HU180267B - Combined robot - Google Patents

Description

A találmány tárgya kombinált robot összetett feladatok el·* látására, például teher vagy rakományok szállítására, rakodására.

Mint ismeretes súlyos terhek, például szerkezetek, gépek, rakományok előirt pontos helyzetben történő lerakásához, elhelyezéséhez olyan robotokat használnak, amelyeknek kocsira szerelt forgatható főoszlopa van. A főoszlop tetején hajtómüszekrény van elhelyezve, amelyhez csuklós négyszög kapcsolódik. A csuklós négyszöghöz függőleges kar van rögzítve, amely hordozórésszel és ez utóbbihoz csatlakoztatott tartószervvel van ellátva. Maga a teher a tartószervhez kapcsolódik.

A tehernek a megadott helyre való juttatása kétféle mozgás segítségével történik a hagyományos robotok esetében. Egyrészt a hajtómüszekrény elfordul a főoszlophoz képest, másrészt függőleges síkban a csuklós négyszög fordul el a hajtomüszekrényhez képest. Az első mozgás a vízszintes síkban történő továbbítást, a második mozgás a függőleges emelést végzi. A különböző terhek az ilyen módon kialakított robot egyes szerkezeti elemeire különböző igénybevételt gyakorolnak. Ennek következtében ezek az elemek különböző mértékben deformálódnak. Súlyosabb teher esetén például a függőleges kar jobban megnyúlik és a csuklós négyszög jobban meghajlik, mint könnyebb teher esetén. Ez azt eredményezi, hogy a robot azonos rakodási utasítás ellenére sem helyezi a terhet mindig ugyanarra a helyre. Mondanunk sem kell, hogy a pontatlanul egymásra rakott terhek, például ládák mennyire bizonytalan, balesetveszélyes raktározást eredmémyezhetnekr

-1180.267

A hajtómüszekrénynek a főogzlophoz képesti elfordulása egyíko azoknak a tényezőknek, amelyek az elhelyezés pontosságával szembehatnak. A terhek ugyanis a csuklós négyszög által kialakított erőkaron keresztül terhelik a hajtómüszekrény és a főoszlop közötti forgó ágyazást. Ez az oka annak, hogy a csuklós négyszög meghajlása tehetetlensége és forgása miatt nehézséget okoz a tehernek pontosan az előirt helyzetben történő lerakása.

Ez az imént emlitett hiányosság egyúttal azt is magával hozza, hogy a robot egyes szerkezeti részeit minél merevebbre, azaz vaskosabbra, súlyosabbra kell készíteni hogy egyrészt szilárdsági szempontból megfeleljenek, másrészt minél kisebb deformáció lépjen fel rajtuk. Ez viszont nagymértékben növeli a robot tehetetlenségét és méreteit, ami a hagyományos robotok igen jelentős hátránya.

A fent emlitett nehézségek kiküszöbölésére, különösen olyan feladatok ellátása céljából, amikor a terhet nagy pontossággal kell a helyére juttatni, bonyolult számitógépes vezérlést dolgoztak ki, amely segítségével az eltéréseket igyekeznek korrigálni. Nyilvánvaló, hogy ez az intézkedés a hagyományos robotokat rendkívül drágává teszi, szerkezetük rendkívül bonyolult lesz, ezáltal meghibásodásra igen érzékeny. Ráadásul a költségek is nagymértékben megnövekednek és a rakodás is lelassul.

Ehhez járul, hogy a felemelendő teher helyzetétől függően, vezérelni kell a robotnak mintegy a kezét alkotó hordozórészének és tartószervének fogásirányát is. Ha ezt a fogásirányt változatlanul fenn kell tartani, akkor ehhez bonyolult számításra, számitógépes vezérlésre van szükség, ami a hagyományos robotoknak további hátránya.

A találmány célja tehát a fent emlitett valamennyi hátrány egyidejű kiküszöbölése. A megoldandó feladat olyan kombinált robot kialakítása, amely segítségével elsősorban is nagy pontossággal lehet a különböző terheket az előirt helyre juttatni, de amelyeknek szerkezete egyszerűbb, olcsóbb, működtetésűk biztonságosabb, megbízhatóbb.

A találmány alapja az a felismerés, hogy az összetett rakodási feladatok végrehajtására kombinált robotot kell alkalmazni, amely esetében a szándékolt feladat elvégzéséhez szükséges teljesítményt és funkciót több egyszerű szerkezeti robot elegiti ki, ezeknek a robotoknak pedig egymással együtt kell működniük.

