DE69916333T2 - Manipulator - Google Patents

Manipulator Download PDF

Info

Publication number
DE69916333T2
DE69916333T2 DE69916333T DE69916333T DE69916333T2 DE 69916333 T2 DE69916333 T2 DE 69916333T2 DE 69916333 T DE69916333 T DE 69916333T DE 69916333 T DE69916333 T DE 69916333T DE 69916333 T2 DE69916333 T2 DE 69916333T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
foot part
drive
gripper
manipulator according
rotary shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69916333T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69916333D1 (en
Inventor
Johannes Henricus STUYT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STUYT HENRICUS JOHANNES ADRIANUS
Original Assignee
STUYT HENRICUS JOHANNES ADRIANUS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STUYT HENRICUS JOHANNES ADRIANUS filed Critical STUYT HENRICUS JOHANNES ADRIANUS
Application granted granted Critical
Publication of DE69916333D1 publication Critical patent/DE69916333D1/de
Publication of DE69916333T2 publication Critical patent/DE69916333T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008Balancing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Manipulator, insbesondere auf einen Manipulator mit wenigstens mehreren Gliedern, von denen ein Glied gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 greiferartig ausgebildet ist. Ein derartiger Manipulator ist aus der EP-A-000 89 81 bekannt. In diesem Zusammenhang bedeutet „greifartige Ausbildung", dass das eine Glied derart ausgebildet ist, dass mit diesem Objekte gegriffen, verarbeitet oder auf andere Art und Weise gehandhabt werden können.
  • Bekannte Manipulatoren, wie beispielsweise industrielle Roboter, umfassen beispielsweise ein Fußteil, an dem an einem ersten Schwenkpunkt ein erstes Glied beweglich befestigt ist, ein zweites Glied, das an einem zweiten Schwenkpunkt mit dem ersten Glied verbunden ist, und ein drittes Glied, das in einem dritten Schwenkpunkt mit dem zweiten Glied verbunden ist. Jeder Schwenkpunkt umfasst wenigstens einen Motor, um eines der Glieder relativ zu den anderen Gliedern zu bewegen, die an dem entsprechenden Schwenkpunkt eine Drehwelle definieren, um das erste Glied um seine Längsachse relativ zu dem Fußteil zu bewegen, das normalerweise einen plattenförmigen Aufbau aufweist. Der zweite Schwenkpunkt kann eine Schwenkwelle umfassen, die sich rechtwinklig zur Längsrichtung sowohl des ersten als auch des zweiten Glieds erstreckt, um eine Schwenkbewegung des zweiten Glieds relativ zum ersten Glied zu ermöglichen, während der dritte Schwenkpunkt wiederum eine Drehwelle parallel zur Längsrichtung des zweiten Glieds definiert, um eine Schwenkbewegung des dritten Glieds relativ zum zweiten Glied zu ermöglichen. Ferner kann in dem dritten Schwenkpunkt eine zweite Schwenkwelle rechtwinklig zur Längsachse des zweiten Glieds vorgesehen sein, um eine Schwenkbewegung des dritten Glieds relativ zum zweiten Glied zu ermöglichen. Bei einem derartigen Manipulator ist jede Schwenk- oder Drehwelle mit einem Motor versehen. Ferner ist an dem dritten Glied ein weiterer Motor zum Öffnen und Schließen eines Greifers angeordnet. Wenn der Manipulator ausgefahren ist, fluchten das erste, das zweite und das dritte Glied miteinander. Der Nachteil eines derartigen Manipulators besteht darin, dass der aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Glied gebildete Arm insbesondere auf Grund der Motoren relativ schwer ist. Ferner ist die Bewegungsfreiheit eines derartigen Roboterarmes eingeschränkt. Der Greifer eines derartigen Manipulators kann nur einen begrenzten Betätigungsbereich um das Fußteil abdecken und kann beispielsweise das Fußteil selbst nicht erreichen, da die verschiedenen Glieder miteinander kollidieren und den Schwenkwinkel auf beträchtlich weniger als 360° beschränken würden. Es wurde vorgeschlagen, Motoren im Fußteil anzuordnen. Diese Motoren müssen jedoch ein hohes Gewicht aufweisen, um den Kräften entgegenzuwirken, die auf sie durch den Arm ausgeübt werden.
  • Bei einem in der EP-A-000 89 81 beschriebenen Manipulator sind Motoren im Fußteil angeordnet, die mit den entsprechenden Gliedern über Kabel verbunden sind, die sich durch die Glieder erstrecken. Sehr nahe am Fußteil ist mit dem ersten Glied ein Kompensationsarm verbunden, der ein Kabel, das sowohl mit den Kompensationsarm als auch mit dem Fußteil verbunden ist, und ein Federelement aufweist. Diese Kompensationsmittel kompensieren nur das erste Glied, und zwar unabhängig von der Position der weiteren Glieder.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Manipulator den im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Merkmalen zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile unter Aufrechterhaltung der Vorteile vermieden werden. Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung einen Manipulator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Die Verwendung von Kompensationsmitteln, mit deren Hilfe das durch den Arm, insbesondere durch den Unterarm und den Oberarm, auf das Fußteil ausgeübte Moment reduziert oder zumindest kompensiert wird, weist den Vorteil auf, dass der Arm des Manipulators mittels relativ leichter Antriebsmittel in fast jede Position verfahren und in dieser gehalten werden kann, selbst wenn der Greifer beladen ist. Vorzugsweise weisen die Kompensationsmittel einen derartigen Aufbau auf, dass der Arm, insbesondere der Unterarm und der Oberarm, in fast jeder Position mit Hilfe der Kompensationsmittel in etwa ausbalanciert ist. Der auf diese Weise erzielte Vorteil besteht darin, dass verhältnismäßig leichte Antriebsmittel verwendet werden können, weshalb trotz einer relativ leichten Konstruktion des Manipulators die Positionierung schnell und ordnungsgemäß erfolgen kann und zudem eine relativ hohe Belastung des Armes möglich ist.
  • Bei einer Weiterbildung ist der Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung ferner durch die Merkmale des Anspruchs 3, vorzugsweise der Ansprüche 3 und 4, gekennzeichnet.
  • Der Vorteil, der durch die Verwendung von Exzentern, die mit den Drehwellen der Glieder, insbesondere des Oberarms und des Unterarms, verbunden sind, zusammen mit der Anordnung von Federmitteln, die mit den entsprechenden Exzentern verbunden sind, entsteht, besteht darin, dass ein relativ kompakter Aufbau möglich ist, wobei die Federmittel einen einfachen und relativ leichten Aufbau aufweisen und dennoch innerhalb der Kompensationsmittel eine zur Kompensation ausreichende Kraft erzeugen können. Werden als Federmittel in dem Fußteil angeordnete Zugfedern verwendet, so hat dies den Vorteil, dass die Federmittel in einer sicheren und optisch ansprechenden Art und Weise verborgen angeordnet sind, ohne die Bewegungsfreiheit des Manipulators einzuschränken. Natürlich können wahlweise auch andere Federmittel verwendet werden, wie beispielsweise Druckfedern oder Torsionsfedern oder Kombinationen derartiger Federmittel. Durch die Verwendung von bandförmigen Elementen, die an einer Seite mit einem ortsfesten Punkt und an der anderen Seite mit einer entsprechenden Feder verbunden sind, wobei sich das bandförmige Mittel über die entsprechenden Exzenter erstreckt, wird der Vorteil eines relativ einfachen Aufbaus erzielt, der im Betriebszustand robust und verlässlich ist. Eine Drehung der entsprechenden Wellen führt zu einer Drehung der Exzenter, wodurch die bandförmigen Elemente unter Änderung der Länge der Federn bewegt werden. Die Zugkräfte in den Bandelementen und die Reibung zwischen den Bandelementen und den Exzentern führt dazu, dass die entsprechenden Position des Unterarms und des Oberarms beibehalten wird.
  • Bei einer weiteren Weiterbildung ist ein Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 5 gekennzeichnet.
  • Ein weiterer Nachteil des Manipulators nach dem Oberbegriff besteht darin, dass der Arm, insbesondere die Motoren, relativ störanfällig und nur beschränkt wartungsfreundlich sind, insbesondere auf Grund der Tatsache, dass sich die elektrische Verkabelung für die Motoren durch den Arm erstreckt. Dies schränkt ferner die Bewegungsfreiheit des Manipulators ein. Ein weiterer Nachteil eines derartigen Manipulators besteht darin, dass dieser nur eingeschränkt in einer Umgebung verwendet werden kann, die beispielsweise einer starken Strahlung ausgesetzt ist, da eine derartige Strahlung den Betrieb der Motoren und die Verkabelung nachteilig beeinflusst. Werden die Motoren und die Verkabelung gegen eine derartige Strahlung abgeschirmt, so ist es nachteilig, dass die Abschirmung zu einer Erhöhung des Gewichtes und des Volumens des Armes führt, was wiederum die Verwendung eines solchen Manipulators weiter einschränkt.
  • Da bei einem Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung die Antriebsmittel, insbesondere die Motoren, zumindest zum Großteil in dem Fußteil angeordnet sind, kann der Arm einen relativ leichten und schnellen Aufbau aufweisen, während die Motoren und die entsprechenden Verkabelungen, die in dem Fußteil angeordnet sind, relativ einfach abgeschirmt werden können. Entsprechend kann ein Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung in einfacher Weise robust ausgeführt und in den verschiedensten Umgebungen verwendet werden. Ferner kann auf einfache Art und Weise eine große Bewegungsfreiheit eines Greifers eines erfindungsgemäßen Manipulators erzielt werden. Der Aufbau des Arms eines Manipulators gemäß der vorliegenden Erfindung kann relativ einfach in Leichtbauweise erfolgen, so dass unter Verwendung relativ leichter Motoren eine relativ große Leistung und/oder hohe Bewegungsgeschwindigkeiten und eine hohe Präzision realisiert werden, die zur Positionierungsgenauigkeit des Greifers beitragen. Ein Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede gewünschte Anzahl von Freiheitsgraden aufweisen, wobei der Greifer in wunschgemäß ausgebildet sein kann.
