FI90511B - Järjestely paineväliainekäyttöiseen voimalaitteeseen - Google Patents

Description

Järjestely paineväliainekäyttöiseen voimalaitteeseen. -

Arrangemang i en tryckmediadriven kraftanordning.

1 90511

Esillä olevan keksinnön kohteena on järjestely paineväliai-neella (hydralisesti tai pneumaattisesti) toimivaan voima-laitteeseen, joka on valmistettu taipuisasta ontosta seinä-materiaalista ja varustettu pituussuuntaisella rivillä onttoja, keskenään välimatkan päässä olevia sisäpuolisia taskuosia ja vastaavalla pituussuuntaisella rivillä vahvikerakenteita, jolloin mainitut taskuosat on liitetty paineväliaineen lähteeseen ja paineen päästölähteeseen niihin liittyvän paineväl iainejohdon ja sisäpuolisten kanavien kautta ja kukin taskuosa on järjestetty täytettäväksi eli kuormitettavaksi paineistetulla väliaineella taskuosan seinämateriaalin defor-moimiseksi kuperaksi laajentamalla.

Kyseisen tyyppinen tunnettu järjestely on esitetty julkaisussa US-A-4 815 782, jossa on kyseessä tarrauslaite, johon kuuluu elastinen käsivarsi, joka on muodostettu päistään suljetusta, täytettävästä putkesta, jonka ympärille on sijoitettu useita yleisesti ottaen yhdensuuntaisia, pituussuuntaisen välimatkan päässä toisistaan olevia epäelastisia vanteita täytetyssä tilassa olevan käsivarren säteettäisen elastisen laajenemisen rajoittamiseksi. Käsivarren pintaan kiinnitetty pituussuuntaisesta epäelastinen, sivusuuntaisesti taipuisa vanne tai nauha aikaansaa sen, että täytetty käsivarsi kiertyy tartuttavan esineen ympäri. Täytettävä elastinen käsivarsi on varustettu pituussuuntaisesti ja sivusuuntaisesti leviävillä kennoilla elastista seinämateriaalia. Täytettävän käsivarren elastista laajenemista rajoittaa pituussuuntaisesti ulottuva epäelastinen tai kimmoton vanne ja pituussuuntaisesti välimatkan päässä toisistaan olevat epäelastiset vanteet. Epäelastisten vanteiden rajoittama käsivarren täyttö- tai laajenemisaste määrää laitteen tarttumisvoiman ja geometrian. Tarttumisvoima perustuu ainoastaan elastisen varren elastisten kennojen aikaansaamaan 2 90511 vastaavaan laajenemiseen.

Esillä oleva keksintö on tarkoitettu käytettäväksi useissa erilaisissa käytännön sovellutuksissa, kuten esimerkiksi kuristus-laitteessa, taivutuslaitteessa tai tarttumislaitteessa tai niiden yhdistelmissä. Ts. keksinnön mukainen voimalaite ei rajoitu pelkästään tarttumis- ja kiinnitystoimintaan, vaan sitä voidaan yleisesti ottaen käyttää erilaisissa voimankäyttölait-teisssa venytys-, taivutus-, kiristys- ja vastaavien toimintojen suorittamiseksi.

Keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on saada aikaan voima-laite, joka täytettäessä supistuu pituussuunnassa päinvastoin kuin voimalaite, joka ojentuu täytettäessä. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on saada aikaan yksinkertainen ja samanaikaisesti tehokas voimalaiterakenne, joka on järjestetty sijoitettavaksi robottikäsimekanismiin ja muihin erilaisiin käyttömekanismei-hin.

Keksinnön mukainen järjestely on tunnettu siitä, että taskura-kenteet ja vahvikerakenteet on integroitu yhteen ja samaan taipuisaan, lujitettuun seinämateriaaliin, että kukin taskura-kenne on muodostettu kahdesta keskenään päällekkäisestä ohutseinäisestä seinämästä, jotka on kehältä ympäröity ja kehältä rajoitettu yhteisellä, varsin paksuseinäisellä vahvikeraken-teella, ja että voimalaite on säädettävissä ojentuneesta supistuneeseen tilaan paineistamalla taskurakenteet taskura-kenteen seinämateriaalin kuperan laajenemisdeformaation ja siihen liittyvien vahvikerakenteiden pituussuuntaisesti supistuvan deformaation aikaansaamiseksi.

