WO2011156826A1 - Articulated-arm robot - Google Patents

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WO2011156826A1
WO2011156826A1 PCT/AT2011/000262 AT2011000262W WO2011156826A1 WO 2011156826 A1 WO2011156826 A1 WO 2011156826A1 AT 2011000262 W AT2011000262 W AT 2011000262W WO 2011156826 A1 WO2011156826 A1 WO 2011156826A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
arm
base
axis
articulated
articulated robot
Prior art date
Application number
PCT/AT2011/000262
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Franz Ehrenleitner
Original Assignee
Eb-Invent Gmbh
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 Eb-Invent Gmbh filed Critical Eb-Invent Gmbh
Priority to DE112011102003T priority Critical patent/DE112011102003A5/en
Priority to JP2013514492A priority patent/JP2013528503A/en
Publication of WO2011156826A1 publication Critical patent/WO2011156826A1/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046Revolute coordinate type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links

Definitions

  • the invention relates to a articulated robot according to the preamble of claim 1 and the articulated robot shown in FIGS. 94 and 95 of WO 2006/039730 of the applicant.
  • Applicant's DE 10 2009 034 268 As can be seen from FIG. 4, it is likewise a "parallel" articulated-arm robot, in which, however, additional axes can be operated and load peaks are avoided.
  • FIG. 5 shows a device in which the position of the second, terminal arm is determined by an actuator which acts in the upper third of the arm. It is a device that is common in excavators.
  • Applicant's WO 2006/039730 discloses a multitude of parallel kinematic arrangements for cranes, robots, lifting tables and others, all of which have in common the use of a so-called 3-2-1 kinematics with so-called pseudo-triplet points, in which the three involved rods or actuators do not " ideal "converge in one point, but just next to each other.
  • Generic articulated robots have a platform which is rotatable about a vertical axis. On the platform, a horizontal axis, the base axis is arranged, which carries a first arm portion, at the other end parallel to the first axis of rotation turn an axis of rotation, the arm axis is provided, on which a second arm portion engages. At the free end of this second arm cut, in the case of a robot, the actual tool, in the case of a manipulator, which is often similar, arranged a gripping member.
  • the tool or gripping member can usually still be moved with respect to the second arm portion, in particular be rotated about the longitudinal axis of the second arm portion, but variously perform other movements.
  • the longitudinal axes of the first arm portion and the second Armab- Section in the extended state are not aligned with each other, but are offset from each other, whereby moments and torsional stresses are induced in particular in the first, base close, Knickarmabites, which makes further reinforcement and stiffening of all components necessary.
  • a disadvantage of this construction is that the mobility of the free end of the second arm portion, thus the tool center point, abbreviated TCP, is clearly limited in comparison to the serial articulated robot.
  • the working area around the vertical axis is lost, even the area below the base axis between the rotatable base and the first arm portion is substantially reduced.
  • FIGS. 3 to 8 purely schematically, a first embodiment of the invention
  • FIG. 9 a schematic exploded view of the first embodiment with the forces and moments acting
  • 1 1 is a schematic exploded view of the development with the forces and moments acting
  • FIGS. 12 to 17 show a variant for further development
  • Fig. 18 shows an embodiment of the development
  • Fig. 1 shows a serial articulated robot according to the prior art.
  • the robot 1 essentially has a fixed base 5 on which a rotatable base 6 is rotatably mounted about a vertical axis 2.
  • This rotatable base 6 carries, rotatable about a horizontal base axis 3, a base arm 7, at the other end about an also horizontally extending and parallel to the base axis oriented arm axis 4 an end arm 8 is rotatably arranged, which has a tool carrier 9 at its free end.
  • a compensation device 10 which at least partially compensates the static moment loads.
  • the tool holder 9 in turn can perform a variety of movements with respect to the end arm 8 and that, if the device is not used as a working robot but as a manipulator, the tool carrier 9 in the form of a gripper, a magnet, a hook or other device capable of carrying out the respective intended manipulation.
  • FIG. 2 which has the structure explained in more detail below, comparable components having the same reference numerals as in FIG. 1 are provided:
  • a rotatable base 6 is arranged on a fixed base 5, rotatable about a vertical axis 2.
  • This carries, about a base axis 3 pivotally, the base arm 7, at its upper or free end an arm axis 4 is provided, on which an end arm 8 is pivotally mounted.
  • the end arm 8 is now in the area which faces away from the tool carrier 9, extended and has a bearing about an Armlenkerachse 4 'on which a base link 17 is rotatably mounted, the other, located near the rotary base 6 end, a bearing around a Basislenkerachse 3 ', on which a control link 18 engages.
  • This control link 18 is movable in its orientation with respect to the base arm 7 and in this way effects the quadrilateral formed as an articulated parallelogram, with the vertices 3, 4, 4 ', 3' forming the vertices parallel to one another kinematic chain through which the end arm 8 is pivoted about the arm axis 4.
  • Associated engine is located on the rotatable base 6, so he charged the base arm 7 neither by its weight nor during acceleration by its mass.
  • FIG. 3 to 8 show now, in a purely schematic manner, the most important elements of an articulated-arm robot according to the invention, with the sake of clarity starting with FIG. 5: for reasons of clarity, the representation of the fixed and rotatable base has also been omitted, as in the representation of the different inclinations of the base arm 7. This is shown in Figs. 3 to 8 are shown only in vertical "normal position" and should serve only as a basis for explaining the mobility of the end arm 8.
  • the base arm 7 is shown as a trapezoid and the end arm 8 as an acute-angled triangle, so that should, but also purely schematically, whose outline is indicated.
  • the base gear 1 1 is fixed and in particular rotatably connected to the base arm 7, the arm gear 12 fixed and rotatable particular
  • a connecting element 15 ensures that the two gears always remain in engagement with each other, so that the center of the arm gear 12 describes a circular arc around the center of the base gear 11.
  • the illustration is only the explanation of the kinematics.
  • the base arm 7, the corresponding portion of the connecting element 15th , the base link 17 and the control link 18 form a jointed parallelogram whose angular position is determined by a (not shown) engine in the region of the base axis 3. Due to the change in angle of this articulated parallelogram, as determined by a comparison between Figs. 3 and 8 is easily apparent, there is a much larger change in angle of the end arm 8 with respect to the base arm. 7
  • the connecting element 15 in turn is subject to the forces F and Fz in the bearing of the end axis 16, the rod force Fs, which must always extend in the direction of the base link 17 and ultimately results in the bearing in Armlenkerachse 4 'acting vertical forces F + Fs, and the force Fz balancing equal drag.
  • the base arm 7 is thus under the vertical effect of the force F + Fs and acting on the base gear 1 1 moment Fz: Fz, while at its camp about the base axis 3, only the counterforce F + Fs acts.
  • the torque MArm exerted by the movable platform or by the drive of the base arm 7 keeps the balance of forces.
  • a construction can be derived by means of which the torque distribution is optimized, whereby it is possible to further reduce the transmission torques and thus find the way with smaller, lighter and therefore more cost-effective drives In addition, they require less energy during operation, which at present, at times when even production halls are air-conditioned, still helps to reduce the cooling requirements.
  • FIG. 10 On the base arm 7, rotatably connected to the control link 18, a timing sprocket, briefly called just steering wheel 19, stored.
  • the steering wheel 19 is in operative connection with a drive wheel 20, which in turn rotatably connected to the transmission and drive in connection, the opposite side not with the base arm 7, but with the (not shown) rotatable base 6 is connected.
  • the drive wheel 20 half the diameter of the steering wheel 19, so that a translation to the slow of 1: 2 is present.
  • the drive torque for the movement of the end arm 8 is halved and also transmitted to the base arm 7 a force by which a moment is induced, which counteracts the moment from the tooth flank contact of the gear 11 and this also repeals. It is under these circumstances to a torque derivative in the gear or drives, as in robots according to the prior art in parallel design, but has the advantage that the end arm 8 has a mobility that comes at least close to the serial robots.
  • Fig. 11 analogous to the representation of FIG. 9:
  • the ratios in the upper part of the illustration correspond to those of FIG. 9, the induction of the moment by the normal distance between the base axis 3 and the handlebar axis 23, indicated by R2; also visible is the resulting from the tooth forces moment in the arm axis 4 with the active arm Rl.
  • An advantageous embodiment also consists of matching the maximum loads for the drive about the base axis 3 and the drive about the arm axis 4 so that they become the same size, so that it is possible to use identical motor-gear units for both drives. which is advantageous for planning, warehousing and also production costs. On the one hand it is possible to adapt the translation of the sprockets to this goal or to change the position of their axles.
  • FIGS. 12 to 17 An intermediate arm 25 between the base arm 7 and the end arm 8.
  • the kinematics of an articulated robot shown schematically in FIGS. 12 to 17 essentially again have a base arm 7, which does not represent it Base 6 is pivotally mounted about its base axis 3 and a Gelenkparallelogramm, consisting of the pivotable about the respective axes control arm 18, base link 17 and the one leg of the connecting element 15.
  • a third pivot point on the connecting element 15 is pivotable via a connecting shaft 22 with the end arm.
  • the best possible positioning of the axes, in particular the control axis 26, the connecting axis 22 and the intermediate axis 24, as well as the choice of the length of the intermediate arm 25 for the intended application area in the field of planar kinematics is easily possible.