  • Vorzugsweise umfasst jedes Antriebsmittel eines Manipulators gemäß der vorliegenden Erfindung einen Motor, der mit einem zum Motor ausgerichteten Reduzierungsgehäuse verbunden ist, wobei das Reduzierungsgehäuse mit einer Antriebsscheibe zum Antreiben einer Welle verbunden ist, die wiederum ein Glied des Armes antreibt. Somit können die Motoren und Reduzierungsgehäuse verhältnismäßig preiswert und in kompakter Bauweise hergestellt werden, so dass ein relativ geringer Bauraum zum Anordnen der Antriebsmittel im Fußraum erforderlich ist. Die Reduzierungsgehäuse sind vorzugsweise miteinander identisch, während sich die Antriebsscheiben lediglich hinsichtlich ihrer Position relativ zu den Motoren voneinander unterscheiden, weshalb die Motoren und die Reduzierungsgehäuse sogar einen noch preiswerteren und einfacheren Aufbau aufweisen können.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung ferner durch die Merkmale des Anspruchs 9 gekennzeichnet.
  • Der Vorteil, der durch die Verwendung von ineinander angeordneten ersten und zweiten Antriebswellen erzielt wird, besteht, darin, dass eine relativ große Anzahl von Antriebswellen innerhalb eines relativ geringen Bauraums angeordnet werden können, während eine voneinander unabhängige Drehung der einzelnen Wellen relativ einfach möglich ist. Auf diese Weise werden kompakte Wellenanordnungen erzielt. Durch Verbinden der ersten und zweiten Antriebsscheiben der verbundenen ersten und zweiten Antriebswellen untereinander, beispielsweise unter Verwendung von Zahnrädern und weiteren Wellen oder Zahngurten, kann mit Hilfe der Antriebsmittel, die in dem Fußteil zum Bewegen des Greifers im Bezug auf einen der sechs Freiheitsgrade und/oder zum Öffnen und Schließen des Greifers angeordnet sind, eine Drehbewegung auf jede Welle übertragen werden.
  • Bei noch einer weiteren Weiterbildung ist ein Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung ferner durch die Merkmale des Anspruchs 11 gekennzeichnet.
  • Das Gelenk ist dahingehend vorteilhaft, dass die Bewegungsfreiheit des Greifers noch weiter erhöht wird. Die Verwendung eines Federelementes, das sich in Längsrichtung des angrenzenden Gliedes erstreckt, insbesondere in Richtung des Unterarms, um den Greifer zu betätigen, insbesondere wenn ein Greifer mit mehreren relativ zueinander beweglichen Fingern verwendet wird, ist dahingehend vorteilhaft, dass der Greifer relativ einfach aus der vorgespannten, offenen Position in eine geschlossene Position und umgekehrt überführt werden kann, wobei das Federelement den Vorteil bietet, dass unangemessen hohe Schließkräfte verhindert werden können. Zusammengefasst kompensiert das Federelement mittels elastischer Deformation unangemessen hohe Schließkräfte, die gegebenenfalls vorhanden sein können.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 12 gekennzeichnet.
  • Die Tatsache, dass das Fußteil eine Fußplatte umfasst, die nahe des unteren Endes des Fußteiles mittels eines Lagers drehbar befestigt ist, ist dahingehend vorteilhaft, dass das Fußteil und somit der Arm um die Längsachse des Fußteils drehbar ist, wodurch die Bewegungsfreiheit des Greifers noch weiter erhöht werden kann. Durch die Verwendung von Gleitkontakten zum Übertragen einer elektrischen Spannung zwischen den Antriebsmitteln und einer Spannungsquelle, die außerhalb des Fußteiles angeordnet ist, wie beispielsweise eine Steuereinheit, wird ferner der Vorteil erzielt, dass eine Drehung über einen besonders großen Winkel, ggf. sogar mehr als N × 360°, möglich ist. Somit wirkt das Fußteil als ein zusätzliches Element.
  • Dadurch, dass das Fußteil des Manipulators oder zumindest ein Gehäuse des Fußteils im Wesentlichen als ein extrudierter rohrförmiger Abschnitt ausgebildet ist, in dem Aussparungen für die Antriebsmittel vorgesehen sind, ist eine besonders einfache und preiswerte Herstellung eines derartigen Fußteils möglich, während der Aufbau des Fußteils weiterhin stabil ist. Vorzugsweise weist der entsprechende Extrusionsabschnitt Räume auf, in denen beispielsweise Federmittel für Kompensationsmittel und eine elektronische Steuerungs- und Regulierungsmittel angeordnet werden können, die auf diese Weise hinsichtlich der Umgebung geschützt sind.
  • Die Unteransprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines Manipulators gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine beispielhafte Ausführungsform eines Manipulators beschrieben, wobei
  • 1 schematisch einen Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, der mit einer Steuereinheit verbunden ist;
  • 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Fußteils mit einer Anordnung von ersten Antriebswellen für die Schulterachse eines Manipulators gemäß 1 ist;
  • 2A eine Seitenansicht von Kompensationsmitteln gemäß 2 ist;
  • 3A3C ein Fußteil entsprechend in teilweise geschnittener Vorderansicht, Seitenansicht und Rückansicht zeigen;
  • 4A4B zwei Horizontalquerschnittansichten eines Fußteils gemäß 3 sind;
  • 5 eine Draufsicht eines Fußteils gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 eine Querschnittansicht einer Wellenanordnung für eine Schulterachse zeigt;
  • 6A eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Gehäuses für einen Oberarm ist;
  • 7A eine seitliche Schnittansicht eines Unterarms, eines Gelenks, einer Greiferachse und einer Wellenanordnung für die Ellenbogenachse eines Manipulators gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 7B eine in Bezug auf 7A rechtwinklige Ansicht eines Gelenkes ist;
  • 7C eine genauere Ansicht der 7B ist, die den unteren Armabschnitt zeigt;
  • 8 eine vergrößerte Querschnittansicht eines ersten Glieds einer Gelenkverbindung ist;
  • 9 eine vergrößerte Querschnittansicht eines zweiten Glieds einer Gelenkverbindung ist; und
  • 10 eine seitliche Querschnittansicht einer Fußplatte für einen Fußteil eines Manipulators gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
  • Nachfolgend sind identische oder einander entsprechende Bauteile mit identischen oder einander entsprechenden Bezugsziffern bezeichnet.
  • Ein Manipulator 1 umfasst ein Fußsteil 2, ein erstes Glied 4, ein zweites Glied 6, ein drittes Glied 8 und ein Greifteil 10. Das Greifteil 10 umfasst beispielsweise zwei oder drei Finger 12a, 12b, die relativ zueinander bewegt werden können, wobei das Greifteil 10, wenn es gewünscht ist, auch andersartig aufgebaut sein kann, beispielsweise mit Schnappmitteln, die speziell an ein aufzunehmendes oder andersartig zu handhabendes Objekt angepasst sind, mit magnetischen Mitteln, mit mehr oder weniger Fingern und dgl.. Nachfolgend wird das erste Glied 4 als Oberarm, das zweite Glied 6 als Unterarm und das dritte Glied 8 als Gelenk bezeichnet. Das Fußteil 2 weist einen im Wesentlichen rohrförmigen Aufbau auf, wie es nachfolgend noch näher beschrieben ist, und ist über eine Fußplatte, die in 10 genauer dargestellt ist, derart mit einer Grundplatte 14 verbunden, dass es um seine Längsachse L1 schwenkbar ist, wobei die Grundplatte 14 direkt mit dem Untergrund verbunden sein kann, beispielsweise über eine parallele Armkonstruktion 16 mit einem Konstruktionsteil 18, wie es in 1 gezeigt ist, so dass der Manipulator 1 in vertikaler Richtung V bewegbar ist. Natürlich können auch andere Aufhängungskonstruktionen verwendet werden, die translatorische und/oder rotatorische Bewegungen des gesamten Manipulators 1 in den gewünschten Richtungen ermöglichen.
  • Nahe dem oberen Ende 20 umfasst das Fußteil 2 eine Schulter 22, die den Oberarm 4 mit dem Fußteil 2 derart verbindet, dass der Oberarm um eine Schulterachse S um N × 360° schwenkbar ist, wobei N vorzugsweise > 1 ist. Bei einem Gelenk, das als Ellenbogen 24 bezeichnet ist, ist der Oberarm 4 derart mit dem Unterarm 6 verbunden, dass die Bauteile relativ zueinander um eine Ellenbogenachse E in einem Winkel von N × 360° schwenkbar sind, wobei N vorzugsweise > 1 ist. Die Ellenbogenachse E und die Schulterachse S sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Das Gelenk 8 ist derart mit dem Unterarm 6 verbunden, dass die beiden Bauteile relativ zueinander um eine Gelenkachse P schwenkbar sind, wobei sich die Gelenkachse P vorzugsweise in der Längsrichtung des Unterarms 6 und des Gelenks 8 erstreckt, die miteinander fluchten und mit der Ellenbogenachse E einen Winkel von 90° bilden. Das Gelenk 8 ist wiederum in einem Winkel von N × 360° um die Gelenkachse P schwenkbar, wobei N wiederum vorzugsweise > 1 ist. Über eine erste Greiferachse G1 und eine zweite Greiferachse G2 ist das Greifteil 10 mit dem Gelenk 8 verbunden, wobei sich die erste Greiferachse G1 rechtwinklig zur Gelenkachse P und die zweite Greiferachse G2 rechtwinklig zur ersten Greiferachse G1 erstreckt, und zwar derart, dass die Greiferachse G1 die Normale derjenigen Ebene bildet, die durch die Gelenkachse P und die Greiferachse G2 definiert ist, wenn die beiden Achsen nicht miteinander fluchten. Die erste Greiferachse G1 ermöglicht eine Schwenkbewegung um eine Winkel, beispielsweise etwa 330°, in derjenigen Ebene, die durch die Gelenkachse und die Greiferachse G2 definiert ist, während die zweite Greiferachse G2 eine Drehung des Greifteils 10 um einen Winkel von wiederum N × 360° ermöglicht, wobei N vorzugsweise > 1 ist. Somit weist das Greifteil 10 einen besonders großen Betätigungsbereich auf. Der Abstand zwischen der Ellenbogenachse E und der ersten Greiferachse G1, die parallel zu einander angeordnet werden können, ist vorzugsweise geringer als der Abstand zwischen der Ellenbogenachse E und der Schulterachse 22, so dass das Greifteil 10, das Gelenk 8 und der Unterarm 6 zwischen dem Ellenbogen 24 und der Schulter 22 bewegbar sind. Ferner ist das Schulterteil 22 vorzugsweise derart dimensioniert, dass diese Bewegung auch ausgeführt werden kann, wenn der Unterarm 4 nahe des Fußteils 2 angeordnet ist. Auf diese Weise kann zudem eine besonders kompakte Lagerungsposition realisiert werden, in der das Fußteil 2, der Unteram 6 zusammen mit dem Gelenk 8 und dem Greifteil 10 und der Unteram 4 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
  • Das Fußteil, wie genauer in den 25 gezeigt ist, umfasst einen rohrförmigen Querschnitt 26, der bevorzugt aus beispielsweise Aluminium extrudiert ist, mit beispielsweise einem in den 4A und 4B dargestellten Profil mit schraffierten und nichtschraffierten Bereichen. Der in 1 dargestellte Querschnitt ist gegenüber dem in 4B gezeigten Querschnitt um einen Winkel von 90° gedreht. In seiner ursprünglichen, extrudierten Form ist der rohrförmige Querschnitt 26 im Wesentlichen relativ zu den beiden Ebenen A1, A2, die sich im rechten Winkel zueinander strecken, symmetrisch und umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Längswand 28, zwei sich parallel zueinander erstreckende Zwischentrennwände 30 und eine mittlere Trennwand 32, welche die Zwischentrennwände 30, mittig verbindet. Wie insbesondere in den 3A3C gezeigt ist, sind in der Zwischentrennwand 32 mittels Bohren und/oder Fräsen sieben Profile 34A34G vorgesehen, wozu geeignete Öffnungen 36A, 36B in der Längswand des rohrförmigen Querschnitts 26 angeordnet sind. Die Profile 34AG sind identisch und umfassen eine mittige Bohrung 38 und Befestigungslöcher 40, die um diese herum angeordnet sind. Bei den oberen vier Profilen 34AD ist auf der linken Seite eine geringfügig gestufte Fläche 42 vorgesehen, wohingegen diese Fläche 42 bei den unteren drei Profilen 34EG auf der rechen Seite vorgesehen ist.
