NL1004431C2 - Manipulator. - Google Patents

Manipulator. Download PDF

Info

Publication number
NL1004431C2
NL1004431C2 NL1004431A NL1004431A NL1004431C2 NL 1004431 C2 NL1004431 C2 NL 1004431C2 NL 1004431 A NL1004431 A NL 1004431A NL 1004431 A NL1004431 A NL 1004431A NL 1004431 C2 NL1004431 C2 NL 1004431C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
control unit
sensor
motor
force
memory
Prior art date
Application number
NL1004431A
Other languages
English (en)
Inventor
Paul Robert Schut
Original Assignee
Leenstra Machine En Staalbouw
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leenstra Machine En Staalbouw filed Critical Leenstra Machine En Staalbouw
Priority to NL1004431A priority Critical patent/NL1004431C2/nl
Priority to EP19970203365 priority patent/EP0839614B1/en
Priority to DE1997620137 priority patent/DE69720137T2/de
Application granted granted Critical
Publication of NL1004431C2 publication Critical patent/NL1004431C2/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/005Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with balanced jib, e.g. pantograph arrangement, the jib being moved manually
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008Balancing devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

Titel: Manipulator
De uitvinding heeft betrekking op een manipulator, omvattende een actief krachtgenererend orgaan en middelen voor het overdragen van de gegenereerde kracht naar de last.
In het kader van de onderhavige uitvinding wordt met de 5 uitdrukking "manipulator" bedoeld een apparaat dat op een last een omhoog gerichte kracht kan uitoefenen die in hoofdzaak gelijk maar tegengesteld is aan de door de zwaartekracht uitgeoefende kracht op die last, waarbij vertikale bewegingen van de last automatisch worden gevolgd, zodat die last zich 10 virtueel gedraagt als zijnde gewichtsloos. Een persoon die de betreffende last wil hanteren, zoals bijvoorbeeld optillen en plaatsen, kan een gewenste verplaatsing dan tot stand brengen onder uitoefening van slechts een relatief geringe kracht.
Voor het optillen en neerzetten van een last zijn 15 diverse typen kranen of hefapparaten bekend, waarbij de last kan worden opgetild hangende aan een draad of rustende op een platform danwel gegrepen in een grijper. Een voorbeeld van een kraan is een hijskraan, een voorbeeld van een hefapparaat is een heftruck. In zijn algemeenheid omvat een hijskraan een 20 hijsdraad die is gewikkeld op een trommel, die door middel van een motor kan worden geroteerd. Met de motor is een bedieningspaneel geassocieerd, waarmee de motor kan worden aangestuurd om te verkeren in drie mogelijke bedrijfs-toestanden: stilstaan, roteren in de ene richting, en roteren 25 in de andere richting. Een bedienend persoon dient voor het optillen van de last dat bedieningspaneel te bedienen: bij bekrachtiging van de motor in een bepaalde richting wordt de hijsdraad opgewikkeld op de trommel en wordt de last opgetild; wanneer de last een bepaalde gewenste hoogte heeft bereikt, 30 wordt de motor stilgezet.
Aldus kent een kraan in feite slechts drie bedrijfs-toestanden: OP, NEER, en STIL, die worden gekozen door dienovereenkomstige bekrachtiging van de motor door middel van het bedieningspaneel. De mogelijkheden van een kraan zijn derhalve 35 nogal beperkt, hetgeen vooral blijkt in situaties waarbij de 1004431 2 last vrij nauwkeurig op een bepaalde positie moet worden neergezet, waarbij dus tegelijkertijd een horizontale en een vertikale verplaatsing gewenst is. In horizontale richting kan een hangende last met relatief weinig kracht worden 5 verplaatst, maar een vertikale verplaatsing kan niet tot stand worden gebracht door het uitoefenen van handkracht op de last: voor wat betreft een verplaatsing in de vertikale richting omlaag wordt de last tegengehouden door de kraan, en in de vertikale richting omhoog zou de bedienende persoon het 10 volledige gewicht van de last moeten tillen. Wanneer het al zou lukken om de last op te tillen met handkracht, zou de last weer terugzakken naar de door de kraan bepaalde hoogte wanneer die handkracht wordt weggenomen. Voor het uitvoeren van een vertikale verplaatsing is het dus nodig om het bedienings-15 paneel te bedienen, hetgeen betekent dat de bedienende persoon steeds minimaal één hand aan het bedieningspaneel moet houden. In dergelijke gevallen zijn derhalve doorgaans meerdere personen nodig, te weten minstens één voor de horizontale verplaatsing en één voor de bediening van het bedienings-20 paneel.