  • the required power of the engines and transmissions can be optimized in the desired manner.
  • a total swing angle of the end arm 8 of about 240 ° brings about a change in the bar load by a factor of 2, an increase of the total swing angle to 280 ° already by a factor of 3, so that further beyond walking only in exceptional cases makes sense.
  • the control link 18 is pivoted on the base arm 7 about a steering axis 23, on the Basislenkerachse 3 'attacks not only the base link 17, but also a drive rod 27, which by means of a coupling rod 28 which is hinged to the base axis 3, to
  • the distance between the handlebar axis 23 and the base axis 3 given on the base arm 7 can be regarded as being sufficient to achieve a transmission to be influenced by the aspect ratios within wide limits to the movement of the base link 17, so that the connecting element 15 and ultimately the end arm 8.
  • FIGS. 19 to 23 show a constructed articulated-arm robot, which essentially corresponds to that of FIGS. 12 to 17, but has yet another special feature.
  • FIG. 19 shows such an articulated-arm robot with a fixed base 5 and a base 6 which can be rotated about a vertical axis and which has a base axis 3 about which a base arm 7 is pivotable.
  • an arm axis 4 is arranged around which a connecting element 15 is pivotally mounted.
  • the connecting joint 15 has substantially the shape of an elongated triangle, the arm axis 4 is provided in the region of the obtuse angle.
  • a connecting shaft 22 is provided, about which the end arm 8 is pivotally movable.
  • a control axis 26 is arranged in the region of its free arm, on which the intermediate arm 25 engages articulated. This is connected at its other end via an intermediate axis 24 to the end arm 8 articulated.
  • the connecting element 15 is arranged between the base arm and the end arm 8, so that the high mobility described above with reference to the schematic illustration is achieved.
  • the connecting element 15 in the region of its second acute angle an Armlenkerachse 4 ', at which the movement of the end arm 8 accomplishing the movement around the base arm 7 four-bar linkage, which differs here to a small extent from the shape of a Gelenkparallelogramms.
  • the control link 18 serves the control link 18.
  • the point of attack for the drive for the movement of the two arm sections to each other is now, as well shown in Fig. 18, constructed, the drive rod 27, divided in two for reasons of symmetry, engages the joint of the base link shaft 3 'at.
  • the coupling rod 28, which leads to the Endarmantrieb 29, in turn, can be clearly seen in particular in Fig. 19.
  • FIGS. 19 to 23 show yet another embodiment which was not included in the schematic representations of the preceding figures, namely a drive for the base arm 7, which brings about similar advantages as the drive of the end arm 8:
  • the base arm drive 30 is fixedly provided on the rotatable base 6 but in alignment with the base axis 3.
  • the base arm drive 30 acts on a base coupling 31, which is clearly visible in FIG.
  • a base friction rod 32 which engages the base arm 7 at a distance from the base axis 3 and at a distance from the arm axis 4 articulated.
  • this drive forms a four-bar linkage whose vertices are the base axis 3, the axis of the motor 30, the joint axis between the base coupling 31 and the base driving rod 32 and the axis of attack of the base driving rod 32 on the base arm 7.
  • the invention is not limited to the illustrated and described embodiments, but can be modified variously.
  • the individual drive types can be virtually freely combined with each other, it can be made differently than in the illustrated embodiment, the shape and design of the arm portions, it can in particular the inventively provided connecting element 15 have a variety of forms, in which in Figs. 19 to 23 shown It combines high rigidity in its longitudinal direction with a high rigidity in the transverse direction, which is also required in working robots.
  • the asymmetrical movement of the base arm 7 can be asymmetric on the base arm as explained with reference to FIGS.

Landscapes

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

Abstract

The invention relates to an articulated-arm robot, comprising a rigid, optionally movable base (5), a base (6) that can be rotated about a preferably vertical axis (2) of the rigid base, a base arm (7) that can be rotated about a preferably horizontal base axis (3), and an end arm (8) that can be moved relative to the base arm. The invention is characterized in that a connecting element (15) is provided between the base arm (7) and the end arm (8). The connecting element is connected to each of the arms (7, 8) about a rotational axis parallel to the base axis (3), namely an arm axis (4) and an end axis (16, 22). In one embodiment, an end arm drive (29) for the motion between the base arm (7) and the end arm (8) acts on an arm guide axis (4') of the connecting element (15).

Description

Knickarmroboter  articulated robot
Die Erfindung betrifft einen Knickarmroboter entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 und dem in den Figs 94 und 95 dargestellten Knickarmrobotern der WO 2006/039730 des Anmelders. The invention relates to a articulated robot according to the preamble of claim 1 and the articulated robot shown in FIGS. 94 and 95 of WO 2006/039730 of the applicant.
Es gibt zahlreiche Knickarmroboter, die ähnlich den gattungsgemäßen Robotern aufgebaut sind, es wird dazu auf die folgenden Druckschriften verwiesen: DE 33 24 948: Der zweite, endständige Arm wird durch ein Gelenkparallelogramm bewegt, es handelt sich um einen klassischen„parallelen" Knickarmroboter, wie er weiter unten näher erläutert wird. There are numerous articulated robots, which are constructed similar to the generic robots, reference is made to the following documents: DE 33 24 948: The second, terminal arm is moved by a Gelenkparallelogramm, it is a classic "parallel" articulated robot, such as he will be explained in more detail below.
DE 10 2009 034 268 des Anmelders: Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, handelt es sich ebenfalls um einen „parallelen" Knickarmroboter, bei dem aber noch zusätzliche Achsen bedienbar sind und Lastspitzen vermieden werden. Applicant's DE 10 2009 034 268: As can be seen from FIG. 4, it is likewise a "parallel" articulated-arm robot, in which, however, additional axes can be operated and load peaks are avoided.
De 20 2007 006 113 U: Ein klassischer„serieller" Knickarmroboter, wie er weiter unten näher erläutert wird. De 20 2007 006 113 U: A classic "serial" articulated robot, as explained in more detail below.
DE 20 2004 017 396 U: Eine komplexe Vorrichtung, um mittels einer Kulisse und eines Gelenkviereckes eine spezielle Bewegung eines Flaschengreifers zu erzielen. DE 20 2004 017 396 U: A complex device to achieve a special movement of a bottle gripper by means of a link and a four-bar linkage.
DE 20 2004 012 584 U: Ein klassischer„paralleler" Knickarmroboter mit mehreren Armabschnitten, deren Position zueinander mittels Riementrieb gesteuert wird. DE 20 2004 012 584 U: A classic "parallel" articulated robot with several arm sections whose position is controlled by belt drive.
FR 2 608 737: In Fig. 5 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der die Lage des zweiten, endständigen Arms von einem Aktuator, der im oberen Drittel des Arms angreift, bestimmt wird. Es ist eine Vorrichtung, wie sie bei Baggern üblich ist. FR 2 608 737: FIG. 5 shows a device in which the position of the second, terminal arm is determined by an actuator which acts in the upper third of the arm. It is a device that is common in excavators.
DE 30 38 419. entsprechend der US 4,396,344: Ein klassischer„paralleler" Roboter, wie oben bei der DE 33 24 948 beschrieben. EP 960 982: Ein Kran, bei dem die Kabine beweglich angeordnet ist, um dem Führer besseren Überblick zu ermöglichen. Dabei ist die Kabine über zwei seriell angeordneten Gelenkparallelogrammen mit der Kranplattform verbunden. Der Antrieb erfolgt über Aktuatoren, die innerhalb der Gelenkvierecke annähernd diagonal wirken. DE 30 38 419. corresponding to US 4,396,344: A classic "parallel" robot, as described above in DE 33 24 948. EP 960 982: A crane in which the cabin is movably arranged to allow the driver a better overview. The cab is connected to the crane platform via two serially arranged articulated parallelograms. The drive is via actuators, which act approximately diagonally within the four-bar linkages.
WO 2006/039730 des Anmelders: Offenbart eine Vielzahl von parallelkinematischen Anordnungen für Kräne, Roboter, Hubtische und anderes, allen gemeinsam ist die Verwendung einer sogenannten 3-2-1 Kinematik mit sogenannten Pseudotripelpunkten, bei denen die drei beteiligten Stäbe bzw. Aktuatoren nicht„ideal" in einem Punkt zusammenlaufen, sondern knapp nebeneinander. Applicant's WO 2006/039730 discloses a multitude of parallel kinematic arrangements for cranes, robots, lifting tables and others, all of which have in common the use of a so-called 3-2-1 kinematics with so-called pseudo-triplet points, in which the three involved rods or actuators do not " ideal "converge in one point, but just next to each other.
Gattungsgemäße Knickarmroboter weisen eine Plattform auf, die um eine vertikale Achse drehbar ist. Auf der Plattform ist eine horizontale Achse, die Basisachse angeordnet, die einen ersten Armabschnitt trägt, an dessen anderem Ende parallel zur ersten Drehachse wiederum eine Drehachse, die Armachse, vorgesehen ist, an der ein zweiter Armabschnitt angreift. Am freien Ende dieses zweiten Armschnittes ist, im Falle eines Roboters das eigentliche Werkzeug, im Falle eines Manipulators, der oft ähnlich aufgebaut ist, ein Greiforgan angeordnet. Das Werkzeug oder Greiforgan kann zumeist noch bezüglich des zweiten Armabschnittes bewegt werden, insbesondere um die Längsachse des zweiten Armabschnittes verdreht werden, verschiedentlich aber auch noch andere Bewegungen vollführen. Generic articulated robots have a platform which is rotatable about a vertical axis. On the platform, a horizontal axis, the base axis is arranged, which carries a first arm portion, at the other end parallel to the first axis of rotation turn an axis of rotation, the arm axis is provided, on which a second arm portion engages. At the free end of this second arm cut, in the case of a robot, the actual tool, in the case of a manipulator, which is often similar, arranged a gripping member. The tool or gripping member can usually still be moved with respect to the second arm portion, in particular be rotated about the longitudinal axis of the second arm portion, but variously perform other movements.