Keksinnön mukaisen voimalaitteen täytön seurauksena on se, että voimalaite kutistuu tai supistuu pituussuunnassaan ja tämän saavat aikaan voimalaitteen paikalliset laajenemiset sen pituussuuntaan nähden poikittaiseen suuntaan. Tällöin keksinnön 3 90511 mukaisessa järjestelyssä voimalaite aikaansaa supistuvan, varsin yksinkertaisen rakenteellisen ratkaisun, joka perustuu laitteen täytön aiheuttamalle supistumisperiaatteel1 e. Tällaisen ratkaisun etuna on se, että voimalaite voidaan sijoittaa yksinkertaiseen yksiosaiseen rakennejärjestelyyn ja että tällaisena yksiosaisena rakennejärjestelynä se voidaan sijoittaa yksinkertaisella tavalla eri käyttötarkoituksiin tarkoitettuihin erilaisiin käyttötyökaluihin. Voimalaitteeseen voidaan myös kerätä tai akkumuloida suuri käyttövoima, jota käytetään erilaisiin tehokkaisiin kokoonpuristumistarkoituksiin. Tämä jälkimmäinen aikaansaadaan käyttämällä taipuisasta, lujitetusta seinämateriaalista valmistettua voimalaitetta.

Keksinnön muut tunnusmerkit selviävät oheisesta keksinnön selityksestä, jossa tarkastellaan oheisia piirustuksia, joissa:

Kuvio 1 on osittaiskuva keksinnön mukaisen järjestelyn eräästä osasta, joka on esitetty pintakuvantona yksinkertaisimmassa muodossaan ja toimimattomassa asennossa.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista järjestelyä pystyieikkauk-sena.

Kuvio 3 esittää kuvioiden 1 ja 2 mukaista järjestelyä paine-kuormitetussa tilassa.

Kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaista järjestelyä pysty1eikkauk-sena.

Kuviot 5 ja 6 esittävät vastaavassa tilassa ja leikkauksena kuin kuviot 3 ja 4 järjestelyn erästä vaihtoehtoista rakennetta painekuormitetussa tilassa.

4 90511

Kuviot 7 ja 8 esittävät pitkittäisleikkauksena järjestelyn kolmatta rakennetta, joka on vastaavassa järjestyksessä ojentuneessa ja taivutetussa asennossa.

Kuvio 9 esittää keksinnön mukaisen järjestelyn neljättä rakennetta kaaviomaisesti perspektiivikuvana.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty seinämateriaali 10, joka on esimerkiksi lujitettua, vulkanoitua kumimateriaalia (tai vastaavaa taipuisaa materiaalia) ja johon kuuluu ulkoseinä-kerros 10a ja sisäseinäkerros 10b, joiden välissä on paikallisesti rajoitettu taskurakenne 11 ja siihen liittyvä ohjainkanava 12 yhdessä paineilmajohdon 13 kanssa.

Kuvioissa 3 ja 4 seinämateriaalin 10 taskurakenne 11 on esitetty paineistetussa asennossa. Taskurakenteen 11 täyttymisen seurauksena saadaan aikaan materiaalin lOd kokoonpuristuminen materiaaliin lOe nähden taskurakenteen 11 vastakkaisilla puolilla ja materiaalin vastaava yhteenpuris-tuminen taskurakenteen pituussuuntaisilla sivureunoi1 la 10c.

Järjestelyn seinämateriaalin mainitulla kokoonpuristumisella voidaan aikaansaada seinämämateriaalin sivusuuntainen paikallinen pullistuma nuolten 14 esittämällä tavalla ja samanaikaisesti järjestelyn vastaava paikallinen pituussuuntainen kokoonpuristuminen nuolten 15 esittämällä tavalla.

Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty vastaavanlainen ratkaisu kuin kuvioissa 3 ja 4 ainoastaan sillä erolla, että tässä käytetään kahta sarjaankytkettyä taskurakennetta 11 kuvioissa 3 ja 4 esitetyn yhden asemesta. Kuvioiden 5 ja 6 mukaisesta ratkaisusta selviää, että kokoonpuristuminen on kaksi kertaa niin suuri kuin kuvioiden 1-4 mukaisessa ratkaisussa.

Kuvioissa 7 ja 8 on käytetty kolmea taskurakennetta 11, jotka 5 90511 on kytketty sarjaan putkimaisen rungon 16 toisella puolella 16a, joka runko on valmistettu vastaavasti kuvioissa 1 - 4 (ja kuvioissa 5 ja 6) esitetystä materiaalista. Mainitut taskura-kenteet 11 on järjestetty pituussuuntaisesti riveihin, jotka ovat yhdensuuntaisia rungon pituusakselin kanssa, eli suhteellisen rajoittuneeksi kaistamaiseksi osaksi rungon toiselle sivulle 16a. Tämä nauhamainen osa voi muodostaa ensimmäistä tyyppiä olevan osan, jollainen on esitetty keksinnön selityksen johdannossa ja patenttivaatimuksissa. Rungon muun seinäosan muodostaa vastaava materiaali, joka on valmistettu mainituista kahdesta kerroksesta 10a ja 10b ja joka voi muodostaa seinäosan toisen tyypin, jollainen on esitetty keksinnön selityksen johdannossa ja patenttivaatimuksissa. Täyttämällä taskuraken-teet 11 rungon toisella sivulla 16a saadaan aikaan rungon toisen puolen tai sivun 16a kokoonpuristuminen ja samalla aiheutetaan rungon vastakkaisen sivun 16b taipuminen. Tämän seurauksena saavutetaan taipumiskaarevuus, joka on noin 90°.