Daarenboven is het een bezwaar, dat het met een kraan niet goed mogelijk is om een vertikale verplaatsing op een nauwkeurige manier tot stand te brengen, tenzij de motor is voorzien van een mechanisme dat meerdere hijssnelheden 25 mogelijk maakt.
Een essentieel onderscheid tussen een manipulator en een kraan is, dat een manipulator automatisch een vertikale verplaatsing van de last volgt, welke vertikale verplaatsing kan worden bereikt door het uitoefenen van een handkracht op 30 de last. De voor het tot stand brengen van een vertikale verplaatsing benodigde handkracht is daarbij minder dan het gewicht (of juister gesteld: massa maal zwaartekracht-versnelling) van de last.
Dergelijke manipulatoren zijn op zich bekend. Daarbij is 35 steeds voorzien in middelen die zijn ingericht om de door het krachtgenererend orgaan gegenereerde kracht in hoofdzaak 1004431 3 constant te houden, waarbij steeds in essentie de gegenereerde kracht of een daarmee samenhangende parameter wordt gemeten.
Een bezwaar van bekende manipulatoren is, dat zij niet nauwkeurig genoeg zijn en/of een vrij grote hysterese 5 vertonen. Een gevolg daarvan is, dat een bedienend persoon op de last een minimale handkracht moet uitoefenen die relatief groot is, voordat de manipulator reageert en een vertikale verplaatsing volgt. Een dergelijke minimale handkracht zal in het kader van de onderhavige uitvinding ook worden aangeduid 10 met de term "volgdrempel".
Bekende manipulatoren hebben een vrij hoge volgdrempel. Meer in het bijzonder bedraagt in het algemeen de voor het tot stand brengen van een vertikele verplaatsing benodigde minimale handkracht 5 tot 10 % (of meer) van het gewicht van 15 de last. Enerzijds betekent dit bij zware lasten, dat de bedienende persoon toch nog vrij veel kracht moet uitoefenen. Anderzijds betekent dit in het kader van wettelijke voorschriften, die een maximum stellen aan door personen uit te oefenen krachten, een beperking van de inzetbaarheid van 20 bekende manipulatoren. In Nederland schrijft de ARBO-wet voor, dat personen hooguit 25 kg mogen tillen; indien een manipulator een volgdrempel heeft van 10 %, betekent dit, dat die manipulator slechts bruikbaar is voor lasten tot 250 kg. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1004431
De uitvinding beoogt de genoemde nadelen op te heffen.
2
In het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding een 3 manipulator te verschaffen met een relatief lage volgdrempel.
4
Meer in het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding 5 een manipulator te verschaffen die bruikbaar is voor lasten 6 met een gewicht tot 500 kg, of zelfs meer.
7
Meer in het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding 8 een manipulator te verschaffen die automatisch de juiste 9 tilkracht uitoefent.
10
Meer in het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding 11 een manipulator te verschaffen waarmee het mogelijk is om de vertikale snelheid te regelen door middel van de grootte van de uitgeoefende handkracht.
4
Daartoe heeft de inrichting volgens de uitvinding de kenmerken zoals beschreven in het kenmerkende gedeelte van conclusie 1.
Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de 5 onderhavige uitvinding zullen verduidelijkt worden door de hiernavolgende beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm van een manipulator volgens de uitvinding, onder verwijzing naar de tekening, waarin: figuur 1 schematisch de werking van een bekende manipulator 10 illustreert; en figuur 2 schematisch de werking van een manipulator volgens de onderhavige uitvinding illustreert.
Figuur 1 toont schematisch het principe van een bekende 15 manipulator 1. Een grijporgaan 2, dat in het geïllustreerde voorbeeld een haak is, is gemonteerd aan een uiteinde 3 van een arm 4, welk armuiteinde 3 vertikaal kan worden verplaatst. In het geïllustreerde voorbeeld kan de arm in zijn geheel vertikaal worden verplaatst ten opzichte van een frame 5.