Nachteilig bei solchen Knickarmrobotern ist die allen seriellen Mechaniken inhärente Notwendigkeit, dass jede Führung und jeder Antrieb sämtliche, von ihm aus gesehen weiter zum freien Ende liegenden, Führung und Antriebe mitschleppen, tragen, beschleunigen und bremsen zu muss. Es kommt daher zu extrem schlechten Verhältnissen zwischen Nutzlast und Totlast, es müssen wegen der großen Masse starke Motoren verwendet werden, die wiederum zur Erhöhung der Masse und des Energiebedarfes beitragen, es müssen massive Lager vorgesehen werden, um die auftretenden dynamischen Kräfte mit ausreichend Steifigkeit aufnehmen zu können und dgl. mehr. A disadvantage of such articulated robots is the inherent need all serial mechanics that each guide and each drive all lying, seen from him to the free end, leadership and drives entrain, carry, accelerate and brake. It comes therefore to extremely poor conditions between payload and dead load, it must be used because of the large mass strong engines, which in turn contribute to increasing the mass and energy requirements, massive bearings must be provided to absorb the dynamic forces occurring with sufficient rigidity to be able to and the like more.
Dazu kommt noch, dass bei der als „seriell" bezeichneten Variante vorbekannter Knickarmroboter die Längsachsen des ersten Armabschnittes und des zweiten Armab- Schnittes im gestreckten Zustand nicht miteinander fluchten, sondern zueinander versetzt sind, wodurch Momente und Torsionsbeanspruchungen insbesondere im ersten, basisnahen, Knickarmabschnitt induziert werden, was eine weitere Verstärkung und Versteifung aller Bauteile notwendig macht. In addition, in the variant referred to as "serial" previously known articulated-arm robot, the longitudinal axes of the first arm portion and the second Armab- Section in the extended state are not aligned with each other, but are offset from each other, whereby moments and torsional stresses are induced in particular in the first, base close, Knickarmabschnitt, which makes further reinforcement and stiffening of all components necessary.
Es gibt eine zweite Art vorbekannter Knickarmroboter, die so genannten„parallelen" Knickarmroboter, bei denen der Antrieb und das notwendige Getriebe an der Drehachse zwischen erstem und zweitem Armabschnitt (Armachse) vermieden wird, indem mittels eines Gelenkparallelogramms der Winkel zwischen dem zweiten und dem ersten Arm- abschnitt um die Achse bestimmt wird. Dadurch kommt der Stellmotor für diese Achse ebenfalls auf die drehbare Basis, und die gesamte Konstruktion wird wesentlich entlastet; darüber hinaus ist es möglich, die beiden Armachsen in eine gemeinsame Ebene zu legen, so dass deren Längsachsen bei entsprechender 180° Stellung der beiden Armabschnitte miteinander fluchten, wodurch auch die oben genannten schädlichen Biege- und Torsionsmomente weitestgehend vermieden werden. There is a second type of prior art articulated robot, the so-called "parallel" articulated robot, in which the drive and the necessary gear on the axis of rotation between the first and second arm portion (arm axis) is avoided by means of a Gelenkparallelogramms the angle between the second and the first Thus, the servomotor for this axis also comes on the rotatable base, and the entire construction is significantly relieved, moreover, it is possible to lay the two arm axes in a common plane so that their longitudinal axes at a corresponding 180 ° position of the two arm sections are aligned, whereby the above-mentioned harmful bending and torsional moments are largely avoided.
Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, dass die Beweglichkeit des freien Endes des zweiten Armabschnittes, somit des Tool-Center-Points, abgekürzt TCP, im Vergleich zum seriellen Knickarmroboter doch deutlich eingeschränkt ist. Insbesondere der Arbeitsbereich rund um die Vertikalachse geht verloren, auch der Bereich unterhalb der, Basisachse zwischen drehbarer Basis und erstem Armabschnitt ist wesentlich verringert. A disadvantage of this construction is that the mobility of the free end of the second arm portion, thus the tool center point, abbreviated TCP, is clearly limited in comparison to the serial articulated robot. In particular, the working area around the vertical axis is lost, even the area below the base axis between the rotatable base and the first arm portion is substantially reduced.
Es besteht somit ein Bedarf an einem Knickarmroboter, der mit reduzierter Eigenmasse, zumindest in einer Ausgestaltung mit kostengünstigen Bauteilen herstellbar, einen Arbeitsbereich besitzt, der dem der seriellen Knickarmroboter zumindest nahe kommt. Thus, there is a need for an articulated robot that has a reduced inherent mass, at least in one embodiment with cost-effective components, having a working range that at least comes close to that of the serial articulated arm robots.
Erfindungsgemäß geschieht dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angeführten Merkmale. Mit anderen Worten, es wird bei einem parallelen Knickarmroboter statt der festen Verbindung der einen Parallelogrammseite mit dem zweiten Armabschnitt eine Verbindung über ein Zwischenelement vorgesehen, das verschiedene Formen annehmen kann, insbesondere kann es eine Zahnradverbindung oder ein Stabwerk sein. Durch die an die jeweiligen Einsatzgebiete angepasste Ausbildung des Zwischenelementes ist es möglich, gänzlich unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen und dabei stets einen sehr leicht bauenden, somit einen mit leichten und kostengünstigen Motoren auskommenden Knickarmroboter zu erhalten. Bei Verwendung des Stabwerkes als Zwischenelement kommt noch der Verzicht auf hochgenaue und damit teuere Getriebe vorteilhaft dazu. According to the invention, this is done by the features stated in the characterizing part of claim 1. In other words, it is provided in a parallel articulated robot instead of the fixed connection of a parallelogram side with the second arm portion a connection via an intermediate element which can take various forms, in particular it may be a gear connection or a framework. By adapted to the particular application training of the intermediate element, it is possible to meet completely different requirements and always get a very easy to build, thus a coming out with light and inexpensive engines articulated robot. When using the framework as an intermediate element is still the waiver of highly accurate and therefore expensive gearbox advantageous.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt bzw. zeigen The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. It shows or show
die Fig. 1 einen seriellen Knickarmroboter gemäß dem Stand de Technik, 1 shows a serial articulated robot according to the prior art,
die Fig. 2 einen parallelen Knickarmroboter gemäß dem Stand de Technik, 2 shows a parallel articulated robot according to the prior art,
die Figs 3 bis 8, rein schematisch, eine erste Ausführungsform der Erfindung, die Fig. 9 eine schematische Explosionsskizze der ersten Ausführungsform mit den wirkenden Kräften und Momenten, FIGS. 3 to 8, purely schematically, a first embodiment of the invention, FIG. 9 a schematic exploded view of the first embodiment with the forces and moments acting,
die Fig. 10 eine Weiterbildung der Erfindung, 10 shows a development of the invention,
die Fig. 1 1 eine schematische Explosionsskizze der Weiterbildung mit den wirkenden Kräften und Momenten, 1 1 is a schematic exploded view of the development with the forces and moments acting,
die Fig. 12 bis 17 eine Variante zur Weiterbildung, FIGS. 12 to 17 show a variant for further development;
die Fig. 18 eine Ausgestaltung der Weiterbildung und Fig. 18 shows an embodiment of the development and
die Fig. 19 bis 23 eine durchkonstruierte Ausführungsform in verschiedenen Positionen in perspektivischer Ansicht. 19 to 23 a durchkonstruierte embodiment in various positions in a perspective view.
Die Fig. 1 zeigt einen seriellen Knickarmroboter gemäß dem Stand der Technik. Der Roboter 1 weist im Wesentlichen eine feste Basis 5 auf, auf der eine drehbare Basis 6 um eine Hochachse 2 drehbar befestigt ist. Dies drehbare Basis 6 trägt, um eine horizontale Basisachse 3 drehbar, einen Basisarm 7, an dessen anderen Ende um eine ebenfalls horizontal verlaufende und parallel zur Basisachse orientiert Armachse 4 ein Endarm 8 verdrehbar angeordnet ist, der an seinem freien Ende einen Werkzeugträger 9 aufweist. Weiters vorgesehen ist an der drehbaren Basis 6 eine Kompensationsvorrichtung 10, die die statischen Momentbelastungen zumindest teilweise kompensiert. Zur Bewerkstelligung der Drehung der einzelnen Teile um ihre Achsen sind Motoren vorgesehen, wobei insbesondere die Drehung des Endarmes 8 um die Armachse 4 von einem Motor mit Getriebe bewerkstelligt wird, der am Basisarm 7 im Bereich der Armachse 4 befestigt ist, so dass dieser Arm und seine Lagerung und sein Antriebs- motor stets den Motor bezüglich der Armachse 4 als tote Last mitbewegen muss. Fig. 1 shows a serial articulated robot according to the prior art. The robot 1 essentially has a fixed base 5 on which a rotatable base 6 is rotatably mounted about a vertical axis 2. This rotatable base 6 carries, rotatable about a horizontal base axis 3, a base arm 7, at the other end about an also horizontally extending and parallel to the base axis oriented arm axis 4 an end arm 8 is rotatably arranged, which has a tool carrier 9 at its free end. Further provided on the rotatable base 6 is a compensation device 10 which at least partially compensates the static moment loads. To accomplish the rotation of the individual parts about their axes motors are provided, in particular the rotation of the end arm 8 is accomplished about the arm axis 4 by a motor with gear, which is fixed to the base arm 7 in the arm axis 4, so that this arm and its bearing and its drive motor must always move the motor with respect to the arm shaft 4 as a dead load.
