FI124632B

FI124632B - Robotic gripping arrangement

Info

Publication number: FI124632B
Application number: FI20125727A
Authority: FI
Inventors: Ville Valtteri Hirvonen; Vesa Heikki Hirvonen
Original assignee: Masinova Oy
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-11-14
Also published as: WO2014001643A1; FI20125727A

Description

ROBOTTIKOURAJÄRJESTELYROBOT KOURA ARRANGEMENT

TEKNIIKAN ALAENGINEERING

Keksintö koskee robottikourajärjestelyä käytettäväksi esimerkiksi puhdastiloissa.The invention relates to a robot grapple arrangement for use in, for example, clean rooms.

55

KEKSINNÖN TAUSTAABACKGROUND OF THE INVENTION

Robottikourat ja vastaavat robottiautomaatioratkaisut ovat laajalti käytettyjä teollisuudessa tarkkuutta ja nopeutta vaativissa sekä toistuvissa töissä, joissa robotti-kouran liikkeet voidaan automatisoida tai halutaan suorittaa etäältä. Monesti tällai-10 siä automaatiota hyödyntäviä tehtäviä suoritetaan esimerkiksi puhdastiloissa, joihin koottavat järjestelyt pyritään saamaan mahdollisimman vähän tilaa vieviksi ja joiden komponentit pyritään suojaamaan mahdollisimman tehokkaasti epäpuhtauksien karsimiseksi. Puhdastiloissa suoritettavat huoltotoimet ovat aina hankalia, sillä puhdastiloissa asiointia pyritään rajoittamaan ja puhdastiloihin tuotavat työkalut ja 15 muut komponentit tulee käsitellä puhdastilaan kulkeutuvien epäpuhtauksien minimoimiseksi.Robotic grapples and similar robot automation solutions are widely used in the industry for precision and speed as well as for repetitive work in which robot grapple movements can be automated or desired remotely. Frequently, such automation tasks are performed, for example, in clean rooms, in which the assembly arrangements are minimized and the components are protected as effectively as possible to eliminate impurities. Cleanroom maintenance is always a difficult task as cleanroom operations are limited and cleanroom tools and other components need to be treated to minimize contaminants entering the cleanroom.

Tekniikan tasosta tunnetaan ratkaisuja robottikourien järjestämiseksi. Valitettavasti nämä ratkaisut kärsivät kuitenkin useista epäkohdista. Eräissä tunnetuissa robotti-kouraratkaisuissa on esimerkiksi useita liikkuvia moottoreita, mikä voi lisätä järjes-20 telyn vaatimaa tilantarvetta ja vaikeuttaa esimerkiksi suojauksien asettamista moottorin mukana liikkuvien kaapeleiden ympärille. Liikkuvat moottorit ja muut robotti-^ kouran mahdolliset liikkuvat osat, kuten esimerkiksi kaapelit, kuularuuvit, sensorit, o venttiilit, kaapelikourut joitain esimerkkejä mainitakseni voivat yhdessä muodostaa oö painoltaan merkittävän liikuteltavan massan, joka voi vähentää robottikouran ikää ^ 25 tai ainakin lisätä huoltotarvetta. Lisäksi liikkuvien osien aiheuttama paino voi vai- kuttaa robottikourien toimintanopeuteen, koska suuremmilla nopeuksilla osien paloi no voi aiheuttaa laitteistossa tärinää, mikä voi haitata robottikouran tarkkuutta tai aikaansaada osien kulumista tai jopa rikkoutumista lisäten myös mahdollista huolto-lo tarvetta. Liikuteltavien osien painosta ja osien mahdollisista keskinäisistä liitoksista o 30 johtuva tärinä voi myös vähentää robottikouran toimintatarkkuutta, mikä voi hei kentää robottikouran tuottamaa laatua.Solutions for arranging robot grapples are known in the art. Unfortunately, however, these solutions suffer from several disadvantages. For example, some known robotic grapple solutions have multiple mobile motors, which may increase the space requirement of the arrangement and make it difficult, for example, to place shields around the cables moving with the motor. Moving motors and other possible moving parts of the robot grapple, such as cables, ball screws, sensors, valves, cable glands, to name a few, can together form a significant movable mass that can reduce the age of the grapple or at least increase the need for maintenance. In addition, the weight caused by moving parts can affect the operating speed of the robot grapple, because at higher speeds the burning of the parts can cause vibration in the equipment, which can impair the accuracy of the robot grapple or cause parts to wear or even break. Vibrations due to the weight of the movable parts and the possible interconnections between the parts can also reduce the accuracy of the robot grapple, which may impair the quality produced by the robot grapple.

