neigung auf einfache Wei se gelöst wird.The invention has for its object a articulated ment of the type mentioned in the beginning, in which the Problem of allowing inclination in plain white se is resolved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merk male gelöst.According to the invention, this object is achieved by the drawing part of the main claim specified Merk times solved.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.The subclaims give advantageous refinements of the invention.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:The invention is described below with reference to a drawing explained. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein derartiges Ge lenkelement, Fig. 1 is a side view of such a Ge-guiding element,

Fig. 2 eine Darstellung entlang der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 2 is a view taken along line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung bei geneigtem Gelenkelement, und Fig. 3 is a Fig. 1 corresponding representation with an inclined joint element, and

Fig. 4 eine abgewickelte Darstellung der Stellzylinder zweier aneinandergesetzter Gelenkelemente. Fig. 4 is a developed view of the actuating cylinder of two joint elements placed together.

Das Gelenkelement besteht aus einer Bodenplatte 10 und einer Deckplatte 12, auf die die einen Körper 14, 16, 18 bzw. 32, 34, 36 einer ersten Gruppe von Stellzylindern bzw. einer zweiten Gruppe von Stellzylindern fest aufge setzt sind (allerdings könnten die ersten Körper 14, 16, 18 bzw. 32, 34, 36 auch unter Verzicht auf Bodenplatte 10 bzw. Deckplatte 12 direkt fest miteinander verbunden sein). Statt der Verwendung von Stellzylindern können auch elektromotorische Zug- und Schubantriebe, insbe sondere solche nach dem DBP 35 38 710 verwendet werden.The joint element consists of a base plate 10 and a cover plate 12 , on which a body 14 , 16 , 18 or 32 , 34 , 36 of a first group of actuating cylinders or a second group of actuating cylinders are fixed (although the first could Bodies 14 , 16 , 18 and 32 , 34 , 36 can also be directly connected to one another without the use of base plate 10 or cover plate 12 ). Instead of using actuating cylinders, electromotive traction and thrust drives, in particular those according to DBP 35 38 710, can also be used.

Die bei der Darstellung als Kolbenstangen ausgebildeten beweglichen anderen Körper 38, 40, 42 sind über Gelenke 26, 28, 30, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Achsengelenke dargestellt sind, miteinander verbunden. Zu beachten ist hier, daß die Achsen der Gelenke 26, 28, 30 bei einer zu der Bodenplatte geneigten Ausrichtung der Deckplatte parallel zueinander verlaufen.The other movable bodies 38 , 40 , 42, which are designed as piston rods, are connected to one another via joints 26 , 28 , 30 , which are shown as axis joints in the exemplary embodiment shown. It should be noted here that the axes of the joints 26 , 28 , 30 run parallel to one another when the cover plate is inclined towards the base plate.

Fig. 3 verdeutlicht, daß eine Neigung der Deckplatte 12 relativ zu der Bodenplatte 10 dadurch ermöglicht wird, daß die Strecken, um die die miteinander verbundenen Kol benstangen 20, 38 bzw. 22, 40 bzw. 24, 42 aus den jewei ligen Zylindern 14, 32; 16, 34; 18, 36 herausgefahren sind, jeweils übereinstimmen. Solange diese Bedingung gilt, schneiden sich die gedachten, durch eines der Gelenke verlaufenden, jeweils zu der Deckplatte 10 bzw. der Bodenplatte 12 parallelen Ebene mit der gedach ten, durch die Gelenke 26, 28, 30 verlaufenden Ebene in einer Linie, die mit der Achse dieses Gelenks zusammen fällt (es ist erkennbar, daß dies nicht ein gleiches absolutes Ausfahren der Kolbenstangen voraussetzt, son dern lediglich ein gleiches relatives Ausfahren der Kol benstangen aus den zugehörigen Zylinderkörpern). Fig. 3 illustrates that an inclination of the cover plate 12 relative to the base plate 10 is made possible by the fact that the distances by which the interconnected Kol benstangen 20 , 38 or 22 , 40 or 24 , 42 from the respective cylinders 14th , 32 ; 16 , 34 ; 18 , 36 are withdrawn, each match. As long as this condition applies, the imaginary, extending through one of the joints, each parallel to the cover plate 10 and the bottom plate 12 plane with the thought th, through the joints 26 , 28 , 30 plane in a line with the Axis of this joint coincides (it can be seen that this does not require the same absolute extension of the piston rods, but only the same relative extension of the piston rods from the associated cylinder bodies).

Der erfinderische Grundgedanke liegt in der Erkenntnis, daß bei Verzicht auf eine direkte Anlenkung der bewegli chen Körper 20, 22, 24 bzw. 38, 40, 44 an einer Deck platte und dem Zusammenwirken von zwei Gruppen von län genverstellbaren Elementen auf besondere Mittel zur Kom pensation der Vergrößerung des Abstandes der Gelenkpunk te voneinander bei unterschiedlichem Ausfahren der län genverstellbaren Elemente verzichtet werden kann.The basic idea of the invention lies in the knowledge that when there is no direct articulation of the movable body 20 , 22 , 24 or 38 , 40 , 44 on a cover plate and the interaction of two groups of length-adjustable elements on special means for com compensation of the increase in the distance of the articulation points from one another with different extensions of the length-adjustable elements can be dispensed with.