20 Tussen de arm 4 en het frame 5 is een krachtgenererend orgaan 6 gekoppeld, dat in het geïllustreerde voorbeeld een hydraulische of pneumatische cylinder is. Aan het grijporgaan 2 is een last 10 opgehangen, waarvan de massa M kg bedraagt; de op de last 10 werkende zwaartekracht Fz bedraagt M*g Newton, 25 waarbij g de zwaartekrachtversnelling is, die ongeveer 10 m/s2 bedraagt.
In evenwicht oefent de zuiger 6 op de arm 4 een omhoog gerichte compensatiekracht Fc uit, waarvan de grootte gelijk is aan Fz.
30 Een bedienend persoon P, die de last 10 vertikaal wenst te verplaatsen, oefent op de last 10 een handkracht F uit, die omhoog is gericht als hij de last 10 wenst op te tillen. In theorie zou reeds een kleine kracht voldoende moeten zijn om de last 10 omhoog te bewegen, omdat dan |F| + |Fc| > IFz|. In 35 de praktijk heeft de constructie van de manipulator 1 echter altijd enige interne wrijving, die eerst moet overwonnen 1004431 5 voordat de last 10 in beweging komt. Deze wrijving zal worden aangeduid als Fw.
In formulevorm betekent dit, dat de last 10 pas in beweging komt als geldt: |F| > |Fz| - |FcI + |Fw|.
5 Als de last 10 dan in beweging komt, zal dit een vermin dering van Fc tot gevolg hebben. Dit kan voor een pneumatische cylinder 6 als volgt worden ingezien. De cylinder 6 heeft een arbeidsruimte waarin zich gecomprimeerde lucht bevindt met een bepaalde werkdruk D. De door de cylinder 6 uitgeoefende kracht 10 Fc is evenredig met D. Bij een verplaatsing van de arm 4 over een bepaalde afstand zal in die arbeidsruimte zich een zuiger verplaatsen, waardoor het volume V van die arbeidsruimte verandert met een bedrag EV, waarbij EV evenredig is met genoemde afstand. Naarmate het volume V van die arbeidsruimte 15 toeneemt of afneemt, zal de druk in die arbeidsruimte afnemen respectievelijk toenemen, waarbij het product D*V constant blijft. Dienovereenkomstig zal ook de met D evenredige kracht Fc veranderen.
De manipulator 1 is voorzien van middelen die er naar 20 streven de door de cylinder 6 gegenereerde kracht Fc in hoofdzaak constant te laten zijn. Daartoe is met de cylinder 6 een regelventiel 7 geassocieerd, dat op zijn beurt gekoppeld is met een bron 8 voor gecomprimeerde lucht. Wanneer het regelventiel 7 detecteert dat de druk in de arbeidsruimte van 25 de cylinder 6 lager is dan een vooraf ingestelde onderdrempel, laat het regelventiel 7 lucht uit de bron 8 toe in die arbeidsruimte totdat die onderdrempel is bereikt. Wanneer het regelventiel 7 detecteert dat de druk in de arbeidsruimte van de cylinder 6 hoger is dan een vooraf ingestelde bovendrempel, 30 laat het regelventiel 7 lucht uit de arbeidsruimte ontsnappen totdat die bovendrempel is bereikt. Genoemde bovendrempel en onderdrempel zijn niet aan elkaar gelijk. In de praktijk kan een afwijking ED van 5-10 % van de nominale druk D nodig zijn voordat het regelventiel reageert. Dit correspondeert met een 35 evengrote procentuele variatie EFc van Fc. Hier wordt EFc aangeduid als volgdrempel. Het zal duidelijk zijn dat, 1004431 6 aangezien in evenwicht Fc gelijk is aan Fz, de volgdrempel EFc kan worden uitgedrukt als percentage van Fz: EFc = gFz.
In formulevorm betekent dit, dat in de praktijk de bekende manipulator 1 pas de verplaatsing van de last 10 5 actief volgt wanneer de verplaatsing dermate groot is, dat is voldaan aan de formule: I F| > IFz| - | (1—g)Fz| + |Fw| & |F| > |gFz| + IFw|.