22

Joiden robottikourien toiminta-alue voi olla rajattu esimerkiksi järjestelyn käsittä-mien moottorien yms. sijoittelun takia, mikä vaikeuttaa laitteiston soveltamista eri käyttötarkoituksiin. Moottorien sijoitteluja liikkuvat osat, esimerkiksi kaapelit, voivat haitata myös esimerkiksi konenäköä, jota usein liitetään automaatioratkaisuihin 5 esimerkiksi robottikourien ohjaamiseksi. Tämä osaltaan voi vaikutta robottikouran toimintasädettä pienentävästi.The range of operation of some robot grapples may be limited, for example, by the arrangement of motors covered by the arrangement, which makes it difficult to adapt the equipment to different applications. Moving parts of motors, such as cables, can also interfere with, for example, machine vision, which is often associated with automation solutions 5, for example, to control robot arms. This may in turn reduce the range of the robot grapple.

Raskasta mekaniikka ja kuularuuvein liikuteltavat robottikourat ovat usein myös hitaita, mikä jo itsessään lisää kustannuksia tuotannon hitaudesta johtuen.Heavy mechanics and ball screws Mobile robotic grapples are also often slow, which in itself increases costs due to slow production.

Julkaisussa US4712971 A on tuotu esiin robottikourajärjestely, joka käsittää neljä 10 käsivartta liitettynä toisiinsa siten, että käsivarret muodostavat suunnikkaan. Ohjaukseen tarkoitetut moottorit on sijoitettu yhteen suunnikkaan kulmista, jonka vastapäiseen kulmaan on sijoitettu liitäntämahdollisuus mahdolliselle työkalulle. Työkalulle voidaan välittää työkalun liikkeisiin vaadittava voima käsivarsien kautta kulkevan hammashihnan sekä käsivarsien moottoreiden ja työkalun yhteyteen liitetty-15 jen hammaspyörien avulla. Moottorit voidaan sijoittaa samalle akselille.US4712971 A discloses a robot grapple arrangement comprising four arms 10 connected to each other such that the arms form a parallelogram. The motors for control are placed in one of the parallel corners, the opposite angle of which is provided with a connection for a possible tool. The tool can be supplied with the force required for tool movements by means of a toothed belt running through the forearms and gears connected to the forearm motors and the tool. The motors can be placed on the same shaft.

KEKSINNÖN YHTEENVETOSUMMARY OF THE INVENTION

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada ratkaisu, jossa edellä mainitut epäkohdat on eliminoitu tai niitä on lievitetty. Erityisesti keksintö pyrkii ratkaise-20 maan sen, kuinka robottikoura saadaan vakaaksi, nopeaksi ja toimintavarmaksi.It is an object of the present invention to provide a solution in which the above drawbacks are eliminated or alleviated. In particular, the invention seeks to solve how to make a robotic grapple stable, fast and reliable.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan itsenäisen patenttivaatimuksen 1 määrittelemillä piirteillä. Keksinnön mukaiselle robottikourajärjestelylle on tunnusomaista se, mitä ^ on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.The objects of the invention are achieved by the features defined in independent claim 1. The robot grapple arrangement according to the invention is characterized in what is set forth in the characterizing part of claim 1.