Aus Fig. 1 ist auch deutlich zu erkennen, dass der Basisarm 7 quasi„neben" dem Endarm 8 sitzt, so dass es zu der schon oben erwähnten Biege- und Torsionsbelastung, speziell des Basisarms 7, kommt. It can also be clearly seen from FIG. 1 that the base arm 7 virtually sits "next to" the end arm 8, so that the bending and torsional loading, especially of the base arm 7, already mentioned above, occurs.
Für die Erfindung nicht ausschlaggebend, aber nicht unerwähnt soll bleiben, dass der Werkzeugträger 9 seinerseits wiederum die unterschiedlichsten Bewegungen bezüglich des Endarmes 8 vollführen kann und dass, wenn die Vorrichtung nicht als Arbeitsroboter sondern als Manipulator eingesetzt wird, der Werkzeugträger 9 die Form eines Greifers, eines Magneten, eines Hakens oder einer sonstigen Vorrichtung haben kann, die die jeweilige beabsichtigte Manipulation auszuführen in der Lage ist. For the invention is not decisive, but should not remain unmentioned that the tool holder 9 in turn can perform a variety of movements with respect to the end arm 8 and that, if the device is not used as a working robot but as a manipulator, the tool carrier 9 in the form of a gripper, a magnet, a hook or other device capable of carrying out the respective intended manipulation.
Um nun die Belastung des Basisarms 7 zu verringern wurde im Stand der Technik, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ein so genannter paralleler Knickarmroboter 1 entwickelt, der den im Folgenden näher erläuterten Aufbau hat, wobei vergleichbare Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind: In order to reduce the load on the base arm 7, a so-called parallel articulated robot 1 was developed in the prior art, as can be seen from FIG. 2, which has the structure explained in more detail below, comparable components having the same reference numerals as in FIG. 1 are provided:
Beim parallelen Knickarmroboter, wie die Fig. 2 ihn zeigt, ist auf einer festen Basis 5, um eine Hochachse 2 drehbar, eine drehbare Basis 6 angeordnet. Diese trägt, um eine Basisachse 3 verschwenkbar, den Basisarm 7, an dessen oberem bzw. freiem Ende eine Armachse 4 vorgesehen ist, auf der ein Endarm 8 verschwenkbar gelagert ist. Der Endarm 8 ist nun in dem Bereich, der dem Werkzeugträger 9 abgewandt ist, verlängert ausgebildet und weist ein Lager um eine Armlenkerachse 4' auf, an der ein Basislenker 17 drehbar gelagert ist, dessen anderes, nahe der Drehbasis 6 befindliches Ende, ein Lager um eine Basislenkerachse 3' aufweist, an dem ein Steuerlenker 18 angreift. Dieser Steuerlenker 18 ist in seiner Orientierung bezüglich des Basisarms 7 beweglich und bewirkt auf diese Weise über das als Gelenkparallelogramm ausgebildete Viereck, mit den die Eckpunkte bildenden, zueinander parallelen Achsen 3, 4, 4', 3' die kinematische Kette aus, durch die der Endarm 8 um die Armachse 4 verschwenkt wird. Dazu gehörige Motor befindet sich auf der drehbaren Basis 6, er belastet somit den Basisarm 7 weder durch sein Gewicht noch beim Beschleunigen durch seine Masse. Trotz dieser Vorteile haben sich wegen der deutlich größeren Reichweite die seriellen Knickarmroboter besser durchgesetzt, ein Vergleich der Fig. 1 mit der Fig. 2 zeigt, dass sowohl der zugängliche Winkelbereich des Basisarms 7 um die Basisachse 3 deutlich kleiner ist als beim seriellen Roboter, als auch der zugängliche Winkelbereich des Endarmes 8 um die Armachse 4. Speziell bei der Beweglichkeit nach oben und ganz besonders über den Zenit, somit über die verlängerte Hochachse hinaus, ist der parallele Knickarmroboter dem seriellen deutlich unterlegen. In the case of the parallel articulated-arm robot, as shown in FIG. 2, a rotatable base 6 is arranged on a fixed base 5, rotatable about a vertical axis 2. This carries, about a base axis 3 pivotally, the base arm 7, at its upper or free end an arm axis 4 is provided, on which an end arm 8 is pivotally mounted. The end arm 8 is now in the area which faces away from the tool carrier 9, extended and has a bearing about an Armlenkerachse 4 'on which a base link 17 is rotatably mounted, the other, located near the rotary base 6 end, a bearing around a Basislenkerachse 3 ', on which a control link 18 engages. This control link 18 is movable in its orientation with respect to the base arm 7 and in this way effects the quadrilateral formed as an articulated parallelogram, with the vertices 3, 4, 4 ', 3' forming the vertices parallel to one another kinematic chain through which the end arm 8 is pivoted about the arm axis 4. Associated engine is located on the rotatable base 6, so he charged the base arm 7 neither by its weight nor during acceleration by its mass. Despite these advantages, the serial articulated robots have become better established because of the significantly greater range, a comparison of Fig. 1 with Fig. 2 shows that both the accessible angular range of the base arm 7 to the base axis 3 is significantly smaller than the serial robot, as Also, the accessible angular range of the end arm 8 to the arm axis 4. Especially in the mobility upwards and especially on the zenith, thus beyond the extended vertical axis addition, the parallel articulated robot is clearly inferior to the serial.
Die Figs. 3 bis 8 zeigen nun, in rein schematischer Weise, die wichtigsten Elemente eines erfindungsgemäßen Knickarmroboters, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber, mit Fig. 5 begonnen werden soll: Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist auf die Darstellung der festen und der drehbaren Basis ebenso verzichtet worden, wie auf die Darstellung der unterschiedlichen Neigungen des Basisarms 7. Dieser ist in Figs. 3 bis 8 ausschließlich in vertikaler„Normallage" dargestellt und soll nur als Grundlage für die Erläuterung der Beweglichkeit des Endarmes 8 dienen. Dabei ist der Basisarm 7 als Trapez und der Endarm 8 als spitzwinkeliges Dreieck gezeigt, damit soll, aber ebenfalls noch rein schematisch, deren Umriss angedeutet werden. The Figs. 3 to 8 show now, in a purely schematic manner, the most important elements of an articulated-arm robot according to the invention, with the sake of clarity starting with FIG. 5: for reasons of clarity, the representation of the fixed and rotatable base has also been omitted, as in the representation of the different inclinations of the base arm 7. This is shown in Figs. 3 to 8 are shown only in vertical "normal position" and should serve only as a basis for explaining the mobility of the end arm 8. The base arm 7 is shown as a trapezoid and the end arm 8 as an acute-angled triangle, so that should, but also purely schematically, whose outline is indicated.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung dieser beiden, für die Erläuterung der Kinematik, als starr anzusehenden Bauteile über ein Basiszahnrad 11 und ein Armzahnrad 12. Das Basiszahnrad 1 1 ist fest und insbesondere drehfest mit dem Basisarm 7 verbunden, das Armzahnrad 12 fest und insbesondere drehfest mit dem Endarm 8. Durch entsprechende Lagerung in einem Verbindungselement 15 ist sichergestellt, dass die beiden Zahnräder stets im Eingriff miteinander bleiben, sodass der Mittelpunkt des Armzahnrads 12 einen Kreisbogen um den Mittelpunkt des Basiszahn- rads 11 beschreibt. In der praktischen Ausführung ist selbstverständlich kein ganzes Zahnrad vorgesehen, es reicht, die benötigten Abschnitte passend ausgebildet auf den beiden Bauteilen vorzusehen, die Darstellung dient nur der Erläuterung der Kinematik. Am Verbindungselement 15 greift im Abstand der beiden Zahnradachsen eine Stellvorrichtung an, die dem Parallelogramm des parallelen Knickarmroboters, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, gleicht, daher werden auch hier die glichen Bezugszeichen verwendet: Der Basisarm 7, der entsprechende Abschnitt des Verbindungselementes 15, der Basislenker 17 und der Steuerlenker 18 bilden ein Gelenkparallelogramm, dessen Winkellage von einem (nicht dargestellten) Motor im Bereich der Basisachse 3 bestimmt wird. Zufolge der Winkeländerung dieses Gelenkparallelogramms, wie durch einen Vergleich zwischen der Figs. 3 und 8 leicht ersichtlich ist, kommt es zu einer wesentlich größeren Winkeländerung des Endarmes 8 bezüglich des Basisarms 7. In the illustrated embodiment, the connection of these two, for the explanation of the kinematics, as rigid to be viewed components via a base gear 11 and an arm gear 12. The base gear 1 1 is fixed and in particular rotatably connected to the base arm 7, the arm gear 12 fixed and rotatable particular By appropriate storage in a connecting element 15 ensures that the two gears always remain in engagement with each other, so that the center of the arm gear 12 describes a circular arc around the center of the base gear 11. In the practical embodiment, of course, not a whole gear is provided, it is sufficient to provide the required sections designed to fit the two components, the illustration is only the explanation of the kinematics. On the connecting element 15 engages the distance between the two gear axes to an adjusting device which is similar to the parallelogram of the parallel articulated robot as shown in Fig. 2, therefore, the same reference numerals are used here: The base arm 7, the corresponding portion of the connecting element 15th , the base link 17 and the control link 18 form a jointed parallelogram whose angular position is determined by a (not shown) engine in the region of the base axis 3. Due to the change in angle of this articulated parallelogram, as determined by a comparison between Figs. 3 and 8 is easily apparent, there is a much larger change in angle of the end arm 8 with respect to the base arm. 7
Es ist nun ohne Weiters einsichtig, dass durch entsprechende Wahl der einzelnen Winkel bei einer willkürlich als Ausgangsstellung angenommenen Lage der einzelnen Bauteile und durch entsprechende Auswahl der Durchmesserverhältnisse der Zahnräder eine gute Beeinflussungsmöglichkeit des für den Endarm 8 bezüglich des Basisarms 7 erreichbaren Winkelbereiches um die Armachse 4 erzielt werden kann. Es soll in diesem Zusammenhang aber speziell darauf hingewiesen werden, dass der Endarm 8 bei der erfindungsgemäßen Konstruktion keine reine Schwenkbewegung um die Armachse 4 vollführt, da sich das mit ihm verbundene Armzahnrad 12 am Basiszahnrad 1 1 abwälzt. It is now readily apparent that by appropriate choice of the individual angles at a randomly assumed as initial position of the individual components and by appropriate selection of the diameter ratios of the gears a good possibility of influencing the achievable for the end arm 8 relative to the base arm 7 angular range about the arm axis. 4 can be achieved. It should be pointed out in this context, however, that the end arm 8 in the construction according to the invention does not perform a pure pivoting movement about the arm axis 4, since the arm gear 12 connected to it rolls on the base gear 1 1.