Manipulatoren van het bovenbeschreven type worden ook wel aangeduid als contra-balanceerinrichting, omdat essentieel 10 de door die inrichting uitgeoefende kracht in evenwicht is met de zwaartekracht. EP-A-0.733.579 beschrijft een dergelijke contra-balanceerinrichting, waarbij de krachtuitoefenende organen worden gevormd door een elektromotor. Bij de in deze publicatie beschreven inrichting is een gewichtmeetorgaan 15 aanwezig dat de op de last uitgeoefende kracht meet, en een meetsignaal verschaft aan een stuurorgaan voor de motor, waarbij het stuurorgaan is ingericht om de op de last uitgeoefende kracht constant te houden ongeacht de in de manipulator optredende wrijvingskrachten.
20 Een nadeel van een dergelijke contra-balanceerinrichting is dat, wanneer de last bijvoorbeeld wordt opgetild door een bedienend persoon, de gewichtsensor een momentane gewichtsverlaging zal detecteren, en de contra-balanceerinrichting zal pogen deze variatie te compenseren. Als gevolg 25 daarvan zou een oscillatie kunnen ontstaan, waarbij de last in resonantie zou kunnen raken. Dit probleem wordt overigens in genoemde publicatie onderkend, en men probeert hiervoor een oplossing te vinden door het meetsignaal te filteren.
Verder is een nadeel van een dergelijke contra-30 balanceer-inrichting, dat het nauwkeurig manoevreren van een last vrij moeilijk is, omdat men eerst een opwaartse kracht moet uitoefenen om de last in een opwaartse richting in beweging te laten komen, tijdens de beweging geen kracht uitoefent, en vervolgens in de buurt van de bestemming een 35 neerwaartse kracht moet uitoefenen om de bewegende last te remmen.
1004431 7
De onderhavige uitvinding verschaft een manipulator die dit probleem niet heeft. Zoals in het hiernavolgende meer gedetailleerd zal worden beschreven, reageert de manipulator volgens de onderhavige uitvinding op een opwaartse kracht door 5 de last actief op te tillen en op een neerwaartse kracht door de last actief te laten vieren, doordat respectievelijk een grotere danwel kleinere tilkracht wordt uitgeoefend in respons op het detecteren van een gewichtverlaging danwel gewichtverhoging. Tijdens de beweging zal de gebruiker dan 10 constant een kracht uitoefenen, hetgeen veel natuurlijker overkomt, en de beweging zal stoppen wanneer de gebruiker zijn handkracht wegneemt.
Figuur 2 illustreert schematisch het principe van een manipulator 100 volgens de onderhavige uitvinding. Daarbij 15 zijn gelijke of vergelijkbare onderdelen als in figuur 1, aangeduid met gelijke verwijzingscijfers.
De manipulator 100 volgens de onderhavige uitvinding omvat een elektrische motor 110, een besturingseenheid 120, en een gewichtsensor 130. Tussen het frame 5 en de arm 4 zijn 20 transmissiemiddelen 111 gekoppeld, welke worden aangedreven door de elektrische motor 110, om een vertikale verplaatsing van de arm 4 ten opzichte van het frame 5 tot stand te brengen. Die transmissiemiddelen 111 zijn willekeurig geschikte middelen, en kunnen op zich bekend zijn. Zij kunnen 25 bijvoorbeeld een van een schroefdraad voorziene as omvatten, die aangrijpt in een van een corresponderende schroefdraad voorzien gedeelte van de arm 4, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.
De elektrische motor 110 is van een type dat een vrij 30 grote kracht kan uitoefenen bij stilstand of een zeer kleine rotatiesnelheid van zijn uitgaande as. Een voorbeeld van een dergelijke motor is een remmotor, waarvoor een asynchrone draaistroommotor met frequentieregeling kan worden toegepast. Aangezien de constructie van een dergelijke motor, en de 35 regeling daarvan, geen onderwerp vormen van de onderhavige uitvinding, en kennis daarvan voor een deskundige niet nodig is voor een goed begrip van de onderhavige uitvinding, terwijl 1004431 8 een motor met de genoemde karakteristieken op zich bekend is en bruikbaar is in de manipulator volgens de onderhavige uitvinding, zal deze niet nader worden beschreven. Volstaan wordt met op te merken, dat de motor is voorzien van een 5 reminrichting die bij stilstand van de motor de uitgaande as vasthoudt, zodat dan geen elektrische energie wordt verbruikt om. Zodra een rotatie van de motor nodig is, wordt die reminrichting uitgeschakeld.
De motor 110 wordt aangestuurd door de besturingseenheid 10 120, die bijvoorbeeld een geschikt geprogrammeerde processor of microcomputer kan bevatten, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.
