HU231346B1

HU231346B1 - Reconfigurable support structure for delta robot and reconfigurable delta robot

Info

Publication number: HU231346B1
Application number: HUP2000124A
Authority: HU
Inventors: Somló János dr.
Original assignee: Óbudai Egyetem
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2023-01-28
Also published as: HUP2000124A1

Description

Átkonfigurálha tó tartószerkezet háromszögrobothoz, VALAMINT ÁTKONFIGURÁLHATÓ HÁROMSZÖGROBOTReconfigurable support structure for triangle robot, AS WELL AS RECONFIGURABLE TRIANGLE ROBOT

A találmány tárgya átkonfigurálható tartószerkezet háromszögrobotokhoz, valamint átkonfigurálható háromszögrobot. Közelebbről tekintve a találmány egyrészről olyan 5 tartószerkezetre vonatkozik, amely felépítése révén előregyártott alkatrészekből nagy változatossággal egyszerűen összeállítható, nevezetesen a megfelelő méretezésű alkatrészek kiválasztásával és összeszerelésével az igényeknek megfelelő általános háromszögű robotalap, illetve azt tartalmazó robot állítható elő, továbbá másrészről az ilyen módon előállított, üzemszerűen könnyen átkonfigurálható háromszögrobot.The subject of the invention is a reconfigurable support structure for triangular robots, as well as a reconfigurable triangular robot. In more detail, the invention relates on the one hand to a support structure 5, the structure of which can be easily assembled from prefabricated parts with a large variety, namely by selecting and assembling the parts of the appropriate dimensions, a general triangular robot base that meets the needs, or a robot containing it, can be produced, and on the other hand, the easily reconfigurable triangle robot.

Az iparban manapság használatos háromszögrobotok - avagy deltarobotok - döntő többsége a Reymond Clavel által kifejlesztett és szabadalmaztatott háromszögrobotok alapvető felépítését követi. Ezt a megoldást ismerteti például az EP0250470 sz. európai szabadalom, melyben a robot tartalmaz: egy fix tartószerkezetet, vagyis ún. alapot; az alaphoz elfordíthatóan hozzákapcsolt három mozgatókart, amely mozgatókarok forgástengelye egy 15 síkban van és képzeletbeli meghosszabbításuk egymással 60°-os szöget zár be; a karoknak a megfelelő forgástengelyek körüli elfordítására alkalmasan elhelyezett hajtóeszközöket, például léptetőmotorokat; a mozgatókarok alaptól távoli végeihez két rotációs szabadsági fokkal hozzákapcsolt mozgatott karokat, melyek szintén két rotációs szabadsági fokkal kapcsolódnak egy munkataghoz, vagyis egy munkaháromszöghöz, amely a robot fejét, illetve munkaeszközét fogadja. A mozgatókaroknak a munkataggal való kapcsolatát biztosíthatja mozgatókaronként egy pár mozgatott kar. Ebben az esetben a mozgatott karok a mozgatókarhoz képest egy első és egy második tengely körül képesek elfordulni, ahol az első tengely a mozgatókarra merőleges a második tengely pedig az első tengelyre és a mozgatott karokra merőleges, továbbá a munkataghoz képest egy harmadik és egy negyedik tengely 25 körül képesek elfordulni, ahol a harmadik tengely a mozgatott karokra merőleges és a negyedik tengely a harmadik tengelyre merőleges. Ekkor a mozgatott karok a második és negyedik tengellyel paralelogrammákat képeznek. Egy további kiviteli alakban a mozgatókarok a munkataghoz mozgatókaronként egy mozgatott karral vannak hozzákapcsolva, amely mozgatott karok a mozgatókarhoz és a munkataghoz is egy-egy 30 kardáncsuklóval csatlakoznak.The vast majority of triangular robots - or delta robots - used in industry today follow the basic structure of the triangular robots developed and patented by Reymond Clavel. This solution is described, for example, in EP0250470. European patent, in which the robot contains: a fixed support structure, i.e. a so-called foundation; three levers rotatably connected to the base, the axis of rotation of these levers is in a plane 15 and their imaginary extensions form an angle of 60° with each other; drive means, such as stepper motors, suitably arranged to rotate the arms about the respective axes of rotation; moved arms connected with two rotational degrees of freedom to the ends of the moving arms far from the base, which are also connected with two rotational degrees of freedom to a working member, i.e. to a working triangle, which receives the robot's head and working tool. The connection of the moving arms to the work member can be ensured by a pair of moving arms per moving arm. In this case, the moved arms are able to rotate about a first and a second axis relative to the moving arm, where the first axis is perpendicular to the moving arm and the second axis is perpendicular to the first axis and the moved arms, and a third and a fourth axis relative to the working member 25 where the third axis is perpendicular to the moved arms and the fourth axis is perpendicular to the third axis. Then the moved arms form parallelograms with the second and fourth axes. In a further embodiment, the moving arms are connected to the working member with one moving arm per moving arm, which moving arms are connected to both the moving arm and the working member with a cardan joint 30 each.

Ennek a megoldásnak számos további változata létezik, melyeknél eltérő a robot szabadsági fokainak száma, precizitása, teherbírása, gyorsasága, a munkatér mérete és alakja, valamint azThere are many other versions of this solution, which differ in the number of degrees of freedom of the robot, precision, load capacity, speed, the size and shape of the workspace, as well as the

- 2 adott megoldás komplexitása. A technika állása szerinti robotokban kétféle megoldást alkalmaznak a robot alapjára. Az egyiknél egyetlen darabból álló fix elemet használnak alapként, a másiknál pedig nem használnak fix alapot és a mozgatókarok „felső” rögzítési pontjai nagy stabilitású lineáris mozgatószerkezeteken vannak elhelyezve, melyekkel 5 működés közben a rögzítési pontok által képzett virtuális alap helyzete, mérete és adott esetben az alakja változtatható. Itt és a leírás további részében a „felső” és az „alsó” kifejezések minden esetben rendre az alaphoz közelebbi és az alaptól távolabbi irányokat jelölik, ugyanakkor megjegyezzük, hogy egyáltalán nem szükségszerű a robotok olyan elhelyezése, hogy az alapjuk legyen felül és a mozgatott részük alul: ehhez képest tetszőleges 10 irányban és tetszőleges szöggel elfordított helyzetük is lehetséges a felhasználás céljától függően.- Complexity of 2 given solutions. In the state-of-the-art robots, two types of solutions are used for the basis of the robot. One uses a fixed element consisting of a single piece as a base, while the other does not use a fixed base and the "upper" attachment points of the levers are placed on high-stability linear actuators, with which 5 during operation the position, size and, if applicable, of the virtual base formed by the attachment points its shape can be changed. Here and in the rest of the description, the terms "upper" and "lower" in each case indicate the directions closer to the base and further away from the base, but at the same time we note that it is not at all necessary to place the robots in such a way that their base is at the top and their moved part is at the top below: relative to this, their position turned in any 10 directions and at any angle is also possible, depending on the purpose of use.

A fix alapú megoldások döntő többségében a mozgatókarok rögzítési pontjai egy képzeletbeli szabályos háromszög csúcsain helyezkednek el. Ekkor a robottal elérhető térrész, valamint a statikus és dinamikus erőviszonyok is 120°-os forgásszimmetriával rendelkeznek.In the vast majority of fixed-based solutions, the attachment points of the levers are located at the vertices of an imaginary regular triangle. Then the part of the space accessible by the robot, as well as the static and dynamic force relationships, have 120° rotational symmetry.

Amennyiben a robotnak valamely irányban jelentősen nagyobb mozgástartományra vagy nagyobb teherbírásra van szüksége, mint a többiben, például tárgyak sorozatok áthelyezésekor oda-vissza mozgáskor, a fenti szimmetriával rendelkező robot a többi irányban feleslegesen túlméretezett lesz, ami gazdaságtalan. A mozgatókarok rögzítési pontjainak lineáris elmozdítását lehetővé tevő aktív megoldások ugyan lehetővé teszik a robotnak az adott 20 feladathoz történő átkonfigurálását, azonban ez a konstrukció meglehetősen költséges és bonyolult, így csupán abban az esetben célszerű, ha a robot konfigurációját gyakran, akár néhány munkafolyamatonként váltogatni szükséges.If the robot needs a significantly larger range of motion or a higher load capacity in one direction than in the others, for example when moving series of objects back and forth, the robot with the above symmetry will be unnecessarily oversized in the other directions, which is uneconomical. Active solutions that enable the linear movement of the attachment points of the levers allow the reconfiguration of the robot for the given 20 tasks, but this construction is quite expensive and complicated, so it is only appropriate if the configuration of the robot needs to be changed often, even every few work processes.