Aus Fig. 9 sind die auf die einzelnen Bauteile wirkenden Kräfte ersichtlich. Diese Darstellung wird hier gegeben, um eine interessante Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher zu erläutern: From Fig. 9, the forces acting on the individual components can be seen. This representation is given here in order to explain an interesting feature of the device according to the invention in more detail:
Bei der Darstellung werden weder die durch Gewichte der einzelnen Bauteile bewirkten Kräfte berücksichtigt, noch Trägheitskräfte beim Beschleunigen oder Abbremsen, es wird nur die Ableitung der am TCP wirkenden Kraft F in die nachfolgenden Bauteile dargelegt. Am Endarm 8 wird dieser Kraft durch die im Lager des Armzahnrads 12 nach oben, entgegen der Kraft F wirkende Kraft F (hier wird stets nur vom Betrag gesprochen, die Orientierung ist aus der Zeichnung ersichtlich) das Gleichgewicht gehalten. Das zugehörige Moment von F um die Achse des Armzahnrads 12 wird durch das Gegenmoment der beiden am Armzahnrad 12 wirkenden Fz ausgeglichen. Das Verbindungselement 15 unterliegt wiederum den Kräften F und Fz im Lager der Endachse 16, der Stangenkraft Fs, die stets in Richtung des Basislenkers 17 verlaufen muss und sich schlussendlich ergibt, der im Lager im Armlenkerachse 4' wirkenden vertikalen Kräfte F + Fs, und der die Kraft Fz austarierenden gleich großen Gegenkraft. In the illustration neither the forces caused by weights of the individual components are taken into account nor inertial forces when accelerating or decelerating, it is only the derivation of the forces acting on the TCP force F in the following components set forth. At the end arm 8 of this force is held by the force acting in the bearing of the arm gear 12 upwards, against the force F force F (here is always spoken only of the amount, the orientation is apparent from the drawing) the balance. The associated moment of F about the axis of the arm gear 12 is compensated by the counter torque of the two acting on the arm gear 12 Fz. The connecting element 15 in turn is subject to the forces F and Fz in the bearing of the end axis 16, the rod force Fs, which must always extend in the direction of the base link 17 and ultimately results in the bearing in Armlenkerachse 4 'acting vertical forces F + Fs, and the the force Fz balancing equal drag.
Der Basisarm 7 steht somit unter der vertikalen Wirkung der Kraft F + Fs und dem über das Basiszahnrad 1 1 wirkenden Moment Fz : Fz, während an seinem Lager um die Basisachse 3 nur die Gegenkraft F + Fs wirkt. Dies führt zu der überraschenden Folgerung, dass die auf die Vorrichtung 1 (im Ganzen gesehen) ein Drehmoment im Uhrzeigersinn (im dargestellten Beispiel) ausübende Kraft F im TCP auf den Basisarm 7 ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn zufolge des Kräftepaares Fz : Fz ausübt. Das von der beweglichen Plattform bzw. vom Antrieb des Basisarms 7 ausgeübte Moment MArm hält dem Kräftepaar das Gleichgewicht. The base arm 7 is thus under the vertical effect of the force F + Fs and acting on the base gear 1 1 moment Fz: Fz, while at its camp about the base axis 3, only the counterforce F + Fs acts. This leads to the surprising conclusion that the force F exerted on the device 1 (as a whole) by a clockwise torque (in the example shown) in the TCP exerts a counterclockwise torque on the base arm 7 in accordance with the force pair Fz: Fz. The torque MArm exerted by the movable platform or by the drive of the base arm 7 keeps the balance of forces.
Aus der Kraft- und Momentenanalyse der Fig. 9 lässt sich in einer Ausgestaltung der Erfindung eine Konstruktion ableiten, durch die die Momentenverteilung optimiert wird, wodurch es gelingt, die Getriebemomente weiter zu verringern und so mit kleineren leichteren und daher kostengünstigeren Antrieben das Auslangen zu finden, die darüber hinaus im Betrieb weniger Energie benötigen, was gegenwärtig, zu Zeiten in denen auch Produktionshallen klimatisiert sind, noch dazu beiträgt, den Kühlbedarf abzusenken. Eine derartige Weiterbildung ist in Fig. 10 rein schematisch und anhand eines Beispiels mit einer Riemenübersetzung näher erläutert: Am Basisarm 7 ist, mit dem Steuerlenker 18 drehfest verbunden, ein Steuerkettenrad, kurz nur Steuerrad 19 genannt, gelagert. Über ein Verbindungselement, dargestellt ist ein Riemen bzw. eine Kette 21 , steht das Steuerrad 19 in Wirkverbindung mit einem Antriebsrad 20, das wiederum drehfest mit dem Getriebe und Antrieb in Verbindung steht, wobei dessen Gegenseite nicht mit dem Basisarm 7, sondern mit der (nicht dargestellten) drehbaren Basis 6 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Antriebsrad 20 halben Durchmesser vom Steuerrad 19 auf, sodass eine Übersetzung ins Langsame von 1 :2 vorliegt. Auf diese Weise wird das Antriebsmoment für die Bewegung des Endarmes 8 halbiert und darüber hinaus auf den Basisarm 7 eine Kraft übertragen, durch die ein Moment induziert wird, welches dem Moment aus der Zahnflankenberührung des Zahnrades 11 entgegen wirkt und dieses auch aufhebt. Man kommt unter diesen Umständen zu einer Momentenableitung in die Getriebe bzw. Antriebe, wie bei Robotern gemäß dem Stand der Technik in paralleler Ausführung, hat jedoch den Vorteil, dass der Endarm 8 eine Beweglichkeit aufweist, die den seriellen Robotern zumindest nahe kommt. From the force and torque analysis of FIG. 9, in one embodiment of the invention, a construction can be derived by means of which the torque distribution is optimized, whereby it is possible to further reduce the transmission torques and thus find the way with smaller, lighter and therefore more cost-effective drives In addition, they require less energy during operation, which at present, at times when even production halls are air-conditioned, still helps to reduce the cooling requirements. Such a development is explained in more detail in FIG. 10 and with reference to an example with a belt transmission: On the base arm 7, rotatably connected to the control link 18, a timing sprocket, briefly called just steering wheel 19, stored. Via a connecting element, shown is a belt or a chain 21, the steering wheel 19 is in operative connection with a drive wheel 20, which in turn rotatably connected to the transmission and drive in connection, the opposite side not with the base arm 7, but with the ( not shown) rotatable base 6 is connected. In the illustrated embodiment, the drive wheel 20 half the diameter of the steering wheel 19, so that a translation to the slow of 1: 2 is present. In this way, the drive torque for the movement of the end arm 8 is halved and also transmitted to the base arm 7 a force by which a moment is induced, which counteracts the moment from the tooth flank contact of the gear 11 and this also repeals. It is under these circumstances to a torque derivative in the gear or drives, as in robots according to the prior art in parallel design, but has the advantage that the end arm 8 has a mobility that comes at least close to the serial robots.