De gewichtsensor 130 is aangebracht tussen de arm 4 en het grijporgaan 2. Desgewenst kan de gewichtsensor 130 deel 15 uitmaken van de arm 4 of het grijporgaan 2. De gewichtsensor 130 is ingericht voor het genereren van een elektrisch signaal dat representatief is voor de door de last 10 (en het grijporgaan 2) uitgeoefende vertikale kracht op de arm 4. Meer in het bijzonder, onder verwijzing naar figuur 1, is het door de 20 gewichtsensor 130 gegenereerde elektrische signaal representatief voor de vertikale component van de vectorsom van de zwaartekracht Fz en de handkracht F. Een voorbeeld van een dergelijke sensor is een rekstrookje, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn. Een signaaluitgang van de 25 sensor 130 is verbonden met een signaalingang van de besturingseenheid 120.
Volgens een essentieel aspect van de onderhavige uitvinding is het, door de gekozen positie van de sensor 130, mogelijk om de motor 110 nauwkeurig te laten reageren op 30 kleine wijzigingen in de door de bedienende persoon op de last (of het grijporgaan) uitgeoefende handkracht, zodat de bedienende persoon die last met slechts een geringe kracht kan hanteren.
De werking van de manipulator 100 is als volgt.
35 Het grijporgaan 2 wordt aan de last 10 gekoppeld, en aan de besturingseenheid 120 wordt een start-opdracht gegeven. De besturingseenheid 120 is ingericht om in respons op de start- 1004431 9 opdracht, de motor 110 een toenemende kracht Fc te laten uitoefenen. Initieel rust de last 10 bijvoorbeeld op de vloer van een werkruimte, en is het door de sensor 130 gedetecteerde gewicht nul. Naarmate de kracht Fc stijgt, neemt ook het door 5 de sensor 130 gedetecteerde gewicht toe, hetgeen door de besturingseenheid 120 wordt gedetecteerd. Wanneer Fc precies zo groot is dat Fz gecompenseerd is, zal bij verder toenemende kracht Fc de arm 4 en daarmee de motor 110 in beweging komen, terwijl het door de sensor 130 gedetecteerde gewicht constant 10 blijft. De besturingseenheid 120 is ingericht om, bij het bereiken van een dergelijke toestand, de grootte van het bijbehorende sensorsignaal op te slaan in een met de besturingseenheid 120 geassocieerd geheugen 140, en de motor stationair te houden. De besturingseenheid 120 kan daartoe 15 reageren op het in beweging komen van de motor 110 en/of op het niet verder toenemen van het door de sensor 130 gedetecteerde gewicht.
De hierboven beschreven automatische instellings-procedure is onafhankelijk van het gewicht van de last 10, 20 hetgeen voor de gebruiker een verhoging van het bedieningsgemak betekent.
Zoals vermeld, is het door de besturingseenheid 120 ontvangen signaal van de sensor 130 representatief voor het gewicht van de last 10. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de 25 manipulator 100 is de besturingseenheid 120 ingericht om op een (ter wille van de eenvoud niet geïllustreerd) display het gewicht weer te geven dat correspondeert met genoemd signaal.
Opgemerkt wordt, dat het stationair houden van de motor 110 kan worden bereikt door de motor aan te sturen met een 30 constante stroom teneinde de motor een constant koppel te laten uitoefenen. Dit kost echter veel energie. Bij voorkeur wordt daarom gebruik gemaakt van een van een reminrichting voorziene motor, en wordt het stationair houden van de motor bereikt door die reminrichting aan te sturen. De compensatie-35 kracht Fc wordt dan dus geleverd door die reminrichting.
De door de motor 110, de besturingseenheid 120 en de sensor 130 gedefinieerde regelkring heeft twee belangrijke 1004431 10 kenmerken. In de eerste plaats houdt de besturingseenheid 120, zolang de door de sensor 130 gedetecteerde kracht overeenkomt met de in het geheugen 140 opgeslagen waarde, de motor 110 stationair, waarbij de grootte van Fc geen rol speelt.