  • Wie in 5 gezeigt ist, kann von derjenigen Seite, die von der gestuften Fläche 42 wegweist, ein Motor 44 an dem Profil 34 befestigt werden, der in den Löchern 44 gehalten ist, wobei sich die Motorwelle 46 durch die entsprechende mittlere Öffnung 38 erstreckt. Auf der Motorwelle ist eine Buchse 48 angeordnet, die ein Zahnriemenrad 50 hält, das vorzugsweise einteilig mit dieser ausgebildet ist. Mit Hilfe einer Endplatte und einem geeigneten Lager 54 ist die Buchse relativ zum rohrförmigen Querschnitt 26 derart gelagert und gehalten, dass das Zahnriemenrad 50 mit Hilfe des Motors 44 unter Zwischenschaltung einer Reduktionseinrichtung 56 gedreht werden kann, wodurch mit Hilfe des Motors 44 immer eine geeignete Drehung des Zahnriemenrads 50 auf besonders genaue Weise durch das Zwischenschalten der Reduktionseinrichtung 56 bewirkt werden kann. Die Reduktionseinrichtung 56 und der Motor 44 fluchten miteinander, wobei die Reduktionseinrichtung 56 innerhalb der Buchse 48 angeordnet ist. Somit ist in jedem Profil 34AG ein Motor 44AG zusammen mit einer Reduktionseinrichtung 56 und einer Buchse 48 angeordnet, was systematisch in 3C dargestellt ist. Aus 3C geht hervor, dass für jeden Motor 44A– nur die Buchse 48, zumindest jedoch die Position des auf dieser angeordneten Zahnriemenrads 50, verändert wird, so dass diese Zahnriemenräder 50 in der Seitenansicht aus Gründen nebeneinander angeordnet sind, die nachfolgend genauer beschrieben werden. Entsprechend sind die Motoren 44, die Reduktionsgehäuse 56 und die Buchsen 48 relativ einfach aufgebaut und preiswert herzustellen. Wie in 5 gezeigt ist, ist zwischen einer der Zwischentrennwände 30 und dem angrenzenden Teil des rohrförmigen Abschnitts 26 ein Raum 58 vorgesehen, in den eine bedruckte Schaltplatte 60 mit elektronischen Komponenten beispielsweise von oben eingesetzt ist, während nahe des unteren Endes ein Steckerteil vorgesehen ist (nicht gezeigt), das mit einem negativen Steckerteil an der Fußplatte 312 (nicht gezeigt) verbunden werden kann. Auf diese Weise kann die gedruckte Schaltplatte 60 relativ einfach ausgetauscht oder zumindest entfernt werden, um diese zu warten oder zu reparieren oder um andere Einstellungen vorzunehmen zu können.
  • Nahe dem oberen Ende 20 des rohrförmigen Abschnitts 26 ist eine halbkreisförmige Aussparung 62 mit einem geeigneten Profil vorgesehen, in dem eine Anordnung von ersten Antriebswellen 64 für die Schulterachse S gehalten werden kann, wobei die Anordnung von Wellen 64 genauer in 6 dargestellt ist. Die Schulterachse S erstreckt sich rechtwinklig zur Längsachse L des Fußteiles 2.
  • Die Anordnung der ersten Antriebswellen 64 umfasst sechse Hohlwellen, die konzentrisch ineinander angeordnet und relativ zueinander gelagert sind, was nachfolgend näher beschrieben ist. Die Wellen sind relativ dünnwandig, so dass eine kompakte Anordnung der ersten Antriebswellen 64 erzielt wird.
  • Die erste Drehwelle 66, die außen angeordnet ist, ist relativ kurz und nahe ihres ersten Endes 68 fest mit einer Schulterplatte 70 verbunden, die wiederum fest mit einem Oberarmabschnitt 72 verbunden werden kann. Die Schulterplatte 70 kann mit Hilfe von nicht dargestellten Bolzenverbindungen und Durchgangslöchern 72 in Gewindelöchern 74 befestigt werden, die in einem Schulterteil 76 vorgesehenen sind. Somit geht eine Drehung der ersten Drehwelle 66 mit einer Drehung des Oberarms 4 um die Schulterachse S einher. Neben dem zweiten Ende 78 der Anordnung der ersten Drehwellen 64, das innerhalb oder zumindest oberhalb des Fußteils 2 angeordnet ist, ist die erste Drehwelle 66 fest mit einem ersten Zahnriemenrad 80 und einem ersten Exzenter verbunden, was nachfolgend näher beschrieben ist. Über das erste Zahnriemenrad 80 ist ein Zahnriemen gelegt, der ferner auf dem Zahnriemenrad 50 der Buchse 48E angeordnet ist. Der Klarheit halber sind die Zahnriemen nicht dargestellt. Die zweite Drehwelle 84 umfasst ein zweites Antriebszahnriemenrad 86, das nahe ihres zweiten Endes 78 angeordnet ist, und ein zweites angetriebenes Zahnriemenrad 88, das nahe ihres ersten Endes angeordnet ist. Das zweite Antriebszahnriemenrad 86 ist mit dem Zahnriemenrad 50 der Buchse 48E über einen Zahnriemen verbunden. Ferner ist auf der zweiten Drehwelle 84 ein zweiter Exzenter 87 neben dem zweiten Antriebszahnriemenrad 86 befestigt. Die dritte Drehwelle 90 umfasst ein drittes Antriebszahnriemenrad 92, das nahe ihres zweiten Endes angeordnet ist, und ein drittes angetriebenes Zahnriemenrad 94, das nahe ihres ersten Endes angeordnet ist. Die vierte Drehwelle 96 umfasst ein viertes Antriebszahnriemenrad 98, das nahe ihres zweiten Endes angeordnet ist und ein viertes angetriebenes Zahnriemenrad 100, das nahe ihres ersten Endes 68 angeordnet ist. Die fünfte Welle 102 umfasst ein fünftes Antriebszahnriemenrad, das nahe ihres ersten Endes angeordnet ist, und ein fünftes angetriebenes Zahnriemenrad 106, das nahe ihres zweiten Endes angeordnet ist. Die sechste Drehwelle 108 umfasst ein sechstes Antriebszahnriemenrad 110, das nahe ihres zweiten Endes 78 angeordnet ist, und ein sechstes angetriebenes Zahnriemenrad 112, das nahe ihres ersten Endes 68 angeordnet ist. Das dritte 92, vierte 98, fünfte 104 und sechste Antriebszahnriemenrad 110 ist jeweils über geeignete Zahnriemen mit dem entsprechenden, auf den Buchsen 48D, 48C, 48B und 48A angeordneten Zahnriemenrad verbunden. Der Klarheit halber sind auch diese Zahnriemen nicht dargestellt. Bevor die Zahnriemenräder 50 auf den verschiedenen Buchsen 48 relativ zueinander verschoben werden, können die unterschiedlichen Zahnriemen (nicht gezeigt) nebeneinander angeordnet werden.