Purkamalla paine kuvioiden 7 ja 8 mukaisissa taskurakenteissa 11 saadaan runko 16 palaamaan kuvion 8 mukaisesta asennosta kuviossa 7 esitettyyn 1ähtöasentoon kuvion 8 mukaisessa asennossa muodostuvien luontaisten elastisten voimien avulla. Taskurakenteiden 11 yksinkertaisella paineväliainetäytöllä voidaan tällä tavoin aikaansaada rungon 16 tehokas taipuminen kuviossa 7 esitetystä asennosta kuviossa 8 esitettyyn asentoon ja samalla tavoin yksinkertaisesti purkamalla paineväliaine taskurakenteista saadaan aikaan rungon suoristuminen takaisin kuviossa 7 esitettyyn alkuperäiseen asentoon.

Paineväliaineen lähdettä ja siihen liittyviä ohjauselimiä ei tässä ole esitetty tarkemmin, koska tällaiset laitteet ovat hyvinkin tunnettuja ammattiväel1 e eivätkä aiheuta ongelmia.

Vaikka tätä ei olekaan yksiselitteisesti esitetty, on selvää, että putkimaisessa rungossa oleva ontto tila 17 voidaan 6 90511 tarvittaessa ja haluttaessa täyttää paineväliaineel1 a enemmän tai vähemmän riippumattomasti taskurakenteiden paineväliaine-täytöstä. Käytettäessä runkoa esimerkiksi robottikätenä ontossa tilassa 17 voi olla johtoja, jotka menevät aggregaattiin, jonka tarkoitus on olla yhteistoiminnassa robottikäden kanssa tai robottikäden tukemana. Samoin on mahdollista sijoittaa erilaisia täyttömateriaaleja mainittuun onttoon tilaan, esimerkiksi vaahtomateriaalia tai jotakin muuta materiaalia, jolla on mahdollisuus deformoitua tiettyyn asteeseen, mutta jota sen jälkeen ohjataan tietyllä tavalla. Samoin on mahdollista käyttää 1isävahvikeosia, haluttaessa nivellettyjä, pituussuuntaisia vahvikeosia tai rengasmaisia vahvikeosia onton tilan paikalliseksi lujittamiseksi.

Kuviossa 9 on esitetty vaihtoehtoinen rakenne, jossa järjestely on suppilomaisen rungon 18 muodossa. Rungon 18 toisella sivulla 18a on puhtaasti kaaviomaisesti esitetty kaksi taskurakennetta 11, jotka on järjestetty pituussuuntaisesti riviin runkoon 18 ja kytketty sarjaan toistensa kanssa putken 19 kautta ja liitetty yhteiseen paineväliaineputkeen 20 ja yhteiseen painevä-liainejohtoon 21. Rungon vastakkaisella puolella 18b on esitetty putki tai kanava 22, joka ulottuu pituussuuntaisesti rungossa 18 ja on yhteydessä rengasmaiseen kanavaan 23 rungon :·. 18 leveimmässä, vapaassa ulkopäässä 18d. Viitenumerolla 24 on esitetty paineväliaineputki, joka on fyysisesti erillään paineväliaineputkesta 21 ja johon voidaan erikseen syöttää painevällainetta. Alueelle 18c (alue 18c rungon kummallakin vastakkaisella puolella) kahden vastakkaisen puolen 18a ja 18b väliin on järjestetty kanava 25, joka haarautuu viitenumeroiden 25a-25g esittämällä tavalla tähdenmuotoiseksi suurille osille aluetta 18c. Kanavaan 25 syötetään painevällainetta erikseen kolmannen paineväliaineputken 26 kautta.

Painekuormittamalla kanavat 22 ja 25 niihin liittyvien paineväl iaineputkien 24 ja 26a kautta voidaan aikaansaada suppilo- il 7 90511 maisen rungon 18 laajeneminen kuviossa 9 esitetyllä tavalla.

Sen lisäksi, että taskurakenteet 11 painekuormitetaan painevä-liaineputken 21 kautta, voidaan kokoonpuristuminen aikaansaada paikallisesti rungon 18 toisella sivulla. Tällöin pitää rungon vapaa ulkopää 18d kääntää siten, että aukko osoittaa vasemmalle kuviossa 9, jolloin suppilomuoto säilytetään muuttumattomana tai olennaisesti muuttumattomana lukuunottamatta rungon yhtä pituussuuntaisesti kokoonpuristunutta sivua 18a.