5 Conventionele systemen beogen daarentegen de grootte van Fc constant te houden.
In de tweede plaats is de besturingseenheid 120 ingericht om te reageren op wijzigingen in het door de sensor 130 gegenereerde signaal. Wanneer op de last 10 door een 10 bedienend persoon een kracht F wordt uitgeoefend, wordt een verandering veroorzaakt in het door de sensor 130 gegenereerde signaal. De besturingseenheid 120 is ingericht om het sensorsignaal continu te vergelijken met de in het geheugen 140 opgeslagen waarde. Wanneer het verschil tussen het 15 sensorsignaal en de in het geheugen 140 opgeslagen waarde groter is dan een vooraf ingestelde reactiedrempel, wordt dat verschil door de besturingseenheid 120 beschouwd als een besturingscommando.
De genoemde reactiedrempel kan een constante waarde 20 hebben, of kan een percentage van de in het geheugen 140 opgeslagen waarde zijn. Bij voorkeur kan de genoemde reactiedrempel binnen zekere grenzen door een gebruiker worden ingesteld.
De besturingseenheid 120 is ingericht om, in respons op 25 het genoemde besturingscommando, de motor 110 voor rotatie aan te drijven, waarbij de rotatierichting afhangt van het teken van genoemd verschil tussen het sensorsignaal en de in het geheugen 140 opgeslagen waarde. Bijvoorbeeld, indien een bedienend persoon op de last 110 een naar boven gerichte 30 kracht uitoefent, is de door de sensor 130 gedetecteerde kracht kleiner dan de kracht die behoort bij de in het geheugen 140 opgeslagen waarde: in dat geval wordt de motor 110 aangedreven voor een opwaartse verplaatsing van de arm 4.
Aldus dient de door het bedienend persoon uitgeoefende 35 handkracht niet primair om de last 10 te verplaatsen maar om, via de sensor 130, een besturingssignaal voor de besturingseenheid 120 te genereren. Wegens de grote gevoeligheid van 1 004431 11 dergelijke sensoren is het mogelijk om relatief kleine handkrachten te detecteren. Dit betekent, dat het mogelijk is om vrij zware lasten te hanteren met relatief kleine krachten. Bij wijze van voorbeeld is het mogelijk om een last van 500 kg 5 te hanteren met een handkracht van 1 kg.
De rotatiesnelheid van de motor 110 kan onafhankelijk zijn van de grootte van het verschil tussen het sensorsignaal en de in het geheugen 140 opgeslagen waarde. Bij wijze van voorkeur echter is de rotatiesnelheid van de motor 110 binnen 10 zekere grenzen evenredig met de grootte van het verschil tussen het sensorsignaal en de in het geheugen 140 opgeslagen waarde. In een uitvoeringsvoorbeeld bedraagt de lineaire (vertikale) verplaatsingssnelheid van de arm 2 cm/s bij een handkracht van 1 kg, en 20 cm/s bij een handkracht van 10 kg. 15
Het zal duidelijk zijn dat de beschreven werking van de besturingseenheid 120 tot stand kan worden gebracht door een vaste programmering (hardware), maar ook door middel van een veranderbare programmering (software).
20 Een verder voordeel van de manipulator 100 volgens de onderhavige uitvinding is, dat geen gebruik gemaakt wordt van hydraulische of pneumatische cylinders, waardoor een door olie gevormd milieu-probleem is verminderd. Voorts is de manipulator 100 volgens de onderhavige uitvinding veel energie-25 efficiënter.
Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding zoals gedefinieerd door de conclusies, niet is beperkt tot de in de 30 tekeningen weergegeven en besproken uitvoeringsvormen, maar dat het mogelijk is de weergegeven uitvoeringsvormen van de manipulator volgens de uitvinding binnen het kader van de uitvindingsgedachte te veranderen of te modificeren.
Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat de arm 4 is voorzien van 35 één of meerdere scharnieren om het uiteinde 3 van de arm 4 een horizontale verplaatsing te laten maken. Ook is het mogelijk dat de arm 4, in plaats van in zijn geheel vertikaal 1004431 12 verplaatst te worden, een vertikale scharnierbeweging maakt ten opzichte van het frame 5.
1004431

Claims (6)

1. Manipulator (100), omvattende: een frame (5); een arm (4) die ten opzichte van het frame (5) vertikaal kan worden bewogen; 5 een aan een uiteinde (3) van de arm (4) bevestigbaar grijp-orgaan (2}; tussen het frame (5) en de arm (4) gekoppelde transmissie-middelen (111) voor het tot stand brengen van een vertikale verplaatsing van de arm (4); 10 een elektromotor (110) voor het aandrijven van de transmissie-middelen (111); een besturingseenheid (120) voor het aansturen van de elektromotor (110), welke besturingseenheid (120) is voorzien van een geheugen (140); 15 een met het grijporgaan (2) geassocieerde gewichtsensor (130) die is ingericht voor het genereren van een meetsignaal dat representatief is voor de grootte van de op het grijporgaan (2) inwerkende vertikale kracht; waarbij een signaaluitgang van de sensor (130) is gekoppeld 20 met een signaalingang van de besturingseenheid (120); met het kenmerk: dat de besturingseenheid (12) is ingericht om in een bedrijfsmodus de waarde van het door de sensor (130) gegenereerde signaal te vergelijken met een in het geheugen 25 (140) opgeslagen waarde, en dat de besturingseenheid (120) is ingericht om de motor (110) voor rotatie aan te drijven wanneer het gemeten verschil meer bedraagt dan een vooraf ingestelde reactiedrempel, waarbij de rotatierichting zodanig is, dat de arm (4) omhoog wordt verplaatst wanneer het gemeten 30 gewicht minder bedraagt dan de in het geheugen (140) opgeslagen waarde, terwijl de arm (4) omlaag wordt verplaatst wanneer het gemeten gewicht meer bedraagt dan de in het geheugen (140) opgeslagen waarde. 1004431 t
2. Manipulator volgens conclusie 1, waarbij de besturingseenheid (120) is ingericht om in een bedrijfsmodus de waarde van het door de sensor (130) gegenereerde signaal te vergelijken met de in het geheugen (140) opgeslagen waarde, en 5 om de motor (110) stationair te houden wanneer het gemeten verschil minder bedraagt dan de vooraf ingestelde reactiedrempel.
3. Manipulator volgens conclusie 1 of 2, waarbij de 10 besturingseenheid (120) is ingericht om de rotatiesnelheid van de motor (110) te regelen in evenredigheid met de grootte van het gemeten verschil tussen het door de sensor (130) gegenereerde signaal en de in het geheugen (140) opgeslagen waarde. 15
4. Manipulator volgens één der conclusies 1-3, waarbij de genoemde reactiedrempel instelbaar is, en bij voorkeur ongeveer 1 kg bedraagt.
5. Manipulator volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de besturingseenheid (120) is ingericht om, in respons op een initiëringscommando, de kracht van de motor (110) te verhogen totdat de door de sensor (130) gemeten kracht niet langer toeneemt, en om dan de waarde van het door 25 de sensor (130) gegenereerde signaal op te slaan in het geheugen (140).
6. Manipulator volgens één der conclusie 1-4, waarbij de besturingseenheid (120) is ingericht om, in respons op een 30 initiëringscommando, de kracht van de motor (110) te verhogen totdat de motor (110) vanuit stilstand in beweging komt, en om dan de waarde van het door de sensor (130) gegenereerde signaal op te slaan in het geheugen (140). 1004431
NL1004431A 1996-11-05 1996-11-05 Manipulator. NL1004431C2 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1004431A NL1004431C2 (nl) 1996-11-05 1996-11-05 Manipulator.
EP19970203365 EP0839614B1 (en) 1996-11-05 1997-10-30 Manipulator
DE1997620137 DE69720137T2 (de) 1996-11-05 1997-10-30 Manipulator

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1004431 1996-11-05
NL1004431A NL1004431C2 (nl) 1996-11-05 1996-11-05 Manipulator.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1004431C2 true NL1004431C2 (nl) 1998-05-14

Family

ID=19763796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1004431A NL1004431C2 (nl) 1996-11-05 1996-11-05 Manipulator.

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0839614B1 (nl)
DE (1) DE69720137T2 (nl)
NL (1) NL1004431C2 (nl)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6241462B1 (en) 1999-07-20 2001-06-05 Collaborative Motion Control, Inc. Method and apparatus for a high-performance hoist
FR2806025B1 (fr) 2000-03-09 2002-08-02 Christian Salesse Dispositif de manutention de charge a commande asservie
ITTO20010564A1 (it) * 2001-06-12 2002-12-12 Famatec S R L Manipolatore pneumatico.