  • 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Fußteils 2, das die Anordnung der ersten Antriebswellen 64 und die Kompensationsmittel 114 aufweist, die in einer separaten Seitenansicht in 2A dargestellt sind. Der Klarheit halber sind in 2A nur die Exzenter dargestellt, d. h. ohne die in diesen angeordneten Drehwellen. Wie in 2A deutlich gezeigt ist, weisen die Exzenter 82, 87 einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt auf, wobei die Schulterachse S als Drehpunkt der Exzenter exzentrisch relativ zur Mitte der entsprechenden Exzenter 82, 87 angeordnet ist. Über den ersten Exzenter 82 ist ein erstes bandförmiges Element 116 gelegt, das nahe seines ersten Endes 118 an einem ortsfesten Befestigungspunkt 120 des rohrförmigen Abschnitts 26 befestigt ist. Das gegenüberliegende zweite Ende 122 des ersten bandförmigen Elementes 116 ist an einem ersten Ende 124 eines Schwenkarms 126, der nahe des Bodenendes des Fußteils 2 angeordnet ist, befestigt, wobei der Schwenkarm 126 in einem Drehpunkt 128 gehalten ist, um diesen relativ zum Fußteil 2 zu schwenken. Nahe dem relativ zur Schwenkachse 128 gegenüberliegenden zweiten Ende 130 des Schwenkarms 126 ist ein erstes Ende 132 einer ersten Zugfeder 134 befestigt. Das gegenüberliegende zweite Ende der entsprechenden ersten Zugfeder 134 ist an einem ortsfesten Zapfen 138 gehalten, der fest mit dem Fußteil 2 verbunden ist. Eine Drehung der ersten Drehwelle 66 geht mit einer Drehung des ersten Exzenters 82 einher, was dazu führt, dass sich die Länge und/oder die Position desjenigen Bereiches des ersten bandförmigen Elementes 116 ändert, der an dem Exzenter anliegt. Als Reaktion bewegt sich das zweite Ende 122 des bandförmigen Elementes in vertikaler Richtung, woraufhin der Schwenkarm 126 geschwenkt wird. Wenn das erste Ende 124 des Schwenkarms 126 mit Hilfe des bandförmigen Elementes 116 aufwärts bewegt wird, so wird das gegenüberliegende zweite Ende 130 abwärts bewegt, so dass die erste Zugfeder 134 axial gedehnt wird. Dies führt zu einer Erhöhung der Spannung in dem bandförmigen Element, so dass die Reibkraft zwischen dem bandförmigen Element 116 und dem ersten Exzenter 82 ebenfalls erhöht wird. Der erste Exzenter 82 ist derart positioniert und dimensioniert, dass die Reibkraft maximal ist, d. h., dass der vertikale Abstand zwischen der Schulterachse S und dem angrenzenden ersten bandförmigen Element 116 maximal oder zumindest relativ groß ist, wenn sich der Oberarm 4 nahezu horizontal erstreckt, und somit ein maximales Moment relativ zur Schulterachse S ausübt. Bei einer Bewegung des Oberarms 4 aus einer derartigen horizontalen Position in eine vertikale Position wird der Exzenter 82 derart bewegt, dass der vertikale Abstand zwischen der Schulterachse S und dem ersten bandförmigen Element 116, das auf dem ersten Exzenter 82 gehalten ist, abnimmt, so dass der Schwenkarm 126 aufgrund der ersten Zugfeder 134 im Uhrzeigersinn dreht, was in 2 gezeigt ist, während das zweite Ende 122 des bandförmigen Elementes 116 mitbewegt wird. Dies führt zu einer Abnahme der Reibkraft zwischen dem ersten bandförmigen Element 116 und dem ersten Exzenter 82, vorzugsweise in etwa proportional zur Abnahme des Moments, das durch den Unterarm relativ zur Schulterachse S ausgeübt wird. Auf diese Weise wird die Position zumindest des Oberarmes 4 bzw. werden zumindest die durch diesen ausgeübten Kräfte kontinuierlich auf einfache Art und Weise kompensiert. Der somit erzielte Vorteil besteht darin, dass zum Antreiben zumindest des Oberarmes ein relativ leichter Motor 44 und ein leichter Aufbau verwendet werden können.
  • Ähnlich umfasst ein zweites bandförmiges Element 140 ein erstes Ende 118, das an dem Befestigungspunkt 120 gehalten und über den zweiten Exzenter 87 gelegt ist, wobei das gegenüberliegende zweite Ende 142 des zweiten bandförmigen Elementes direkt mit einem ersten Ende 144 einer zweiten Zugfeder 146 verbunden ist. Das gegenüberliegende zweite Ende 148 an der zweiten Zugfeder 146 ist mit einem ortsfesten Zapfen 150 verbunden, der fest mit dem Fußteil 2 verbunden ist. Die Betätigung des zweiten Exzenters 87 und der mit diesem verbundenen Feder 146 ist mit der zuvor beschriebenen Betätigung des ersten Exzenters 82 und der ersten Zugfeder 134 vergleichbar. Wie nachfolgend näher beschrieben ist, wird mit Hilfe der zweiten Drehwelle 84 die Bewegung des Unterarms 5 relativ zum Oberarm 4 gesteuert, d. h., dass der zweite Exzenter 87, der mit der zweiten Drehwelle 84 verbunden ist, die Position des Unterarms 6 des Gelenkes 8 und zumindest teilweise die Position des Greifers 14 kompensiert. Bei einer vertikalen Position des Unterarms 6 wird wiederum die Federlänge der zweiten Zugfeder 146 minimal bzw. zumindest relativ gering sein, und bei einer horizontalen Position des Unterarms 6 wird sie größer sein, insbesondere maximal, so dass proportionale Änderungen der Reibkraft zwischen dem zweiten bandförmigen Element 140 und dem zweiten Exzenter 87 bewirkt werden können, vorzugsweise proportional zur Änderung der Momente, die durch den Unterarm 6 und durch diejenigen Bauteile ausgeübt werden, die mit diesem relativ zur Ellenbogenachse E verbunden sind. Die Kompensationsmittel 114, insbesondere die Federn 134 und 146 und der Schwenkarm 126, sowie die bandförmigen Elemente 116, 140 sind im Wesentlichen innerhalb des Fußteils 2 angeordnet, und zwar in einem zweiten Raum 152, der zwischen einer Zwischentrennwand 130 und dem benachbarten Bereich der Längswand 28 des Fußteils 26 ausgebildet ist, wobei der Raum in Bezug auf den Raum 58, der die gedruckte Schaltplatte 60 aufnimmt, auf der anderen Seite des Fußteils angeordnet ist. Auf diese Weise sind die Kompensationsmittel in einfacher Art und Weise von der Umgebung abgeschirmt. Um eine vertikale Position zumindest der Federn 146, 134 zu bewirken, sind zwei Führungsräder 154A, 154B an einer Welle 156, die unmittelbar unterhalb der Exzenter 82, 87 angeordnet ist, befestigt, über die die bandförmigen Elemente 116, 140 geführt sind. Die Führungsräder 154A, 154B sind frei bewegbar. Es sollte klar sein, dass die Federn 134, 146 auch auf andere Art und Weise mit den bandförmigen Elementen 116, 140 verbunden werden können, und dass ferner andere Federmittel verwendet werden können, beispielsweise Druckfedern, Torsionsfedern und dergleichen, abhängig von den gewählten Mechanismen. Die hier gewählte Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass sie einfach in dem Raum 152 angeordnet werden kann.
  • Wie in 6A gezeigt ist, umfasst der Oberarmabschnitt 72 ein Schulterteil 76 das leicht knieförmig ausgebildet ist. Das erste Ende 158 des Schulterteils 76 kann in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise mit der Schulterplatte 70 verbunden werden, während das zweite Ende 160, das sich rechtwinklig zum ersten Ende 158 erstreckt, mit einer Buchse 162 verbunden ist, deren gegenüberliegende Seite mit einem ersten Ende 164 eines knieförmigen ersten Ellebogenteils 166 verbunden ist. Das zweite Ende des Ellebogenteils 166, das sich parallel zum ersten Ende 158 des Schulterteils 76 erstreckt, ist offen, so dass eine Anordnung von zweiten Antriebswellen 170 teilweise in dieses eingesetzt werden kann, wie es in 7A dargestellt ist. In 7A ist die Buchse 162 nicht dargestellt.
  • Das Ellebogenteil 166 mit der Anordnung von zweiten Antriebswellen 170 ist genauer in 7C gezeigt, das ebenfalls den Unterarmabschnitt mit einem Bereich einer Anordnung von dritten Wellen 172 zeigt.
  • Die Anordnung von zweiten Wellen 170 umfasst eine siebte Drehwelle 174, die nahe ihres ersten Endes ein siebtes Antriebszahnriemenrad 176 aufweist und nahe ihres gegenüberliegenden Endes über eine Endplatte 178 mit dem Unterarmschnitt 180 fest verbunden ist. Somit geht eine Drehung der siebten Drehwelle 174 mit einer Drehung des Unterarms 6 relativ zum Oberarm 4 um die Ellenbogenachse E einher. Die Wellen der Anordnung von zweiten Antriebswellen 170 sind ebenfalls hohl und dünnwandig ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet. Eine achte Drehwelle 182 umfasst nahe ihres ersten Endes ein achtes Antriebszahnriemenrad 184 und nahe ihres gegenüberliegenden Endes ein kegelstumpfförmiges achtes angetriebenes Zahnrad 186. Die neunte Drehwelle 188 umfasst nahe ihres ersten Endes ein neuntes Antriebszahnriemenrad 190 und an ihrem gegenüberliegenden Ende ein kegelstumpfförmiges neuntes angetriebenes Zahnriemenrad 192, und die zehnte Drehwelle 194 weist nahe ihres ersten Endes ein zehntes Antriebszahnriemenrad 196 und nahe ihres zweiten Endes ein kegelstumpfförmiges zehntes angetriebenes Zahnrad 198 auf. Die innere elfte Drehwelle 200 umfasst nahe ihres ersten Endes ein elftes Antriebszahnriemenrad 202 und nahe ihres gegenüberliegenden zweiten Endes ein kegelstumpfförmiges angetriebenes elftes Zahnrad 204. Die kegelstumpfförmigen Zahnräder 186, 192, 189 und 204 sind im Wesentlichen ineinander angeordnet, wobei zwischen Ihnen geeignete Lager 206 vorgesehen sind, beispielsweise Kugellager, da diese Zahnräder einen kegelstumpfförmigen Körper bilden.
  • Im zusammengebauten Zustand liegen jeweils das zweite angetriebene Zahnriemenrad 88 und das siebte Antriebszahnriemenrad 176, das dritte angetriebene Zahnriemenrad 84 und das achte Antriebszahnriemenrad 184, das vierte angetriebene Zahnriemenrad 100 und das neunte Antriebszahnriemenrad 190, das fünfte angetriebene Zahnriemenrad 106 und das zehnte Antriebszahnriemenrad 196 sowie das sechste angetriebene Zahnriemenrad 112 und das elfte Antriebszahnriemenrad 202 in einer Ebene.