A továbbfejlesztés, azaz maga a találmány most már abban van, hogy a kombinált robot főrobotból és alrobotból áll, a főrobotot a főoszlopból, a hajtómüszekrényből, a csuklós négyszögből, valamint az ehhez rögzített függőleges karból, hordozóreszbol és tartószervből alakítjuk ki, az alrobotnak pedig vezetőállványa és ehhez kapcsolt síkbeli mozgató rendszere van, a főrobot és az alrobot csak egyenes vonalú elmozdulást megengedő teleszkópos szerkezet utján van egymáshoz kapcsolva,amely egyrészről a hordozórészhez, másrészről a mozgató rendszerhez csatlakozik és a főrobot a hordozórész függőleges elmozdítását, az alrobot annak vízszintes elmozdítását végző elemként van kialakítva. Ennek a megoldásnak a jelentősége abban van, hogy i egy-egy robottagnak csak egy sikban való mozgást kell végeznie, a másik sikban való mozgás esetén csak passzív módon követi az elmozdulást. Közelebbről ez azt jelenti, hogy a főrobot a terhet függőleges irányban emeli, mig az alrobot a terhet vizszin

-2180.267 tea síkban mozdítja el. Minthogy a két robottag egymáshoz van kapcsolva, az egyik robottag követi a másik robottag mozgását. Ezáltal elkerülhetők azok a káros feszültségek, amelyek a hagyományos robotok esetében a túlzott igénybevétel miatt lehajlást, deformációkat okoztak és igy nagymértékben csökkentették a szállítás pontosságát. De a megoldásnak az a jelentősége sem hanyagolható el, hogy az egyes elemekre ható kisebb terhelés miatt a szerkezeti részeket könnyebbre* egyszerűbbre lehet készíteni. ami által a súly, tehetetlenség es természetesen a gyártási költségek is nagymértékben csökkennek.

A vezetőállvány kialakítása szempontjából célszerű a találmány szerint az a kiviteli alak, amely esetében a vezetőáll·ványnak négyszög négy sarkában elhelyezett oszlopa, és ezeket egyik végükön összekötő négy vezetősínje van, az oszlopok^-másik vége pedig padlózathoz vagy mennyezethez van rögzítve.

De kialakíthatjuk a vezetőállványt úgy is, hogy a főoszlophoz két tartókart rögzítünk, amelyeknek szabad külső végüket vezetősínnel kötjük össze. Eljárhatunk úgy is, hogy a főoszlophoz erősített tartókarok szabad végéhez négyszög alakban rögzítjük a vezetősíneket.

A síkbeli mozgatórendszer egyszerű kialakítása szempontjából célszerű az a találmány szerinti kiviteli alak, amelyben a mozgatórendszernek két párhuzamos vezetősinen mozgó fuüósinje, és ezen a futósinen elmozduló hajtókocsija van. A futósint két párhuzamos sinszálból is kialakíthatjuk.

Eljárhatunk azonban egyszerűen úgy is, hogy a síkbeli mozgatórendszer két párhuzamos vezetősínjét a főoszlophoz rögzítjük, a két vezetősinen pedig mozgó hajtókocsit rendezünk el.

Kialakíthatjuk a síkbeli mozgatórendszert végezetül úgy is, hogy a két tartókart összekötő vezetősinen elmozduló hajtókocsit rendszeresítünk, amely a teleszkópos szerkezethez van rögzítve.

A találmány további részleteit kiviteli példák kapcsán a csatolt rajzra való hivatkozással mutatjuk be.

A rajzon az

1. ábra hagyományos robot távlati képe. A

2-7. ábrán a találmány szerinti kombinált robot hat különböző kiviteli alakját mutatjuk be távlati képben.

Mint ahogy említettük, az 1. ábrán a hagyományos robotot mutatjuk be távlati ábrázolásban. A hagyományos megoldásban 1 kocsin 2 főoszlop van rögzítve, amelyen hozzá képest elforduló J hajtómüszekrény van elrendezve. A 3 hajtómüszekrényhez csuklós négyszög csatlakozik, amely vízszintes 4 karokból áll. A csauklós négyszög tehermentesítését az egyik 4 karhoz és a 3 hajtómüszekrény házához kapcsolódó 5 huzórugó látja el. A csuklós négyszög külső végére függőleges 6 kar van rögzítve, amelynek alsó végén 8 hordozórész es 9 tartószerv van.