Es versteht sich, daß statt der zeichnerisch dargestell ten Ausführungsform mit zwei Gruppen von jeweils drei längenverstellbaren Elementen auch zwei Gruppen von je weils vier (oder aber auch mehr) längenverstellbaren Elementen vorgesehen sein können.It is understood that instead of the drawing embodiment with two groups of three length-adjustable elements also two groups of each because four (or more) adjustable in length Elements can be provided.

Um eine Neigung der Deckplatte 12 relativ zu der Boden platte 10 in jeder denkbaren Richtung zu ermöglichen, müssen die Gelenke 26, 28, 30 eine Bewegung in zwei auf einander senkrecht stehenden Achsen ermöglichen. Bei ei ner - bei Stellzylindern regelmäßig gegebenen - drehbe weglichen Anordnung der anderen Körper 20, 22, 24 rela tiv zu den ersten Körpern 14, 16, 18 brauchen die Gelen ke 26, 28, 30 lediglich als einfache Achsengelenke aus gebildet zu sein.In order to allow an inclination of the cover plate 12 relative to the bottom plate 10 in any conceivable direction, the joints 26 , 28 , 30 must allow movement in two mutually perpendicular axes. In egg ner - given regularly with actuating cylinders - Drehbe movable arrangement of the other bodies 20 , 22 , 24 relative to the first bodies 14 , 16 , 18 , the gels ke 26 , 28 , 30 need only be formed as simple axis joints.

Regelmäßig wird jedes der längenverstellbaren Elemente beider Gruppen mit einem eigenen Antrieb versehen sein. Es kommt jedoch auch eine konstruktive Lösung in Be tracht, bei der sich die anderen Körper 20, 22, 24 bei dem Ausfahren entsprechend um die eigene Achse drehen, wobei diese Drehung über die Gelenke 26, 28, 30 auf die anderen Körper der längenverstellbaren Elemente der an deren Gruppe übertragen wird und eine entsprechende Län gung dieser anderen längenverstellbaren Elemente be wirkt. Bei einer derartigen Ausbildung brauchen ledig lich die längenverstellbaren Elemente einer der Gruppen mit entsprechenden Antrieben versehen zu sein. Die Ge lenke sind dabei als homokinetische Gelenke auszubilden.Each of the length-adjustable elements of both groups will be provided with its own drive on a regular basis. However, there is also a constructive solution in which the other bodies 20 , 22 , 24 rotate correspondingly about their own axis when extended, this rotation via the joints 26 , 28 , 30 to the other bodies of the length-adjustable elements which is transferred to their group and a corresponding elongation of these other length-adjustable elements effects be. With such a design, only the length-adjustable elements of one of the groups need to be provided with corresponding drives. The joints are to be trained as homokinetic joints.

Es versteht sich, daß durch Aneinandersetzen einer Mehr zahl derartiger Gelenkelemente ein vielseitig verwendba rer Gelenkarm hergestellt werden kann. Um dabei das Län gungsverhältnis zu verbessern, können die Stellzylinder der ersten Gruppe des nachfolgenden Gelenkelements neben den längenverstellbaren Elementen der anderen Gruppe des ersten Gelenkelements angeordnet werden, wie dies in Fig. 4 in einer abgebrochenen, abgewickelten Darstellung schematisch angedeutet ist.It is understood that by putting together a number of such articulated elements a versatile articulated arm can be produced. In order to improve the elongation ratio, the actuating cylinders of the first group of the subsequent articulated element can be arranged next to the length-adjustable elements of the other group of the first articulated element, as is schematically indicated in FIG. 4 in a broken-away, developed representation.

Claims

1. joint member for manipulators or the like, with a first group of at least three length adjustable elements, of which one body (14, 16, 18) are fixedly connected to each other and their said one body (14, 16, 18) longitudinally moveable other body (20 , 22, 24 ) carry a joint ( 26, 28, 30 ), characterized by a second group of longitudinally adjustable elements, one body ( 32, 34, 36 ) of which is firmly connected to one another and the one body ( 32, 34, 36 ) longitudinally movable other bodies ( 38, 40, 42 ) are each connected to one of the other bodies ( 20, 22, 24 ) of the first group of longitudinally adjustable elements via the joints ( 26, 28, 30 ), the longitudinal adjustment of interconnected elements of the two groups takes place in unison.

2. Joint element for manipulators according to claim 1, characterized characterized that each of the elements of the two Groups are provided with their own drive.

3. Joint element according to claim 1 and claim 2, characterized in that with a rotatable design of the other body ( 20, 22, 24; 38, 40, 42 ), the joints ( 26, 28, 30 ) perpendicular to the axis of rotation of the other body ( 20, 22, 24; 38, 40, 42 ) aligned axis joints.

4. Joint element according to claim 1 and claim 2, characterized in that the anti-rotation design of the other body ( 20, 22, 24; 38, 40, 42 ), the joints ( 26, 28, 30 ) universal joints, in particular cross or Cardan joints, are.

5. Joint element according to claim 1, characterized in that when using length-adjustable elements in which the other body ( 20, 22, 24 ) rotates about its own axis when adjusting the length, this rotation via the joints ( 26, 28, 30 ) are transferred from the other bodies ( 20, 22, 24 ) of the first group of elements to the other bodies ( 38, 40, 42 ) of the second group of elements, whereby a length adjustment of the elements of the first group results in a corresponding length adjustment of the elements of the other Group caused, only the elements of one of the groups are provided with a drive.

6. Joint element according to claim 4, characterized in that the joints ( 26, 28, 30 ) are constant velocity joints.