Die Kraft- und Momentenverhältnisse der in Fig. 10 dargestellten Kinematik sind in Fig. 11 analog zur Darstellung der Fig. 9 dargelegt: Die Verhältnisse im oberen Teil der Darstellung entsprechen denen der Fig. 9, die Induktion des Momentes durch den Normalabstand zwischen der Basisachse 3 und der Lenkerachse 23, mit R2 angegeben; ebenso ersichtlich ist das sich aus den Zahnkräften ergebende Moment im Bereich der Armachse 4 mit dem Wirkarm Rl . The force and torque relationships of the kinematics shown in Fig. 10 are shown in Fig. 11 analogous to the representation of FIG. 9: The ratios in the upper part of the illustration correspond to those of FIG. 9, the induction of the moment by the normal distance between the base axis 3 and the handlebar axis 23, indicated by R2; also visible is the resulting from the tooth forces moment in the arm axis 4 with the active arm Rl.
In Kenntnis diese Zusammenhänge ist es nun in weiteren Ausgestaltungen der Erfindung möglich, den Kraftverlauf bzw. den Momentenverlauf an das jeweilige Einsatzgebiet anzupassen oder, was zumeist angestrebt wird, so auszulegen, dass insbesondere die Spitzen der Belastung minimal werden. Dies ermöglicht es, den Leistungsbedarf und damit die Masse und die Kosten der Antriebe bestmöglich zu minimieren. With knowledge of these relationships, it is now possible in further embodiments of the invention to adapt the force curve or the torque curve to the respective application or, as is usually the case, be designed so that in particular the peaks of the load are minimal. This makes it possible to minimize the power requirement and thus the mass and the costs of the drives as best as possible.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht auch darin, die Maximalbelastungen für den Antrieb um die Basisachse 3 und den Antrieb um die Armachse 4 so aufeinander abzustimmen, dass sie gleich groß werden, sodass es möglich ist, für beide Antriebe baugleiche Motoren-Getriebe-Einheiten zu verwenden, was für die Planung, die Lagerhaltung und auch die Herstellungskosten vorteilhaft ist. Dazu ist es einerseits möglich, die Übersetzung der Kettenräder an dieses Ziel anzupassen oder die Position ihrer Achsen zu verändern. An advantageous embodiment also consists of matching the maximum loads for the drive about the base axis 3 and the drive about the arm axis 4 so that they become the same size, so that it is possible to use identical motor-gear units for both drives. which is advantageous for planning, warehousing and also production costs. On the one hand it is possible to adapt the translation of the sprockets to this goal or to change the position of their axles.
Dies ist bezüglich des Steuerrads 19, das mit dem Steuerlenker 18 drehfest verbunden ist, somit bezüglich der Lenkerachse 23 leicht möglich, wenn damit auch aus dem Gelenksparallelogramm ein allgemeines Gelenksviereck wird, dies ist regelungstech- - io nisch leicht beherrschbar. Anders ist dies allerdings bezüglich der Achse des Antriebsrads 20, die immer die Achse 3 sein muss, weil sich bei jeder anderen Positionierung dieser Achse die Relativlage bei einer Bewegung des Basisarms 7 ändern würde, was einerseits Probleme mit der Achsdurchführung macht, andererseits aber, und dies ist noch wesentlicher, den kinematischen Zusammenhang bei einer gleichzeitigen Bewegung des Basisarms 7 und des Endarms 8 empfindlich trifft. This is with respect to the steering wheel 19, which is non-rotatably connected to the control link 18, thus with respect to the handlebar axis 23 easily possible, if so also from the Gelenkgleichallelogramm a general four-bar linkage, this is regellegstech- - easily manageable. However, this is different with respect to the axis of the drive wheel 20, which must always be the axis 3, because in any other positioning of this axis, the relative position would change with a movement of the base arm 7, which makes problems with the Achsdurchführung one hand, but on the other hand, and This is even more essential, the kinematic relationship with a simultaneous movement of the base arm 7 and the end arm 8 is sensitive.
Es ist anhand der bisherigen Ausführungen für den Fachmann klar ersichtlich, dass statt der Zahnräder bzw. Kettenräder samt Riemen bzw. Kette andere Übersetzungen mit linearem Zusammenhang vorgesehen werden können, beispielsweise Zahnradabfolgen, dass dabei auf die Einhaltung der korrekten Drehrichtung zu achten ist, versteht sich von selbst. Es wurde anhand der bisherigen Beschreibung das erfindungsgemäße Prinzip erläutert, ein Verbindungselement 15 zwischen dem Basislenker 17 und dem Endarm 8 vorzusehen, um die Nachteile zu beseitigen, die den parallelen Knickarmrobotern des Standes der Technik anhaften. Dabei wurde wegen der leichten Darstellbarkeit und der nur geringfügigen Änderung der Kinematik zwischen Basisarm 7 und Endarm 8 die Lösung mit der Verzahnung gezeigt. It is clearly apparent to those skilled in the art that instead of the gears or sprockets, including belts or chain other translations can be provided with linear relationship, such as gear sequences that is to ensure compliance with the correct direction of rotation, of course It has been explained on the basis of the above description, the principle according to the invention to provide a connecting element 15 between the base link 17 and the end arm 8 in order to eliminate the disadvantages inherent in the parallel articulated robot arm of the prior art. It was shown because of the ease of representation and the only minor change in the kinematics between the base arm 7 and end arm 8, the solution with the teeth.
Riemen- bzw. Kettengetriebe gelten als „weich" und damit für Roboter und auch Manipulatoren nur bedingt geeignet, Zahnräder, insbesondere wenn sie hoch belastbar und dabei doch hoch genau sein sollen, sind kostspielig, es ist daher angezeigt, andere Verbindungselemente zu wählen, eines davon ist in den Figs 12 bis 17 dargestellt, nämlich ein Zwischenarm 25 zwischen dem Basisarm 7 und dem Endarm 8: Die in den Fig. 12 bis 17 schematisch dargestellte Kinematik eines Knickarmroboters weist im Wesentlichen wiederum einen Basisarm 7 auf, der auf der nicht dargstellten Basis 6 um seine Basisachse 3 schwenkbar montiert ist und ein Gelenkparallelogramm, bestehend aus den um die entsprechenden Achsen verschwenkbaren Steuerlenker 18, Basislenker 17 und den einen Schenkel des Verbindungselements 15. Ein dritter Anlenkpunkt am Verbindungselement 15 ist über eine Verbindungsachse 22 schwenkbar mit dem Endarm 8 verbunden, und ein die Zahnräder 11, 12 der Fig. 3 bis 8 ersetzende Zwischenarm 25 ist mit seinem einen Ende mittels einer Zwischenachse 24 am Endarm 8 angelenkt, mit seinem anderen Ende mittels einer Verbindungsachse 22 am Basisarm 7. Die hervorragende Beweglichkeit, die man durch eine solche Anordnung erzielt, ist aus der Zusammenschau der Fig. 12 bis 17 leicht zu erkennen. Dazu kommt, dass die Verbindungselemente allesamt kostengünstige und genau herstellbare, darüber hinaus auch entsprechend leichte (massearme) Stäbe sind, die Lager sind Standardware und ebenfalls entsprechen leicht, hoch belastbar und doch kostengünstig. In Kenntnis der Erfindung ist die für das vorgesehene Anwendungsgebiet bestmögliche Positionierung der Achsen, insbesondere der Steuerachse 26, der Verbindungsachse 22 und der Zwischenachse 24, sowie die Wahl der Länge des Zwischenarms 25 für den Fachmann auf dem Gebiet der ebenen Kinematik leicht möglich. Darüber hinaus kann durch die Abstimmung dieser Elemente die benötigte Leistung der Motoren und Getriebe auf die gewünschte Weise optimiert werden. Belt or chain transmission are considered "soft" and thus only partially suitable for robots and manipulators, gears, especially if they are to be highly resilient and yet highly accurate, are costly, it is therefore advisable to choose other fasteners, one thereof is shown in FIGS. 12 to 17, namely an intermediate arm 25 between the base arm 7 and the end arm 8. The kinematics of an articulated robot shown schematically in FIGS. 12 to 17 essentially again have a base arm 7, which does not represent it Base 6 is pivotally mounted about its base axis 3 and a Gelenkparallelogramm, consisting of the pivotable about the respective axes control arm 18, base link 17 and the one leg of the connecting element 15. A third pivot point on the connecting element 15 is pivotable via a connecting shaft 22 with the end arm. 8 connected, and the gears 11, 12 of Fig. 3 to 8 replacing the intermediate arm 25th is hinged at its one end by means of an intermediate axis 24 on the end arm 8, with its other end by means of a connecting axis 22nd on the base arm 7. The excellent mobility that can be achieved by such an arrangement is easily seen from the synopsis of FIGS. 12 to 17. In addition, the fasteners are all cost-effective and precisely producible, beyond also correspondingly lightweight (low-mass) rods, the bearings are standard and also correspond to light, heavy duty and yet cost-effective. Knowing the invention, the best possible positioning of the axes, in particular the control axis 26, the connecting axis 22 and the intermediate axis 24, as well as the choice of the length of the intermediate arm 25 for the intended application area in the field of planar kinematics is easily possible. In addition, by tuning these elements, the required power of the engines and transmissions can be optimized in the desired manner.
