DE4108262A1 - Schraegsegmentegelenk- manipulator bzw. -handhabungsgeraet - Google Patents
Schraegsegmentegelenk- manipulator bzw. -handhabungsgeraetInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
- B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
- F16C11/04—Pivotal connections
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wesentliche Ver
einfachung eines Handhabungsgerätes zu bewirken, welches auch
in der Bedienung einfach ist. Durch die Baukastenelemente ist
somit auch eine preiswerte Erstellung möglich.
Der weitere Vorteil liegt darin, daß das Gerät sehr platz
sparend ist und im rauhen Betrieb einsetzbar ist. Durch die
leichte Bauweise ist auch nur ein geringer Energiebedarf not
wendig und somit ist die Antriebsleistung ebenfalls niedrig.
Der Bewegungsverlauf erfolgt auf Kreisbahnen bzw. Kreisbögen
und ergibt somit kurze Wege.
Einsatzmöglichkeiten sind in allen Wirtschaftszweigen vor
handen. Angefangen von der Industrien über Handwerk, Handel,
Post, Bahn und anderen Dienstleistungsbetrieben.
Besondere Einsätze bieten sich an im Heißbereich, Schmutzbe
reich, Kernkraftbereich sowie Luft- und Raumfahrt.
Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät, welches sehr
platzsparend ist, sehr einfach im Aufbau, leicht umbaubar
für verschiedene Einsatzgebiete und preiswert in der Her
stellung.
Aufgrund der Baukastenelemente und der Verwendung von Standard
normteilen ist eine universelle Bauart gegeben, um Lasten bzw.
Massen bis 500 kp problemlos handhaben zu können.
Die heutigen Handhabungsgeräte weisen sich durch große Uni
versalität aus. Sie sind geeignet, Lasten oder Werkzeuge sehr
genau und schnell bewegen zu können. Außerdem zeichnen sie
sich durch einen hohen Platzbedarf aus. Die Geräte sind schwer
und teuer.
Die Bewegungen werden im Regelfall über Kurvenbewegungen durch
geführt. Dieses führt zu hohen Massenbeschleunigungen und
schweren Bauausführungen. Durch die Art des Gelenkes wird die
Nickneigung wesentlich verringert.
Sogenannte Roboter sind sicherlich geeignet, alle möglichen
Anwendungsfälle abzudecken, jedoch sind hierbei wieder der
Platzbedarf und der Preis eine bedeutende Einschränkung.
Die Zeichnungen stellen ein Handhabungsgerät dar, welches da
zu geeignet ist, Lasten zu bewegen.
Skizze 1 zusammengebautes Handhabungsgerät
Skizze 2 Antriebssituation
Skizze 4-6 Bewegungsabläufe
Skizze 7 Zuganker mit veränderbarer Zugkraft
Skizze 8 Verdrehsicherung
Skizze 2 Antriebssituation
Skizze 4-6 Bewegungsabläufe
Skizze 7 Zuganker mit veränderbarer Zugkraft
Skizze 8 Verdrehsicherung
Das Prinzip des Handhabungsgerätes beruht auf den 2 Schräg
segmenten T1. Diese beiden Schrägsegmente werden synchron
gegenläufig zueinander bewegt. In der Mitte der Segmente be
findet sich eine Zentrierbuchse T4.
Die Segmente T1 werden über Gleitringe T5 mit den Zwischen
stücken T2 verbunden. Zwischen die Andruckstücke T7 und
Gleitring T6 werden die Schrägsegmente und die Zwischenstücke
montiert.
Dieses System wird mit einem Drahtseilzuganker zusammengehal
ten und muß den Kippmomenten aus Eigengewicht und Nutzlast
entgegenwirken.
Die Zentrierbuchse T4 muß die Querkräfte übernehmen und das
Drahtseil durch den Mittelpunkt T16 führen.
Das Zwischenstück T2 kann nun mit Verlängerungen und Form
winkelstücken oder weiteren Schrägsegmentesystemen verbun
den werden. Die Schmierung der Gleitringe erfolgt z. B. durch
eine Zentralschmierung.