Painekuormittamalla kanavat 19 ja 25 ja purkamalla paine kanavasta 23 voidaan rungon vapaassa ulkopäässä oleva aukko deformoida suuremmassa tai vähäisemmässä määrin riippuen siitä, kuinka paljon jäljellä oleva runko samanaikaisesti deformoituu kanavan 25 määräämällä tavalla, jonka kanavan haarat 25a-25g ovat rungon kummallakin vastakkaisella sivulla.

Painekuormittamalla kanavat 19 ja 23 ja poistamalla paine kanavista 25 (rungon vastakkaisilla puolilla) tai poistamalla paine vain toisesta kanavasta 25 voidaan rungon 18 muotoa vastaavasti säädellä samalla, kun rungon vapaassa ulkopäässä oleva aukko pidetään suhteellisen muuttumattomasti laajentuneena .

Tällöin on mahdollista paineväliaineen erillisellä syötöllä ja paineväliaineen purkamisella siirtää ja muuttaa rungon 18 muotoa siten, että se kykenee suorittamaan erilaisia haluttuja toimintoja tarttumia- tai kiinnityselimenä tai jonkun muun liitetyn aggregaatin siirto- tai kannatuselimenä. Aggregaatti voidaan sijoittaa esimerkiksi suojatusti rungon 18 sisään. Kääntämällä rungon 18 aukkoa voidaan aggregaatti siten kääntää samanaikaisesti.

Rungon 18 esitetyn suppilomuodon asemesta voidaan käyttää runkoa, jonka muoto on sylinterimäinen tai monisärmäinen (kolmi-, nelisärmäinen jne.), el 1ipsinmuotoinen tai poikki- 8 90511 leikkaukseltaan jonkun muun muotoinen, jolloin muoto määrää sen, mihin suuntaan runkoa taivutetaan tai sen muotoa muutetaan muulla tavoin.

l·

Claims (4)

1. 9 90511
2. 1. Järjestely paineväliaineel1 a (hydraulisesti tai pneumaattisesti) toimivaan voimalaitteeseen (16), joka on valmistettu taipuisasta ontosta seinämateriaalista ja varustettu pituussuuntaisella rivillä onttoja, toisistaan välimatkan päässä olevia sisäpuolisia taskurakenteita (11) ja vastaavalla pituusuuntaisella rivillä vahvikerakenteita (10c), jolloin mainitut taskurakenteet (11) on liitetty paineväliaineen lähteeseen ja paineen päästölähteeseen niihin liittyvän paineväliaineputken (13) ja sisäpuolisten kanavien (12) kautta ja kukin taskurakenne (11) on sovitettu täytettäväksi eli kuormitettavaksi paineistetulla väliaineella taskurakenteen seinämateriaalin kuperasti laajenevan deformaation aikaansaamiseksi, tunnettu siitä, että taskurakenteet (11) ja vahvikerakenteet (10c) on integroitu yhteen ja samaan lujitettuun taipuisaan seinämateriaaliin, että kukin taskurakenne on muodostettu kahdesta keskenään päällekkäisestä, varsin ohutseinäisestä seinämäosasta, joiden kehä on ympäröity ja joiden kehäliikettä rajoittaa yhteinen, varsin paksuseinäinen vahvi-kerakenne (10c), ja että voimalaite (16) on säädettävissä ojentuneesta kokoonpuristuneeseen tilaan paineistamalla tasku-rakenteet taskurakenteen seinämateriaalin kuperaksi laajenevan : deformaation sekä siihen liittyvien vahvikerakenteiden (10c) V ·' siitä aiheutuvan sivusuuntaisen ja pituussuuntaisen kokoonpu- f ] : ristumisdeformaation aikaansaamiseksi .
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että voimalaitteen (16) seinämateriaali on valmistettu sisäkerroksesta (10b) ja ulkokerroksesta (10a), jotka on liitetty toisiinsa mainituissa vahvikerakenteissa (10c) ja että taskurakenteet (11) ja niihin liittyvät kanavat (12) on sijoi- ·/·: tettu mainittujen kerrosten väliseen rajoitettuun osaan. 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu 10 9051 1 siitä, että voimalaite (16) on sijoitettu putkimaisen elimen (kuviot 7 ja 8) seinämateriaaliin sen toiseen sivuosaan mainitun elimen taivuttamiseksi kaarevaan tai taitettuun asentoon.
4. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että voimalaite (16) on sijoitettu kellomaisen elimen (kuvio 9) seinämateriaaliin mainitun elimen ääriviivan muuttamiseksi elimen läpi ulottuvan päätason suhteen. l· 11 9051 1