Dazu soll noch angemerkt werden, dass ein Gesamtschwenkwinkel des Endarms 8 von etwa 240° eine Änderung der Stablast um den Faktor 2 mit sich bringt, eine Vergrößerung des Gesamtschwenkwinkels auf 280° schon um den Faktor 3, sodass ein weiter darüber hinaus Gehen nur in Ausnahmefällen sinnvoll erscheint. It should also be noted that a total swing angle of the end arm 8 of about 240 ° brings about a change in the bar load by a factor of 2, an increase of the total swing angle to 280 ° already by a factor of 3, so that further beyond walking only in exceptional cases makes sense.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die sich insbesondere mit dem Antrieb des Steuerlenkers 18 beschäftigt, wird zu dessen Antrieb statt des aus Fig. 10 ersichtlichen linearen Untersetzungsgetriebes ein Gelenkviereck vorgeschlagen, das den Vorteil aufweist, aus leichten, kostengünstigen, stabilen und doch präzisen Bauteilen zu bestehen. Ein solches Getriebe ist in Fig. 18 beispielhaft und rein schematisch dargestellt. Der Steuerlenker 18 ist am Basisarm 7 um eine Lenkachse 23 schwenkbar angelenkt, an der Basislenkerachse 3' greift nicht nur der Basislenker 17 an, sondern auch eine Treibstange 27, die mittels einer Koppelstange 28, die an der Basisachse 3 gelenkig befestigt ist, sich zu einem Gelenkviereck schließt, als Basis (des Gelenkviereckes, nicht der „drehbaren Basis") kann der am Basisarm 7 gegebene Abstand zwischen der Lenkerachse 23 und der Basisachse 3 angesehen werden. Auf diese Weise erreicht man ein durch die Längenverhältnisse in weiten Grenzen zu beeinflussendes Getriebe zur Bewegung des Basislenkers 17, damit des Verbindungselements 15 und letztlich des Endarmes 8. All dies bei gleichzeitiger Schaffung eines Momentes auf den Basisarm 7, das dem Moment auf den Basisarm, das durch die Kräfte, die vom Zwischenarm 25 her auf ihn wirken, entgegengesetzt ist und bei passender Wahl der Abstände und der Anordnung der Achsen vollständig aufgehoben werden kann. Ob eine solche vollständige Aufhebung gewünscht ist oder ob man sich mit einer Abschwächung der Wirkung begnügt, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab und ist für den Fachmann auf dem Gebiete der Knickarmroboter in Kenntnis des Anwendungsgebietes leicht zu treffen. In a further embodiment of the invention, which deals in particular with the drive of the control link 18, a four-bar linkage is proposed for the drive instead of the apparent from Fig. 10 linear reduction gear, which has the advantage of light, inexpensive, stable and yet precise components to pass. Such a transmission is shown in FIG. 18 by way of example and purely schematically. The control link 18 is pivoted on the base arm 7 about a steering axis 23, on the Basislenkerachse 3 'attacks not only the base link 17, but also a drive rod 27, which by means of a coupling rod 28 which is hinged to the base axis 3, to As a basis (of the four-bar linkage, not the "rotatable base"), the distance between the handlebar axis 23 and the base axis 3 given on the base arm 7 can be regarded as being sufficient to achieve a transmission to be influenced by the aspect ratios within wide limits to the movement of the base link 17, so that the connecting element 15 and ultimately the end arm 8. All this while simultaneously creating a moment on the base arm 7, the moment on the base arm, by the Forces acting on him from the intermediate arm 25 ago, opposite and can be completely canceled with a suitable choice of the distances and the arrangement of the axles. Whether such a complete cancellation is desired or whether one is content with a weakening of the effect depends on the particular application and is easy for the expert in the field of articulated robots knowing the field of application to make.
Die Fig. 19 bis 23 zeigen einen durchkonstruierten Knickarmroboter, der im Wesentlichen dem der Fig. 12 bis 17 entspricht, aber noch eine weitere Besonderheit aufweist. FIGS. 19 to 23 show a constructed articulated-arm robot, which essentially corresponds to that of FIGS. 12 to 17, but has yet another special feature.
Die Fig. 19 zeigt einen solchen Knickarmroboter mit einer festen Basis 5 und einer darauf um eine Hochachse drehbaren Basis 6, die eine Basisachse 3 aufweist um die ein Basisarm 7 verschwenkbar ist. Im Bereich des anderen Endes des Basisarms 7 ist eine Armachse 4 angeordnet, um die ein Verbindungselement 15 schwenkbar gelagert ist. Das Verbindungsgelenk 15 hat im Wesentlichen die Form eines gestreckten Dreieckes, die Armachse 4 ist dabei im Bereich des stumpfen Winkels vorgesehen. An einem der spitzen Winkel ist eine Verbindungsachse 22 vorgesehen, um die der Endarm 8 schwenkbar beweglich ist. FIG. 19 shows such an articulated-arm robot with a fixed base 5 and a base 6 which can be rotated about a vertical axis and which has a base axis 3 about which a base arm 7 is pivotable. In the region of the other end of the base arm 7, an arm axis 4 is arranged around which a connecting element 15 is pivotally mounted. The connecting joint 15 has substantially the shape of an elongated triangle, the arm axis 4 is provided in the region of the obtuse angle. At one of the acute angle, a connecting shaft 22 is provided, about which the end arm 8 is pivotally movable.
Am Basisarm 7 ist im Bereich seines freien Armes eine Steuerachse 26 angeordnet, an der der Zwischenarm 25 gelenkig angreift. Dieser ist an seinem anderen Ende über eine Zwischenachse 24 mit dem Endarm 8 gelenkig verbunden. Es ist somit das Verbindungselement 15 zwischen dem Basisarm und dem Endarm 8 angeordnet, sodass die oben anhand der schematischen Darstellung erläuterte hohe Beweglichkeit zustande kommt. On the base arm 7, a control axis 26 is arranged in the region of its free arm, on which the intermediate arm 25 engages articulated. This is connected at its other end via an intermediate axis 24 to the end arm 8 articulated. Thus, the connecting element 15 is arranged between the base arm and the end arm 8, so that the high mobility described above with reference to the schematic illustration is achieved.
Zur Vervollständigung der Kinematik weist das Verbindungselement 15 im Bereich seines zweiten spitzen Winkels eine Armlenkerachse 4' auf, an der das die Bewegung des Endarms 8 um den Basisarm 7 bewerkstelligende Gelenkviereck, das hier in geringem Ausmaß von der Form eines Gelenkparallelogramms abweicht. Zur Vervollständigung dieses Gelenkviereckes dient der Steuerlenker 18. Der Angriffspunkt für den Antrieb für die Bewegung der beiden Armabschnitte zueinander ist nun, so wie in Fig. 18 gezeigt, aufgebaut, die Treibstange 27, aus Symmetriegründen zweigeteilt, greift am Gelenk der Basislenkerachse 3' an. Die Koppelstange 28, die zum Endarmantrieb 29 führt, ist wiederum insbesondere in Fig. 19 gut zu erkennen. Die Zusammenschau der Fig. 19 bis 23 zeigt die außergewöhnliche Reichweite des TCP, die durch die erfindungsgemäße Anordnung erreicht werden kann, dazu ist noch darauf zu verweisen, dass die verwendeten Lenker, Hebeln, Stangen, etc. nicht nur äußerst kostengünstig sondern auch ausreichend steif für die Verwendung mit Knickarmrobotern sind. Dazu kommt schließlich noch, dass nicht nur wegen der enormen Masseersparnis sondern auch wegen der speziellen Kinematik die Kraft- und Drehmomentverläufe über die einzelnen Positionen deutlich ausgeglichener und insgesamt merklich niedriger sind als im Stand der Technik, sodass die oben genannten Vorteile voll zur Geltung kommen. In den Fig. 19 bis 23 ist noch eine Ausgestaltung dargestellt, die in den schematischen Darstellungen der vorangehenden Figuren nicht enthalten war, nämlich ein Antrieb für den Basisarm 7, der ähnliche Vorteile mit sich bringt wie der Antrieb des Endarmes 8: To complete the kinematics, the connecting element 15 in the region of its second acute angle an Armlenkerachse 4 ', at which the movement of the end arm 8 accomplishing the movement around the base arm 7 four-bar linkage, which differs here to a small extent from the shape of a Gelenkparallelogramms. To complete this four-bar linkage serves the control link 18. The point of attack for the drive for the movement of the two arm sections to each other is now, as well shown in Fig. 18, constructed, the drive rod 27, divided in two for reasons of symmetry, engages the joint of the base link shaft 3 'at. The coupling rod 28, which leads to the Endarmantrieb 29, in turn, can be clearly seen in particular in Fig. 19. The synopsis of FIGS. 19 to 23 shows the extraordinary range of the TCP, which can be achieved by the arrangement according to the invention, it should also be pointed out that the handlebars, levers, rods, etc. used not only extremely inexpensive but also sufficiently stiff for use with articulated robots. In addition, not only because of the enormous mass savings but also because of the special kinematics, the force and torque curves over the individual positions are significantly more balanced and overall noticeably lower than in the prior art, so that the advantages mentioned above come into their own. FIGS. 19 to 23 show yet another embodiment which was not included in the schematic representations of the preceding figures, namely a drive for the base arm 7, which brings about similar advantages as the drive of the end arm 8:
Der Basisarmantrieb 30 ist fest an der drehbaren Basis 6, aber fluchtend mit der Basisachse 3, vorgesehen. Der Basisarmantrieb 30 wirkt auf eine Basiskoppel 31, die in Fig. 22 gut zu sehen ist. Am freien Ende der Basiskoppel 31 greift gelenkig eine Basistreibstange 32 an, die am Basisarm 7 im Abstand von der Basisachse 3 und im Abstand von der Armachse 4 gelenkig angreift. Es bildet somit dieser Antrieb ein Gelenkviereck aus, dessen Eckpunkte die Basisachse 3, die Achse des Motors 30, die Gelenkachse zwischen der Basiskoppel 31 und der Basistreibstange 32 und die Achse des Angriff der Basistreibstange 32 am Basisarm 7 sind. The base arm drive 30 is fixedly provided on the rotatable base 6 but in alignment with the base axis 3. The base arm drive 30 acts on a base coupling 31, which is clearly visible in FIG. At the free end of the base coupling 31 hingedly engages a base friction rod 32 which engages the base arm 7 at a distance from the base axis 3 and at a distance from the arm axis 4 articulated. Thus, this drive forms a four-bar linkage whose vertices are the base axis 3, the axis of the motor 30, the joint axis between the base coupling 31 and the base driving rod 32 and the axis of attack of the base driving rod 32 on the base arm 7.