δδ

CvJCVJ

ob Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan esillä olevan keksinnön mukainen robot- o ^ 25 tikourajärjestely siirrettävän tarttujan liikuttamiseksi automatisoidusti käsittää neljä ° käsivartta, jotka käsivarret on liikuteltavasti liitetty toisiinsa siten, että käsivarret £ muodostavat suunnikkaan, ohjausvälineet järjestettyinä suunnikaan ensimmäiseen £j kulmaan ja tarttujan liitettynä suunnikkaan toiseen kulmaan, joka toinen kulma on [o vastapäätä ohjausvälineisiin liitettyä ensimmäistä kulmaa, missä tarttuja on järjestet- o 30 ty liikuteltavaksi akselinsa ympäri käsivarsien kautta järjestetyllä hihnalla, johon hihnan pintaan on järjestetty virtajohdin, jonka avulla tarttujan tarvitsema energia siirretään tarttujalle.According to an embodiment of the invention, the robotic barbell arrangement for automatically moving a movable gripper according to the present invention comprises four arms that are movably connected to each other such that the arms kaan form a parallelogram, the guiding means arranged at the first j j and parallel to the gripper. at an angle opposite to the first angle connected to the guiding means, wherein the gripper is arranged to be movable about its axis by means of a strap arranged on the arms, whereby a power conductor is provided on the surface of the strap to transfer the energy required by the gripper.

33

Eräässä toisessa suoritusmuodossa tarttujaan on järjestetty laahaava sähköliitin virran siirtämiseksi tarttujalle hihnan pintaan järjestetystä virtajohtimesta.In another embodiment, a gripping electrical connector is provided on the gripper to transfer current to the gripper from a current conductor provided on the belt surface.

Vielä erään suoritusmuodon mukaan hihna tarttujan liikuttamiseksi on järjestetty hammastetuksi ja tarttujaan sekä hihnaa liikuttaviin ohjausvälineisiin on järjestetty 5 vastaavat hammaspyörät.According to yet another embodiment, the strap for moving the gripper is arranged toothed and 5 corresponding gears are provided in the gripper and the guiding means for moving the strap.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa ohjausvälineet käsivarsien ja tarttujan ohjaamiseksi on järjestetty samalle akselille ja toisessa suoritusmuodossa ohjausvälineet käsittävät kaksi moottoria liikuttamaan käsivarsia xy-tasossa sekä yhden moottorin liikuttamaan tarttujaa hihnan avulla. Näillä piirteillä saadaan esillä olevan keksin-10 nön mukaisesta robottikourasta vakaa ja voidaan vähentää liikkuvien osien määrää sekä niiden yhteismassaa.In one embodiment of the invention, the control means for controlling the arms and the gripper are arranged on the same axis, and in another embodiment the control means comprise two motors for moving the arms in the xy plane and one motor for moving the gripper by a belt. With these features, the robotic grapple of the present invention is stable and the number of moving parts and their total mass can be reduced.

Keksinnön eräässä toisessa suoritusmuodossa käsivarret ovat keskenään ristiinkyt-kettyjä, mikä voi aikaansaada käsivarsista jäykkiä ja tukevia parantaen siten robotti-kouran tarkkuutta ja toimintavarmuutta. Keksinnön erään toisen suoritusmuodon 15 mukaan käsivarret on valmistettu hiilikuidusta, millä voidaan vähentää käsivarsien painoa.In another embodiment of the invention, the arms are cross-linked, which can make the arms rigid and supportable, thereby improving the accuracy and reliability of the robot grapple. According to another embodiment of the invention, the arms are made of carbon fiber, which can reduce the weight of the arms.

Esillä olevan keksinnön mukaisen robottikourajärjestelyn hyödyllisyys perustuu lukuisiin asioihin. Yhteenliitetyillä neljällä käsivarrella voidaan aikaansaada suuri toiminta-alue, esimerkiksi lähes 360 astetta. Käsivarsien pituutta säätämällä voidaan 20 säätää robottikouran ulottuvuutta. Samalle akselille sijoitettujen moottoreiden avulla voidaan esillä olevasta järjestelystä tehdä vakaa ja tilaa säästävä. Lisäksi hihnave-dolla järjestetty tarttujan liike mahdollistaa moottorin sijoittamisen samalle akselille käsivarsia ohjaavien moottoreiden kanssa, mikä myös osaltaan vähentää liikkuvien ^ osien määrää, keventää järjestelyä ja mahdollistaa liikkuvien kaapeleiden poisjätön, o 25 mikä voi parantaa esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelyn käyttöä esimerkiksi oo puhdastiloissa.The utility of the robotic grapple arrangement of the present invention is based on a number of things. Connected four arms can provide a large operating range, for example, nearly 360 degrees. By adjusting the arms length, the dimension of the robot grapple can be adjusted. The motors located on the same axis make the present arrangement stable and space-saving. In addition, the strap-driven gripper movement allows the motor to be positioned on the same axis as the arm-guiding motors, which also contributes to reducing the number of moving parts, lightening the arrangement and allowing the removal of moving cables.

OO

o Identtisten käsivarsien muodostaman suunnikkaan ja kouran ollessa ainoita liikku- | via osia esillä olevassa keksinnössä on mahdollista päästä tehokkaammin hyödyn- ^ tämään esimerkiksi konenäköä ja muita erillisiä komponentteja, mikä voi edelleen ^ 30 parantaa esillä olevan keksinnön toiminta-aluetta muihin tunnettuihin ratkaisuihin ^ verrattuna sekä tehostaa tuotantoa esillä olevan keksinnön mukaista robottikouraa o ^ käyttämällä.o When the parallelogram and grapple formed by identical forearms are the only moving | By using parts of the present invention, it is possible to more effectively utilize, for example, machine vision and other discrete components, which can further improve the scope of the present invention over other prior art solutions and enhance production using the robotic grapple of the present invention.

Käytettäessä ristiinkytkettyjä käsivarsia, jotka on valmistettu esimerkiksi hiili-kuidusta, voidaan robottikourasta tehdä jäykkä, tukeva sekä kevyt, mikä parantaa 4 tarttujan tarkkuutta ja toimintavarmuutta. Esillä olevan keksinnön mukainen robot-tikoura voi myös olla kestävämpi, halvempi ja helpompi valmistaa ja vaatia vähemmän huoltoa kuin muut tunnetut ratkaisut.Using cross-linked arms made from, for example, carbon fiber, the robotic grapple can be made rigid, sturdy and lightweight, which improves the accuracy and reliability of the 4 grippers. The robot stick grapple of the present invention may also be more durable, less expensive and easier to manufacture and require less maintenance than other known solutions.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa robottikourassa on lisäksi mahdollista aikaan-5 saada käsivarsien liikkeet pienillä pyörähdyskulmilla, mikä voi merkittävästi nopeuttaa järjestelyn aikaansaamaa kouran liikettä.Furthermore, in the robotic grapple of the present invention, it is possible to provide for-arm movements with small angles of rotation, which can significantly accelerate the grapple movement provided by the arrangement.

Tässä hakemuksessa käsitteellä "robottikoura" tarkoitetaan automatisoitavaa tai etäältä käytettävää järjestelyä, joka käsittää toimenpiteeseen, kuten tartuntaan, kykenevän instrumentin ja välineet instrumentin ohjaamiseksi ja toimenpiteen suoritit) tamiseksi.As used in this application, the term "robotic grapple" refers to an automated or remotely operated arrangement comprising an instrument, such as a gripping device, and means for controlling and performing the instrument.

KUVIOIDEN LYHYT KUVAUSBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Seuraavassa selostetaan tarkemmin keksinnön edullisia suoritusmuotoja viitaten oheisiin kuvioihin, joissa 15 kuvio 1 esittää esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaista robotti-kourajärjestelyä, kuvio 2a esittää perspektiivikuvaa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisista käsivarsista ja samalle akselille järjestetyistä moottoreista, kuvio 2b esittää perspektiivikuvaa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon 20 mukaisesta käsivarresta, ^ kuvio 2c esittää päältä tarkasteltuna kuvion 2a mukaisia käsivarsia ja samalle ak- ° selille j ärj estettyj ä moottoreita, iPreferred embodiments of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a robotic grapple arrangement according to an embodiment of the present invention, Fig. 2a shows a perspective view of arms according to an embodiment of the present invention; Figure 2c is a plan view of the arms of Figure 2a and motors mounted on the same axis,

COC/O

o ^ kuvio 3a esittää esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaista tarttujaa ° liitettynä käsivarsiin, jaFig. 3a shows a gripper according to an embodiment of the present invention connected to the arms; and

CCCC

CLCL

^ 25 kuvio 3b esittää kuvion 3a tarttujan hihnaan järjestettyä virtajohdinta ja tarttujaan järjestettyä sähköliitintä.Fig. 3b shows a current conductor arranged in the gripper belt of Fig. 3a and an electrical connector arranged in the gripper.

CVJCVJ

δδ

CVJCVJ

SUORITUSMUOTOJEN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUSDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

55

Kuvio 1 esittää esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaista robotti-kourajärjestelyä 100, missä robottikourajärjestely 100 siirrettävän tarttujan 102 liikuttamiseksi automatisoidusti tai kauko-ohjatusti käsittää neljä käsivartta 104, jotka käsivarret 104 on liikuteltavasti liitetty toisiinsa siten, että käsivarret 104 muodosta-5 vat suunnikkaan, ohjausvälineet 108 järjestettyinä suunnikaan ensimmäiseen kulmaan, ja tarttujan 102 liitettynä suunnikkaan toiseen kulmaan, joka toinen kulma on vastapäätä ohjausvälineisiin 108 liitettyä ensimmäistä kulmaa, missä tarttuja 102 on järjestetty liikuteltavaksi akselinsa ympäri käsivarsien 104 kautta järjestetyllä hihnalla 106, jonka hihnan 106 pintaan on järjestetty virtajohdin 120 energian siirtämi-10 seksi tarttujalle.Figure 1 illustrates a robotic grapple assembly 100 according to an embodiment of the present invention, wherein the robotic grapple assembly 100 for automatically or remotely moving movable gripper 102 comprises four arms 104 which are movably connected to each other such that the arms 104 form a guide, 108 disposed at a first angle, and a gripper 102 connected to a second parallelepiped, the second angle being opposite to a first angle connected to the guide means 108, wherein the gripper 102 is arranged to be movable about its axis by a belt 106 provided with a power guide 120 -10 sex for the seizer.

Kuviot 2a ja 2c esittävät perspektiivikuvana ja päältä tarkasteltuna esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisia käsivarsia ja ohjausvälineitä. Esillä olevan keksinnön mukainen robottikourajärjestely käsittää edullisesti neljä käsivartta 104, jotka on ristikytkennöillä liitetty toisiinsa siten, että käsivarsien muodostamas-15 ta suorakulmiosta tulee tukeva ja jäykkä.Figures 2a and 2c are perspective views and plan views of forearms and guide means according to an embodiment of the present invention. The robotic grapple assembly of the present invention preferably comprises four arms 104 interconnected so that the rectangle formed by the arms becomes solid and rigid.

Kuviossa 2b on esitetty erään suoritusmuodon mukainen käsivarsi 104 yksityiskohtaisemmin. Esillä olevan keksinnön mukainen robottikoura käsittää neljä identtistä käsivartta, joiden käsivarsien väliset kytkennät on suoritettu nivelletysti siten, että käsivarret pääsevät liikkumaan toistensa suhteen. Käsivarret on kytketty toisiinsa 20 suljetulla ristiinkytkennällä, eli toisesta päästä käsivarsi on liitetty yläosaan järjestetystä liitoskappaleesta 112 ja toisesta päästään alaosaan järjestetystä liitoskappalees-ta 114. Jokainen neljästä käsivarresta on liitetty toisiinsa tai ohjausvälineisiin / tart-tuj aan tällä tavalla, mistä seurauksena suljettu ristiinkytkentä. Tällä tavalla saadaan käsivarsien muodostamasta suunnikkaasta jäykkä. Käsivarret saadaan välyksettö-25 miksi toistensa suhteen oikealla laakeroinnilla, mikä on selvää alan ammattilaiselle.Figure 2b shows an arm 104 according to one embodiment in more detail. The robotic grapple of the present invention comprises four identical arms, the arms of which are connected by articulation so that the arms can move relative to one another. The arms are connected to each other by a closed cross-linking, i.e., at one end, the arm is connected by a connecting piece 112 at the upper end and a connecting piece 114. At the other end, each of the four arms is connected to one another or control means / gripper. In this way, the parallelogram formed by the arms is made rigid. The forearms are obtained by having a clear bearing relative to each other, which is obvious to one skilled in the art.

° Käsivarret on edullisesti valmistettu kestävästä ja kevyestä tarkoitukseen sopivasta o materiaalista, kuten hiilikuidusta, jonka ansiosta käsivarsien muodostamasta suun- g nikkaasta tulee jäykkä ja kevyt. Käsivarret on edullisesti järjestetty yhtä pitkiksi, x mutta ne voivat olla keskenään myös eripituisia. Käsivarsien pituutta säätämällä 30 voidaan säätää esillä olevan robottikouran tarttujan ulottuvuutta. Ulottuvuus voi olla c\j esimerkiksi 50 mm - 255 mm robottikouran rungosta käsin, mutta alan ammattilai- cu nen ymmärtää, että käsivarsien pituutta muuttamalla voidaan aikaansaada myös toi- ^ senlainen ulottuvuus. Esillä olevan keksinnön mukaisella robottikouralla on myös mahdollista saada lähes 360 asteen työalue tarttujalle, sillä käsivarsien liikkuvuus 35 toistensa suhteen mahdollistaa kyseisen työalueen.Preferably, the arms are made of a durable and lightweight material, such as carbon fiber, which makes the forearm's rigid and lightweight. The arms are preferably arranged equally long, but may also be of different lengths. By adjusting the length of the arms 30, the dimension of the gripper of the present robotic grapple can be adjusted. The dimension may be, for example, 50 mm to 255 mm from the body of the robotic grapple, but one skilled in the art will appreciate that changing the length of the arms can also provide another dimension. It is also possible for the robotic grapple of the present invention to provide a working area of nearly 360 degrees for the gripper, since the movement of the forearms 35 relative to each other enables that working area.

66

Tarttujan liikettä ohjataan käsivarsiin järjestetyn hihnan 106 avulla, jonka hihnan pituus on aina vakio tarttujan paikasta riippumatta käsivarsien muuttumattoman yhteispituuden ansiosta. Kuten kuviosta 2b voidaan havaita, käsivarsien keskelle voidaan edullisesti järjestää ura hihnaa varten. Käsivarsien muodostamaan suunnikkaa-5 seen on myös erään suoritusmuodon mukaan järjestetty välineet 118 hihnan kiristämiseksi, mikä voi olla tarpeellista, jos hihnan lämpötilanvaihtelun ja/tai käytön seurauksena löystyy. Hihan on erään suoritusmuodon mukaan hammashihna ja hihnaa pyörittäviin ohjausvälineisiin 108, kuten myös tarttujaan on edullisesti järjestetty vastaavat hammaspyörät.Movement of the gripper is controlled by a strap 106 provided on the arms, which is always constant in length regardless of the position of the gripper due to the constant total length of the arms. As can be seen in Fig. 2b, a groove for the strap can preferably be provided in the center of the arms. Also, according to one embodiment, means 118 for tightening the belt are provided in the parallelogram 5 formed by the arms, which may be necessary if the belt becomes slack as a result of temperature variation and / or use. According to one embodiment, the sleeve is a toothed belt and the respective gear wheels are preferably arranged in the gripping means 108 which rotate the belt.

10 Kuten kuvioista 2a ja 2c tulee ilmi, esillä olevan keksinnön mukaiset ohjausvälineet 108 ovat edullisesti moottoreita, jotka on järjestetty samalle akselille. Käsivarsien muodostama suorakulmio on liitetty moottoreihin suorakulmion yhdestä kulmasta ja tarttuja on järjestetty suorakulmion vastakkaiseen kulmaan 110. Erään suoritusmuodon mukaan robottikourajärjestely käsittää yhden moottorin kumpaakin ohja-15 usvälineisiin 108 liitettyä käsivartta kohden ja yhden moottorin ohjaamaan käsivarsiin järjestetyn hihnan avulla tarttujaa liikkeessä oman akselinsa ympäri. Moottoreiden keskinäisellä pyörityssuhteella saadaan käsivarsien muodostama nivelmeka-nismi liikkumaan tarkasti xy-tasossa. Koska moottorit on järjestetty samalle akselille ja nivelmekanismin liike xy-tasossa tapahtuu moottoreihin liitettyjä käsivarsia 20 liikuttamalla, saadaan xy-tasossa tapahtuva liike aikaiseksi moottoreiden pienillä pyörähdyskulmilla. Moottorit voidaan järjestää samalle akselille monella tavalla, mutta erään suoritusmuodon mukaan käsivarren alaosan liitoskappaleesta 112 moottoriin liitettyä käsivartta ohjataan käsivarren alapuolelle sijoitetulla moottorilla ja käsivarren yläosan liitoskappaleesta 114 moottoriin liitettyä käsivartta ohjataan kä-25 sivarren yläpuolelle sijoitetulla moottorilla. Tarttujaa ohjaava moottori voidaan si-^ joittaa esimerkiksi näiden päälle tai alle tilasta ja suoritusmuodosta riippuen, δ ^ Erään suoritusmuodon mukaan ohjausvälineet käsittävät servomoottoreita. Kyseis- 9 ten servomoottoreiden tarkkuus voi vaihdella valmistajasta riippuen, mutta servo- o moottoreilla voi olla mahdollista saavuttaa esimerkiksi noin 0,01 mm tarkkuus. Li- | 30 säksi erään suoritusmuodon mukaan ohjausvälineet käsittävät välineet tarttujan lii- ^ kuttamiseksi vertikaalisuunnassa. Edullisesti kyseiset välineet käsittävät moottorin, esimerkiksi servomoottorin, joka on järjestetty eräässä suoritusmuodossa nostamaan ^ ja laskemaan käsivarsien muodostamaa suunnikasta ja eräässä toisessa suoristus- 00 muodossa koko järjestelyä tarttujan nostamiseksi ja laskemiseksi vertikaalisuunnas- 35 sa.2a and 2c, the control means 108 of the present invention are preferably motors arranged on the same shaft. The forearm rectangle is connected to the motors at one angle of the rectangle and the gripper is arranged at the opposite angle of the rectangle 110. According to one embodiment, the robot grapple arrangement comprises one motor for each arm 108 connected to each of the guide means and one for the motor The rotational relationship between the motors causes the articulation mechanism formed by the arms to move exactly in the xy plane. Since the motors are arranged on the same axis and the movement of the articulation mechanism in the xy plane is effected by moving the arms 20 connected to the motors, the movement in the xy plane is achieved by the small rotation angles of the motors. The motors can be arranged on the same shaft in many ways, but according to one embodiment, the lower arm arm coupling 112 is controlled by a motor located below the arm and the upper arm coupler 114 is guided by the motor located above the arm. For example, depending on the space and the embodiment, the motor controlling the gripper may be placed on or below them. According to an embodiment, the control means comprise servomotors. The accuracy of these servo motors may vary depending on the manufacturer, but it may be possible for the servo motors to achieve, for example, an accuracy of about 0.01 mm. Li- | According to one embodiment, the guide means comprise means for moving the gripper in a vertical direction. Preferably, said means comprise a motor, for example a servomotor, arranged in one embodiment to raise and lower the parallelogram formed by the arms and in another form of straightening the entire arrangement for raising and lowering the gripper in the vertical direction.

77

Kuvio 3a esittää esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaista tarttujaa liitettynä käsivarsiin, ja kuvio 3b kuvion 3a tarttujan hihnaan järjestettyä virtajoh-dinta 120 sekä tarttujaan järjestettyä sähköliitintä 122. Kuten yllä todettiin, hihna 106 tarttujan 102 liikuttamiseksi tarttujan akselin ympäri on edullisesti hammashih-5 na ja tarttujaan 102 on järjestetty hammashihnaa vastaava hammaspyörä. Hihnaan on lisäksi järjestetty virtajohdin 120 tarttujan 102 tarvitseman virran johtamiseksi tarttujalle 102. Johdin on edullisesti monikanavainen, esimerkiksi 2-4 -kanavainen hihnan pintaan järjestetty päällystämätöntä johdinmateriaalia, kuten kuparia. Erään suoritusmuodon mukaan esillä olevan keksinnön mukaiseen robottikourajärjestelyn 10 tarttujaan on järjestetty laahaava sähköliitin virran siirtämiseksi tarttujalle hihnan pintaan järjestetystä virtajohtimesta.Fig. 3a shows a gripper according to an embodiment of the present invention connected to the arms, and Fig. 3b is a power conductor 120 arranged on the gripper belt of Fig. 3a and an electrical connector 122. As stated above, belt 106 for moving the gripper 102 around the gripper axis a gripper corresponding to a toothed belt is provided in the gripper 102. The belt is further provided with a current conductor 120 for conducting the current required by the gripper 102 to the gripper 102. Preferably, the conductor is a multichannel, e.g., 2-4 channel, uncoated conductor material, such as copper, arranged on the belt surface. According to one embodiment, the gripper 10 of the robotic grapple arrangement of the present invention is provided with a pulling electrical connector for transferring current to the gripper from a power cord provided on the belt surface.