  • Geeignete Zahnriemen, die in den Fign. nicht gezeigt sind, verbinden die entsprechenden angetriebenen und antreibenden Zahnriemenräder, so dass Drehbewegungen übertragen werden können. Folglich führt eine Drehung des zweiten angetriebenen Zahnriemenrads 88 zu einer Drehung des siebten Antriebszahnriemenrads 7, wodurch die Endplatte 78 und somit der Unterarm 6 gedreht wird. Dem Fachmann sollte klar sein, dass auf ähnliche Art und Weise die Drehwellen 182, 188, 194 und 200 der Anordnung von zweiten Antriebswellen 170 gedreht werden können.
  • Die Buchse 162 umfasst Zugstangen 206, durch die der Abstand zwischen dem Schulterteil 76 und dem ersten Ellebogenteil 66 eingestellt werden kann, um die Zahnriemen zu spannen. Wenn nicht anders angegeben, sind Lager, wie beispielsweise die beschriebenen Lager 204, in der Zeichnung durch Rechtecke mit einem darin angeordneten Kreuz dargestellt. Die Zahnriemenräder umfassen zwischen diesen angeordnete Flansche, um eine Berührung zwischen den Zahnriemen oder ein Abrutschen der Zahnriemen von den entsprechenden Zahnriemenrädern zu verhindern.
  • Der Unterarm 6, der als ein rohrförmiger Abschnitt 180 ausgebildet ist, umfasst eine Anordnung von dritten Wellen 172, die mit der Anordnung von zweiten Wellen 170 derart einen Winkel bilden, dass sich die Ellenbogenachse E rechtwinklig zur Gelenkachse P erstreckt. Die Anordnung von dritten Wellen 172 umfasst drei konzentrisch ineinander angeordnete Hohlwellen und einen Federmechanismus. Eine zwölfte Drehwelle 208 weist nahe ihres ersten Endes, das an der Ellebogenachse E angeordnet ist, ein zwölftes kegelstumpfförmiges Antriebszahnrad 210 auf und ist an ihrem gegenüberliegenden zweiten Ende fest mit einem Endstück 212 des Gelenks 8 verbunden. Somit führt eine Drehung der zwölften Drehwelle 208 zu einer Drehung des Gelenks 8 relativ zum Unterarmabschnitt 180 um die Gelenkachse P. Eine dreizehnte Drehwelle 214 umfasst an ihrem ersten Ende ein dreizehntes kegelstumpfförmiges Antriebszahnrad 216 und an ihrem zweiten Ende ein erstes Antriebskegelrad 218, wobei das erste Antriebskegelrad nachfolgend näher beschrieben ist. Eine vierzehnte Drehwelle 220 weist an ihrem ersten Ende ein vierzehntes kegelstumpfförmiges Zahnrad 222 auf und ist an ihrem gegenüberliegenden zweiten Ende mit einem zweiten Antriebskegelrad 224 verbunden. Innerhalb der vierzehnten Drehwelle 220 ist eine fünfzehnte Drehwelle 226 vorgesehen, die ein fünfzehntes kegelstumpfförmiges Zahnrad 228 nahe ihres ersten Endes aufweist und deren zweites Ende, das innerhalb der vierzehnten Drehwelle 220 angeordnet ist, über eine Gewindeverbindung mit einem Führungsklotz 230 verbunden ist, der ebenfalls innerhalb der vierzehnten Drehwelle 220 angeordnet ist. Eine Drehung der fünfzehnten Drehwelle 226 bewirkt eine Verschiebung des Führungsklotzes 230 in Längsrichtung der vierzehnten Drehwelle 220, da eine Drehung durch eine geeignete Führung 232 verhindert wird. Mit der von dem fünfzehnten Zahnrad 228 entfernten Seite des Führungsklotzes 230 ist ein erstes Ende einer Zugfeder 234 verbunden, wobei die Zugfeder innerhalb der vierzehnten Drehwelle 220 gehalten ist und ihr gegenüberliegendes zweites Ende über ein U-förmiges Plattenteil 236 und einen Zapfen 238 mit einem ersten Ende eines Zugriemens 240 verbunden ist, wie es in den 7A und 7B gezeigt ist. Wie insbesondere in 7C dargestellt ist, ist jeweils das elfte angetriebene Zahnrad 204 mit dem fünfzehnten Antriebszahnrad 228, das zehnte angetriebene Zahnrad 198 mit dem vierzehnten Antriebszahnrad 222, das neunte angetriebene Zahnrad 192 mit dem dreizehnten Antriebszahnrad 216 und das achte angetriebene Zahnrad 186 mit dem zwölften Antriebszahnrad 210 in Eingriff. Auf diese Weise können Drehbewegungen der entsprechenden Wellen der Anordnung von ersten Wellen 64, die mittels entsprechender Motoren 44 eingeleitet werden, direkt auf die entsprechenden Drehwellen 208, 214, 220, 226 in dem Unterarm 6 und dem Gelenk 8 übertragen werden.
  • Das Gelenk 8 umfasst einen zweiten rohrförmigen Abschnitt 242, eine erste Antriebskegelradanordnung 244, die genauer in 8 dargestellt ist, und eine zweite Antriebskegelradanordnung 246, die genauer in 9 gezeigt ist. Die erste Antriebskegelradanordnung 244 umfasst das erste Antriebskegelrad 218 und das zweite Antriebskegelrad 224. In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff „Antriebskegelrad" ein Zahnrad zu verstehen, das einen auf einer konischen Oberfläche angeordneten Zahnring aufweist. In dem zweiten rohrförmigen Abschnitt 242 ist eine erste Lagerbuchse 248 mittels eines Bolzens 250 an der Wand befestigt, während eine zweite Lagerbuchse 252 ebenfalls mittels eines Bolzens an der auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Wand befestigt ist. Die Lagerbuchsen 248, 252 sind geringfügig relativ zueinander in Längsrichtung des Gelenks versetzt. Um die erste Lagerbuchse 248 ist ein drittes Antriebskegelrad 254 gelagert. Der Zahnring 256 dieses dritten Antriebskegelrades ist derart mit dem Zahnring 257 des ersten Antriebskegelrad 218 in Eingriff, dass eine Drehung des ersten Antriebskegelrads 218 auf das dritte Antriebskegelrad 254 übertragen wird. Aufgrund des axialen Versatzes der Lagerbuchsen 248, 252 kann sich das dritte Antriebskegelrad 254 unabhängig von dem zweiten Antriebskegelrad 224 drehen. Auf ähnliche Art und Weise ist um die zweite Lagerbuchse 252 ein viertes Antriebskegelrad 258 gelagert, dessen Zähne 260 mit den Zähnen 261 des zweiten Antriebskegelrades 224 in Eingriff sind. Eine Drehung des zweiten Antriebskegelrades 224 führt zu einer Drehung des vierten Antriebskegelrades 258. Auf dem dritten Antriebskegelrad 254 ist ein sechzehntes Zahnriemenrad 262 befestigt, und auf dem vierten Antriebskegelrad 258 ist ein siebzehntes Zahnriemenrad 264 befestigt. Das dritte Antriebskegelrad 254 und das vierte Antriebskegelrad 258 umfassen jeweils beiderseitig eine kegelstumpfförmige Kammer 266, 268, in der eine Anzahl von Wälzkörpern, wie beispielsweise entsprechende Kugeln 270, 272 oder andere geeignete Lagermittel, wie beispielsweise Scheiben, vorgesehen ist, die sich gegen das entsprechende Antriebskegelrad 254, 258 und die Lagerbuchse 248, 252 sowie an den Außenkammern 266 gegen die Wand des zweiten rohrförmigen Abschnitts 242 stützten. Somit wird eine robuste und einfache sowie kompakte Lagerung der entsprechenden Antriebskegelräder auf einfache Art und Weise erzielt. Die Lagerbuchsen 248, 252 sind mittels einer zylindrischen Buchse 271 miteinander verbunden, in der die vierzehnte Drehwelle 220 gelagert ist.
  • Die zweite Antriebskegelradanordnung 246 umfasst einen Lagerblock 272, der um zwei Bolzen 274 schwenkbar ist, die koaxial und diametral gegenüber in einer Ebene mit dem Bolzen angeordnet und in der Wand des zweiten rohrförmigen Abschnitts 242 befestigt und gelagert sind, wobei die Bolzen 274 die erste Schwenkachse G1 des Greifers 10 definieren. Das bandförmige Element 240 erstreckt sich durch diesen Lagerblock 272 zu einem Greiferblock 276. Das bandförmige Element 240 ist entlang einer Führungswalze 278 geführt, mit deren Hilfe das bandförmige Element 42 während der Schwenkbewegung des Greifers um die erste Greiferachse G1 geführt wird. An jeder Seite einer Gleitbuchse 280 des Lagerblockes 272 sind ein fünftes Antriebskegelrad 282 und ein sechstes Antriebskegelrad 284 gelagert, die entsprechend ein achtzehntes Zahnriemenrad 286 und ein neunzehntes Zahnriemenrad 288 aufnehmen. Ein erster Gelenkzahnriemen 290 erstreckt sich über das sechzehnte Zahnriemenrad 262 und das achtzehnte Zahnriemenrad 286, und ein zweiter Gelenkzahnriemen 292 erstreckt sich über das siebzehnte Zahnriemenrad 264 und das neunzehnte Zahnriemenrad 288, um die entsprechenden Drehungen oder Drehbewegungen zu übertragen. Der Lagerblock 272 umfasst ferner eine dritte Lagerbuchse 294, die sich in der Richtung weg von dem Unteram und koaxial zu der Gelenkachse P erstreckt, wobei sich das bandförmige Element 240 durch die entsprechende Lagerbuchse erstreckt. Um die dritte Lagerbuchse 294 ist ein siebtes Antriebskegelrad 296 gelagert, dessen Zähne 298 mit den Zähnen 297 des fünften Antriebskegelrads 282 und mit den Zähnen 299 des sechsten Antriebskegelrads 284 in Eingriff sind. Das siebte Antriebskegelrad 296 umfasst Bolzenlöcher 300, in denen der Körper 302 des Greifers 10 befestigt werden kann. Somit führt eine Drehung des siebten Antriebskegelrads 296 um die dritte Lagerbuchse 294 zu einer Drehung des Greifers 10 um die zweite Greiferachse G2.