A technika állása szerinti megoldások közös hátránya tehát, hogy nem biztosítható velük költséghatékonyan adott feladathoz adaptálható robotok nagy választéka. A fix alappal szerelt 25 változatok esetén a konfiguráció megváltoztatása kizárólag az alap cseréjével lehetséges, azonban egy speciális paraméterekkel rendelkező robot alapjának legyártáshoz új prés/fröccsöntő szerszámok szükségesek, melyek előállítása költséges és időigényes, továbbá meglehetősen gazdaságtalan volna előre legyártani és raktáron tartani a lényegében végtelen különböző alapot. Az aktív lineáris mozgatószerkezetek által képzett alapok pedig számottevő 30 mértékben növelik a háromszögrobot előállítási költségét és önmagukban is meghibásodás forrásai lehetnek, így alkalmazásuk csak speciális körülmények között célszerű.The common disadvantage of state-of-the-art solutions is that they cannot provide a large selection of robots that can be adapted to a given task cost-effectively. In the case of the 25 versions equipped with a fixed base, the configuration can only be changed by changing the base, however, to manufacture a robot base with special parameters, new press/injection molding tools are required, the production of which is expensive and time-consuming, and it would also be quite uneconomical to pre-manufacture and keep in stock the essentially endless different fund. The bases formed by the active linear moving structures increase the production cost of the triangular robot by a considerable 30% and can be a source of failure in themselves, so their use is only advisable in special circumstances.

A jelen találmánnyal célunk az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölése, vagy legalábbis azok enyhítése egy olyan háromszögrobotokhoz való tartószerkezet, vagyis alapWith the present invention, our aim is to eliminate the disadvantages of known solutions, or at least to alleviate them

- 3 biztosításával, amellyel változatos paraméterekkel rendelkező háromszögrobotok állíthatók elő költséghatékonyan, továbbá amely üzemszerűen átkonfigurálható, és így lehetővé teszi a háromszögrobotnak egy új feladatra való optimalizálását.- 3, with which triangular robots with varied parameters can be produced cost-effectively, and which can be reconfigured during operation, thus enabling the triangular robot to be optimized for a new task.

A fenti célt egyrészt az 1. igénypont szerinti átkonfigurálható tartószerkezet kidolgozásával 5 értük el, melynek előnyös kiviteli alakjait a 2-8. igénypontok határozzák meg. A fenti célt másrészt a 9. igénypont szerinti háromszögrobot kidolgozásával értük el, melynek előnyös kiviteli alakját a 10. igénypont határozza meg.The above goal was achieved on the one hand by developing the reconfigurable support structure 5 according to claim 1, the preferred embodiments of which are shown in Figs. 2-8. determined by requirements. On the other hand, the above goal was achieved by developing the triangular robot according to claim 9, the preferred embodiment of which is defined by claim 10.

A következőkben a találmány szerinti eszközt, különösen annak előnyös példakénti kiviteli alakjait és azok működését mutatjuk be részletesen a csatolt rajzra hivatkozással, ahol azIn the following, the device according to the invention, in particular its advantageous exemplary embodiments and their operation, is presented in detail with reference to the attached drawing, where the

0 - 1. ábra a találmány szerinti átkonfigurálható tartószerkezet egy előnyös példakénti kiviteli a lakját ábrázolja perspektivikusan, egy a találmány szerinti átkonfigurálható háromszögrobot részeként;Fig. 0 - 1 shows a perspective view of a preferred embodiment of the reconfigurable support structure according to the invention, as part of a reconfigurable triangular robot according to the invention;

- 2. ábra egy a technika állásához tartozó háromszögrobotot ábrázol perspektivikusan; a- Figure 2 shows a triangular robot belonging to the state of the art in perspective; the

- 3. ábra a találmány szerinti átkonfigurálható tartószerkezet egy példakénti kiviteli alakját 15 ábrázolja alulnézetben; a- Figure 3 shows an exemplary embodiment 15 of the reconfigurable support structure according to the invention in a bottom view; the

- 4. ábra a találmány szerinti átkonfigurálható tartószerkezet 3. ábrán látható kiviteli alakját ábrázolja oldalnézetben a 3. ábrán G nyíllal jelzett irányból; a- Figure 4 shows the embodiment of the reconfigurable support structure according to the invention shown in Figure 3 in a side view from the direction indicated by arrow G in Figure 3; the

- 5. ábra a találmány szerinti átkonfigurálható tartószerkezet 3. és 4. ábrán látható kiviteli alakját ábrázolja a 4. ábrán jelölt H-H tengely menti metszeti nézetben; az- Figure 5 shows the embodiment of the reconfigurable support structure according to the invention shown in Figures 3 and 4 in the sectional view along the H-H axis marked in Figure 4; the

- 6. ábra a találmány szerinti átkonfigurálható tartószerkezet egy általános háromszögű beállítása és a Clavel-féle háromszögrobot-alap közötti geometriai különbséget szemlélteti; a - 7. ábra a találmány szerinti átkonfigurálható háromszögrobot vázlatos ábrája.- Figure 6 illustrates the geometric difference between a general triangular arrangement of the reconfigurable support structure according to the invention and the triangular robotic base of Clavel; a - Fig. 7 is a schematic diagram of the reconfigurable triangular robot according to the invention.

Az 1. ábra a találmány szerinti átkonfigurálható 1 tartószerkezet egy előnyös példakénti kiviteli alakját mutatja perspektivikusan, egy a találmány szerinti átkonfigurálható 25 háromszögrobot részeként. A fő találmányi gondolat lényege a háromszögrobot alapjának átállíthatósága, különösen egyenlő oldalú háromszögtől eltérő, általános háromszögű konfigurációba. Az 1. ábrán bemutatott előnyös példakénti kiviteli alakban az 1 tartószerkezet tartalmaz három 13 tartókart, a 13 tartókarokhoz képest lineárisan eltolható 15 fogadórészeket, melyek az ábrán nem ábrázolt rögzítés révén a fogadórész lineáris 30 pozíciójának beállítását követően rögzíthetőek. A 15 fogadórészek 3 mozgatókarok és/vagy a 3 mozgatókar meghajtásának (nincs ábrázolva) olyan módon történő fogadására alkalmasan vannak kiképezve, hogy a 3 mozgatókar a 15 fogadórészhez képest egyetlen tengely körül, vagyis pontosan egy rotációs szabadsági fokkal, elfordítható. A 13 tartókarok száma legalábbFigure 1 shows a perspective view of a preferred exemplary embodiment of the reconfigurable support structure 1 according to the invention, as part of a reconfigurable triangular robot 25 according to the invention. The essence of the main idea of the invention is the adaptability of the base of the triangular robot, especially to a general triangular configuration other than an equilateral triangle. In the preferred exemplary embodiment shown in Figure 1, the support structure 1 contains three support arms 13, receiver parts 15 that can be moved linearly relative to the support arms 13, which can be fixed after adjusting the linear position 30 of the receiver part by means of a fixing not shown in the figure. The receiving parts 15 are adapted to receive the 3 moving arms and/or the drive of the moving arm 3 (not shown) in such a way that the moving arm 3 can be rotated with respect to the receiving part 15 around a single axis, i.e. with exactly one rotational degree of freedom. The number of support arms is at least 13

- 4 kettő, előnyösen három, továbbá a 13 tartókarok egymáshoz viszonyított orientációjának beállításához a 13 tartókarok 12 csatlakozóelemek révén közvetlenül vagy közvetve egymáshoz képest elfordíthatóan vannak összekapcsolva, ahol a 13 tartókarok az ábrán nem ábrázolt rögzítés révén az orientációjuk beállítását követően rögzíthetőek.- 4 two, preferably three, and for adjusting the orientation of the support arms 13 relative to each other, the support arms 13 are directly or indirectly connected in a rotatable manner with respect to each other by means of connecting elements 12, where the support arms 13 can be fixed after adjusting their orientation by means of a fastening not shown in the figure.