CN101913153A (zh) * 2010-08-09 2010-12-15 范红兵 机器人增力方法和装置
WO2012019324A1 (zh) * 2010-08-13 2012-02-16 Fan Hongbing 机器人增力方法和装置
JP5981811B2 (ja) 2012-09-06 2016-08-31 川崎重工業株式会社 搬送システム及び搬送システムの搬送方法
ITMO20120261A1 (it) 2012-10-25 2014-04-26 Teco Srl Un apparato di movimentazione verticale bilanciata
EP3251804A1 (de) * 2016-05-31 2017-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Kraftunterstützende vorrichtung
FI127713B (fi) 2017-03-30 2018-12-31 Konecranes Global Oy Nostoköyden pystysuuntaisen liikkeen ohjaus
DE102018127905A1 (de) * 2018-11-08 2020-05-14 Franka Emika Gmbh Roboter und Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Roboters
DE102022106450A1 (de) 2022-03-18 2023-09-21 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Hebezeug und Verfahren zum Anfahren des Hubwerks eines solchen Hebezeugs

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2386473A1 (fr) * 1977-04-04 1978-11-03 Scaglia Mario Procede de manipulation de charges et appareil pour la mise en oeuvre de ce procede
WO1993000285A1 (de) * 1991-06-25 1993-01-07 Stroedter Wilhelm Elektronische balance-steuerung und -regelung für ein hebezeug
US5456130A (en) * 1992-02-24 1995-10-10 Integrated Systems, Inc. Load balancing arm
DE4415518A1 (de) * 1994-05-04 1995-11-09 Zasche Foerdertechnik Gmbh Balanciereinrichtung für handgeführte Manipulatoren
EP0733579A1 (en) * 1995-03-20 1996-09-25 Enzo Scaglia Apparatus for handling a load

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2386473A1 (fr) * 1977-04-04 1978-11-03 Scaglia Mario Procede de manipulation de charges et appareil pour la mise en oeuvre de ce procede
WO1993000285A1 (de) * 1991-06-25 1993-01-07 Stroedter Wilhelm Elektronische balance-steuerung und -regelung für ein hebezeug
US5456130A (en) * 1992-02-24 1995-10-10 Integrated Systems, Inc. Load balancing arm
DE4415518A1 (de) * 1994-05-04 1995-11-09 Zasche Foerdertechnik Gmbh Balanciereinrichtung für handgeführte Manipulatoren
EP0733579A1 (en) * 1995-03-20 1996-09-25 Enzo Scaglia Apparatus for handling a load

Also Published As

Publication number Publication date
EP0839614A1 (en) 1998-05-06
DE69720137T2 (de) 2003-12-18
EP0839614B1 (en) 2003-03-26
DE69720137D1 (de) 2003-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1004431C2 (nl) Manipulator.
US6622990B2 (en) Human power amplifier for lifting load with slack prevention apparatus
US6527130B2 (en) Method and system for load measurement in a crane hoist
JPH06508591A (ja) 持上げ装置のための電子的なつり合わせ−制御および調整
US4807767A (en) Self balancing electric hoist
KR100473093B1 (ko) 호이스트 시스템, 호이스트 응답성을 개선하기 위한 방법 및 시스템, 호이스트 제어방법, 호이스트용 제어시스템 및 호이스트 줄의 슬랙방지 방법
US4658971A (en) Self balancing electric hoist
JP4103125B2 (ja) パワーアシスト型吊搬装置
JP2002020093A (ja) 荷物昇降装置
JP2001132926A (ja) ごみクレーン計重機の制御装置
JPH0818796B2 (ja) 平衡荷役装置
EP4215473A1 (en) Method for handling loads and load handling device
JPH05310396A (ja) 電動ホイスト
JPH10182100A (ja) エアー式荷役物運搬機の電気制御方法
JPH0789691A (ja) 荷役機械における吊荷の振れ角検出方法
JPH05278999A (ja) 平衡荷役装置のワーク把持解除方法
JPS6382299A (ja) 平衡荷役装置
JPS58109393A (ja) 巻上機における吊荷の着床制御方法
CA2487979C (en) Human power amplifier for lifting load including apparatus for preventing slack in lifting cable
JPH0687600A (ja) 負荷平衡装置
JPS6382298A (ja) 平衡荷役装置
JPS6117758B2 (nl)
JPH0829920B2 (ja) 平衡荷役装置の制御回路
JPH0570100A (ja) 負荷平衡装置の制御方法
JP2019151428A (ja) 搬送補助装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20100601