  • Mit Hilfe der ersten und zweiten Antriebskegelradanordnungen 244, 246 kann der Greifer um die beiden Greiferachsen G1, G2 wie folgt bewegt werden. Wenn die dritten und vierten Antriebskegelräder 254, 258 in gleicher Richtung gedreht werden, so werden die fünften und sechsten Antriebskegelräder 282, 284 ebenfalls in dieselbe Richtung gedreht, so dass der Greifer 10 um die erste Greifachse G1 in der Drehrichtung des entsprechenden Antriebskegelrads gedreht wird. Wenn das dritte Antriebskegelrad 254 und das vierte Antriebskegelrad 258 in entgegengesetzte Richtungen, zumindest nicht bei gleicher Geschwindigkeit in dieselbe Richtung, gedreht werden, so dreht sich das siebte Antriebskegelrad 296, woraufhin der Greiferkörper 302 und somit auch der Greifer 10 um die zweite Greiferachse G2 gedreht werden, während gleichzeitig ferner in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen den Drehungen des dritten und des fünften bzw. des vierten und des sechsten Antriebskegelrades eine Schwenkbewegung um die erste Greifachse G1 bewirkt werden kann. Aufgrund der Führungswalze 278 bleibt die Bandlänge des bandförmigen Elements 240 innerhalb des Greifers 10 nahezu konstant, so dass die Position der Finger 12A, 12B des Greifers 10 kaum beeinflusst wird.
  • Das fünfte, sechste und siebte Antriebskegelrad 282, 284 und 296 umfassen wiederum kegelförmige Kammern 266, 268, in denen geeignete Lagermittel, insbesondere Kugeln 270, 272, angeordnet sind, um einfache, relativ preiswerte und robuste Lagerungen mit insbesondere kompaktem Aufbau zu schaffen.
  • Mit Hilfe eines Bolzens 304 ist der Greifer 10 über den Greiferkörper 302 an einem mit einem Gewinde versehenen Ende 306 des Greiferblockes 276 befestigt, wobei die Finger 12A, 12B oder zumindest die Bewegungskörper der Finger eingeschlossen werden. Der Greiferblock 276 ist innerhalb einer Buchse 308, welche die Verlängerung der dritten Lagerbuchse 294 bildet, in axialer Richtung bewegbar. Wenn das bandförmige Element 240 mittels der Feder 234 in Richtung des Unterarmes weggezogen wird, so wird der Greiferblock 276 in die entsprechende Buchse 308 gezogen, woraufhin sich die Finger 12A, 12B aufeinander zu bewegen, wohingegen die Finger mit Hilfe einer nicht dargestellten Feder, die zwischen diesen angeordnet ist, in ihre geöffnete Position vorgespannt sind, so dass sich die Finger spreizen, wenn sich der Greiferblock 276 vorwärts aus der Buchse 308 bewegt. Die Finger 12A, 12B umfassen Endstücke 12C, 12D, die sich nach der Bewegung der Finger 12A, 12B weiterbewegen, bis sie nahezu parallel zueinander angeordnet sind, um auf diese Weise eine ordnungsgemäße Greiferoberfläche in jeder Position der Finger 12A, 12B zu erzielen.
  • Das untere Ende des Fußteils 2 ist an einem Fußring 310 (10) befestigt, der in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise relativ zu einem Fußteil 312, das mit der Basisplatte 14 verbunden ist, gelagert ist. Der Außenumfang der Fußplatte 312 umfasst eine erste Nut 314 mit einem im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt, während der Fußring 310 entsprechend eine zweite Nut 316 entlang seines Innenumfangs aufweist. Die erste und zweite Nut 314, 316 bilden zusammen einen Laufring 320 mit im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. In dem Fußring 310 ist eine in dem Laufring 320 endende Öffnung 318 vorgesehen, in der Kugeln 322 geeignet angeordnet sind. Die Kugeln stützten sich gegen die Wände des Laufrings 320, um auf einfache und relativ preiswerte Art und Weise eine sehr hohe Konstanz und ein sehr stabiles Lager zu erzielen. Die Kugeln 322 können dem Laufring 320 über die Öffnung 318 zugeführt werden, woraufhin die Öffnung 318 mittels eines Anschlags 324 verschlossen werden kann. In der Fußplatte 312 ist ein elektrisches Kontaktelement 326 angeordnet, das den Anschluss einer Steuereinheit 328 ermöglicht, wobei die Steuereinheit ferner beispielsweise eine elektrische Energieversorgung aufweisen kann. Über nicht, genau dargestellte Gleitkontakte 330 können Steuersignale für die unterschiedlichen Motoren 44 von der Steuereinheit 328 übertragen werden, während das Fußteil 2 zusammen mit dem Fußring 310 um N × 360° um die Längsachse L gedreht werden kann, wobei N vorzugsweise > 1 ist. Zwischen dem Fußring 310 und der Fußplatte 312 kann ein Stützlager und/oder eine Dichtung 332 angeordnet sein, um ein vollständig verschlossenes Fußteil 2 zu erhalten. Die Fußplatte 312 umfasst eine Buchse 361, die derart positioniert ist, dass sie sich koaxial zur Längsachse L erstreckt, und die an ihrer Außenseite Zähne 329 aufweist. Um diese Zähne kann ein Zahnriemen (nicht dargestellt) angeordnet werden, der über ebenfalls nicht dargestellte Rückführräder derart um das auf der unteren Buchse 48G angeordnete Zahnriemenrad 50 gelegt wird, dass, wenn der entsprechende Motor 44G angetrieben wird, der Zahnriemen angetrieben und das Fußteil 2 über die Zähne 329 und die Längsachse L gedreht wird.
  • Bei der Anordnung von ersten Antriebswellen 64, die in 6 gezeigt ist, ist nahe des zweiten Endes jeweils ein Lager 332 zwischen zwei ineinander angeordneten Drehwellen vorgesehen, wozu jeweils wenigstens eine Lagerkammer in Form einer ringförmigen Nut in den entsprechenden angrenzenden dünnwandigen Drehwellen vorgesehen ist, vorzugsweise an der Außenseite der entsprechende Drehwellen. In dieser Lagerkammer können auf einfache Art und Weise Lagernadeln vorgesehen werden, woraufhin die Wellen ineinandergeschoben und die entsprechenden angetriebenen Zahnriemenräder auf diesen an den ersten Enden befestigt werden, wobei zwischen den entsprechenden angetriebenen Zahnriemenrädern geeignete Lager vorgesehen werden, beispielsweise Kugellager 34. Somit wird ein besonders kompaktes und geeignetes Nadellager für die entsprechenden Wellen auf besonders einfache, relativ preiswerte und robuste Weise geschaffen.
  • Ein Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung kann wie folgt verwendet werden.
  • Mit Hilfe von Aufhängemitteln 16 wird der Manipulator 1 an einem Rahmen 18 befestigt und mittels eines Kabels 336 mit der Steuereinheit 328 verbunden. Ferner werden Betätigungsmittel 338 mit der Steuereinheit 328 verbunden.
  • Das Fußteil 2 ist mit einem rohrförmigen Abschnitt 329, das beispielsweise aus Kunststoff hergestellt ist, abgedeckt. Ferner werden Abdeckteile 313 derart an der Schulter befestigt, dass wenigstens das Fußteil 2, die Schulter 22, der Oberarm 4, der Ellebogen 24, der Unteram 6 und das Gelenk 8 nach außen verschlossen sind. Die Anordnungen von Wellen werden auf die zuvor beschriebene Art und Weise miteinander verbunden, wobei die Antriebszahnriemenräder nahe dem ersten Ende der Anordnung der ersten Antriebswellen 64 mit den Zahnriemenrädern 50 der entsprechenden Motoren verbunden werden.
  • Mit den Betätigungsmitteln, mit Hilfe derer vorprogrammierte oder einzelne Bewegungskombinationen ausführbar sind, werden die verschiedenen Motoren 44A bis G gesteuert, wobei die Zahnriemen mittels der entsprechenden Buchsen 48A bis G angetrieben werden können. Durch Antreiben der ersten Drehwelle 66 kann der Oberarm um die Schulterachse gedreht werden und durch Antreiben der zweiten Drehwelle 48 kann der Unterarm um die Ellebogenachse 6 gedreht werden. Durch eine Drehung der dritten Drehwelle 90 wird das Gelenk relativ zum Unterarm 6 um die Gelenkachse P gedreht, durch eine Drehung der vierten Drehwelle 96 wird das erste Antriebskegelrad 218 angetrieben und durch eine Drehung der fünften Drehwelle 102 wird das zweite Antriebskegelrad 224 angetrieben. Ein separates oder kombiniertes Antreiben der entsprechenden Antriebskegelräder 218, 224 führt zu den zuvor beschriebenen Bewegungen des Greifers um die erste und die zweite Greiferachse G1, G2. Schließlich wird der Greifer 10 durch eine Drehung der sechsten Welle 108 geöffnet oder geschlossen. Mittels der verwendeten Feder 234 können unangemessen hohe Schließkräfte vermieden werden, d. h. unangemessen hohe Schließkräfte werden verhindert, indem sich die Feder 234 geringfügig dehnt. Wie nachfolgend beschrieben ist, wird durch Antreiben des untersten Motors 44G eine Drehung des Fußteils 2 relativ zur Basisplatte 14 erreicht. Bei einem Manipulator 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Greifer 10 fast jede Position um das Fußteil innerhalb eines Raumes erreichen, der durch die Länge eines ausgestreckten Oberarms und Unterarms definiert ist, wobei der Schwenkmechanismus 16 den Betätigungsbereich des Greifers 10 noch weiter vergrößern kann. Anders als bekannte industrielle Roboter kann der Greifer 10 das Fußteil 2 sowohl nahe seiner Oberseite als auch nahe seines unteren Endes erreichen und sogar berühren.