Durch die Wahl passender Abstände dieser Achsen voneinander ist nun möglich die unterschiedliche Belastung des Basisarmantriebs 30, je nach Stellung des Basisarms 7 zumindest wesentlich zu kompensieren und so zu deutlich gleichmäßigeren und insbesondere in ihrer Spitze stark reduzierten Belastungen zu kommen. Um diese unterschiedlichen Belastungen des Basisarmantriebs 30 zu verdeutlichen wird auf die Stellung der Fig. 21 verwiesen, wo die Belastung nur gering ist, während beispielsweise bei den beiden extremen Stellungen der Fig. 19 und der Fig. 23 eine große Momentenbelastung auftritt, wenn bei dieser Betrachtung nur die Masse des Knickarmroboters betrachtet wird oder eine am TCP mit ihrem Gewicht wirkende Masse. In Kenntnis des Arbeitseinsatzes, somit wenn nicht an eine universelle Verwendbarkeit gedacht ist, kann durch die passende Wahl der Abstände der vier genannten Achsen eine sehr wesentliche Reduzierung des gesamten Masse- und Energieaufwands erreicht werden. By choosing suitable distances of these axes from each other is now possible to compensate for the different load of the Basisarmantriebs 30, depending on the position of the base arm 7 at least substantially and thus to much more uniform and especially in their tip greatly reduced loads. In order to clarify these different loads of the base arm drive 30, reference is made to the position of FIG. 21, where the load is only slight, while, for example in the two extreme positions of Fig. 19 and Fig. 23, a large moment load occurs when in this consideration, only the mass of the articulated robot is considered or acting on the TCP with their weight mass. In the knowledge of the labor input, thus if not intended for a universal usability, can be achieved by the appropriate choice of the distances of the four axes mentioned a very substantial reduction of the total mass and energy expenditure.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So können die einzelnen Antriebsarten praktisch frei miteinander kombiniert werden, es kann die Form und Ausbildung der Armabschnitte anders als im dargestellten Ausführungsbeispiel vorgenommen werden, es kann insbesondere das erfindungsgemäß vorgesehene Verbindungselement 15 die unterschiedlichsten Formen aufweisen, bei der in den Fig. 19 bis 23 dargestellten Ausführungsbeispiel verbindet es eine hohe Steifigkeit in seiner Längsrichtung mit einer insbesondere bei Arbeitsrobotern auch verlangten hohen Steifigkeit in Querrichtung, es kann in speziellen Fällen die asymmetrische Bewegung des Basisarms 7 durch den anhand der Fig. 19 bis 23 erläuterten Antrieb, der ja asymmetrisch auf den Basisarm wirkt, durch eine Verdoppelung bei entsprechender Verkleinerung der einzelnen Elemente vermieden werden, wobei dann allerdings auf der Seite des Endarmantriebs 29 auch ein zweiter Antrieb vorzusehen wäre. Die asymmetrische Krafteinleitung auf den Basisarm 7 stellt ein wesentlich kleineres und vor allem vollständig beherrschbares Problem im Vergleich zum erzielten Vorteil der Vergleichmäßigung der Momentenbelastung dar. The invention is not limited to the illustrated and described embodiments, but can be modified variously. Thus, the individual drive types can be virtually freely combined with each other, it can be made differently than in the illustrated embodiment, the shape and design of the arm portions, it can in particular the inventively provided connecting element 15 have a variety of forms, in which in Figs. 19 to 23 shown It combines high rigidity in its longitudinal direction with a high rigidity in the transverse direction, which is also required in working robots. In special cases, the asymmetrical movement of the base arm 7 can be asymmetric on the base arm as explained with reference to FIGS. 19 to 23 acts, be avoided by a doubling with a corresponding reduction of the individual elements, in which case, however, would then be provided on the side of the Endarmantriebs 29, a second drive. The asymmetric force on the base arm 7 represents a much smaller and above all completely manageable problem compared to the advantage obtained equalizing the moment load.
Die verwendeten Materialien sind dem Fachmann auf dem Gebiete der Knickarmroboter seit langem bekannt und bedürfen hier keiner Erläuterung. Die Auslegung der Bauelemente, der Getriebe und der Antriebe ist für den Fachmann auf diesem technischen Gebiet in Kenntnis der Erfindung ebenfalls ohne Probleme vorzunehmen. The materials used have long been known to those skilled in the art of articulated robots and require no explanation here. The design of the components, the transmission and the drives is to make the expert in the art with knowledge of the invention also without problems.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Knickarmroboter mit einer festen, gegebenenfalls verfahrbaren, Basis (5), mit einer um eine bevorzugt vertikale Achse (2) der festen Basis verdrehbare Basis (6), mit einem um eine bevorzugt horizontale Basisachse (3) verdrehbaren1. articulated robot with a fixed, optionally movable, base (5), with a about a preferably vertical axis (2) of the fixed base rotatable base (6), with a preferably horizontal base axis (3) rotatable
Basisarm (7) und mit einem bezüglich des Basisarms beweglichen Endarm (8), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Basisarm (7) und dem Endarm (8) ein Verbindungselement (15) vorgesehen ist, das mit den beiden Armen (7, 8) jeweils um zur Basisachse (3) parallele Drehachsen, einer Armachse (4) und einer Endachse (16) verbunden ist. Base arm (7) and with a movable relative to the base arm end arm (8), characterized in that between the base arm (7) and the end arm (8) is provided a connecting element (15) with the two arms (7, 8) each about the base axis (3) parallel axes of rotation, an arm axis (4) and an end axis (16) is connected.
2. Knickarmroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endarmantrieb für die Bewegung zwischen dem Basisarm (7) und dem Endarm (8) an einer Armlenkerachse (4') des Verbindungselements (15) angreift.  2. articulated robot according to claim 1, characterized in that a Endarmantrieb for the movement between the base arm (7) and the end arm (8) on an Armlenkerachse (4 ') of the connecting element (15) engages.
3. Knickarmroboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisarm (7) zumindest einen fest mit ihm verbundenen Abschnitt eines 3. articulated robot according to claim 1 or 2, characterized in that the base arm (7) has at least one firmly connected to him section of a
Basiszahnrads (11), dessen Mittelpunkt in der Armachse (4) liegt, aufweist und dass der Endarm (8) zumindest einen fest mit ihm verbundenen Abschnitt eines Armzahnrads (12), dessen Mittelpunkt in der Endachse (16) liegt, aufweist, und dass die beiden Zahnungen miteinander kämmen. Base gear (11), the center of which lies in the arm axis (4), and that the end arm (8) at least one fixedly connected portion of an arm gear (12) whose center lies in the end axis (16), and that comb the two serrations together.
4. Knickarmroboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisarm (7) eine Steuerachse (26) aufweist und der Endarm (8) eine Zwischenachse (24), und dass ein Zwischenarm (25) an beiden Achsen drehbar gelagert ist. 4. articulated robot according to claim 1 or 2, characterized in that the base arm (7) has a control axis (26) and the end arm (8) an intermediate axis (24), and that an intermediate arm (25) is rotatably mounted on both axes.
5. Knickarmroboter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Endarmantrieb am Basisarm (7) und fluchtend zur Basisachse (3) angeordnet ist und über ein Gelenkviereck, bevorzugt ein Gelenkparallelogramm (3, 4, 4', 3'), am Verbindungselement (15) angreift.  5. articulated robot according to one of claims 2 to 4, characterized in that the Endarmantrieb on the base arm (7) and in alignment with the base axis (3) is arranged and via a four-bar linkage, preferably a Gelenkparallelogramm (3, 4, 4 ', 3') , on the connecting element (15) attacks.
6. Knickarmroboter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Endantrieb über eine Koppelstange (28) und eine daran gelenkig gelagerte Treibstange (27) am Gelenkviereck bzw. Gelenkparallelogramm (3, 4, 4', 3') angreift.  6. articulated robot according to claim 5, characterized in that the final drive via a coupling rod (28) and an articulated thereon driving rod (27) on the four-bar linkage or Gelenkparallelogramm (3, 4, 4 ', 3') attacks.
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