A találmányi gondolatnak megfelelő háromszögrobot-alap biztosításához elegendő, ha a 13 tartókarok egymáshoz viszonyított elfordíthatósága és a 15 fogadórészeknek a 13 tartókarokhoz viszonyított lineáris elmozdíthatósága közül az egyik fennáll. Másképp kifejezve egyaránt lehetséges olyan megvalósítási mód, amelyben a 13 tartókarok fix helyzetűek, akár egyetlen darabként vannak kiképezve, és azokhoz képest a 15 fogadórészek 10 lineáris elmozdítása biztosítja az átkonfigurálhatóságot, vagy alternatív módon olyan megvalósítási mód is, amelyben a 13 tartókarokon a 15 fogadórészek fix helyzetűek, vagyis nem tolhatók el, adott esetben azzal egyetlen darabként vannak kiképezve, továbbá a 13 tartókarok hossza sem változtatható, csupán a 13 tartókarok egymáshoz viszonyított elfordíthatósága biztosítja az átkonfigurálhatóságot. A 13 tartókarok egymáshoz viszonyított 15 elfordíthatóságának a 15 fogadórészek lineáris elmozdíthatóságával való kombinációja csupán egy különösen előnyös kiviteli alak, amely különösen nagy szabadságot biztosít az alapháromszög paramétereinek megválasztásában.To provide a triangular robot base corresponding to the idea of the invention, it is sufficient if one of the relative rotatability of the support arms 13 and the linear displaceability of the receiving parts 15 relative to the support arms 13 exists. In other words, it is equally possible to implement a method in which the support arms 13 are in a fixed position, or even formed as a single piece, and relative to them, the linear displacement of the receiver parts 10 ensures reconfiguration, or alternatively, an implementation method in which the receiver parts 15 are fixed on the support arms 13 position, i.e. they cannot be moved, where appropriate they are formed as a single piece, and the length of the support arms 13 cannot be changed either, only the relative rotatability of the support arms 13 ensures reconfiguration. The combination of the relative rotatability 15 of the support arms 13 with the linear displaceability of the receiving parts 15 is only a particularly advantageous embodiment, which provides particularly great freedom in choosing the parameters of the basic triangle.

A 13 tartókarok egymáshoz viszonyított, illetve a 15 fogadórészeknek a 13 tartókarokhoz viszonyított rögzítését előnyösen roncsolás nélkül oldható rögzítőelemek biztosítják (például 20 súrlódásos kötés, csavarkötés vagy reteszkötés révén), melyek biztosítják, hogy az 1 tartószerkezet később könnyedén átkonfigurálható legyen, azonban a rögzítés lehet oldhatatlan, vagyis csupán roncsolással bontható is (például hegesztés, forrasztás, ragasztás révén), amellyel az 1 tartószerkezet későbbi átkonfigurálása nehezebb, azonban megbízhatóbban megakadályozza az 1 tartószerkezet üzem közbeni véletlen elállítódását.The fixing of the support arms 13 in relation to each other, and of the receiving parts 15 in relation to the support arms 13, is preferably ensured by fixing elements that can be released without destruction (for example, by means of a friction connection 20, a screw connection or a latch connection), which ensure that the support structure 1 can be easily reconfigured later, however, the fixing can be insoluble , that is, it can also be disassembled only by destruction (for example by welding, soldering, gluing), with which the subsequent reconfiguration of the supporting structure 1 is more difficult, but it more reliably prevents the accidental setting of the supporting structure 1 during operation.

Az 1. ábrán bemutatott különösen előnyös kiviteli alakban a három 13 tartókar 12 csatlakozóelemeit tartógyűrűk képezik, melyek a 13 tartókarokkal egyetlen darabként vannak kiképezve, továbbá a 12 csatlakozóelemek egy 11 központi tartóelem révén vannak összekapcsolva, amely 11 központi tartóelemet előnyösen egy hengeres test, különösen előnyösen egy cső képez. Ebben a kiviteli alakban a 15 fogadórész és a 13 tartókar 30 egymáshoz viszonyított lineáris elmozdíthatóságát egy a 13 tartókar egy 131 hornyába illeszkedő, hosszúkás rúd alakú 132 csúszka biztosítja, amely 132 csúszka 131 horonyban lineárisan eltolható és egyik végén a 15 fogadórészhez van rögzítve. A 15 fogadórész és a 13 tartókar egymáshoz viszonyított elmozdulása hasonlóképpen biztosítható úgy is, hogy a 15In the particularly advantageous embodiment shown in Figure 1, the connection elements 12 of the three support arms 13 are formed by support rings, which are formed as a single piece with the support arms 13, and the connection elements 12 are connected by means of a central support element 11, which central support element 11 is preferably a cylindrical body, particularly preferably forms a tube. In this embodiment, the linear displaceability of the receiving part 15 and the support arm 30 relative to each other is ensured by an elongated bar-shaped slider 132 that fits into a groove 131 of the support arm 13, which slider 132 can be moved linearly in the groove 131 and is attached to the receiving part 15 at one end. The relative displacement of the receiving part 15 and the support arm 13 can be ensured in a similar way so that the 15

- 5 fogadórész a 13 tartókar egy egyenes rúd alakú részére húzott gyűrűhöz, előnyösen szorítóbilincshez van rögzítve - ekkor a szorítóbilincs értelemszerűen az oldható rögzítést is biztosítja.- 5 receiving parts are attached to a ring drawn on a straight rod-shaped part of the support arm 13, preferably to a clamping clamp - in this case the clamping clamp also ensures the releasable fastening by definition.

A találmány szerinti 1 átkonfigurálható tartószerkezet kialakítható két 13 tartókarral, ha a két 5 13 tartókart egymáshoz képest V-alakban rendezzük el és egy első 15 fogadórész a két 13 tartókar találkozásánál rögzített helyzetű, például a 11 központi tartóelemhez vagy egy 13 tartókar 12 csatlakozóeleméhez van rögzítve, ugyanis a fennmaradó két fogadórész a két 13 tartókar mentén történő eltolás és/vagy a 13 tartókarok forgatása révén továbbra is nagy szabadsággal konfigurálható. További két tartókaros változat valósítható meg a karok T-alakú 10 elrendezésével, melyben egy első tartókar közepéhez egy második tartókar vége van csatlakoztatva, ahol az első tartókar mindkét vége egy-egy 15 fogadórész fogadására alkalmasan van kiképezve, továbbá a karok egymáshoz képest elfordíthatóak és/vagy a 15 fogadórészek a karok mentén eltolhatóak.The reconfigurable support structure 1 according to the invention can be formed with two support arms 13, if the two support arms 5 13 are arranged in a V-shape relative to each other and a first receiving part 15 is fixed in a fixed position at the junction of the two support arms 13, for example, it is attached to the central support element 11 or to the connection element 12 of a support arm 13 , because the remaining two receiving parts can still be configured with great freedom by shifting them along the two support arms 13 and/or by rotating the support arms 13. A further version with two support arms can be implemented with the T-shaped arrangement 10 of the arms, in which the end of a second support arm is connected to the middle of a first support arm, where both ends of the first support arm are designed to receive a receiving part 15 each, and the arms can also be rotated relative to each other and/or or the receiving parts 15 can be moved along the arms.

A találmány szerinti háromszögrobot különlegessége, hogy alapját lényegében tetszőleges 15 arányokkal rendelkező háromszög képezheti a találmány szerinti 1 átkonfigurálható tartószerkezet révén, így a háromszögrobot munkaparaméterei széles határok között állíthatóak. A találmány szerinti háromszögrobot tartalmaz egy a fentiekben ismertetett 1 átkonfigurálható tartószerkezetet, a 15 fogadórészekkel egy összekapcsolt 3 mozgatókarokat, a 3 mozgatókarokhoz meghajtást, a 3 mozgatókarokkal összekapcsolt 5 mozgatott karokat, az 20 5 mozgatott karokkal összekapcsolt 7 munkatagot, melyet előnyösen az 1 átkonfigurálható tartószerkezethez hasonló, adott esetben azzal megegyező szerkezet képez, amelynek 15 fogadórészei úgy vannak elrendezve, hogy az általuk meghatározott háromszög az 1 átkonfigurálható tartószerkezet 15 fogadórészei által meghatározott háromszöggel geometriai értelemben hasonló, vagyis szögeik azonosak. A 7 munkataghoz csatlakoztatható a 25 háromszögrobot által végzendő műveltnek megfelelő 8 eszköz, melyet képezhet például fogóvagy megmunkáló fej.The peculiarity of the triangular robot according to the invention is that its base can be formed by a triangle with essentially any 15 proportions thanks to the reconfigurable support structure 1 according to the invention, so that the working parameters of the triangular robot can be adjusted within wide limits. The triangular robot according to the invention contains a reconfigurable support structure 1 described above, 3 moving arms connected to the receiving parts 15, a drive for the 3 moving arms, 5 moving arms connected to the 3 moving arms, 7 working members connected to the 20 5 moving arms, which is preferably similar to the reconfigurable support structure 1 , if applicable, forms an identical structure, the receiving parts 15 of which are arranged in such a way that the triangle defined by them is geometrically similar to the triangle defined by the receiving parts 15 of the reconfigurable support structure 1, i.e. their angles are the same. The 7 working members can be connected to the 8 tools corresponding to the work to be performed by the triangular robot 25, which can be, for example, a gripper or a processing head.

A robot megfelelő működéséhez az szükséges, hogy a három 15 fogadórészhez csatlakoztatott három 3 mozgatókar forgástengelye egy síkba essen. Az 1 ábrán látható kiviteli alakban, vagyis amikor a 13 tartókarok a 11 központi tartóelem különböző tengelymenti pozícióiban (a 30 továbbiakban: magasság) helyezkednek el, a forgástengelyek egy síkban való elhelyezkedését a 14 távtartó elemek biztosítják, melyek a 15 fogadórészek és a 132 csúszkák között helyezkednek el és olyan magasak, hogy a 15 fogadórészek azonos magasságba essenek. EzIn order for the robot to function properly, it is necessary that the rotation axes of the three moving arms 3 connected to the three receiving parts 15 fall in the same plane. In the embodiment shown in Figure 1, i.e. when the support arms 13 are located in different axial positions of the central support element 11 (30 hereinafter: height), the positioning of the rotation axes in one plane is ensured by the spacer elements 14, which are between the receiving parts 15 and the sliders 132 are located and are so high that the receiving parts 15 fall at the same height. This

- 6 csupán egy előnyös kialakítás, amely a 13 tartókarok egyszerűbb kialakítását teszi lehetővé, azonban elképzelhető olyan megoldás is, maguk a 15 fogadórészek rendelkeznek különböző függőleges mérettel, vagy amelyben a 13 tartókarok S-alakban úgy vannak meghajlítva, hogy a 15 fogadórészekhez csatlakozó részeik, vagyis az ábra szerinti kiviteli alakban 131 5 hornyaik, egy magasságba essenek, és/vagy a 132 csúszkák vannak úgy kiképezve, például hosszúkás kialakításuk esetén meghajlítva, hogy a hozzájuk tartózó 15 fogadórészek egy magasságba essenek. Az 1. ábrán bemutatott kiviteli alakban a 15 fogadórészek két-két tartófület tartalmaznak, melyek egy 3 mozgatókar tengelyének fogadására alkalmas egy-egy furattal vannak ellátva, melyek olyan módon vannak elrendezve, hogy a bennük elhelyezett 10 tengely a 13 tartókar egy hossztengelyére merőleges. Ez csupán egy példa szerinti kialakítás, a 3 mozgatókarok tengelye nem szükségszerűen merőleges a 13 tartókarok hossztengelyére.- 6 is only an advantageous design, which enables a simpler design of the support arms 13, but a solution is also conceivable in which the receiving parts 15 themselves have different vertical dimensions, or in which the support arms 13 are bent in an S-shape so that their parts connecting to the receiving parts 15, that is, in the embodiment according to the figure, their grooves 1315 fall at the same height, and/or the sliders 132 are trained in such a way, for example, bent in the case of their elongated design, that the receiving parts 15 attached to them fall at the same height. In the embodiment shown in Figure 1, the receiving parts 15 contain two support tabs each, which are provided with one hole each suitable for receiving the axis of a moving arm 3, which are arranged in such a way that the axis 10 located in them is perpendicular to a longitudinal axis of the support arm 13. This is only an exemplary design, the axis of the moving arms 3 is not necessarily perpendicular to the longitudinal axis of the support arms 13.

A találmány szerinti háromszögrobot 3 mozgatókarjai és 5 mozgatott karjai a szakember számára ismert szokásos módon kapcsolódnak egymáshoz és az alapot képező 1 tartószerkezethez. Nevezetesen a 3 mozgatókarok felső végükön az 1 tartószerkezethez 2 első 15 ízület révén egy tengely körül elfordíthatóan vannak hozzákapcsolva, vagyis ahhoz képest pontosan egy rotációs szabadsági fokkal rendelkeznek. Minden egyes 3 mozgatókar alsó végéhez legalább egy-egy, előnyösen két-két 5 mozgatott kar felső vége 4a második ízület és 4b harmadik ízület révén két egymásra merőleges tengely körül elfordíthatóan van hozzákapcsolva, amely tengelyek közül az egyik a 3 mozgatókar és 1 tartószerkezet 20 egymáshoz viszonyított elfordulásának tengelyével párhuzamos, vagyis az 5 mozgatott karok a 3 mozgatókarokhoz képest két rotációs szabadsági fokkal rendelkeznek. Az 5 mozgatott karok alsó vége a 7 munkataghoz 6a negyedik ízületek és 6b ötödik ízületek révén szintén két egymásra merőleges tengely körül elfordíthatóan van hozzákapcsolva, amely tengelyek közül az egyik a 3 mozgatókar és 1 tartószerkezet egymáshoz viszonyított elfordulásának 25 tengelyével párhuzamos. A karok kapcsolódási pontjait, vagyis a robot ízületeit vagy csuklóit képezhetik egyszerű sikló- vagy gördülőcsapágyak, vagy más megfelelő, a szakember számára ismert gépelemek. A 4a második ízület és 4b harmadik ízület egyetlen kardáncsukóként is kialakítható, akárcsak a 6a negyedik ízület és 6b ötödik ízület.The moving arms 3 and the moved arms 5 of the triangular robot according to the invention are connected to each other and to the support structure 1 forming the base in a usual manner known to the expert. Namely, the moving arms 3 are rotatably connected at their upper end to the supporting structure 1 2 by means of the first 15 joints around an axis, i.e. they have exactly one rotational degree of freedom compared to it. To the lower end of each moving arm 3, at least one, preferably two upper ends of the moving arms 5 are rotatably connected around two mutually perpendicular axes by means of a second joint 4a and a third joint 4b, one of which axes the moving arm 3 and the support structure 20 are connected to each other parallel to the axis of its relative rotation, i.e. the moved arms 5 have two rotational degrees of freedom compared to the moving arms 3. The lower end of the moved arms 5 is rotatably connected to the working member 7 through fourth joints 6a and fifth joints 6b, also around two mutually perpendicular axes, one of which axes is parallel to the axis 25 of the relative rotation of the moving arm 3 and the support structure 1. The connection points of the arms, i.e. the joints or joints of the robot, can be formed by simple sliding or rolling bearings or other suitable machine elements known to the expert. The second joint 4a and the third joint 4b can be formed as a single universal joint, as can the fourth joint 6a and the fifth joint 6b.

A találmány szerinti, az 1. ábrán bemutatott háromszögrobot az 1 átkonfigurálható 30 tartószerkezet révén úgy van beállítva, hogy alapháromszöge egy általános háromszög, ezáltal a robot mozgástartománya, valamint teherbírása különböző irányokban jelentősen eltér, továbbá a találmány szerinti 1 átkonfigurálható tartószerkezet révén igény szerint átállítható anélkül, hogy a robot bármely elemét ki kéne cserélni.The triangular robot according to the invention, shown in Figure 1, is set by means of the reconfigurable support structure 1 30 in such a way that its basic triangle is a general triangle, thus the robot's range of motion and load capacity differ significantly in different directions, and it can also be adjusted as needed without that any element of the robot should be replaced.

- 7 A 2. ábrán egy, a technika állásához tartozó háromszögrobot látható, melynek fix 1’ alapja van. Az 1’ alap pontos alakja a robot elméleti működése szempontjából nem igazán fontos, az alaphoz kapcsolt 3’ mozgatókarok tengelyeinek elrendezése határozza meg a robot működési paramétereit. Az ábrán látható robot esetén három darab egyforma 3’ mozgatókar 5 forgástengelyei az 1’ alap éleivel párhuzamosak és egy síkban vannak, így képzeletbeli meghosszabbításuk egy egyenlő oldalú háromszöget rajzol ki. Minden egyes 3’ mozgatókarhoz az alsó végén két egyforma 5’ mozgatott kar csatlakozik úgy, hogy az 5’ mozgatott karok a 3’ mozgatókarok forgástengelyével párhuzamos 4a’ tengely körül, valamint erre a tengelyre és a 6’ mozgatott karokra merőleges 5 a’ tengely körül képesek 10 elfordulni a 3’ mozgatókarokhoz képest. A 6’ mozgatott karok az alsó végükön egy 7’ munkataghoz kapcsolódnak úgy, hogy a 7’ munkatag és egy 6’ mozgatott kar 4b’ és 5b’ tengelyek körül képesek elfordulni egymáshoz képest, amelyek rendre a 6’ mozgatott karok felső végénél lévő 4a’ és 5a’ tengelyekkel párhuzamosak. A 7’ munkataghoz kapcsolódik a 8’ eszköz, amely lehet például megmunkáló szerszám vagy fogóeszköz.- 7 Figure 2 shows a triangular robot belonging to the state of the art, which has a fixed 1' base. The exact shape of the base 1' is not really important from the point of view of the theoretical operation of the robot, the arrangement of the axes of the levers 3' connected to the base determines the operating parameters of the robot. In the case of the robot shown in the figure, the axes of rotation of three identical moving arms 3' 5 are parallel to the edges of the base 1' and are in the same plane, so their imaginary extension creates an equilateral triangle. At the lower end of each moving arm 3', two identical moving arms 5' are connected in such a way that the moving arms 5' rotate around an axis 4a' parallel to the axis of rotation of the moving arms 3', and around an axis 5a' perpendicular to this axis and the moving arms 6' they are able to rotate relative to the 3' levers. The moved arms 6' are connected at their lower end to a working member 7' so that the working member 7' and a moved arm 6' can rotate relative to each other around axes 4b' and 5b', which are respectively 4a' at the upper end of the moved arms 6' and 5a' are parallel to the axes. The tool 8' is connected to the working member 7', which can be, for example, a machining tool or a gripping tool.

Kizárólag a 3’ mozgatókarok rendelkeznek hajtással, például szervo motorokkal, illetve léptetőmotorokkal (az ábrán nincsenek ábrázolva), a 6’ mozgatott karok és a 7’ munkatag helyzetét a 3’ mozgatókarok pillanatnyi állása egyértelműen meghatározza, vagyis a 3’ mozgatókarok egy adott állásához a 6’ mozgatott karoknak és a 7’ munkatagnak pontosan egy állása tartozik.Only the 3' moving arms have drives, for example servo motors or stepper motors (not shown in the figure), the position of the 6' moved arms and the working member 7' is clearly determined by the momentary position of the 3' moving arms, i.e. for a given position of the 3' moving arms, the Moved arms 6' and the working member 7' have exactly one position.

A 3. ábrán a találmány szerinti 1 átkonfigurálható tartószerkezet egy példakénti kiviteli alakja látható alulnézetben. Az ábrán látható kiviteli alakban az 1 átkonfigurálható tartószerkezet tartalmaz egy 11 központi tartóelemet, melyet ennél a kiviteli alaknál egy cső képez, melyre ennél a kiviteli alaknál tartógyűrűk képezte 12 csatlakozóelemek és a 12 csatlakozóelemekkel egyetlen darabként kiképzett 13 tartókarok vannak elhelyezve. A 13 tartókarokban olyan 131 25 hornyok vannak kiképezve, melybe a 15 fogadórészekhez 14 távtartó elemek közbeiktatásával rögzített 132 csúszka illeszkedik, előnyösen belekapaszkodik úgy, hogy a 132 csúszka a 131 horonyban lényegében kizárólag a 131 horony hossztengelye mentén tud elmozdulni, más irányban nem, vagy csak elhanyagolható mértékben.In Figure 3, an exemplary embodiment of the reconfigurable support structure 1 according to the invention is shown in a bottom view. In the embodiment shown in the figure, the reconfigurable support structure 1 contains a central support element 11, which in this embodiment is formed by a tube, on which in this embodiment the connection elements 12 formed by support rings and the support arms 13 formed as a single piece with the connection elements 12 are placed. The support arms 13 have grooves 131 25 into which the sliders 132 fixed to the receiving parts 15 by the interposition of spacer elements 14 fit, preferably clinging in such a way that the slider 132 can move in the groove 131 essentially only along the longitudinal axis of the groove 131, not in any other direction, or only to a negligible extent.

A 13 tartókar és 15 fogadórész kapcsolódása úgy is megoldható, ha a 13 tartókar egy része 30 vagy egésze egy sínként, vagyis egy rúdként van kiképezve és erre a sínre kapaszkodik rá kívülről a 15 fogadórészhez rögzített kocsi. Egy további kiviteli alakban a 13 tartóelem villás kialakítású, vagyis lényegében több párhuzamos sínt tartalmaz, és a villa ágai közéThe connection of the support arm 13 and the receiving part 15 can also be solved if part 30 of the support arm 13 or all of it is formed as a rail, i.e. as a bar, and the carriage attached to the receiving part 15 clings to this rail from the outside. In a further embodiment, the support element 13 has a fork design, i.e. it essentially contains several parallel rails, and between the branches of the fork

- 8 kapaszkodik fel a 15 fogadórésszel összekapcsolt 132 csúszka úgy, hogy a villa ágaival párhuzamosan elmozdítható.- 8 the slider 132 connected to the receiving part 15 is held up so that it can be moved parallel to the branches of the fork.

A 3. ábra szerinti kiviteli alakban a 131 horony egy hossztengelye a 13 tartókar egy hossztengelyével párhuzamos és a 11 központi tartóelem hossztengelyéhez képest 5 sugárirányú. Ez pusztán egy előnyös kiviteli alak, amely a beállítást segíti, a hossztengelyek nem szükségszerűen párhuzamosak és nem szükségszerűen sugárirányúak. A 11 központi tartóelemet ebben a kiviteli alakban egy cső képezi és a 12 csatlakozóelemeket ebben a kiviteli alakban tartógyűrűk képezik. A tartógyűrűk a csőhöz képest elfordíthatóak és a cső tengelye mentén eltolhatóak mindaddig, amíg a csőhöz rögzítésre nem kerülnek az ábrán nem 10 ábrázolt rögzítés révén. Hasonlóképpen a 13 tartókarok és a 15 fogadórészek az összeszerelés vagy átkonfigurálás során egymáshoz képest lineárisan elmozdíthatóak, majd a megfelelő pozícióban rögzíthetők.In the embodiment according to Figure 3, a longitudinal axis of the groove 131 is parallel to a longitudinal axis of the support arm 13 and radially 5 relative to the longitudinal axis of the central support element 11. This is merely a preferred embodiment to aid alignment, the longitudinal axes are not necessarily parallel and not necessarily radial. The central support element 11 in this embodiment is formed by a tube and the connecting elements 12 in this embodiment are formed by support rings. The support rings can be rotated with respect to the pipe and shifted along the axis of the pipe until they are fixed to the pipe by means of fixing 10 not shown in the figure. Similarly, the support arms 13 and the receiving parts 15 can be moved linearly relative to each other during assembly or reconfiguration, and then can be fixed in the appropriate position.

A 4. ábra a 3. ábra szerinti 1 átkonfigurálható tartószerkezetet ábrázolja oldalnézetben a G nyíllal jelzett irányból tekintve. Az ábrán látható módon a 12 csatlakozóelemeket képező 15 gyűrűk úgy vannak elhelyezve a 11 központi tartóelemen, hogy egymással érintkeznek, továbbá az egyik 15 fogadórész nem rendelkezik 14 távtartó elemmel, a másik két 15 fogadórész 14 távtartó eleme pedig rendre a gyűrűk tengelyirányú kiterjedésével, valamint ennek a kétszeresével megegyező magasságú. Ez az elrendezés egyfelől az 1 átkonfigurálható tartószerkezet merevsége, illetve stabilitása szempontjából kedvező, másrészről pedig 20 egyszerűen biztosítja, hogy a 15 fogadórészek és így a mozgatókarok (az ábrán nincsenek ábrázolva) felső tengelyei egy síkba essenek. Természetesen a 12 csatlakozóelemek egymástól távközzel elválasztva is elrendezhetőek, ekkor a fenti feltétel biztosításához a 15 fogadórészek 14 távtartóit is ennek megfelelően kell méretezni. A 14 távtartók lehetnek fix magasságúak vagy állítható magasságúak. Egy további kiviteli alakban nem a 15 25 fogadórészek és 13 tartókarok között vannak 14 távtartók elrendezve, hanem a tartókarok vannak úgy kiképezve, esetleg több darabból összeillesztve, hogy három különböző kialakítású kar biztosítsa a hozzájuk csatlakoztatott 15 fogadórészek azonos magasságban való elhelyezkedését.Figure 4 shows the reconfigurable support structure 1 according to Figure 3 in a side view from the direction indicated by arrow G. As can be seen in the figure, the rings 15 forming the connecting elements 12 are placed on the central support element 11 in such a way that they are in contact with each other, and one receiving part 15 does not have a spacer element 14, and the spacer elements 14 of the other two receiving parts 15 are, respectively, with the axial extension of the rings, as well as this twice the height. On the one hand, this arrangement is favorable in terms of the rigidity and stability of the reconfigurable support structure 1, and on the other hand, it simply ensures that the upper axes of the receiving parts 15 and thus of the moving arms (not shown in the figure) fall in one plane. Of course, the connecting elements 12 can also be arranged separated from each other by a distance, in which case the spacers 14 of the receiving parts 15 must also be sized accordingly to ensure the above condition. The spacers 14 can be of fixed height or adjustable height. In a further embodiment, spacers 14 are not arranged between the receiving parts 15 25 and the supporting arms 13, but the supporting arms are designed, possibly assembled from several pieces, so that three differently designed arms ensure that the receiving parts 15 connected to them are positioned at the same height.

Az 5. ábra a találmány szerinti 1 átkonfigurálható tartószerkezetet ábrázolja a 3. ábrán jelölt 30 metszeti nézetben, ahol a 11 központi tartóelem egy üreges cső. Az 1 átkonfigurálható tartószerkezet összeszerelése során az egymáshoz kapcsolódó elemek a megfelelő elhelyezésüket követően rögzítésre kerülnek, előnyösen oldható kötést biztosító kötőelemek révén. Ilyen lehet például a 13 tartókarba oldalról becsavarható csavar, amely a 12Figure 5 shows the reconfigurable support structure 1 according to the invention in the sectional view 30 marked in Figure 3, where the central support element 11 is a hollow tube. During the assembly of the reconfigurable support structure 1, the interconnected elements are fixed after their appropriate placement, preferably by means of fasteners providing a releasable connection. This can be, for example, the screw that can be screwed into the support arm 13 from the side, which is shown in Fig. 12

- 9 csatlakozóelemnél elhelyezve becsavarásakor a 11 központi tartóelemet a 12 csatlakozóelem szemközti belső felületéhez nyomja ezáltal biztosítja a 11 központi tartóelem és a 12 csatlakozóelem egymáshoz rögzítését. Hasonlóképpen például a 131 horonyra keresztirányban becsavarható csavar a 132 csúszkát a 131 horony oldalfalához szorítva 5 rögzíti. További lehetséges rögzítési módot kínál, ha az egymásban elhelyezkedő elemek közül a belsőt vagy külsőt rugalmas deformációra alkalmasan képezzük ki és a belső elembe egy csavart becsavarva az szétfeszíthető és a külső elem belső falainak nyomható, vagy a külső elemet szorítóbilincsként szorítjuk össze és a belső elem külső felületére szorítjuk. A rögzítés történhet továbbá reteszkötéssel vagy bepattanó kötéssel, különösen a megfelelő 10 felületek fogazott kialakításával, továbbá adott esetben oldhatatlan kötés révén, például hegesztés, forrasztás vagy ragasztás révén. Oldhatatlan kötés alkalmazásakor a kötést célszerűen kicsiny tartományban alkalmazzuk, hogy a megfelelő elemek kismértékű roncsolásával legyen lehetséges a kötés bontása és az 1 tartószerkezet átkonfigurálása. A 3-5. ábrán bemutatott kiviteli alakban az egyes 15 fogadórészek a 3 mozgatókarok tengelyének, 15 valamint a 3 mozgatókarok meghajtásának fogadásához három-három tartófüllel vannak ellátva.- when screwed in at the connection element 9, the central support element 11 presses against the opposite inner surface of the connection element 12, thereby securing the central support element 11 and the connection element 12 to each other. Similarly, for example, the screw that can be screwed into the groove 131 in the transverse direction fixes the slider 132 by pressing it against the side wall of the groove 131. It offers another possible fixing method, if the inner or outer of the nested elements are designed for elastic deformation, and by screwing a screw into the inner element, it can be stretched and pressed against the inner walls of the outer element, or the outer element is clamped together as a clamp and the inner element is attached to the outer pressed onto the surface. The fixing can also be done by means of a latch connection or a snap-on connection, in particular by the toothed design of the corresponding surfaces 10, and also, if appropriate, by means of an insoluble connection, for example by welding, soldering or gluing. When using an insoluble bond, the bond is preferably applied in a small range, so that it is possible to dismantle the bond and reconfigure the support structure 1 by slightly destroying the corresponding elements. The 3-5. in the embodiment shown in Fig., each receiving part 15 is provided with three support ears for receiving the shaft of the levers 3, 15 and the drive of the levers 3.

Az ábrákon bemutatott kiviteli alakban a 1 átkonfigurálható tartószerkezet 11 központi tartóeleme egy henger alakú cső, valamint a 12 csatlakozóelemek (tartógyűrűk) körgyűrű alakúak, azonban akár a 11 központi tartóelem, akár a 12 csatlakozóelemek ettől eltérő (pl. 20 sokszög) keresztmetszetűek is lehetnek. Ezen túlmenően a 12 csatlakozóelemek nem szükségszerűen veszik körül teljesen a 11 központi tartóelemet, a 12 csatlakozóelem lehet például villás kialakítású is. Emellett az sem szükségszerű, hogy a 11 központi elem és a 12 csatlakozóelemek csatlakozásánál a 11 központi tartóelem (vagy annak egy része) legyen az apa darab és a 12 csatlakozóelemek rendelkezzenek anya csatlakozóelemekkel - ez lehet 25 fordítva is. A jelen találmány szerinti tartószerkezet nyerhető úgy is, hogy a 11 központi tartóelemet nyílásokkal, például hengeres furatokkal ellátott lemezként képezzük ki és a 12 csatlakozóelemeket a nyílásokba illeszkedő egy-egy kiemelkedésekként, például hengeres csapként képezzük ki, melyek az összeillesztést követően a megfelelő pozícióban rögzíthetőek. További lehetőség a 3 mozgató karok és/vagy az 5 mozgatott karok teleszkópos 30 rúdként történő kialakítása, amelynek hossza változtatható és adott értéknél rögzíthető, miáltal a találmány szerinti háromszögrobot paraméterei még szélesebb tartományban állíthatóak, mint csupán az 1 tartószerkezet átállításával.In the embodiment shown in the figures, the central supporting element 11 of the reconfigurable support structure 1 is a cylindrical tube, and the connecting elements 12 (supporting rings) are circular, however, either the central supporting element 11 or the connecting elements 12 can have a different cross-section (e.g. 20 polygons). In addition, the connecting elements 12 do not necessarily completely surround the central supporting element 11, the connecting element 12 can also have a fork design, for example. In addition, it is also not necessary for the connection of the central element 11 and the connecting elements 12 for the central supporting element 11 (or a part thereof) to be the male part and the connecting elements 12 to have female connecting elements - this can also be the other way around. The support structure according to the present invention can also be obtained by designing the central support element 11 as a plate with openings, for example cylindrical holes, and the connecting elements 12 as individual protrusions that fit into the openings, for example cylindrical pins, which can be fixed in the appropriate position after joining. Another option is to design the moving arms 3 and/or the moved arms 5 as telescopic rods 30, the length of which can be changed and fixed at a given value, whereby the parameters of the triangular robot according to the invention can be adjusted in an even wider range than just by adjusting the support structure 1.

- 10 A továbbiakban a találmány szerinti 1 átkonfigurálható tartószerkezetet tartalmazó háromszögrobotok működését ismertetjük. A találmány szerinti háromszögrobotok alap háromszöge a Clavel-féle háromszögrobotoktól eltérően egyenlő oldalú háromszögön túlmenően bármilyen más háromszög is lehet, vagyis összefoglalóan általános háromszög. 5 Ennek megfelelően a robot kinematikai leírása is megfelelő módosításokat igényel.- 10 Next, the operation of the triangular robots containing the reconfigurable support structure 1 according to the invention will be described. Unlike Clavel's triangle robots, the basic triangle of the triangle robots according to the invention can be any other triangle in addition to an equilateral triangle, that is, in summary, a general triangle. 5 Accordingly, the kinematic description of the robot also requires appropriate modifications.

A találmány szerinti robotban a technika állása szerinti megoldásokhoz hasonlóan az alapháromszög és a munkaháromszög geometriai értelemben hasonló. Az alapháromszög egyes csúcsait a megfelelő mozgatókar forgástengelyének és a karnak a kinematikai leírásban megfeleltetett egyenesszakasz metszéspontja jelöli ki. A mozgatókarok forgástengelyei az 10 alapháromszög síkjában vannak. A karok mozgássíkja átmegy a háromszögek csúcspontján.In the robot according to the invention, similar to the state-of-the-art solutions, the basic triangle and the working triangle are geometrically similar. The individual vertices of the base triangle are marked by the intersection of the rotation axis of the corresponding driving arm and the straight line segment corresponding to the arm in the kinematic description. The axes of rotation of the driving arms are in the plane of the base triangle 10. The plane of movement of the arms passes through the apex of the triangles.

A programozott mozgás megvalósításának a módja ugyanaz, mint a Clavel-féle háromszögrobotok esetében. Vagyis a mozgatókar, amely egyik végén tengelye körül forog és másik végén egy a mozgatott karok által alkotott parallelogramma-szerkezettel vagy kardánmechanizmussal van összekapcsolva, megvalósítja a munkaháromszög hordozó tengelyeinek 15 párhuzamos mozgását. A mozgatókarok síkján a kar egy kitüntetett, például centrális, síkját értjük. A mozgásokat egyenes szakaszok mozgásaival írhatjuk le, amely szakaszok a karok, vagy mechanizmusok központi pontjait összekötő egyenes szakaszok. A következőkben a találmány szerinti általános háromszögű párhuzamos robotot kinematikai szempontból mutatjuk be.The method of implementing the programmed movement is the same as in the case of Clavel's triangular robots. That is, the moving arm, which rotates around its axis at one end and is connected at the other end to a parallelogram structure or gimbal mechanism formed by the moved arms, realizes the 15 parallel movements of the supporting axes of the working triangle. By the plane of the levers, we mean a special, for example central, plane of the lever. The movements can be described by the movements of straight sections, which sections are straight sections connecting the central points of the levers or mechanisms. In the following, the general triangular parallel robot according to the invention is presented from a kinematic point of view.

A 6. ábra a találmány szerinti, általános háromszögű párhuzamos robot alapháromszögének felülnézetét mutatja egyenlő oldalú háromszög képezte alapháromszöghöz képest. Az általános háromszögű párhuzamos robot alapháromszöge az ábrán vázolt esetben nem egyenlő oldalú háromszög. Ezt az általános háromszöget megadhatjuk például polárkoordinátákkal úgy, hogy a háromszögrobot mozgatókarjainak A1, A2 és A3 felső 25 csatlakozási pontjait az O origótól való távolsággal, vagyis OA1, OA2 és OA3 szakaszok hosszával, valamint a felső csatlakozási pontoknak egy alapirányhoz viszonyított a 1, a 2 és a3 polárszögével. B1, B2 és B3 pont jelöli a 3 mozgatókarok alsó csatlakozási pontjait.Figure 6 shows the top view of the basic triangle of the general triangular parallel robot according to the invention compared to the basic triangle formed by an equilateral triangle. The base triangle of the general triangular parallel robot is not an equilateral triangle in the case outlined in the figure. This general triangle can be given, for example, with polar coordinates, so that the upper connection points A1, A2 and A3 of the moving arms of the triangular robot are defined by the distance from the origin O, that is, by the length of sections OA1, OA2 and OA3, and the upper connection points 1, 2 relative to a basic direction and with the polar angle a3. Points B1, B2 and B3 mark the lower connection points of the 3 levers.

A 6. ábrán bemutatott szerkesztés elvi konstrukció, azonban a találmány szerinti 1 átkonfigurálható tartószerkezetnek az 1. és 3-5. ábrákon szemléltetett, csőre szerelt kiviteli 30 alakja esetén az 1 tartószerkezet beállítását is jól szemlélteti: a gyűrűs 13 tartókarokat a 11 központi tartóelem cső részére húzzuk (melynek hossztengelyén van az O origó), a 13 tartókarokat egy referenciairányhoz képest a 1 , a2 és a3 szöggel elforgatva a kívánt orientációba forgatjuk, majd a helyzetüket rögzítjük. Ezt követően vagy ezt megelőzően azThe structure shown in Fig. 6 is a principle construction, however, the reconfigurable support structure 1 according to the invention is based on Figs. 1 and 3-5. in the case of the pipe-mounted embodiment 30 shown in the figures, it also clearly illustrates the setting of the support structure 1: the ring-shaped support arms 13 are pulled to the tube part of the central support element 11 (on whose longitudinal axis the origin O is), the support arms 13 are placed at angles 1, a2 and a3 compared to a reference direction rotate them to the desired orientation, then fix their position. After that or before that is

- 11 egyes 13 tartókarokhoz a 15 fogadórészeket csatlakoztatjuk és a kívánt helyzetbe mozgatjuk a 13 tartókarok hossziránya mentén, vagyis előnyösen a központi cső tengelyéhez képest sugárirányban, majd ebben a helyzetben rögzítjük.- 11 the receiving parts 15 are connected to each support arm 13 and moved to the desired position along the longitudinal direction of the support arms 13, i.e. preferably in the radial direction relative to the axis of the central tube, and then fixed in this position.

A 7. ábra találmány szerinti általános háromszögű párhuzamos robotot mutatja vázlatosan, 5 ahol az A1A2A3 alapháromszöget és a C1C2C3 munkaháromszöget általános háromszög képezi. Az ábrán a találmány szerinti 1 átkonfigurálható tartószerkezetet 13 tartókarok és 15 fogadórészek határozzák meg, a 15 fogadórészek fogadják a 3 mozgatókarok 2 első ízületeit az A1, A2 és A3 pontokban. A kinematikai modellt a szakember számára ismert módon kell a valós robothoz illeszteni, vagyis a modell szerinti ízületeket és karokat meg kell feleltetni a 10 valós csatlakozásoknak és karoknak azok kiterjedésének és alakjának, illetve típusának figyelembe vételével. Az átláthatóság érdekében ezen az ábrán csupán egy 3 mozgatókart és az 5 mozgatott karok által alkotott paralelogramma-szerkezetek csupán egyikét tüntettük fel. A 3 mozgatókar az alaptól távolabbi végén a korábban ismertetett helyzetű 4a második ízület és 4b harmadik ízület vagy kardáncsukló révén az 5 mozgatott karhoz, illetve az 5 mozgatott 15 karok által általuk alkotott paralelogrammához kapcsolódik a B1 pontban. Az 5 mozgatott kar vagy karok az alsó végükön a korábban ismertetett helyzetű 6a negyedik ízület és 6b ötödik ízület vagy kardáncsukló révén a C1 pontban a 7 munkataghoz csatlakozik, melyet szintén egy a találmány szerinti 1 tartószerkezet képez. A fennmaradó, ezen az ábrán nem ábrázolt 3 mozgatókarok és 5 mozgatott karok hasonlóképpen kapcsolják össze az A2 és C2, valamint az 20 A3 és C3 pontokat.Figure 7 schematically shows a parallel robot with a general triangle according to the invention, where the basic triangle A1A2A3 and the working triangle C1C2C3 are formed by a general triangle. In the figure, the reconfigurable support structure 1 according to the invention is defined by support arms 13 and receiving parts 15, the receiving parts 15 receive the first joints 2 of the moving arms 3 at points A1, A2 and A3. The kinematic model must be matched to the real robot in a manner known to the expert, that is, the joints and arms according to the model must correspond to the real joints and arms, taking into account their extent, shape and type. For the sake of transparency, only one 3 moving arms and only one of the parallelogram structures formed by the 5 moving arms have been shown in this figure. The moving arm 3 is connected to the moved arm 5 and to the parallelogram formed by the 5 moved arms 15 at point B1 through the previously described second joint 4a and third joint 4b or gimbal joint at the end farthest from the base. The moved arm or arms 5 is connected to the working member 7 at point C1 by means of the previously described fourth joint 6a and fifth joint 6b or cardan joint, which is also formed by a support structure 1 according to the invention. The remaining moving arms 3 and driven arms 5, not shown in this figure, similarly connect points A2 and C2 and 20 A3 and C3.

Az általános háromszögű párhuzamos robot alkalmazásához meg kell oldani az inverz transzformációt. Az inverz transzformáció első lépéseként az első 13 tartókar és a koordinátarendszer Y tengelyét fedésbe hozzuk, vagyis a 1=0 értéket alkalmazunk. Ha a munkapont nem ebben az elforgatott koordináta rendszerben van megadva, megfelelő koordináta25 transzformációt alkalmazunk rá. Ezt követően megoldjuk az inverz transzformációt az első 3 mozgatókarra úgy, ahogy az a Clavel-féle háromszögrobot esetén a szakember számára ismert. Az inverz transzformációt hasonló módon meg kell oldani a második és harmadik 3 mozgatókarra is, vagyis előbb a koordináta-rendszert úgy forgatjuk, hogy az adott 13 tartókar az Y tengelyre essen, vagyis rendre a 2=0 és a 3=0 értéket alkalmazunk, és a forgatás után 30 szükség szerint elvégezzük a munkapont koordináta-transzformációját, majd megoldjuk az inverz transzformációt az adott karra. Erre előnyösen az ún. homogén transzformációs eljárás alkalmazható. Az összefüggésekben értelemszerűen az adott karok fizikai paramétereit használjuk. Az inverz transzformáció elvégzésével, az karok elfordulási szögeinekTo apply the general triangular parallel robot, the inverse transformation must be solved. As the first step of the inverse transformation, the Y axis of the first 13 support arms and the coordinate system are overlapped, that is, the value 1=0 is used. If the working point is not specified in this rotated coordinate system, a suitable coordinate25 transformation is applied to it. After that, we solve the inverse transformation for the first 3 moving arms as it is known to the expert in the case of Clavel's triangular robot. The inverse transformation must be solved in a similar way for the second and third 3 moving arms, i.e. first the coordinate system is rotated so that the given supporting arm 13 falls on the Y axis, i.e. the values 2=0 and 3=0 are used respectively, and after the rotation 30, we carry out the coordinate transformation of the working point as necessary, and then solve the inverse transformation for the given arm. Advantageously, the so-called a homogeneous transformation procedure can be used. In the correlations, we use the physical parameters of the given levers. By performing the inverse transformation, the rotation angles of the arms

- 12 meghatározásával, az általános háromszögű robot készen áll az alkalmazási feladatok elvégzésére. Az ábrákon a megegyező hivatkozási jelek megegyező elemeket jelölnek.- With 12 definitions, the generic triangle robot is ready to perform application tasks. In the figures, like reference numerals denote like elements.

A találmány szerinti háromszögrobot gyakorlati alkalmazásának első lépése a robot által végzendő feladat kijelölése, a második lépés a feladat elvégzésére alkalmas robot fizikai paramétereinek meghatározása, vagyis kiszámítása és/vagy szimulációja, valamint a harmadik lépés a megfelelő paraméterekkel rendelkező robot összeállítása. A robot összeállítása történhet előzetesen rendelkezésre álló különböző méretezésű alkatrészekből, vagy megfelelő méretű alkatrészek hiányában kezdődhet a megfelelő alkatrészek, például karok méretre vágásával és megfelelő pontjaikon, például végükön, megfelelő csatlakozási pontok, például csapágyak, kialakításával vagy rögzítésével. A megfelelő alkatrészek összekapcsolása, valamint méreteik és/vagy egymáshoz viszonyított helyzetük beállítása lényegében tetszőleges sorrendben egymást követően, vagy adott esetben egyidejűleg is elvégezhető, továbbá a különböző változtatható paraméterek, vagyis orientációk és/vagy hosszak vagy távolságok beállítását követően a paraméterek rögzítendők.The first step in the practical application of the triangular robot according to the invention is the designation of the task to be performed by the robot, the second step is the determination, i.e. calculation and/or simulation, of the physical parameters of the robot capable of performing the task, and the third step is the assembly of the robot with the appropriate parameters. The assembly of the robot can be done from previously available parts of different dimensions, or in the absence of parts of suitable size, it can start by cutting the appropriate parts to size, such as arms, and forming or fixing appropriate connection points, such as bearings, at their appropriate points, such as their ends. Connecting the corresponding parts and setting their dimensions and/or their relative positions can be done essentially in any order, one after the other, or at the same time if appropriate, and after setting the various changeable parameters, i.e. orientations and/or lengths or distances, the parameters must be fixed.

A fentiekben bemutatott 1 átkonfigurálható tartószerkezet előnye a technika állása szerinti megoldásokkal szemben, hogy alkalmazásával változatos paraméterekkel rendelkező háromszögrobotok alakíthatók ki, továbbá az 1 átkonfigurálható tartószerkezet tartalmazó háromszögrobot működési paraméterei, például munkatér mérete, precizitás és teherbírás, igény szerint üzemszerűen megváltoztathatók a háromszögrobot bármely elemének cseréje nélkül csupán az 1 átkonfigurálható tartószerkezet átállításával, például amennyiben a robot által végzendő feladat megváltozik.The advantage of the 1 reconfigurable support structure presented above compared to the state-of-the-art solutions is that it can be used to create triangular robots with various parameters, and the operating parameters of the 1 reconfigurable support structure, such as the size of the workspace, precision and load capacity, can be changed according to the needs of the operation, the replacement of any element of the triangular robot only by reconfiguring the support structure 1, for example if the task to be performed by the robot changes.

A jelen leírásban a találmány szerinti háromszögrobot, illetve átkonfigurálható tartószerkezet egy egyszerűbb, különösen előnyös kiviteli alakját ismertettük részletesen, azonban a szakember számára nyilvánvaló, hogy az számos további kiviteli alakban megvalósítható a jelen szabadalom oltalmi körén belül is. Ilyen további kiviteli alakok nyerhetők például két elem csatlakozásánál a fentiekben ismertetetthez képest fordított viszonyú anya-apa csatlakozások alkalmazásával, különböző, a szakember számára ismert rögzítési megoldások alkalmazásával, bizonyos elemek több részre osztásával vagy egyes különálló elemek egy darabként történő kiképzésével.In the present description, a simpler, particularly advantageous embodiment of the triangular robot and the reconfigurable support structure according to the invention has been described in detail, however, it is obvious to the expert that it can be implemented in many other embodiments within the scope of the present patent. Such additional designs can be obtained, for example, when connecting two elements by using female-male connections with the opposite relationship compared to the one described above, by using different fastening solutions known to the specialist, by dividing certain elements into several parts or by forming some separate elements as one piece.

Claims

Patent claims

1. A reconfigurable support structure (1) for triangular robots, characterized by the fact that it contains at least two support arms (13), which are provided with a connecting element (12), where the support arms (13) are connected to each other by means of their connecting elements (12), and with each support arm (13) ) at least one receiving part (15) is connected to receive one or more robot arms, and where:

- the support arms (13) are rotatably connected with respect to each other through their connecting elements (12), and their position relative to each other can be fixed; and or

- at least one of the receiving parts (15) can be moved linearly relative to the corresponding support arm (13) and its position can be fixed.

2. The reconfigurable support structure (1) according to claim 1, characterized in that for connecting the support arms (13) to each other, it contains a central support element (11), which is formed by at least one tube or rod, and also the connection elements (12) of the support arms (13) formed by rings that fit on the central support element (11).

3. The reconfigurable support structure (1) according to claim 2, characterized by the fact that each support arm (13) and the receiving part (15) connected to it can be moved linearly relative to each other in relation to a longitudinal axis of the central support element (11).

4. The reconfigurable support structure (1) according to claim 1, characterized in that it contains a central support element (11) for connecting the support arms (13) to each other, in which openings are formed and the connection elements (12) of the support arms (13) are provided by protrusions that fit into the openings are trained.

5. The reconfigurable support structure (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one receiving part (15) is connected to the corresponding support arm (13) via a spacer element (14).

6. The reconfigurable support structure (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that one of the support arms (13) and the receiving parts (15) is provided with a groove (131) and the other with a slider (132) that fits into the groove.

7. The 1-5. A reconfigurable support structure (1) according to any one of the claims, characterized in that one of the support arms (13) and the receiving parts (15) is equipped with a rail, and the other with a carriage that clings to the rail from the outside.

8. The reconfigurable support structure (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the connection elements (12) and the support arms (13) are formed as one piece.

9. Reconfigurable triangle robot, which includes:

- at least one fund;

- the levers (3) rotatably connected to the base, which have one rotational degree of freedom in relation to the base;

- moved arms (6) rotatably connected to the moving arms (3), which have two rotational degrees of freedom in relation to the moving arms;

- a working member (7) connected to the moved arms (6), which has two rotational degrees of freedom in relation to the individual moved arms (6), characterized by the fact that the base and/or working member (7) of the triangular robot is a reconfigurable support structure according to any of the previous claims (1) forms.

10. The reconfigurable triangular robot according to claim 9, characterized in that the moving arms (3) and/or the moved arms (5) are telescopic rods, which have a variable length, and the length setting can be fixed after setting a length.