Der Antrieb erfolgt über 2 Zahnkränze an den Schrägsegmenten,
die wiederum von ein oder zwei E.Motoren T11 mit Schneck
enrädern bewegt werden. An den Schrägsegmenten kann ein
Zahnkranz befestigt werden oder es wird eine Verzahnung an
das Schrägsegment gefräst. Durch diese Verdrehung der Schräg
segmente neigt sich der bewegliche Teil in Form eines Kreis
bogens um 2·α um T16. Je nach Länge des beweglichen Armes
ist der Kreisbogen entsprechend groß und somit auch der Ar
beitsbereich. Wird jetzt ein 2. Schrägsegmentepaar genauso
angetrieben, ergibt sich ein deutlich größerer Arbeits- bzw.
Funktionsbereich.
Durch Einbau eines 3. Schrägsegmentepaares wird die Universa
lität der Bewegungen nochmals sehr gesteigert.
Durch die Anordnung eines Winkelstückes von z. B. 90° oder 45°
bei entsprechender Positionierung bzw. Ausrichtung läßt sich
ein ganz bestimmter Arbeitsbereich erfassen.
Wenn außerdem die Säule drehbar angeordnet wird, ergibt ein
möglicher Azumit-Winkel von 330° einen sehr großen Arbeits
bereich. Die Antriebe werden so angeordnet, daß sie nicht mit
der Verdrehsicherung kollidieren können, jedoch auch als Kon
sole für den Getriebemotor genutzt werden können,
Die Antriebe werden mit einer Bremse ausgestattet und sind
elektrisch parallel geschaltet, um beide Schrägsegmente syn
chron gleichzeitig und gleichweit verdrehen zu können.
Dieses ist grundsätzlich erforderlich.
Die Regelung und Steuerung kann über einen Meisterschalter
und Winkelgeber erfolgen.
Die Verdrehsicherungen haben die Aufgabe, alle Teile außer
die Schrägsegmente gegen Verdrehung festzuhalten. Zu jedem
Schrägsegmentepaar gehören 2 Verdrehsicherungspaare.
- siehe Skizze 8 -
- siehe Skizze 8 -
Durch einen Haken, eine Spannzange oder eine beliebige Auf
nahmevorrichtung am oberen Ausleger befestigt, ist das Gerät
in Industrie und Fertigungsbetrieben sehr gut einsetzbar.
Wenn eine Seilwinde mit einem entsprechenden Seilverlauf
angebaut wird, läßt sich das Handhabungsgerät auch als Auf
zug benutzen.
Durch Auslegung von verschiedenen Rohrdurchmessern ist auch
eine erhebliche Variation von Höchstlasten realisierbar.
Durch Veränderung von Rohrlängen und Versetzen vom Formbogen
stücken ist eine große Universalität gegeben.
(siehe Skizzen 4-6)
(siehe Skizzen 4-6)
1. Auflistung aller Einzelteile (Grundelemente)
2. Skizze 1 vom zusammengebauten Handhabungsgerät
3. Skizze 2 von der Antriebssituation
4. Skizze 3 vom Gelenksegment
5. Skizze Nr. 7 mit veränderbarer Zugankerkraft
6. Skizze 4-6 Bewegungsabläufe
7. Skizze 8 von der Verdrehsicherung
2. Skizze 1 vom zusammengebauten Handhabungsgerät
3. Skizze 2 von der Antriebssituation
4. Skizze 3 vom Gelenksegment
5. Skizze Nr. 7 mit veränderbarer Zugankerkraft
6. Skizze 4-6 Bewegungsabläufe
7. Skizze 8 von der Verdrehsicherung
Auflistung der Einzelteile
1 Schrägsegment (Grundelement)
2 Zwischenstück
3 Verbindungsflansch
4 Zentrierstück
5 Gleitring (Bronzering)
6 Gleitring
7 Andruckstück
8 Verbindungsrohr (div. Längen)
9 Verbindungsflansch
10 Motorkonsole (Antrieb)
11 Antriebsmotor
12 Verdrehsicherungselement, unten
13 Verdrehsicherungselement, oben
14 Sicherungsbolzen
15 Sicherungsmutter
16 Drehmittelpunkt
2 Zwischenstück
3 Verbindungsflansch
4 Zentrierstück
5 Gleitring (Bronzering)
6 Gleitring
7 Andruckstück
8 Verbindungsrohr (div. Längen)
9 Verbindungsflansch
10 Motorkonsole (Antrieb)
11 Antriebsmotor
12 Verdrehsicherungselement, unten
13 Verdrehsicherungselement, oben
14 Sicherungsbolzen
15 Sicherungsmutter
16 Drehmittelpunkt
Claims (11)
1. Zweiteiliges Gelenk für Handhabungsgeräte, bei dem die Längs
achsen der Schrägsegmente eine Linie bilden (α=0°), dadurch
gekennzeichnet, daß beim gegenläufig zueinander zu verdre
henden Schrägsegmente mit ihren Längsachsen einen entspre
chenden Winkel 2·α bilden und bei entgegengesetzter Ver
drehung einen Winkel von -2·α bilden.
Die Bewegung des Verdrehens erfolgt über ein oder zwei syn
chron arbeitende Antriebe (E-Motoren.)
Die Arme des Handhabungsgerätes werden durch zwei untere
und zwei obere Verdrehsicherungen gesichert und sind im
Dreh- und Mittelpunkt der Schrägsegmentflächen (T16) mit
zwei Gelenkbolzen miteinander verbunden.
2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der An
trieb über ein Hydraulikaggregat erfolgt.
3. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der An
trieb mit elektrischen Schrittmotoren erfolgt.
4. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schrägsegmente verschiedene Schrägwinkel haben.
5. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein 2.
Schrägsegmentepaar mit Antrieben und Verdrehsicherungen direkt
an das 1. Schrägsegmentepaar montiert wird.
6. Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das 2.
Schrägsegmentepaar durch ein Rohr mit der Länge l zwischen
die Segmentepaare gebaut wird.
7. Gelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß über
beliebige Winkelformstücke der Arbeitsbereich verändert
wird.
8. Gelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein
drittes oder mehr solcher Schrägsegmente eingesetzt werden.
9. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver
zahnung an die Segmente gefräst werden.
10. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver
zahnung anmontiert wird.
11. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zuganker aus Seilpaaren oder Ketten besteht und die Vor
spannkraft - siehe Skizze Nr. 7. - entsprechend der Last
verändert werden kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4108262A DE4108262A1 (de) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Schraegsegmentegelenk- manipulator bzw. -handhabungsgeraet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4108262A DE4108262A1 (de) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Schraegsegmentegelenk- manipulator bzw. -handhabungsgeraet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4108262A1 true DE4108262A1 (de) | 1992-09-17 |
DE4108262C2 DE4108262C2 (de) | 1993-07-15 |
Family
ID=6427277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4108262A Granted DE4108262A1 (de) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Schraegsegmentegelenk- manipulator bzw. -handhabungsgeraet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4108262A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5761965A (en) * | 1993-07-02 | 1998-06-09 | Asea Brown Boveri Ab | Industrial robot with articulated hollow robot arms |
CN100430191C (zh) * | 2005-12-27 | 2008-11-05 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种强作业水下机器人用水下机械手腕部结构 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015116138B4 (de) | 2015-09-24 | 2017-06-08 | Hochschule Für Technik Und Wirtschaft Berlin | Drehgelenk sowie ein damit ausgestatteter, manuell betätigbarer Griff |
DE102022129199A1 (de) | 2022-11-04 | 2024-05-08 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Gelenkarm |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU766856A1 (ru) * | 1978-09-28 | 1980-09-30 | Проектно-Конструкторско-Технологическое Бюро По Вагонам | Исполнительный орган манипул тора |
EP0192174A1 (de) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | Noell GmbH | Manipulator |
ATE30693T1 (de) * | 1984-02-07 | 1987-11-15 | Maurice Gabillet | Aus modulen aufgebauter manipulatorarm. |
GB2207655A (en) * | 1986-11-26 | 1989-02-08 | Komatsu Mfg Co Ltd | Robot arm of industrial robot |
-
1991
- 1991-03-14 DE DE4108262A patent/DE4108262A1/de active Granted
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---|---|
DE4108262C2 (de) | 1993-07-15 |
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D2 | Grant after examination | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |