FI75296C - Robotlem. - Google Patents

Description

Robotti jäsen 7 5 2 9 6

Keksinnön ala Tämän keksinnön kohteena on robottijäsenet.

5

Tekniikan taso

Suuri lukumäärä valmistajia tyydyttää robottien nykyisen tarpeen ja tarjoaa kaupaksi hyvin monenlaisia koneita. Koneiden rakenne heijastaa koosta johtuen tehon, tarkkuuden, 10 nopeuden ja hinnan vaatimukset. Koneilla on joukKo yhteisiä piirteitä, ja ne suorittavat valitut tehtävänsä hyvin hitsauksessa, maalauksessa, lajittelussa, paikalleen asetuksessa ja muissa käsittelytoiminnoissa. Ne voivat kattaa erilaisia kulmia niiden ulottuvuusalueen sisällä, vaikka niillä 15 tavallisesti on liikkeen pienempi suurin joustavuus kuin esimerkiksi ihmisen kädellä. Nykyään robottien luontainen markkinakehitys näyttää olevan kevyiden kuormien nopeiden, näppärien liikkeiden suorittamisen alalla yhdessä kulmaliiK-keen kohtalaisen tarkkuuden ja huomattavan vaihtelun kanssa 20 ulottuvuuslaajuuden sisällä. Tämä keksintö auttaa aikaansaa- maan robottijäsenen tämän tarpeen tyydyttämiseksi.

Keksinnön supistelma Tämän keksinnön mukaiselle robottijäsenelle on tunnus-25 omaista se, että se käsittää sarjan välin päässä toisistaan olevia asennuslevyjä, jolloin vierekkäiset asennuslevyt on yhdistetty vastaavalla ryhmällä niveltankoja ja että kuhunkin niveltankoryhmään kuuluu pituudeltaan kiinteä niveltanko ja kaksi pituudeltaan säädettävää niveltankoa, jolloin kukin 30 niveltankoryhmä on yhdistetty kahteen vastaavaan käyttölaitteeseen, jotka on sovitettu kahden vastaavan asennuslevyn väliin, ja jolloin kukin käyttölaite vaihtelee kyseisen ryhmän kahden niveltangon pituutta itsenäisesti, aikaansaaden viereisten asennuslevyjen ohjatun keskinäisen kulmakallistu-35 man ja seurauksena olevan jäsenen ohjauksen.

Sopivimmin kunkin pituudeltaan kiinteän niveltangon toinen pää on kiinnitetty jäykästi vastaavaan asennuslevyyn ja toinen pää on kiinnitetty viereiseen asennuslevyyn liitän- 75296 nällä, joka aikaansaa universaalinivelliikkeen, kuten palloja kuppinivel. Kunkin pituudeltaan säädettävän niveltangon kumpikin pää voi olla yhdistetty vastaaviin asennuslevyihin universaalinivelillä tai säätökulmanivelillä, aikaansaaden 5 siten keskinäisen kallistuman viereisten asennuslevyjen välillä .

Kukin pituudeltaan säädettävä niveltanko voi olla tehty pituudeltaan aseteltavaksi jollakin tavallisella laitteella, kuten teleskooppisella liitoksella tai pidennettävällä osal-10 la, mutta sopivin järjestely kutakin tällaista tankoa varten on käyttää kahta osaa kierrekosketuksessa, jolloin vastaava käyttölaite toimii suhteellisen kiertymisen aikaansaamiseksi kunkin niveltangon kahden osan välillä sen tehollisen pituuden muuttamiseksi. Käyttölaitteena voi olla sähkömoottori 15 jokaista pituudeltaan säädettävää niveltankoa varten. Sähkö-moottoreina voivat olla askelmoottorit tai tasavirtaservo-moottorit, ja ne voivat olla asennettu asennuslevyille, pituudeltaan kiinteisiin tankoihin tai (vähemmän sopivasti) pituudeltaan säädettäviin tankoihin. Sähkömoottorit voivat 20 käyttää säädettäviä niveltankoja hammashihnojen ja hihnapyö-rien, ketjujen ja ketjupyörien tai muiden sopivien laitteiden välityksellä.

Liittämällä yhteen useita asennuslevyjä ja niveltan-koryhmiä etenevästi varren pituudelle on mahdollista ai-25 kaansaada robotti jäsen, joka jäljittelee aivan läheisesti misensen käsivarren muotoa sekä liikettä, ja sen kokoa voidaan vaihdella tiettyjä olosuhteita varten. Robotti-jäsen voi jäljitellä myösKin ihmisen jalan muotoa ja liikettä, esim. käytettynä toisen jäsenen kanssa kävelyä var-30 ten.

Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin ja eräänä esimerkkinä, viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää perspektiivisesti keksinnön mukaisen robottikäsivarren kahta asennuslevyä ja kolmen niveltangon 35 asennuslevyihin liittyvää ryhmää ja kuvio 2 esittää kaavion, joka esittää kahdessa ulottuvuudessa keksinnön mukaisen robottivarren mahdollisia liikkeitä.

11 3 75296

Piirustusten yksityiskohtainen selostus

Viitaten kuvaan 1 alusta-asennuslevyyn A on kiinnitetty kohdassa D määräpituisen niveltangon C toinen pää. Ni-veltangon C toinen pää on yhdistetty toiseen asennuslevyyn 5 E pallo- ja kuppinivelellä B, aikaansaaden niveltangon C universaalikääntymisen levyyn E nähden. Pallo- ja kuppi-nivelen B sijasta voidaan käyttää liitoksen F tapaista yleistä liitosta yhdistämään tangon C pää levyyn E. Levyt A ja E on yhdistetty myöskin kahdella pituudeltaan säädet-10 tävällä tai aseteltavalla niveltangolla G, jotka ovat keskenään samanlaiset ja joista ainoastaan toista tullaan kuvaamaan.

Niveltangon G alaosan J yläpäässä on ulkopuolinen kierre I ja alapäässä kaksisuuntainen kardaaninivel K, jo-15 ka on asetettu laakeriin ja on vapaasti pyörivä. Niveltangon G yläosan alapäässä H on vastaava sisäkierre, joka on kytkennässä ulkokierteen I kanssa. Tangon G yläosan yläpäässä on kaksisuuntainen kardaaninivel F, joka on kiinnitetty ylempään asennuslevyyn E siten, että tangon kulmaa 20 voidaan muuttaa, mutta tankoa ei voida kiertää. Niveltan-ko C aikaansaa tavallisen kannattimen käyttömoottorille L, joka huolehtii tehosta niveltangon G alustaan hidastusvaih-teen M välityksellä. Hidastusvaihde M voidaan korvata hammashihnapyöräkäyttölaitteella tai ketju- ja ketjupyörä-25 käyttölaitteella. Kun moottori toimii, ulkokierre I menee sisäkierteen H sisään eli lyhenee, siten muuttaen tangon G tehollista pituutta ja saattaen ylemmän asennuslevyn Ξ muuttamaan kulma-asentoaan alempaan asennuslevyyn A nähden.

Käyttömoottori L voi olla nopeudeltaan porrasmaisesta 30 muuttuvaa tyyppiä ja numeerinen säätö voidaan saavuttaa pulssilaskennalla. Vaihtoehtoisesti moottorina L voi olla tasavirtaservomoottori, jossa on optinen tarkkailulevy liikkeen näkymistä varten. Kohdat N ilmaisevat seuraavan niveltankoryhmän alemmat asennuskohdat, edeten käsivartta 35 pitkin, jonka niveltankoryhmän toisessa päässä on lisä-asennus levy ja niin edespäin.

Kuva 2 esittää kaaviollisesti robottikäsivartta erilai- 11 75296 sissa asennoissa. Täydellinen käsivarsi voidaan tehdä ryhmästä yksiköitä (samanlaisia kuin kuvassa 1), jotka on järjestetty sarjoiksi, joissa on kaksinkertainen määrä asennuslevyjä, joihin yksiköt liityvät, mutta taloudelli-5 sempaa on käyttää yhtä asennuslevyä niveltankoryhmien 2, 4, 6 jne välissä. Joka tapauksessa määräpituiset nivel-tangot perättäisissä niveltankoryhmissä voivat olla missä tahansa valitussa keskinäisessä asemassa, nimittäin suorassa rivissä tai kulmittain erillään.

10 Asennuslevyt on merkitty viitenumeroilla 1, 3, 5 jne ja niveltankoryhmät viitenumeroilla 2, 4, 6 jne, jolloin koko käsivarsi on päätetty valitun muotoisella tarttuimel-la tai käsittelyelimellä. Käsivarsi on ohjattavissa kolmessa ulottuvuudessa moottoreiden ohjatulla aktivoinnilla. 15 Selitetty tyyppi voidaan korvata muilla välineillä pi tuudeltaan muutettavien niveltankojen aikaansaamiseksi, niinpä esimerkiksi nestetoimimoottori plus asemanmuutin aikaansaavat saman tuloksen.

Koko varsikokonaisuutta voidaan ohjata käsin ohjatusta 20 säätörasiasta ohjeiden mukaan. Käsin tuotetut ohjeet voivat olla tallennettu tietokoneeseen tai johonkin muuhun varastoon ja käsivarteen takaisin otettuna ne toistavat suunnitellun ohjauksen.

Vaihtoehtoisesti "arviointi-laskenta" ("dead reckon-25 ing") -tietokoneohjausta voidaan käyttää sopivan tietokoneohjelman aikaansaamiseksi, joka on aikaansaatu matemaattisesti.

Selitetyllä robottikäsivarrella on huomattava ohjattavuus ja tarkkuus. Riippuen voiman lähteiden valitusta 30 koosta ja soveltuvuudesta sillä on samanlainen suorituskyky kuin ihmisen käsivarrella. Yksikön yksinkertainen perusyksikkö pitäisi pystyä valmistamaan verraten pienin kustannuksin, mikä sallii sen tulon markkinoiden uudeksi osaksi. Siten käsivarsi on ohjelmisto-ohjauksen alainen 35 eikä tarvitse erottimia tai muita detektoreja, jotka tuntevat osien fysikaaliset asemat.

Valitsemalla kierteen muotoinen ohjauskulma, viimeisen

II

3 75296 käyttöelimen resultanttikitkaominaisuus merkitsee sitä, että yksikkö ei voi kääntyä vastakkaiseen suuntaan ulkopuolisten kuormien vaikutuksesta. Tämä tekee yksikön ihanteelliseksi käyttöä varten koneiden jne kanssa, koska 5 se voi vastustaa niihin liittyviä reaktiivisia vääntömo-menttej a.

Käytöissä, joissa tarvitaan rakenne- ja käyttökompo-nenttien kemiallista suojausta, on mahdollista sovittaa mukautuvat palkeet koko laitteen päälle.

Claims (3)

7 5 2 9 6 Patenttivaatimukset c- s

1. Robotlem, kännetecknad av att den om-fattar en serie pä ett avständ frän varandra be-lägna monteringsplattor (A, E), varvid invidliggande 20 monteringsplattor förenats med en motsvarande grupp led-stänger (C, G) och att tili varje ledstängsgrupp hör en ledstäng (C) med fast längd och tvä ledstänger (G) med reglerbar längd, varvid varje ledstängsgrupp förenats med tvä motsvarande drivanordningar (L), vilka anordnats 25 mellan tvä motsvarande monteringsplattor (A, E), och varvid varje drivanordning (L) varierar längden hos respek-tive grupps tvä ledstänger (G) självständigt, ästadkom-mande en styrd inbördes vinkellutning av invidliggande monteringsplattor med en styrning av lemmen som följd.

1. Robotti jäsen, tunnettu siitä, että se käsittää sarjan välin päässä toisistaan olevia asennuslevyjä (A, E), jolloin vierekkäiset asennuslevyt on yhdistetty vas-‘5 taavalla ryhmällä niveltankoja (C, G) ja että kuhunkin nivel-tankoryhmään kuuluu pituudeltaan kiinteä niveltanko (C) ja kaksi pituudeltaan säädettävää niveltankoa (G), jolloin kukin niveltankoryhmä on yhdistetty kahteen vastaavaan käyttölaitteeseen (L), jotka on sovitettu kahden vastaavan asen-10 nuslevyn (A, E) väliin, ja jolloin kukin käyttölaite (L) vaihtelee kyseisen ryhmän kahden niveltangon (G) pituutta itsenäisesti, aikaansaaden viereisten asennuslevyjen ohjatun keskinäisen kulmakallistuman ja seurauksena olevan jäsenen ohjauksen.

2. Robotlem enligt patentkrav 1, känneteck- n a d av att den ena ändan (O) av varje ledstäng (C) med fast längdär stelt fästad vid motsvarande monteringsplat-ta (A) och andra ända är fästad vid invidliggande monte-ringsplatta (E) genom en koppling (B), som ästadkommer 35 en universalledrörelee.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen robottijäsen, tun nettu siitä, että kunkin pituudeltaan kiinteän nivel-tangon (C) toinen pää (D) on kiinnitetty jäykästi vastaavaan asennuslevyyn (A) ja toinen pää on kiinnitetty viereiseen asennuslevyyn (E) liitännällä (B), joka aikaansaa universaa-20 linivelliikkeen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen robotti jäsen, tunnettu siitä, että mainittuna liitäntänä (B), joka aikaansaa universaalinivelliikkeen, on pallo- ja kuppinivel.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen robot- ’* 25 ti jäsen, tunnettu siitä, että kunkin pituudeltaan säädettävän niveltangon (G) kumpikin pää on yhdistetty vas-: taaviin asennuslevyihin (A, E) universaalinivelillä tai sää- :* tökulmanivelillä (K, F), aikaansaaden siten keskinäisen kal- * listuman viereisten asennuslevyjen (A, E) välillä. : 30 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen robot ti jäsen, tunnettu siitä, että kussakin pituudeltaan säädettävässä niveltangossa (G) on kaksi osaa (I, H) kierrekosketuksessa, jolloin vastaava käyttölaite (L) toimii suhteellisen kiertymisen aikaansaamiseksi kunkin niveltangon 35 (G) kahden osan välillä sen tehollisen pituuden muuttamisek si .

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen robot-tijäsen, tunnettu siitä, että siihen kuuluu saman- II 7 75296 laisia yksiköitä, joista kussakin on kaksi välin päässä toisistaan olevaa asennuslevyä (A, E), jotka on yhdistetty vastaavalla ryhmällä niveltankoja (C, G), jolloin asennuslevyt ovat kaksinkertaisia yksiköiden liitoskohdissa.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen robot ti jäsen, tunnettu siitä, että käyttölaitteet (L) ovat sähkömoottoreita, jotka ovat askelmoottoreita tai tasa-virtaservomoottoreita ja asennetut asennuslevyille (A).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen robottijäsen, t u n-10 n e t t u siitä, että sähkömoottorit (L) käyttävät pituudeltaan säädettäviä niveltankoja (G) hammashihnojen välityksellä .

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen robotti jäsen, tunnettu siitä, että käyttölaitteet (L) 15 on ohjattu tietokoneohjelmiston välityksellä.

3· Robotlem enligt patentkrav 2, känneteck-n a d av att nämnda koppling (B), som ästadkommer en universalledrörelee, är en kul- eller skälled.