  • Da sämtliche Motoren und Reduktionsgehäuse sowie ein Großteil der Elektronik in dem Fußteil 2 angeordnet sind, während nur die Wellen und Riemen in den unterschiedlichen Gliedern vorgesehen sind, ist der Arm des Manipulators 1 relativ leicht und robust ausgebildet, weshalb er nicht anfällig in Bezug auf den Einfluss von Strahlung, Gas und dergleichen ist. Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass ein Manipulator 1 gemäß der Erfindung insbesondere zur Verwendung in beispielsweise strahlungsbelasteten Räumen, wie zum Beispiel Reaktorräumen, in toxischen Umgebungen, in engen Räumen und dergleichen geeignet ist. Insbesondere aufgrund der Kompensationsmittel 114 können ferner relativ große Kräfte übertragen und schwere Lasten gehandhabt werden, während die Motoren einen relativ leichten und einfachen Aufbau aufweisen können. Ein Manipulator gemäß der vorliegenden Erfindung kann schnell und genau gesteuert werden, während der Greifer besonders präzise positioniert werden kann. Natürlich ist ein Manipulator 1 gemäß der vorliegenden Erfindung auch besonders für andere Anwendungsgebiete geeignet, z. B. zur ambulanten Verwendung durch körperlich benachteiligte Personen oder als industrieller Roboterarm.
  • Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist in keiner Weise auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, auf die sich die Beschreibung und Zeichnungen beziehen. Es sind viele Variationen möglich. Beispielsweise können mehr oder weniger Glieder vorgesehen werden, wobei die unterschiedlichen Anordnungen von Wellen eine entsprechend andere Anzahl von Wellen aufweisen können. Anstelle der Zahnriemen in dem Oberarm kann alternativ eine Anordnung von Antriebswellen ähnlich der Anordnungen von ersten und zweiten Antriebswellen unter Verwendung vergleichbarer Kegelradgetriebe vorgesehen werden. Wenn es erforderlich ist, können die Zahnriemen natürlich beispielsweise durch Ketten, Seile und ähnliche Antriebsmittel ersetzt werden. Derartige Variationen sind für den Fachmann selbstverständlich. Wie bereits angedeutet, können ferner andere Arten von Greifermitteln vorgesehen werden. Konstruktive Details können variiert werden. Beispielsweise können die unterschiedlichen Lager anders aufgebaut sein, dass Gussteil kann hängend, schwenkbar oder in umgekehrter Position angeordnet sein, die Motoren und Reduktionsgehäuse sowie die Buchsen mit den Zahnriemenrädern 50 können anders konstruiert sein und die Grenzen in Bezug auf die Drehbewegungsmöglichkeiten der einzelnen Glieder können elektronisch vorgesehen werden oder nicht. Die unterschiedlichen Drehwellen können in den entsprechenden Anordnungen von Wellen in einer anderen Reihenfolge angeordnet sein, während die Glieder ferner in Abhängigkeit von den gewünschten Bewegungsmöglichkeiten unterschiedlich relativ zueinander positioniert werden können. Diese und viele andere Variationen fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, der durch die Ansprüche definiert ist.

Claims (17)

  1. Manipulator (1), der ein Fußteil (2) und mehrere Glieder (4, 6, 8), die mit dem Fußteil (2) bzw. miteinander verbunden sind, und mindestens ein Greifteil (10) so aufweist, dass die Glieder und der Greifer zusammen mit dem Fußteil einen Arm bilden, wobei Antriebsmittel (44A6), insbesondere Motoren, zum Bewegen mindestens mehrerer Glieder und des Greifens in dem Fußteil vorgesehen sind, wobei ein erstes Glied (4), insbesondere der Oberarm, um eine Schulterachse (S) in Bezug zu dem Fußteil drehbar ist und ein zweites Glied (6), insbesondere der Unterarm, um eine Ellenbogenachse (E) in Bezug zu dem ersten Glied drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Kompensationsmittel (114) in dem Fußteil (2) für das erste und das zweite Glied vorgesehen sind, die beim Bewegen der Glieder das von dem ersten Glied auf das Fußteil aufgebrachte Moment und das von dem zweiten Glied auf die Ellenbogenachse aufgebrachte Moment zumindest teilweise kompensieren, wobei die Anordnung so ist, dass bei Gebrauch Kräftepaare, die auf mehrere Antriebsmittel wirken, begrenzt sind.
  2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulterachse (S) und die Ellenbogenachse (E) bei Gebrauch im Wesentlichen parallel zueinander und vorzugsweise horizontal verlaufen und neben gegenüberliegenden Enden des ersten Glieds (4) angeordnet sind, wobei der Greifer (10) um mindestens eine erste Greiferachse (61) in Bezug zu dem zweiten Glied drehbar ist, wobei die erste Greiferachse vorzugsweise einen Winkel von etwa 90° mit der Ellenbogenachse bildet.
  3. Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulterachse mindestens eine erste Drehwelle (66) und eine zweite Drehwelle (84) aufweist, wobei die erste Drehwelle mit dem ersten Glied verbunden ist und die zweite Drehwelle mit dem zweiten Glied verbunden ist, wobei die Kompensationsmittel einen ersten Exzenter (82), der mit der ersten Drehwelle verbunden ist, und einen zweiten Exzenter (87), der mit der zweiten Drehwelle verbunden ist, aufweisen, wobei erste und zweite Federmittel (134, 136) mit dem ersten bzw. zweiten Exzenter verbunden sind, wobei die Exzenter so ausgerichtet sind, dass die von den Federmitteln auf die entsprechende Drehwelle aufgebrachte Kraft an der maximal erreichbaren horizontalen Position des entsprechenden Armteils maximal ist und dass diese Kraft an der maximal erreichbaren vertikalen Position des entsprechenden Armteils minimal ist.
  4. Manipulator nach Anspruch 3, dadurch gekennnzeichnet, dass die Federmittel eine erste und eine zweite Druck- oder Zugfeder (134, 136) aufweisen, die zumindest im Wesentlichen in dem Fußteil (2) untergebracht sind, wobei ein erstes und ein zweites bandförmiges Element (116, 140) von den Federn über den ersten bzw. zweiten Exzenter verlaufen, wobei das von der entsprechenden Feder entfernte Ende befestigt ist, wobei die Anordnung so ist, dass beim Drehen eines Exzenters mittels der entsprechenden Drehwelle die entsprechende Feder ihre Länge ändert.
  5. Manipulator nach einem der Ansprüche 1–4 mit mindestens einem als Oberarm bezeichneten ersten Glied (4), das beweglich mit dem Fußteil verbunden ist, einem als Unterarm bezeichneten zweiten Glied (6), das beweglich mit de Oberarm verbunden ist, und einem Greifer (10), der mit dem Oberarm verbunden ist, wobei die Antriebsmittel, insbesondere Motoren, zum Bewegen des Oberarms, Unterarms und Greifers in dem Fußteil vorgesehen sind.
  6. Manipulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Gelenk bezeichnetes drittes Glied (8) vorgesehen ist, dass zwischen dem zweiten Glied und dem Greifer eingeschlossen ist, wobei Antriebsmittel für das Gelenk in dem Fußteil vorgesehen sind.
  7. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel mehrere Motoren (44A6) aufweisen, wobei jeder Motor mit einem zum Motor ausgerichteten Reduktionsgehäuse (56) verbunden ist, das mit einer Antriebsscheibe (50) verbunden ist, die über Getriebemittel mit einer von mehreren Antriebswellen (64, 66, 84, 90, 96, 102, 108) verbunden ist, die in oder neben einer Schulter von anzutreibenden Teilen, insbesondere der Glieder wie Oberarm, Unterarm, Gelenk oder Greifer, vorgesehen sind.
  8. Manipulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reduktionsgehäuse (56) miteinander identisch sind und dass jedes Reduktionsgehäuse mit einer Antriebswelle verbunden ist, an der die entsprechende Antriebsscheibe (50) befestigt ist, wobei sich die Baugruppen aus Reduktionsgehäuse und Antriebsscheibe nur durch die Lage der Antriebsscheibe (50) zu dem entsprechenden Motor voneinander unterscheiden.
  9. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste Glied (4) zumindest teilweise hohl ist, wobei sich mehrere erste Antriebswellen (64) von dem Fußteil in das erste Glied erstrecken, wobei mehrere zweite Antriebswellen (70) in dem zweiten Glied vorgesehen ist, wobei die Antriebswellen koaxial eine in der anderen befestigt sind, während zwischen den Wellen mehrere Lagermittel vorgesehen oder ausgebildet sind, wobei mehrere der ersten Wellen an dem von dem Fußteil entfernten Ende mit einer ersten Antriebsscheibe (88, 94, 100, 106, 112) versehen sind, während mehrere der zweiten Wellen (182, 188, 194) mit einer zweiten Antriebsscheibe (184, 190, 196) versehen sind, wobei jeweils eine erste Antriebsscheibe über ein Kupplungselement antreibend mit einer zweiten Antriebsscheibe verbunden ist, wobei die Antriebsmittel so in dem Fußteil angeordnet sind, dass sie die einzelnen ersten Antriebswellen antreiben, wobei die Anordnung so ist, dass sowohl das erste Glied als auch das zweite Glied über die ersten Antriebswellen bewegt werden können.
  10. Manipulator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Glied mehrere dritte Wellen (172) aufweist, deren Längsrichtung ungefähr im rechten Winkel zur Längsrichtung der zweiten Wellen mit ineinandergreifenden, vorzugsweise kegelstumpfförmigen Zahnrändern (186, 192, 198, 204, 210, 216, 222, 228) zum Übertragen von Drehbewegungen der entsprechenden zweiten Wellen auf die entsprechenden dritten Wellen (172) versehen sind, wobei mindestens mehrere der dritten Weiten mit einem als Gelenk bezeichneten dritten Glied verbunden sind, das mit dem von dem ersten Glied entfernten Ende des zweiten Glieds beweglich verbunden ist.
  11. Manipulator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (10) auf der von dem ersten Glied entfernten Seite des Gelenks vorgesehen ist und in einer geöffneten Position vorbelastet ist, während ein Federelement (234) durch das Gelenk verläuft, das auf der einen Seite mit einem Klotz (276) verbunden ist, der in Längsrichtung des ersten Glieds durch Drehung einer der dritten Wellen verschiebbar ist, und das auf der anderen Seite mit dem Greifer verbunden ist, so dass beim Drehen der entsprechenden dritten Welle der Klotz in Längsrichtung verschoben wird und/oder seine Länge geändert wird, wodurch der Greifer aus der geöffneten Position in eine geschlossene Position und umgekehrt gezogen werden kann.
  12. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußteil eine Fußplatte (312) aufweist, die mittels eines Lagers (320) drehbar mit dem Fußteil neben dem unteren Ende des Fußteils verbunden ist, wobei mehrere Schleifkontakte (330) zum Übertragen einer elektrischen Spannung zwischen den Antriebsmitteln und einem außerhalb des Fußteils angeordneten Netzteil und möglicherweise einer Steuereinheit vorgesehen sind.