A 9 tartószerv nyitható-csukható kialakítású, úgyhogy az emelendő 7 terhet ide csatlakoztathatjuk. A robot elfordulását, a 8 hordozórész függőleges mozgását és vízszintes síkban történő elfordulását, továbbá a 9 tartószerv nyitását és zárását 10 vezérlőszekrényből vázérlik. A 10 vezérlőszekrényből indítják a 8 hordozórészt függőleges és/vagy vízszintes irányban, hogy a 7 terhet, előre meghatározott programból vagy számítógépből vett elhelyezési adatokkal összhangban kijelölt helyre szállítsák. - :

-3180.267

Az 1. ábrán bemutatott ábrázolásból egyértelműen kiderül, hogy melyek azok a szerkezeti megoldások, amelyekből a beveze— tőben említett hátrányok származnak. Látható, hogy a 8 hordozóirész, azaz a 7 teher és a 2 főoszlop között viszonylag nagy a távolság, a 7 teher súlya tehát viszonylag nagy erőkaron hat a vízszintes 4 karoknak a 3 hajtómüszekrényben lévő tövére, illetve a 3 hajtómüszekrénynek a 2 főoszlopon való ágyazására. Nyilvánvaló, hogy ez nemcsak konstrukciós hátrányokat hoz magával, hanem a csuklós négyszög fokozott deformációjához is vezet. Ehhez járul, hegy a különböző 7 terhek különböző nagyságú húzóerőt fejtenek ki a függőleges 6 karra, a 8 hordozórészre és a 9 tartószervre, aminek következtében mindig más és más lesz ezeknek az elemeknek a függőleges irányba vett mérete.

A 2. ábrán a találmány szerinti kombinált robot egyik célszerű kiviteli alakja látható, amellyel az 1. ábrán bemutatott hagyományos robot hátrányait igyekszünk minél nagyobb mértékben kiküszöbölni. Látható, hogy a kombinált robot két részből: A főrobotból és B alrobotból all. Az A főrobot részei a 2 fő-_t oszlop, a 3 hajtómüszekrény, a vízszintes 4 karokból álló csuk% lós négyszög, az 5 huzórugó, a függőleges 6 kar, a 8 hordozórész és a 9 tartószerv. A B alrobot két fő szerkezeti egységből' áll, nevezetesen 20 vezetőállványból és 40 mozgatórendszeiSből. Megfigyelhetjük,hogy a 40 mozgatórendszer olyan kialakítású, hogy csak síkbeli elmozdulásra képes.·Az elmozdulás két irányát a 2. ábrán X-szel és Y-nal jelöltük. Az A főrobot és a B alrobot 42 teleszkópos szerkezettel van egymáshoz kapcsolva, amely egyrészről a 40 mozgatórendszerhez, másrészről a 8 hordozórészhez csatlakozik.

A 2, ábrán mutatott kiviteli alak esetében a 20 vezetőáll·· vány olyan 21, 22, 23, 24 oszlopból van kialakítva, amely négyszög négy sarkában van elhelyezve. A 21-24 oszlopok egyik vége 25, 26, 27, 28 vezetősínnel van összekötve, amelyek közül a 2*5 és a 27, valamint a 26 és a 28 vezetősín egymással párhuzamos. A 21-24 oszlopok másik vége padlózatra támaszkodik.

A síkban elmozduló 40 mozgatórendszer29 futósinből, valamint ezen elmozduló 41 hajtókocsiból áll. A 29 futósin 30 és* 31 futókerekek segítségével van ágyazva a 26 és 28 vezetősínen. A 41 hajtókocsi pedig olyan kialakítású, hogy egyrészt külső vezérlés hatására aktív mozgásra, másrészt adott esetben elmozdulás követésére is alkalmas.

A találmány szerinti kombinált robotnak a 2. ábrán mutatott kiviteli alakja, úgy működik, hogy a teher megfogása után az A főrobot függőleges irányban felemeli, miközben a 42 teleszkópos szerkezet összenyomódik, a 41 hajtókocsi és a 29 fu-⁵ tósin pedig szükség esetén passzív módon elmozdul. A vízszintes síkban történő-továbbítás az X és az Y irányba a 41 hajtókocsi, illetve a 29 futósin két végén lévő 30 és 31 futókerék működtetésével valósul meg. Ezt a funkciót tehát a B alrobot végzi.vTermészetesen az A főrobot és„a B alrobot egyidőben is működhet. Ez a gyakoribb eset. Az előre meghatározott pozició_f elérésekor a kombinált robot a 9 tartószerv nyitásával leteszi, a terhet:

A 3. ábrán bemutatott kiviteli alak B alrobotja szintén rendelkezik 20A vezetőállvánnyal és 40A mozgatórendszerrel. A 20A vezetőállvány itt két olyan 35 és 36 tartókarból áll,amelyeknek egyik vége a 2 főoszlophoz van rögzítve, a másik vége pedig 37 vezetősín segítségével van összekötve. Ezen a 37 ve

-4180.267 zetősinen mozdul el a 40A mozgatórendszer 45 hajtókocsija. Az A főrobot és a B alrobot ebben az esetben is 46'teleszkópos szerkezet segítségével van egymással összekötve.

Ennek a kiviteli alaknak az esetén is a vízszintes sikban való elmozdulás a B alrobot segítségével valósul meg, mig függőleges sikban csak az A főrobot fejt ki erőt. A különbség az előző kiviteli alakhoz képest annyi, hogy a vízszintes sikban való elmozdulás ebben az esetben csak X-X* nyíllal jelzett irányban.történhet.

A 4. ábra a 3· ábra szerinti kiviteli alak olyan továbbfejlesztését mutatja, amelyben a 2 főoszlophoz rögzített két 50 és 51 tartókarhoz a 2. ábrán mutatott és a 25-28 vezetősínekből álló négyszög van rögzítve. Itt a 29 futósin ráadásul két egymással párhuzamos 29A és 29B sinszálból van kialakítva, a rajtuk elmozduló 40 hajtókocsihoz pedig a 29A és 29B sinszál között csatlakozik a 42A teleszkópos szerkezet. A működés során az A főrobot itt is függőleges iránvu erőt fejt csak ki. a B alrobot pedig mind az X, mind az Y irányban képes elmozdulásra.

Az 5· ábrán a találmány szerinti kombinált robot viszonylag egyszerűbb kiviteli alakját mutatjuk be. Itt a B alrobot vezetőállványa mindössze két egymással párhuzamos, 61 vezetősínből áll. Ezeken mozdul el a 40B mozgatórendszer 45 hajtókocsija. A 45 hajtókocsihoz a 60 .és 61 vezetősín között 46A teleszkópos szerkezet csatlakozik, amely egyúttal megteremti az A förobot és a B alrobot közötti kapcsolatot. Az ilyen kivitelű kombinált robot a függőleges irányú elmozduláson kivül csak az Ϊ-Υ* nyíllal jelzett irányban való elmozdulásra képes.

A 6. ábrán olyan kiviteli alakot mutatunk, amely a 2. ábrán mutatott kiviteli alaknak felel meg, azzal a különbséggel, hogy az egyes szerkezeti elemek itt nem a padlózaton állnak, hanem a mennyezetre vannak függesztve. Különbség még, hogy a 29 futósin olyan kialakítású, amelyben két párhuzamos 29A és 29B sinszálból áll. Egyéb tekintetben ennek a kiviteli alaknak a működése teljes mértékben megegyezik a 2. ábrán mutatott kiviteli alak működésével.

A 7. ábrán olyan kiviteli alakot mutatunk be, amely esetében a vezetőállvány szerkezeti részei külön-külön vannak a főoszlophoz csatlakoztatva. Mint ahogy az ábrán láthatjuk, 101 főoszlophoz két 107 és 108 tartókar csatlakozik, amelyek szabad vége 109 vezetősín segítségével van összekötve. A 101 főoszlophoz ezen kivül 102 forgószerkezet is rögzítve van, amelyből 103 vezetősín nyúlik ki. Ezek a szerkezeti elemek alakítják ki eme kiviteli alak 112 vezetőállványát. A berendezés mozgatórendszere a következőképpen van felépítve. A 103 vezetősínen hajtó 105 futószerkezet van elrendezve, amely a 101 főoszlophoz viszonyítva sugárirányban mozdul és él, amely 104 futókerekek utján van a 103 vezetősínre függesztve. A'105 futószerkezet fenekével 106 forgószerkezet van összekötve. A 106 forgószerkezet alsó részével hajtó 110 futószerkezet van összekötve amely a 109 vezetősínen fut. Ennek a berendezésnek is része 111 teleszkópos szerkezet, amelyhez a terhet tartó horog kapcsolódik.

E példaként! kiviteli alak működésmódja a következő. A továbbítandó terhet függőleges Z-Z* irányban a 111 teleszkópos szerkezettel, a vízszintes Y-Y’ irányban a 109 vezetősínen ha-* ladó 110 futoszerkezettel mozgatjuk. Amikor a 110 futószerkezet

-5180.267 a 109 vezetősínen elmozdul, a 103 vezetősín a 102 forgószerkezettel együtt a 106 forgószerkezet teta2-teta₂, szögelfordulá-, sa közben teta^-teta-^, szög alatt fordul el, a 105 futószerke-* zet pedig a vízszintes X-X* irányban fordul el kissé. Amint a 105 futószerkezet a 10? vezetősínen halad, a 110 futószerkezet 111 teleszkópos szerkezetéhez csatlakozó teher az X-X iránybán mozog. A teher fentiekben leirt valamennyi mozgása során a 111 teleszkópos szerkezet - amely a 7. ábrán bemutatott példa esetében nürnbergi olló - a terhet tartó horgot mindig ugyan abba az irányba tartja, vagyis a horog mindig a 101 fooszlop felé néz, illetve a 109 vezetőginre merőleges helyzetet foglal el. Ez a kiviteli alak tehát kiválóan alkalmas arra, hogy sorban elhelyezett terheket sorban átrakjunk.

Claims (7)

Szabadalmi igénypontok

1. Kombinált robot főoszloppal /2/, ennek tetején elhelyezett hajtómüszekrénnyel /3/, ehhez kapcsolt csuklós négyszöggel, a csuklós négyszöghöz rögzített függőleges karral /6/, hordozórésszel /8/ és tartószervvel /9/, azzal jellemezve,hogy főrobotból /A/ és alrobotból /B/ áll, a főrobot /A/ a főoszlopból /2/, a hajtómüszekrényből /3/, a csuklós négyszögből, a függőleges karból /6/, a hordozórészből /8/ és a tartószervből /9/ van kialakítva, az alrobotnak /B/ vezetőállványa /20, 20A, 20B, 20C, 112/ és ehhez kapcsolódó gikbeli mozgatórendszere /40, 40A, 40B/ van, a főrobot /A/ ég az alrobot /B/ csak egyenes vonalú elmozdulást megengedő teleszkópos szerkezet /42, 42A, 46, 46A, 46B, 111/ utján van egymáshoz kapcsolva, amely egyrészről a hordozórészhez /8/, másrészről a mozgatórendszerhez /40, 40A, 40B/ csatlakozik és a főrobot /A/ a hordozórész /8/ függőleges elmozdítását, az alrobot /B/ annak vízszintes elmozdítását végző elemként van kialakítva.

2. Az 1. igénypont szerinti robot kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vezetőállványnak /20, 200/ négyszög négy sarkában elhelyezett oszlopa /21-24, 21A-24A/ és ezeket egyik végükön összekötő négy vezetősínje /25-28/ van, az oszlopok /21-24, 21A-24A/ másik vége pedig padlózathoz vagy mennyezethez van rögzítve /2,6. ábra/.

3. Az 1. igénypont szerinti robot kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vezetőállványnak /20A, 112/ a főoszlophoz /2, 101/ rögzített két tartókarja /35, 36j 108, 107/ van, amelyek külső végükön vezetősinnel /37, 109/ vannak összekötve /3, 7« ábra/.

4. Az 1. igénypont szerinti robot kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vezetőállványnak /20B/ a főoszlophoz /2/ erősített két tartókarja /50, 51/ van, amelyek szabad végéhez négyszög alakban vannak a vezetősínek /25-28/ rögzítve /4.ábra/.

5· Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti robot kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a síkbeli mozgatórendszernek /40/ két párhuzamos vezetősínen /26, 28/ mozgó'futósinje /29/ és ezen elmozduló hajtókocsija /41/ van /2., 4. és 6. ábra/.

6. Az 5- igénypont szerinti robot kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a futósin /29/ két párhuzamos sinszálból/29A, 29H/ van kialakítva. /4. és 6. ábra/.

, 7. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti robot kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a síkbeli mozgatórendszernek

-6180.267 /40Β/ két párhuzamos, a föoszlophoz /2/ rögzített vezetősínje /60, 61/ van, amelyeken mozgó hajtókocsi /45/ van elrendezve /5. ábra/.

ö. Az 1. vagy 3. igénypont szerinti robot kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a síkbeli mozgatórendszernek /40A/ a vezetősínen /37/ elmozduló hajtókocsija /45/ van, amely a teleszkópos szerkezethez /46/ van rögzítve /3. ábra/.