Erään suoritusmuodon mukaan tarttuja on liitetty käsivarsine muodostamaan suunnikkaaseen esimerkiksi pikaliittimellä, mikä mahdollistaa tarttujan nopean vaihdon johonkin toiseen instrumenttiin. Tarttujan sijasta esillä olevan keksinnön mukaiseen 15 järjestelyyn on mahdollista liittää myös muita instrumentteja, kuten esimerkiksi muttei rajoittuen, pipettijärjestelyn, pinsettijärjestely ja ruuvimeisselin muutamia esimerkkejä mainitakseni. Alan ammattilaiselle on selvää, että myös muita instrumentteja on mahdollista liittää esillä olevan keksinnön mukaiseen robottikourajär-jestelyyn.According to one embodiment, the gripper is connected to a parallelogram formed by the armband, for example, with a quick-release connector, which allows a quick change of the gripper to another instrument. Instead of the gripper, it is also possible to incorporate other instruments, such as, but not limited to, a pipette assembly, tweezers arrangement and screwdriver arrangement in the arrangement of the present invention, to name a few. It will be apparent to one skilled in the art that other instruments may also be incorporated into the robotic grapple arrangement of the present invention.

20 Edellä on esitetty vain eräitä keksinnön mukaisen ratkaisun suoritusmuotoja. Keksinnön mukaista periaatetta voidaan luonnollisesti muunnella patenttivaatimusten määrittelemän suoja-alueen puitteissa esim. toteutuksen yksityiskohtien sekä käyttötapojen osalta.Only some embodiments of the solution according to the invention are shown above. Naturally, the principle of the invention can be modified within the scope defined by the claims, e.g. with regard to details of implementation and methods of use.

δδ

CvJCVJ

COC/O

cp co ocp co o

XX

Q.Q.

1^1?

CvJCVJ

LOLO

CVJCVJ

δδ

CVJCVJ

Claims

A robot grapple assembly (100) for moving a movable gripper (102) automatically or remotely, comprising: - four arms (104) movably connected to each other so that the arms (104) form a parallelogram, guiding means (108) disposed at a first parallelepiped, and - a gripper (102) connected to a second parallelepiped (110) which is opposite to a first angle connected to the guiding means (108), wherein the gripper (102) is arranged to be movable about its axis (104) 10, characterized in that a power conductor (120) is provided on the surface of the belt (106) to transfer energy to the gripper (102).

A robotic grapple assembly (100) according to claim 1, characterized in that a gripping electrical connector (122) is provided on the gripper (102) to transfer current to the gripper from the current conductor (120) provided on the surface of the strap (106).

A robotic grapple assembly (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the belt (106) is a toothed belt and the gear guide means (108) and the gripper (102) are provided with gears corresponding to the toothed belt.

Robotic grapple assembly (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the guide means (108) for guiding the arms (104) and the gripper (102) are arranged on the same axis. δ c \ j co

Robotic grapple assembly (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means (108) comprise two motors for moving the hand arms in the xy plane and one motor for moving the gripper (102) by means of a belt (106). B-

Robotic grapple assembly (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the control means (108) comprise servomotors. O C \ J

Robotic grapple assembly (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the arms (104) are mechanically cross-linked, i.e. at one end the arm (104) is connected to the upper part (112) and at the other end to the lower part (114).

Robotic grapple assembly (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the arms (104) are made of carbon fiber.

Robotic grapple assembly (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the arms (104) are of equal length to each other.

Robotic grapple assembly (100) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises means for moving the gripper (102) in the vertical direction. 10 • ί · δ c \ j CO o CO o X IX CL N- <M l · '- LO {M O {M