  13. Manipulator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager für die Fußplatte eine Ringnut (314) in der Außenperipherie der Fußplatte und eine entsprechende Ringnut (316) an einer Innenseite eines Rohrs des Fußteils aufweist, wobei die entsprechende Außenperipherie der Fußplatte im Wesentlichen mit der entsprechenden Innenperipherie des Rohrs identisch ist und beide Nuten einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt haben, so dass die beiden Nuten zusammen eine Kugelrille mit einem im Wesentlichen rechteckigen, insbesondere quadratischen oder rhombischen Querschnitt definieren, die mehrere Kugeln (322) enthält, deren Beschreibungslinie dem Querschnitt der Kugelrille entspricht.
  14. Manipulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (318) in dem Rohr vorgesehen ist, die in der Kugelrille endet und einen Durchgang hat, der ungefähr gleich dem Querschnitt der Kugeln (322) ist, wobei Schließmittel (329) zum Schließen der Öffnung nach dem Einstecken der Kugeln vorgesehen sind.
  15. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußteil (2) im Wesentlichen aus einem im Wesentlichen rohrförmigen Strangpressteil besteht, wobei Aussparungen für die Antriebsmittel vorgesehen sind.
  16. Manipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fußteil (2) Zwischenräume zum Aufnehmen von Federmitteln für Kompensationsmittel, elektronische Bauteile und dergleichen vorgesehen sind.
  17. Verwendung eines Manipulators nach einem der vorhergehenden Ansprüchen in einem Raum, der für das Betreten durch Menschen ungeeignet ist, wie etwa ein Strahlungsraum oder ein giftiger Raum.
DE69916333T 1998-11-02 1999-10-29 Manipulator Expired - Fee Related DE69916333T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1010446 1998-11-02
NL1010446A NL1010446C2 (nl) 1998-11-02 1998-11-02 Manipulator.
PCT/NL1999/000670 WO2000025989A1 (en) 1998-11-02 1999-10-29 Manipulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69916333D1 DE69916333D1 (en) 2004-05-13
DE69916333T2 true DE69916333T2 (de) 2005-05-04

Family

ID=19768063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69916333T Expired - Fee Related DE69916333T2 (de) 1998-11-02 1999-10-29 Manipulator

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6923613B2 (de)
EP (1) EP1178875B1 (de)
AT (1) ATE263659T1 (de)
AU (1) AU1189100A (de)
DE (1) DE69916333T2 (de)
NL (1) NL1010446C2 (de)
WO (1) WO2000025989A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006057843B4 (de) * 2006-03-09 2013-03-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Industrieroboter

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004006085B4 (de) * 2004-02-07 2007-01-04 Müller Weingarten AG Transportvorrichtung für Werkstücke durch Pressenanlagen
JP4726241B2 (ja) * 2007-02-16 2011-07-20 シュンク・ジャパン株式会社 産業用ロボットのロボットハンド
US8041456B1 (en) 2008-10-22 2011-10-18 Anybots, Inc. Self-balancing robot including an ultracapacitor power source
US8160747B1 (en) 2008-10-24 2012-04-17 Anybots, Inc. Remotely controlled self-balancing robot including kinematic image stabilization
US8442661B1 (en) 2008-11-25 2013-05-14 Anybots 2.0, Inc. Remotely controlled self-balancing robot including a stabilized laser pointer
JP5480246B2 (ja) * 2009-03-11 2014-04-23 本田技研工業株式会社 作業装置及び作業方法
US8788096B1 (en) 2010-05-17 2014-07-22 Anybots 2.0, Inc. Self-balancing robot having a shaft-mounted head
CA2855887C (en) * 2011-11-28 2020-06-02 T&T Engineering Services, Inc. Tubular stand building and racking system
WO2015167808A1 (en) * 2014-04-29 2015-11-05 Covidien Lp Surgical instruments, instrument drive units, and surgical assemblies thereof
US10595945B2 (en) 2015-06-19 2020-03-24 Covidien Lp Robotic surgical assemblies
US11109926B2 (en) 2016-02-16 2021-09-07 Covidien Lp Robotic surgical assemblies and surgical instrument holders thereof
DE202018101463U1 (de) * 2018-03-15 2018-04-25 Igus Gmbh Manipulator mit Gelenken und Multifunktionsprofil hierfür
CN110340937B (zh) * 2019-07-16 2023-05-26 湖南大学 一种工业机器人用末端柔性补偿装置
CN111906768B (zh) * 2020-07-16 2022-01-04 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种电力设备检修用机械手
US11644375B2 (en) * 2020-09-03 2023-05-09 GM Global Technology Operations LLC Insertion force measurement system

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3262593A (en) * 1963-07-10 1966-07-26 Gen Mills Inc Wall-mounted support structure
US3922930A (en) * 1974-12-23 1975-12-02 Nasa Remotely operable articulated manipulator
US4221516A (en) * 1978-05-31 1980-09-09 Central Research Laboratories, Inc. Master-slave manipulator
FR2434685A1 (fr) * 1978-09-04 1980-03-28 Commissariat Energie Atomique Manipulateur motorise
EP0124540A4 (de) * 1982-11-01 1986-07-10 Microbot Inc Verbesserter roboterarm.
DE3504233A1 (de) * 1985-02-07 1986-11-27 KK Automation Klaus Th. Krämer GmbH & Co KG, 7107 Neckarsulm Greiferarm fuer handhabungsgeraete
JPS61144993U (de) * 1985-03-01 1986-09-06
FR2608959B1 (fr) * 1986-12-30 1989-12-01 Servo Contact Sa Dispositif pour maintenir en equilibre un systeme porteur articule pour robot
IT1211195B (it) * 1987-07-10 1989-10-12 Bruno Bisiach Robot industriale a molteplici articolazioni a piu gradi di liberta di movimento
DE3734179A1 (de) * 1987-10-09 1989-04-27 Buderus Sell Manipulator
DE3740070A1 (de) * 1987-11-26 1989-06-08 Zeiss Carl Fa Dreh-schwenk-einrichtung fuer tastkoepfe von koordinatenmessgeraeten
JPH0224075A (ja) * 1988-07-13 1990-01-26 Mitsubishi Electric Corp 産業用ロボット
DE3939836A1 (de) * 1988-12-02 1990-06-07 Tokico Ltd Industrieroboter
WO1992005016A1 (en) * 1990-09-14 1992-04-02 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Methods and apparatus for passively compensating for the effects of gravity upon articulated structures
US5661387A (en) * 1992-02-29 1997-08-26 Stadele, Deceased; Erhard Device for manipulating objects in a gripper or the like
US5577414A (en) * 1993-09-01 1996-11-26 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Articulated robot
GB9418617D0 (en) * 1994-09-15 1994-11-02 Oxford Intelligent Machines Lt Transfer or robotic device
CH690210A5 (de) * 1995-03-11 2000-05-31 Zeiss Carl Kompensations-Vorrichtung zum Ausgleich eines drehwinkelabhängigen Drehmomentes und medizinisches Stativ mit einer derartigen Kompensations-Vorrichtung.
SE515119C2 (sv) * 1995-03-30 2001-06-11 Abb Ab Industrirobot
JP3693731B2 (ja) * 1996-01-23 2005-09-07 金 君榮 搬送ロボット
US6068442A (en) * 1997-05-12 2000-05-30 Flemmer; Rory C. SCARA robot and articulator
JP3754540B2 (ja) * 1997-10-17 2006-03-15 蛇の目ミシン工業株式会社 多関節ロボットにおけるz方向機台のバネバランス調整装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006057843B4 (de) * 2006-03-09 2013-03-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Industrieroboter

Also Published As

Publication number Publication date
US6923613B2 (en) 2005-08-02
EP1178875A1 (de) 2002-02-13
EP1178875B1 (de) 2004-04-07
DE69916333D1 (en) 2004-05-13
AU1189100A (en) 2000-05-22
WO2000025989A1 (en) 2000-05-11
NL1010446C2 (nl) 2000-05-03
US20020006327A1 (en) 2002-01-17
ATE263659T1 (de) 2004-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69916333T2 (de) Manipulator
DE102010007631B4 (de) Parallelroboter mit einem Handgelenkabschnitt mit drei Freiheitsgraden
EP2580031B1 (de) Robotermodul
DE102008023836B4 (de) Roboter mit einem linear beweglichen Unterstützungsteil, das an einer Greifvorrichtung befestigt ist
DE60313938T2 (de) Stabilisierungsflossenaktuator mit fehlfunktionsausgelöstem Feststellmechanismus
EP0000877B1 (de) Manipulator zum Positionieren von Werkstücken oder anderen Lasten
EP2956277B1 (de) Vorrichtung zur führung von zumindest einer leitung eines gelenkarmroboters sowie gelenkarmroboter
DE2921983C2 (de)
DE60023737T2 (de) Torstellantrieb
DE102018201840A1 (de) Kraft-seitentürbetätigungsglied mit drehender antriebsmutter
DE112017001065B4 (de) Linearer aus- und einfahrmechanismus und damit ausgestatteter roboterarmmechanismus
DE102015012960A1 (de) Robotersystem und Gehäuseteil für ein solches Robotersystem
EP3352950B1 (de) Industrieroboter
DE69927704T2 (de) Industrieroboter nach dem delta-konzept mit einer drehbaren teleskopachse
DE102011101206A1 (de) Antriebssystem für einen Roboter oder eine Handhabungsvorrichtung sowie hiermit ausgestattete Roboter
DE10346271A1 (de) Handflächenmechanismus für eine Roboterhand
DE2916312A1 (de) Greifzange fuer handhabungsgeraete
WO2017153500A1 (de) Roboterarm
DE60121571T2 (de) Steuerarm mit paralleler struktur
DE102010029784B3 (de) Roboter
WO2011104038A1 (de) Getriebe
DE69912236T2 (de) Verbindungselement mit gewindespindelantrieb und dessen verwendung in einem roboterarm
DD241224A5 (de) Industrie-roboter
DE202004012584U1 (de) Roboter
DE3601456C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee