DE102004058450A1

DE102004058450A1 - Movement device has powered axle arranged per serially parallel kinematic element whereby lower part of each element has guiding device firmly attached for linear thrust elements

Info

Publication number: DE102004058450A1
Application number: DE102004058450A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Friedrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-08

Abstract

The device has serial combination of parallel kinematics with a powered axle per parallel kinematic element. Each kinematic element (1,6) has a lower part (2) with a guiding device (3) firmly attached to it for linear thrust elements (4). The upper section (5) makes the connection with next parallel kinetic element on one hand and a guide way for movement elements (7) on other hand. The movement elements are connected to the coupling mechanism (8) with the thrust elements in such a way that the shifting of linear thrust element, the change of position and orientation of upper section, opposite to the lower part, in maximum of three degrees of freedom (two rotation and two translation) per parallel kinematic element. By serially lining up of several such parallel kinematic elements, moving apparatus with any number of degrees of freedom can be produced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bewegungsstruktur bestehend aus einer seriellen Kombination von Parallel-Kinematiken mit mindestens einer angetriebenen Achse pro Parallel-Kinematik-Element. Jedes Parallel-Kinematik-Element besteht aus einem Unterteil mit darauf fest angeordneten Führungselementen für die aktiven linearen Schubelemente und einem Oberteil, welches zum einen die Verbindung zu dem nächsten Parallel-Kinematik-Element herstellt und andererseits die Führung für 3 Bewegungselemente bildet, die durch einen Kopplungsmechanismus mit den linearen Schubelementen derart verbunden sind, daß eine lineare Verschiebung der Schubelemente eine Positions- und Orientierungsänderung des Oberteils gegenüber dem Unterteil in maximal 3 Freiheitsgraden (f=3, d.h. zwei Rotationen und eine Translation) pro Parallel-Kinematik-Element ermöglicht. Durch serielle Aneinanderreihung von mehreren dieser Parallel-Kinematik-Elemente lassen sich Bewegungsvorrichtungen mit einer beliebigen Anzahl von Freiheitsgraden erzeugen. (1)The invention relates to a movement structure consisting of a serial combination of parallel kinematics with at least one driven axle per parallel kinematics element. Each parallel-kinematics element consists of a lower part with fixed guide elements for the active linear pushers and an upper part, which on the one hand connects to the next parallel kinematics element and on the other hand, the guide for 3 movement elements formed by a Coupling mechanism with the linear thrust elements are connected such that a linear displacement of the thrust elements allows a position and orientation change of the upper part relative to the lower part in a maximum of 3 degrees of freedom (f = 3, ie two rotations and one translation) per parallel kinematics element. By serializing several of these parallel kinematics elements, motion devices can be created with any number of degrees of freedom. ( 1 )

Bewegungsvorrichtungen mit mehreren Freiheitsgraden, allgemein unter der Bezeichnung Roboter bekannt, sind heute in den vielfältigsten Strukturen im Einsatz. Bekannte rein serielle Strukturen stellen kartesische Roboter, Scara-Roboter und Knickarm-Roboter dar. Parallele Strukturen wie Hexapoden, Systeme wie die Flexpicker-Roboter von ABB und Tripoden-Strukturen wie der ABB IRB940 bilden den heutigen Stand der Technik.movers with several degrees of freedom, generally called robots known today are in the most diverse Structures in use. Known purely serial structures Cartesian robots, Scara robots and articulated robots. Parallel Structures like hexapods, systems like the flexpicker robot of ABB and tripod structures like the ABB IRB940 form the state of the art.

Basierend auf diesen Systemen werden auch die kinematischen Ketten für die Lauf- und Greifsysteme von mobilen Robotern gebildet.Based on these systems, the kinematic chains for the running and gripping systems formed by mobile robots.

Nachteil dieser Lösungen ist entweder ein ungünstiges Verhältnis zwischen bewegter Gesamtmasse und Nutzlast und/oder ein ungünstiges Verhältnis zwischen Arbeitsraum und Bewegungsraum und/oder ein ungünstiges Verhältnis zwischen Bauraum der Gelenke und möglichen Freiheitsgraden. Das ungünstige Verhältnis zwischen Gesamtmasse und Nutzlast tritt insbesondere bei seriellen Strukturen auf, da jedes Gelenk j die Masse aller nachfolgenden Gelenke (j + 1) + .. + (j + n) mitbewegen muß. Das ungünstige Verhältnis zwischen Arbeitsraum und Bauraum ist insbesondere bei Parallelstrukturen zu beobachten, wo durch das Reservieren von Bewegungsraum für die Gelenkstrukturen wertvoller Bauraum für die Applikation verloren geht. Das ungünstige Verhältnis zwischen Bauraum und der Anzahl der Freiheitsgrade ist besonders bei seriellen Strukturen zu beobachten, da jeder zusätzliche Freiheitsgrad ein zusätzliches Gelenk benötigt. Nachteil aller bekannten Tripoden-Strukturen ist die Notwendigkeit, die Antriebselemente um mindestens eine Achse kippbar zu gestalten.disadvantage of these solutions is either an unfavorable one relationship between moving mass and payload and / or unfavorable relationship between working space and movement space and / or unfavorable relationship between space of the joints and possible degrees of freedom. The unfavorable relationship between total mass and payload occurs especially in serial Structures on, since each joint j the mass of all subsequent Joints (j + 1) + .. + (j + n) must move. The unfavorable relationship between working space and Space is particularly observed in parallel structures, where by reserving space of movement for the hinge structures more valuable Space for the application is lost. The unfavorable relationship between space and the number of degrees of freedom is especially good for serial structures watch as each extra Degree of freedom an additional Joint needed. Disadvantage of all known tripod structures is the need to Drive elements to make at least one axis tiltable.

Alle bisher bekannten Strukturen sind aufgrund der unterschiedlichen Gelenkausprägungen und/oder der hohen Anzahl einzelner Gelenkelemente in ihrer Herstellung nur schwer automatisierbar und werden fast ausschließlich in manufakturähnlichen Fertigungen unter hohen Kosten hergestellt.All hitherto known structures are due to the different Joint characteristics and / or the high number of individual joint elements in their production only difficult to automate and are almost exclusively in manufakturähnlichen Produced at a high cost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bewegungsvorrichtung zu erschaffen, welche die Vorteile der Parallelstruktur hinsichtlich Anzahl der Freiheitsgrade pro Strukturelement und hinsichtlich dem günstigen Nutzlast/Gesamtmasse-Verhältnis übernimmt, den Nachteil in Bezug auf Bauraum zu Arbeitsbereich ausgleicht und mit einem hohen Automatisierungsgrad hergestellt werden kann.Of the Invention is based on the object, a movement device to create the advantages of the parallel structure Number of degrees of freedom per structural element and in terms of Great Payload / total mass ratio takes over, compensates the disadvantage in terms of space to work area and can be produced with a high degree of automation.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

– mindestens 2 dreiachsige Parallel-Kinematik-Elemente seriell nacheinander angeordnet werden
– die aktiv bewegten Achsen jedes Parallel-Kinematik-Elementes eine reine Linearbewegung ausführen, wobei der Richtungsvektor der Linearbewegung in einem konstanten Winkel zu dem Unterteil steht
– die Endpunkte der bewegten Achsen ein Dreieck aufspannen, in welchem 3 Führungselemente derart angeordnet sind, daß sich ihre Bewegungsachsen in einem ausgezeichneten Punkt des Dreiecks und/oder ausgezeichneten Normalenvektor der Dreiecksebene unter einem immer konstanten Winkel schneiden
– eine Bewegung des Oberteils zum festen Unterteil mit maximal 3 Freiheitsgraden pro Gelenk erfolgt (zwei rotatorische und ein translatorischer Freiheitsgrad)
– die rotatorische Bewegung über ein Verkippen des Oberteils, bedingt durch unterschiedliche Abstände der Endpunkte der bewegten Linearachsen zu dem festen Unterteil, erfolgt
– die translatorische Bewegung durch gleichzeitige Verschiebung aller drei bewegten Linearachsen erfolgt
– die Kopplungsmechanismen zwischen den bewegten Achsen und innerhalb der Führungselemente immer 4 Freiheitsgrade aufweisen
– durch eine Fixierung von einzelnen Linearachsen eine Einschränkung der Freiheitsgrade des Parallel-Kinematik-Elementes möglich ist, um eine Minimierung der Anzahl der aktiven Elemente zu erzielen
– durch das mögliche Zusammen- und Auseinanderziehen der gesamten Struktur (Bewegung in z-Richtung) eine optimale Ausnutzung und Anpassung des Arbeitsraumes möglich wird
– das Oberteil des vorhergehenden Gelenks und das Unterteil des nachfolgenden Gelenks eine mechanische Einheit bilden können

The object is achieved in that

- At least two triaxial parallel kinematics elements are arranged serially one after the other
- The actively moved axes of each parallel kinematics element perform a pure linear motion, wherein the direction vector of the linear movement is at a constant angle to the lower part
- The end points of the moving axes span a triangle in which 3 guide elements are arranged such that intersect their axes of movement in an excellent point of the triangle and / or excellent normal vector of the triangular plane at an always constant angle
A movement of the upper part to the fixed lower part takes place with a maximum of 3 degrees of freedom per joint (two rotational and one translational degree of freedom)
- The rotational movement via a tilting of the upper part, due to different distances between the end points of the moving linear axes to the fixed base, takes place
- The translational movement by simultaneous displacement of all three moving linear axes takes place
- Have the coupling mechanisms between the moving axes and within the guide elements always 4 degrees of freedom
- By fixing individual linear axes, a restriction of the degrees of freedom of the parallel kinematics element is possible in order to achieve a minimization of the number of active elements
- By the possible merging and pulling apart of the entire structure (movement in the z direction) optimal utilization and to Adjustment of the work space is possible
- The upper part of the previous joint and the lower part of the subsequent joint can form a mechanical unit

Die zweckmäßige Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht:

– den Ersatz von kartesischen, Scara- und Knickarm-Robotern durch eine einheitliche Bewegungsvorrichtung, welche die Nachteile der einzelnen Systeme beseitigt und die deren Vorteile übernimmt
– die einfache und hochautomatisierte Fertigung der Parallel-Kinematik-Elemente, da sie eine hohe Anzahl von Gleichteilen aufweisen und drei Antriebssysteme und damit drei Freiheitsgrade in einem Bauteil in einem Arbeitsschritt produziert werden können
– die Nutzung von Linearachsen, Linearmotoren, Shaft-Motoren und Zugankern für die Ausführung der aktiven Linear-Bewegung
– den Einsatz der Bewegungseinrichtung als Basisstruktur für die Bewegungselemente von Laufrobotern und sonstigen mobilen Robotersystemen

The expedient embodiment of the solution according to the invention enables:

- The replacement of Cartesian, Scara- and articulated arm robots by a single motion device, which eliminates the disadvantages of each system and takes over their advantages
- The simple and highly automated production of parallel kinematics elements, since they have a high number of identical parts and three drive systems and thus three degrees of freedom in one component can be produced in one step
- The use of linear axes, linear motors, Shaft motors and tie rods for the execution of the active linear motion
- The use of the movement device as a basic structure for the movement elements of running robots and other mobile robot systems

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen, Anwendungen und Kopplungsmechanismen dargestellt. Es zeigen:In The drawings are various embodiments, applications and Coupling mechanisms shown. Show it:

1 die erfindungsgemäße Bewegungseinrichtung mit 2 seriell angeordneten Parallel-Kinematik-Elementen zur Darstellung des Grundprinzips 1 the movement device according to the invention with 2 serially arranged parallel kinematics elements to illustrate the basic principle

2 die prinzipiellen Kenngrößen für die Bewegung eines Parallel-Kinematik-Elementes 2 the basic parameters for the movement of a parallel kinematics element

3, 4, 5, 6 verschiedene Ausführungsformen für den Gelenkmechanismus 3 . 4 . 5 . 6 various embodiments for the hinge mechanism

7 verschiedene Möglichkeiten zur festen Anbringung der erfindungsgemäßen Bewegungseinrichtung 7 various possibilities for fixed attachment of the movement device according to the invention

8 eine Anbringung der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung durch einem beliebig geformten Montagewinkel 8th an attachment of the movement device according to the invention by an arbitrarily shaped mounting bracket

9 die Verwendung von Zwischenelementen zur festen Verlegung des Arbeitsraumes der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung 9 the use of intermediate elements for fixed installation of the working space of the movement device according to the invention

10 die Verwendung von rotatorischen Zwischenelementen zur Erhöhung der Freiheitsgrade insbesondere bei Klebe- und Schraubapplikationen 10 The use of rotary intermediate elements to increase the degrees of freedom, especially in adhesive and screw applications

11,12 die Verwendung der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung als Bewegungselement für einen mobilen Roboter 11 . 12 the use of the movement device according to the invention as a moving element for a mobile robot

13 eine kinematische Struktur für einen mobilen Roboter unter Nutzung der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung 13 a kinematic structure for a mobile robot using the movement device according to the invention

14 die Nutzung der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung für Laufroboter 14 the use of the movement device according to the invention for running robots

15 eine mögliche Antriebs- und Steuerungstechnik für die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung bei der Nutzung in mobilen Robotern 15 a possible drive and control technology for the movement device according to the invention when used in mobile robots

16, 17 mögliche Abdichtungsausführungen der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung 16 . 17 possible sealing designs of the movement device according to the invention

18 die Möglichkeiten zur Führung von Leitungen in der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung 18 the possibilities for guiding lines in the movement device according to the invention

19 ein indirekt arbeitendes Messystem zur Erfassung der Verkippung des Gelenkoberteils 19 an indirectly operating measuring system for detecting the tilting of the joint upper part

20 die Möglichkeiten zur Anbringung von Haltebremsen zur Fixierung der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung bei Abschaltung der Energie 20 the possibilities for attaching holding brakes for fixing the movement device according to the invention when switching off the energy

1 zeigt die erfindungsgemäße Bewegungsstruktur, welche in der Darstellung aus zwei seriell angeordneten Parallel-Kinematik-Elementen (1 und 6) besteht. Jedes Parallel-Kinematik-Element besteht immer aus 3 Linear-Achsen, welche jeweils aus einem fest mit dem Unterteil (2) verbundenen Führungselement (3) und einem aktiv linear verschiebbaren Schubelement (4) bestehen. Es muß mindestens eines dieser Schubelemente (4) aktiv gesteuert verschiebbar sein. Über einen Kopplungsmechanismus (8) und Bewegungselemente (7) sind die Schubelemente (4) so mit dem Oberteil (5) verbunden, daß eine Linearbewegung der Schubelemente (4) eine Bewegung des Oberteils (5) in maximal 3 Freiheitsgraden ermöglicht. Durch die Aneinanderreihung der beiden Parallel-Kinematik-Elemente (1 und 6) ist eine Bewegung in (Anzahl der Parallel-Kinematik-Elemente·Anzahl bewegter Achsen pro Parallel-Kinematik-Element) Freiheitsgraden möglich (in Darstellung f=6). Das Oberteil (5) des letzten Parallel-Kinematik-Elementes (hier 6) kann zur Aufnahme eines Werkzeuges genutzt werden und/oder als Schnittstelle zu einem weiteren Parallel-Kinematik-Element dienen. 1 shows the movement structure according to the invention, which in the representation of two serially arranged parallel kinematics elements ( 1 and 6 ) consists. Each parallel kinematics element always consists of 3 linear axes, each of which is fixed to the lower part ( 2 ) associated guide element ( 3 ) and an actively linearly displaceable thrust element ( 4 ) consist. It must be at least one of these pushers ( 4 ) be actively controlled to be displaced. Via a coupling mechanism ( 8th ) and movement elements ( 7 ) are the pushers ( 4 ) so with the top ( 5 ), that a linear movement of the pushers ( 4 ) a movement of the upper part ( 5 ) in a maximum of 3 degrees of freedom. By juxtaposing the two parallel kinematics elements ( 1 and 6 ) is a movement in (number of parallel kinematics elements · number of moving axes per parallel kinematics element) degrees of freedom possible (in representation f = 6). The top ( 5 ) of the last parallel kinematics element (here 6 ) can be used to hold a tool and / or serve as an interface to another parallel kinematics element.

2 zeigt die prinzipiellen Zusammenhänge in der Bewegung eines einzelnen Parallel-Kinematik-Elementes. Die Linear-Achsen (9, 10, 11) sind in konstanten Raumwinkeln fest auf dem Unterteil angebracht und haben von diesem den einstellbaren Abstand L1 für Linear-Achse (9), L2 für Linear-Achse (10) und L3 für Linear-Achse (11). Die Endpunkte A, B, C dieser Linear-Achsen bilden ein Dreieck, dessen Gestalt von den Positionen der Punkte A, B, C im Raum abhängt. Da die Linear-Achsen nur eine Bewegung in eine Raumrichtung ausführen können, existiert in allen durch die lineare Verschiebung erzeugbaren Dreiecken immer ein ausgezeichneter Punkt P, in dem sich die Geraden AP, BP und CP unter den konstanten Winkeln < APC, < APB und < BPC in der Ebene des Dreiecks schneiden. Es ändern sich ausschließlich die Längen der Strecken AP, BP und CP sowie die Raumwinkel der Strecken AP, BP und CP zu den jeweiligen Linear-Achsen (4 Freiheitsgrade pro Gelenk). Der Punkt P bildet den Tool Center Point (TCP) des kompletten Parallel-Kinematik-Elementes. Durch gleichzeitige Verschiebung aller 3 Linear-Achsen (9, 10, 11) erfolgt eine Bewegung des TCP in z0-Richtung. Durch Bewegung einzelner Linearelemente und/oder deren Kombination erfolgt eine Drehung des im TCP aufgespannten Koordinatensystems x1-y1-z1. Durch strukturell bedingte Zwangsbedingungen ergibt sich bei Verkippung des Dreiecks ABC eine geringe translatorische Bewegung des Punktes P bezogen auf den Koordinatenursprung des Koordinatensystems x0-y0-z0, d.h. ein gewolltes reines Verkippen des Dreiecks ABC führt zu einer, wenn auch geringen, Verschiebung des Punktes P im Raum. Dies ist in den Transformationsberechnungen zu berücksichtigen. 2 shows the basic connections in the movement of a single parallel kinematics element. The linear axes ( 9 . 10 . 11 ) are fixed in constant solid angles on the lower part and have of this the adjustable Distance L1 for linear axis ( 9 ), L2 for linear axis ( 10 ) and L3 for linear axis ( 11 ). The end points A, B, C of these linear axes form a triangle whose shape depends on the positions of points A, B, C in space. Since the linear axes can only make one move in one spatial direction, there is always an excellent point P in all the triangles that can be generated by the linear displacement, in which the straight lines AP, BP and CP are at constant angles <APC, <APB and < Cut BPC in the plane of the triangle. Only the lengths of the sections AP, BP and CP and the solid angles of the sections AP, BP and CP to the respective linear axes change ( 4 Degrees of freedom per joint). The point P forms the Tool Center Point (TCP) of the complete parallel kinematics element. By simultaneously shifting all 3 linear axes ( 9 . 10 . 11 ) there is a movement of the TCP in the z0 direction. By movement of individual linear elements and / or their combination takes place rotation of the spanned in the TCP coordinate system x1-y1-z1. Structurally induced constraints result in tilting of the triangle ABC a small translational movement of the point P relative to the coordinate origin of the coordinate system x0-y0-z0, ie a deliberate pure tilting of the triangle ABC leads to a, albeit small, shift of the point P. in the room. This must be taken into account in the transformation calculations.

Für die konstruktive Ausprägung werden in 3, 4, 5 und 6 verschiedene Kopplungsmechanismen dargestellt und beschrieben. Diese Kopplungsmechanismen können auch untereinander kombiniert verwendet werden, es sind pro Kopplungsgelenk 4 Freiheitsgrade auszubilden, wovon einer translatorischen und drei rotatorischen Charakters sind. Allen Darstellungen (3, 4, 5 und 6) gemeinsam sind die mit dem Unterteil fest verbundenen Linearelemente (12).For the constructive expression are in 3 . 4 . 5 and 6 presented and described various coupling mechanisms. These coupling mechanisms can also be used in combination, they are per coupling joint 4 Forming degrees of freedom, of which one translational and three rotational character. All representations ( 3 . 4 . 5 and 6 ) together are the fixedly connected to the lower part linear elements ( 12 ).

3 zeigt einen Kopplungsmechanismus bestehend aus 2 rotatorischen Gelenken (13 und 14) und einer Linear-Drehgelenk-Kombination (15). Das rotatorische Gelenk (13) dreht in der Ebene, welche durch das Linearelement (12) und die Linear-Drehgelenk-Kombination (15) aufgespannt wird und kann als Kugel- oder Gleitlager-Gelenk ausgeprägt sein. Das rotatorische Gelenk (14) dreht um den Richtungsvektor der Linearachse (12) und kann als eigenständiges Gelenk in Form eines Kugel- oder Gleitlagers ausgeprägt sein und/oder es ist die Linearachse (12) selbst drehbar ausgeführt. Die Nutzung einer Kugelbüchsen-Schubstangen-Kombination als Linear-Drehgelenk-Kombination (15) hat den Vorteil, daß in nur einem mechanischen Element sowohl ein rotatorischer wie auch translatorischer Freiheitsgrad abgebildet ist. 3 shows a coupling mechanism consisting of 2 rotatory joints ( 13 and 14 ) and a linear-swivel combination ( 15 ). The rotatory joint ( 13 ) rotates in the plane passing through the linear element ( 12 ) and the linear swivel combination ( 15 ) is clamped and can be pronounced as a ball or plain bearing joint. The rotatory joint ( 14 ) turns around the direction vector of the linear axis ( 12 ) and may be pronounced as a separate joint in the form of a ball or plain bearing and / or it is the linear axis ( 12 ) Self-rotatable. The use of a ball bush push rod combination as a linear rotary joint combination ( 15 ) has the advantage that both a rotational and a translatory degree of freedom is shown in only one mechanical element.

4 zeigt einen Kopplungsmechanismus bestehend aus drei zueinander orthogonal angeordneten rotatorischen Gelenken (16, 17, 18) und einem reinen Linearelement (19). Die rotatorischen Gelenke (Kugellager, Gleitlager) können in nur einem mechanischen Aufnehmer (Kippgelenk, Kardangelenk) angeordnet werden, was dessen Herstellbarkeit vereinfacht. 4 shows a coupling mechanism consisting of three mutually orthogonal rotary joints ( 16 . 17 . 18 ) and a pure linear element ( 19 ). The rotatory joints (ball bearings, plain bearings) can be arranged in only one mechanical transducer (tilt joint, universal joint), which simplifies its manufacturability.

5 zeigt einen Kopplungsmechanismus bestehend aus einem Kugelgelenk (20) und einem Linearelement (21). Bei dieser Anordnung bestehen gewisse Nachteile in Bezug auf die erreichbaren Kippwinkel, da Kugelgelenke prinzipbedingt nur kleinere Verdrehwinkel zulassen. Ein Vorteil ist dafür die Abbildung aller 3 rotatorischen Freiheitsgrade in einem Bauelement. 5 shows a coupling mechanism consisting of a ball joint ( 20 ) and a linear element ( 21 ). In this arrangement, there are certain disadvantages in terms of achievable tilt angle, as ball joints principle only allow smaller angles of rotation. An advantage for this is the mapping of all three rotatory degrees of freedom in one component.

6 zeigt einen Kopplungsmechanismus, welcher einen wesentlichen Nachteil der in 3, 4, 5 dargestellten Mechanismen beseitigt. Bei den in 3, 4, 5 dargestellten Mechanismen treffen die translatorischen Bewegungselemente (15 oder 19 oder 21) immer in einem Punkt zusammen. Da der erreichbare Kippwinkel wesentlich von der verfügbaren Bewegungslänge dieser translatorischen Bewegungselemente abhängt, sind in den in 3, 4, 5 dargestellten Anordnungen bestimmte Kippwinkel nicht überschreitbar, da sonst bei waagerechter Ausrichtung des Oberteils die translatorischen Bewegungselemente zusammenstoßen würden. Durch die übereinander gestaffelte Anordnung der translatorischen Bewegungselemente (22, 23, 24) sind wesentlich größere Kippwinkel möglich. Dafür müssen zwei zusätzliche Bewegungselemente (25 und 26) an das oben und unten liegende Bewegungselement (22 und 24) derart angekoppelt werden, daß jeweils eine der beiden parallel zu einander liegenden Achsen des jeweiligen zusätzlichen Bewegungselementes (25 bzw. 26) mit dem Bewegungsvektor des jeweiligen Linearelementes (22 bzw. 24) übereinstimmt und die andere Achse des zusätzlichen Bewegungselementes (25 bzw. 26) mit einer gedachten Linie vom Endpunkt (A, B, C in 2) der jeweiligen Linearachse (12) zum Schnittpunkt (ausgezeichneter Punkt des Dreiecks P, 2) übereinstimmt. Unbenommen von der Anordnung der zusätzlichen Bewegungselemente sind pro Achse vier Freiheitsgrade (ein translatorischer, drei rotatorische) entsprechend einem in 3 und/oder 4 beschriebenen Kopplungsmechanismus auszuführen. 6 shows a coupling mechanism, which has a significant disadvantage of in 3 . 4 . 5 eliminated mechanisms shown eliminated. At the in 3 . 4 . 5 The mechanisms described here meet the translatory movement elements ( 15 or 19 or 21 ) always in one point together. Since the achievable tilt angle depends substantially on the available movement length of these translational motion elements, are in the in 3 . 4 . 5 arrangements shown certain tilt angle not exceeded, otherwise the horizontal movement of the upper part, the translational motion elements would collide. Due to the stacked arrangement of the translational movement elements ( 22 . 23 . 24 ) are much larger tilt angles possible. This requires two additional movement elements ( 25 and 26 ) to the top and bottom moving element ( 22 and 24 ) are coupled in such a way that in each case one of the two axes lying parallel to each other of the respective additional movement element ( 25 respectively. 26 ) with the motion vector of the respective linear element ( 22 respectively. 24 ) and the other axis of the additional movement element ( 25 or 26) with an imaginary line from the end point (A, B, C in FIG 2 ) of the respective linear axis ( 12 ) to the intersection (excellent point of the triangle P, 2 ) matches. Irrespective of the arrangement of the additional movement elements, there are four degrees of freedom per axis (one translational, three rotational) corresponding to one in 3 and or 4 perform described coupling mechanism.

7 zeigt verschiedene Befestigungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung, wobei in den Zeichnungen nur 2 serielle Parallel-Kinematik-Elemente aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt sind. Die Aufstellung auf dem Boden (7a) ist vorzugsweise für den Einsatz in typischen Knickarm-Roboter-Applikationen vorgesehen, die Anbringung an einer Wand und/oder einem Stativ (7b) ist vorteilhaft bei Einsatz in typischen Scara-Roboter-Applikationen und die Anbringung an der Decke (7c) ist für den Einsatz in Pick&Place-Applikationen sinnvoll verwendbar. Die erfindungsgemäße Bewegungseinrichtung kann damit als Ersatz für Knickarm-, Scara- und Gelenk-Roboter genutzt werden. 7 shows various mounting options of the movement device according to the invention, wherein in the drawings only 2 serial parallel kinematics elements are shown for reasons of clarity. The installation on the ground ( 7a ) is preferably for use in typical articulated robotic applications vorgese the attachment to a wall and / or tripod ( 7b ) is advantageous when used in typical Scara robot applications and the attachment to the ceiling ( 7c ) is useful for use in pick & place applications. The movement device according to the invention can thus be used as a replacement for articulated arm, Scara and joint robot.

8 zeigt die Anbringung der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung (29) an einem Stativ und/oder Wand (27) mittels eines beliebig geformten Zwischenstückes (28). Durch die Änderung der Montagewinkel in zwei Freiheitsgraden (30) und des Montageabstandes (31) können die applikationsspezifisch notwendigen Bewegungen in Bezug auf die ausführbaren Bewegungen der Bewegungsvorrichtung voroptimiert werden. 8th shows the attachment of the movement device according to the invention ( 29 ) on a tripod and / or wall ( 27 ) by means of an arbitrarily shaped intermediate piece ( 28 ). By changing the mounting angles in two degrees of freedom ( 30 ) and the mounting distance ( 31 ), the application-specific necessary movements with respect to the executable movements of the movement device can be pre-optimized.

9 zeigt die Verwendung eines Adapters (32) zwischen zwei einzelnen Parallel-Kinematik-Elementen (33). Durch die feste Änderung der Bezugsebene des nachfolgenden Elementes in möglichen vier Freiheitsgraden, davon 2 translatorische (34 und/oder 35) und zwei rotatorischen (36 und/oder 37) kann der Bewegungsraum der Bewegungseinrichtung den applikationsspezifischen Arbeitsraum-Anforderungen angepaßt werden. 9 shows the use of an adapter ( 32 ) between two individual parallel kinematics elements ( 33 ). Due to the fixed change of the reference plane of the following element in four possible degrees of freedom, of which 2 translational ( 34 and or 35 ) and two rotary ( 36 and or 37 ), the movement space of the movement device can be adapted to the application-specific working space requirements.

10 zeigt die Verwendung von aktiven Rotationselementen (38 und/oder 39 und/oder 40) zwischen den Parallel-Kinematik-Elementen (41, 42) und/oder am Anfang und/oder Ende der Bewegungsvorrichtung. Oft sind reine rotatorische Bewegungen, insbesondere bei Schraub-Applikationen notwendig, so daß die Parallel-Kinematik-Elemente (41, 42) lediglich der Positionierung dienen und der eigentliche Montagevorgang durch das Rotationselement übernommen wird. Es ergeben sich durch den Einsatz derartiger Rotationselemente auch Vorteile in Bezug auf die Berechnung von rein kreisförmigen Bahnen des Werkzeuges. 11 zeigt ein Parallel-Kinematik-Element (50) für den Einsatz in mobilen Robotern. Es besteht aus dem Unterteil (43), welches als Aufnehmer für die unbeweglichen Führungselemente (44) der 3 Linearachsen dient. Die unbeweglichen Führungselemente (44) sind fest mit dem Unterteil (43) verbunden. In den Führungselementen (44) sind die aktiven linearen Schubelemente (45) angeordnet, welche über einen der beschriebenen Kopplungsmechanismen (46) mit den im Oberteil (47) beweglich angeordneten Bewegungselementen (48) verbunden sind. Die Struktur ist damit identisch zu den in 1 dargestellten Parallel-Kinematik-Element (1 oder 6) und besitzt einen der in 3, 4, 5 und/oder 6 dargestellten Kopplungsmechanismen. 10 shows the use of active rotation elements ( 38 and or 39 and or 40 ) between the parallel kinematics elements ( 41 . 42 ) and / or at the beginning and / or end of the movement device. Often, purely rotational movements, in particular in screw applications necessary, so that the parallel kinematics elements ( 41 . 42 ) only serve the positioning and the actual assembly process is taken over by the rotation element. There are also advantages in terms of the calculation of purely circular paths of the tool through the use of such rotation elements. 11 shows a parallel kinematics element ( 50 ) for use in mobile robots. It consists of the lower part ( 43 ), which as a receiver for the immovable guide elements ( 44 ) serves the 3 linear axes. The immovable guiding elements ( 44 ) are fixed to the lower part ( 43 ) connected. In the guiding elements ( 44 ) are the active linear pushers ( 45 ), which via one of the described coupling mechanisms ( 46 ) with the in the upper part ( 47 ) movably arranged movement elements ( 48 ) are connected. The structure is thus identical to those in 1 illustrated parallel kinematics element ( 1 or 6 ) and has one of the in 3 . 4 . 5 and or 6 illustrated coupling mechanisms.

Die unbeweglichen Führungselemente (44) und die beweglichen Teile des Gelenkes (45, 46, 47, 48) sind so angeordnet, daß der Freiraum zwischen den Führungselementen (44) als Bewegungsraum für den beweglichen Teil des vorhergehenden Gelenkes dienen kann. Dadurch lassen sich die einzelnen Parallel-Kinematik-Elemente (50) hintereinander mit minimaler Gesamtbaulänge anordnen (12). An den Aussenseiten der Führungselemente (44) und/oder dem Unterteil (43) können verschiedenartigste Anbau-Elemente (49) angebracht werden. Diese Anbau-Elemente (49) können als Sensoren und/oder Aktoren (beispielsweise Saugfüsse, Räder) ausgeprägt sein und/oder als Energie- und/oder als Informations- und/oder als Material- und/oder als Betriebsstoff-Schnittstellen genutzt werden.The immovable guiding elements ( 44 ) and the moving parts of the joint ( 45 . 46 . 47 . 48 ) are arranged so that the space between the guide elements ( 44 ) can serve as a movement space for the moving part of the preceding joint. This allows the individual parallel kinematics elements ( 50 ) in a row with minimal overall length ( 12 ). On the outside of the guide elements ( 44 ) and / or the lower part ( 43 ), a wide variety of add-on elements ( 49 ). These add-on elements ( 49 ) may be pronounced as sensors and / or actuators (for example suction feet, wheels) and / or used as energy and / or as information and / or as material and / or as fuel interfaces.

13 zeigt einen mobilen Roboter bestehend aus 12 dieser Gelenkelemente (50). Dieses System ist durch seine schlangenartigen Bewegungsmöglichkeiten (36 Freiheitsgrade) sehr gut für den Einsatz engbegrenzten Räumen und zur Überwindung von Hindernissen wie Treppen und Barrieren geeignet. Die Anbau-Elemente (49) können hierbei als Räder und/oder Saugfüße ausgebildet werden. 13 shows a mobile robot consisting of 12 of these joint elements ( 50 ). This system is characterized by its serpentine movement possibilities ( 36 Degrees of freedom) are very well suited for use in narrow spaces and for overcoming obstacles such as stairs and barriers. The cultivation elements ( 49 ) can be formed here as wheels and / or suction feet.

14 zeigt die Anwendung der Bewegungsvorrichtung als Beine und/oder Greifwerkzeug-Positioniereinrichtung für einen mobilen Laufroboter. Die seriell angeordneten Parallel-Kinematik-Elemente (51) sind an einem Ende mit dem Rumpf (52) des Laufroboters fest verbunden und an ihrem beweglichen Ende verfügen sie über eine Verbindung zu entsprechend ausgeprägten Füßen (53). Durch die hohe Anzahl der Freiheitsgrade pro Gelenk bei gleichzeitig minimalem Bauraum lassen sich schon mit zwei Parallel-Kinematik-Elementen komplette Beine aufbauen. Mit den strukturell identischen Elementen (54) kann eine Positioniereinrichtung für Greifwerkzeuge (55) und/oder Sensorik (56) aufgebaut werden. 14 shows the application of the movement device as legs and / or gripper positioning device for a mobile walking robot. The serially arranged parallel kinematics elements ( 51 ) are at one end to the fuselage ( 52 ) of the walking robot and at their movable end, they have a connection to correspondingly pronounced feet ( 53 ). Due to the high number of degrees of freedom per joint and at the same time minimal installation space, complete legs can already be built with two parallel kinematics elements. With the structurally identical elements ( 54 ) can be a positioning device for gripping tools ( 55 ) and / or sensors ( 56 ) being constructed.

15 zeigt eine mögliche Antriebs- und Steuerungseinrichtung für die beschriebene Bewegungseinrichtung insbesondere bei der Verwendung in mobilen Systemen. Eine Antriebseinheit besteht aus einer beweglichen Schubstange (65), welche mit einem Anker (62) festverbunden ist und zwei elektrischen Spulen (60 und 63) mit mechanischen Federn (61 und 64). Die elektrischen Spulen (60 und 63) stellen zusammen mit den Federn das unbewegliche Führungselement einer Linearachse der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung dar. Die Schubstange (65) mit Anker (62) bildet ein lineares Schubelement der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung. Der Anker (62) wird durch die beiden Federn (61 und 64) bei Nichtbestromung der Spulenwicklungen (60 und 63) in einer mittleren Position gehalten. Wird jetzt eine der Spulenwicklungen (60 oder 63) bestromt, wird der Anker (62) je nach Stromstärke um eine bestimmten Strecke in Richtung der bestromten Wicklung bewegt. Dadurch ändert auch die Schubstange (65) ihre Position und führt damit zu einer translatorischen und/oder rotatorischen Änderung des Oberteils eines Parallel-Kinematik-Elementes der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung. Die Antriebselektronik (59) wird von einer Steuerungselektronik (58) für jeweils ein Gelenkelement mit den entsprechenden Informationen versorgt. Diese erhält ihrerseits von einem Zentralsystem (57) die entsprechenden Soll-Bewegungsinformationen und gibt die Ist-Bewegungsinformationen an dieses zurück. Versorgt werden können die Gelenke von einer zentralen Energiequelle (66) und/oder dezentral. Der Informationsaustausch und die Energieverteilung zwischen den einzelnen Gelenken kann vorzugsweise über ein Bussystem (67) stattfinden. 15 shows a possible drive and control device for the described movement device, especially when used in mobile systems. A drive unit consists of a movable push rod ( 65 ), which with an anchor ( 62 ) and two electric coils ( 60 and 63 ) with mechanical springs ( 61 and 64 ). The electric coils ( 60 and 63 ) together with the springs constitute the immovable guide element of a linear axis of the movement device according to the invention. 65 ) with anchor ( 62 ) forms a linear thrust element of the movement device according to the invention. The anchor ( 62 ) by the two springs ( 61 and 64 ) when the coil windings are not energized ( 60 and 63 ) held in a middle position. Now one of the coil windings ( 60 or 63 ) is energized, the armature ( 62 ) depending on the current through a certain distance in the direction of the energized winding moves. This also changes the thrust pole ( 65 ) Their position and thus leads to a translational and / or rotational change of the upper part of a parallel kinematics element of the movement device according to the invention. The drive electronics ( 59 ) is controlled by a control electronics ( 58 ) supplied for each a joint element with the corresponding information. This in turn receives from a central system ( 57 ) the corresponding target motion information and returns the actual motion information to it. The joints can be supplied by a central energy source ( 66 ) and / or decentralized. The information exchange and the energy distribution between the individual joints can preferably be achieved via a bus system ( 67 ) occur.

Für den Einsatz in Reinraum- und/oder aggressiven Umgebungen ist die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung abzudichten. Dabei können zwei Varianten unterschieden werden, die Gesamtabdichtung und die Teile-bezogene Abdichtung. Beide Varianten können auch kombiniert werden.For use in cleanroom and / or aggressive environments is the movement device according to the invention seal. There can be two Variants are different, the total seal and the parts-related Seal. Both variants can can also be combined.

16 zeigt die Ausführung der Gesamtabdichtung eines Gelenkes. Dies ist vorteilhaft bei relativ kurzen Gelenken und/oder Gelenken bei denen vorwiegend eine Veränderung in den rotatorischen Freiheitsgraden stattfindet. Dazu ist an den jeweiligen Unterteilen (67 und 68) von jeweils zwei benachbarten Parallel-Kinematik-Elementen (69 und 70) ein Abdichtungsbalg (71) fest in den Punkten (72) angebracht, so daß in der Innenraum (72) eines Gelenkes vollständig abgedichtet ist. 16 shows the execution of the overall sealing of a joint. This is advantageous in the case of relatively short joints and / or joints in which there is predominantly a change in the rotational degrees of freedom. For this purpose, at the respective lower parts ( 67 and 68 ) of two adjacent parallel kinematics elements ( 69 and 70 ) a sealing bellows ( 71 ) firmly in the points ( 72 ), so that in the interior ( 72 ) of a joint is completely sealed.

17 zeigt die Ausführung der Abdichtung in getrennter Form für die linearen Schubelemente (73) und den beweglichen Teil aus Gelenk-Oberteil (74) mit Kopplungsmechanismus (75), den im Oberteil (74) befindlichen Bewegungselementen (76) und nachfolgendem Gelenk-Unterteil (77). Die Abdichtung mittels Abdichtungsbalg (78) erfolgt für jedes lineare Schubelement (73) getrennt, dabei ist der untere Abdichtungspunkt (79) auf dem festen Führungselement (80) liegend und der obere Abdichtungspunkt (81) auf dem beweglichen linearen Schubelement (73) so gelegen, daß bei minimaler Ausfahrlänge des linearen Schubelementes (73) der Abdichtungsbalg (78) vollständig zusammengefaltet ist. Der äußere Abdichtungsbalg (83) ist zum einen in dem oberen Abdichtungspunkt (81) an dem linearen Schubelement (73) angebracht und zum anderen an dem nachfolgenden Unterteil (77) in Punkt (84) angebracht. Der innere Abdichtungsbalg (82) ist an den 3 linearen Schubelementen (73) angebracht und hat eine dichte Verbindung zu dem äußeren Abdichtungsbalg (83), so daß das Oberteil (74) und der Kopplungsmechanismus (75) vollständig abgedichet sind. Diese Abdichtungsform ist vorzugsweise bei Bewegungen mit Schwerpunkt auf translatorischen Verschiebungen der Gelenke anzuwenden. 18 zeigt die Anordnung von Leitungen und Schnittstellen für Energie, Informationen und/oder Stoffen zwischen den Gelenken. Auf dem Unterteil (85) befindet sich eine Ankoppelschnittstelle (86) für Energie-, Informations- und/oder Stoffe-führende Leitungen (87). Bei der Notwendigkeit größere Hübe in z-Richtung auszuführen, können die Leitungen (87) vorzugsweise als Spiralleitungen ausgebildet werden. An dem beweglichen Oberteil (88) des Gelenkes befindet sich ebenfalls eine Ankoppelschnittstelle (89) für die Energie-, Informations- und/oder Stoffe-führenden Leitungen (87). Die Energie, die Informationen und/oder durchgeleiteten Stoffe werden über ein Transportsystem (90) zu der Ankoppelschnittstelle (91) für das nächste Gelenk und/oder Werkzeugen (92) und bei Bedarf zu im Oberteil (88) befindlichen Verarbeitungseinrichtigen (93) geführt. In dem nachfolgenden Unterteil (94) werden die Energie, die Informationen und/oder durchgeleiteten Stoffe über ein weiteres Transportsystem (95) zu der Unterteil-Ankoppelschnittstelle (86) und/oder zu den im Unterteil befindlichen Verarbeitungseinrichtungen (96) und/oder den Antriebselementen (97) für die linearen Schubelemente gebracht. Zur Bestimmung der Position und Verdrehung eines Gelenk-Oberteiles müssen über ein Messsystem die jeweiligen Längen L1, L2, L3 (2) bestimmt werden. Interessiert nur die Verkippung des Gelenkoberteils ist die Bestimmung der Position der linearen Bewegungselemente, welche im Oberteil geführt werden, ausreichend. 17 shows the execution of the seal in separate form for the linear pushers ( 73 ) and the movable part of joint upper part ( 74 ) with coupling mechanism ( 75 ), in the upper part ( 74 ) moving elements ( 76 ) and subsequent joint lower part ( 77 ). The sealing by means of sealing bellows ( 78 ) is carried out for each linear pusher element ( 73 ), where the lower sealing point ( 79 ) on the fixed guide element ( 80 ) and the upper sealing point ( 81 ) on the movable linear thrust element ( 73 ) is located so that with minimal extension length of the linear thrust element ( 73 ) the sealing bellows ( 78 ) is completely folded. The outer sealing bellows ( 83 ) is on the one hand in the upper sealing point ( 81 ) on the linear thrust element ( 73 ) and on the other at the following lower part ( 77 ) in point ( 84 ) appropriate. The inner sealing bellows ( 82 ) is at the 3 linear thrust elements ( 73 ) and has a tight connection to the outer sealing bellows ( 83 ), so that the upper part ( 74 ) and the coupling mechanism ( 75 ) are completely sealed off. This form of sealing is preferably to be applied to movements with a focus on translational displacements of the joints. 18 shows the arrangement of wires and interfaces for energy, information and / or fabrics between the joints. On the lower part ( 85 ) there is a coupling interface ( 86 ) for energy, information and / or substance-carrying lines ( 87 ). In the case of the need to carry out larger strokes in the z-direction, the lines ( 87 ) are preferably formed as spiral conduits. At the movable upper part ( 88 ) of the joint is also a coupling interface ( 89 ) for the energy, information and / or substance-carrying lines ( 87 ). The energy, the information and / or the transmitted substances are transmitted via a transport system ( 90 ) to the docking interface ( 91 ) for the next joint and / or tools ( 92 ) and, if necessary, in the upper part ( 88 processing facilities ( 93 ) guided. In the following subsection ( 94 ), the energy, the information and / or the transferred substances are transported via another transport system ( 95 ) to the base coupling interface ( 86 ) and / or to the bottom of the processing facilities ( 96 ) and / or the drive elements ( 97 ) for the linear pushers. To determine the position and rotation of a joint upper part, the respective lengths L1, L2, L3 (FIG. 2 ). Interested only the tilt of the joint upper part, the determination of the position of the linear movement elements, which are performed in the upper part, sufficient.

19 zeigt eine Anordnung des Messsystems für die Bestimmung der Position der linearen Bewegungselemente (98), welche im Oberteil (99) geführt werden. Das jeweilige Positionsmesssystem (100) für jedes lineare Bewegungselement (98) ermittelt die Position desselben und gibt diese Information über ein Übertragungssystem (101) an eine sich im Oberteil (99) befindliche Auswerteeinheit (102) und/oder eine sich im nachfolgenden Unterteil (103) befindliche Auswerteeinheit (104). Letztere Variante hat den Vorteil, daß die Auswerteeinheit für das vorgeordnete und die Antriebseinheit für das nachgeordnete Gelenk eine Einheit bilden. 19 shows an arrangement of the measuring system for determining the position of the linear movement elements ( 98 ), which in the upper part ( 99 ). The respective position measuring system ( 100 ) for each linear motion element ( 98 ) determines the position of the same and transmits this information via a transmission system ( 101 ) to a in the upper part ( 99 ) located evaluation unit ( 102 ) and / or in the following lower part ( 103 ) located evaluation unit ( 104 ). The latter variant has the advantage that the evaluation unit for the upstream and the drive unit for the downstream joint form a unit.

Da die Rotation des Gelenk-Oberteils immer mit einer Positions- und Raumwinkel-Änderung der Bewegungselemente, welche im Oberteil des Gelenks geführt werden, verbunden ist, kann durch Fixierung dieser Bewegungselemente durch Haltebremsen eine Blockierung der beiden rotatorischen Freiheitsgrade des Gelenkes erfolgen.There the rotation of the joint upper part always with a change in position and solid angle the movement elements which are guided in the upper part of the joint, can be connected by fixing these movement elements by Holding brakes blocking the two rotational degrees of freedom of the joint.

20 zeigt eine Anordnung von einer Haltebremse zur Blockierung der beiden rotatorischen Freiheitsgrade. Die Haltebremse (105) für jedes Bewegungselement (106) ist im Oberteil (107) des Gelenkes angebracht und hindert dieses bei Betätigung an einer Bewegung. Die Ansteuerung der Bremsen kann durch die Antriebseinrichtung des Gelenkes selbst und/oder des nachfolgenden Gelenkes und/oder durch eine zentrale Steuerungseinrichtung erfolgen. 20 shows an arrangement of a holding brake to block the two rotational degrees of freedom. The holding brake ( 105 ) for each movement element ( 106 ) is in the upper part ( 107 ) of the joint and prevents this when operated on a movement. The control of the brakes can by the drive means of the joint itself and / or the subsequent joint and / or by a central control device.

Claims

Bewegungsvorrichtung mit seriell-paralleler Struktur und dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kinematik-Elemente mit Parallelstruktur seriell nacheinander angeordnet sind, wobei jedes Kinematik-Element mit Parallelstruktur aus drei linearen Bewegungselementen, deren Bewegungsvektoren sich dauerhaft in unveränderlichen Raumwinkeln zu dem Unterteil des Kinematik-Elementes mit Parallelstruktur befinden, und einem jeweils jedem linearen Bewegungselement zugeordneten und drei rotatorische und einen translatorischen Freiheitsgrad besitzenden Gelenkmechanismus zur Verbindung zwischen linearem Bewegungselement und zu bewegendem Oberteil des Kinematik-Elementes mit Parallelstruktur und diesem beweglichen Oberteil besteht, so daß eine Positionsänderung der linearen Bewegungselemente eine Bewegung des Oberteils des Kinematik-Elementes mit Parallelstruktur in drei Freiheitsgraden und damit verbunden eine Bewegung der gesamten Bewegungsvorrichtung in, der Gesamtzahl der bewegbaren linearen Bewegungselemente entsprechenden, Freiheitsgraden ermöglicht. Die Veränderung in Bezug auf den translatorischen Freiheitsgrad des Gelenksmechanismus muß derart erfolgen, daß sich die Richtungsvektoren, entlang welcher die Veränderung in Bezug auf den translatorischen Freiheitsgrad des Gelenkmechanismus ausführt wird, sich in einem ausgezeichneten Punkt und/oder ausgezeichneten Normalenvektor der Dreiecksebene, welche durch die Endpunkte des beweglichen Teils der drei linearen Bewegungselemente gebildet wird, unter einem für das jeweilige Kinematik-Element mit Parallelstruktur immer konstanten Winkeln treffen.Moving device with serial-parallel structure and characterized in that at least two kinematics elements with parallel structure are arranged serially one after the other, each kinematics element with parallel structure of three linear motion elements whose motion vectors are permanently in invariable solid angles to the lower part of the kinematics element with Parallel structure, and each associated with each linear motion element and three rotational and a translational degree of freedom owning hinge mechanism for connection between the linear motion element and moving upper part of the kinematics element with parallel structure and this movable upper part, so that a change in position of the linear movement elements movement of the Upper part of the kinematics element with parallel structure in three degrees of freedom and associated movement of the entire movement device in, the total number of movable linea ren movement elements corresponding degrees of freedom allows. The change in the translational degree of freedom of the hinge mechanism must be such that the directional vectors along which the change in translatory degree of freedom of the hinge mechanism is made translate into an excellent point and / or normal vector of the triangular plane defined by the End points of the movable part of the three linear movement elements is formed under a for the respective kinematics element with parallel structure always constant angles meet.

Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil eines Kinematik-Elementes mit Parallelstruktur und das Unterteil des nachgeordneten Kinematik-Elementes mit Parallelstruktur eine mechanische Einheit bilden.Movement device according to claim 1, characterized that this Top part of a kinematics element with parallel structure and the Lower part of the downstream kinematics element with parallel structure form a mechanical unit.

Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die in das bewegbare Oberteil eines Kinematikelementes mit Parallelstruktur eingeführten Schub- und/oder Rotationselelemente übereinander angeordnet sind.Movement device according to claim 1, characterized that the in the movable upper part of a kinematic element with parallel structure introduced Push and / or Rotationselelemente are arranged one above the other.

Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß diese an einem Stativ und/oder Maschinengestell und/oder Wand in einem beliebigen Winkel und fest mit diesen verbunden angebracht ist.Movement device according to claim 1, characterized that these on a tripod and / or machine frame and / or wall in any Angle and firmly attached to these is attached.

Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß diese mittels eines in den Anschlagwinkeln und Länge verstellbaren Montageadapters an einem Stativ und/oder Maschinengestell und/oder Wand angebracht ist.Movement device according to claim 1, characterized that these by means of an adjustable mounting bracket in the angle and length mounting adapter attached to a tripod and / or machine frame and / or wall is.

Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Befestigungspunkt der Bewegungseinrichtung und dem ersten Unterteil und/oder einem und/oder mehreren Unter-Oberteil-Schnittstellen und/oder dem letzten Oberteil beliebig geformte Zwischenadapter und/oder angetriebene Rotations- und/oder Linearbewegungselemente und/oder Kombinationen aus diesen befinden.Moving device according to claim 1, characterized that between the attachment point of the movement device and the first lower part and / or one and / or more sub-shell interfaces and / or the last upper part arbitrarily shaped intermediate adapter and / or driven Rotation and / or Linear motion elements and / or combinations of these are located.

Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung der Dichtheit des Gerätes eine Schutzhülle derart um das Gelenk angebracht ist, daß der Ein- und Austritt von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen verhindert wird. Die Abdichtung erfolgt von Unterteil zu Unterteil und/oder durch eine getrennte Abdichtung der Schubelemente verbunden mit der Abdichtung zwischen Schubelelement und nachfolgendem Unterteil.Movement device according to claim 1, characterized that to Achieving the tightness of the device a protective cover is mounted around the hinge so that the entry and exit of solids, liquids and gases is prevented. The seal is made from lower part to lower part and / or by a separate sealing of the pushers connected to the seal between the sliding element and the following Base.

Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Versorgung mit Energie und/oder Informationen und/oder Betriebsstoffen und/oder Materialen die einzelnen Kinematik-Elemente mit Parallelstruktur der Bewegungsvorrichtung durch Leitungen und/oder Kabel und/oder Schlauchsysteme miteinander verbunden sind.Movement device according to claim 1, characterized that to Supply of energy and / or information and / or supplies and / or Material the individual kinematics elements with parallel structure of the movement device through Lines and / or cables and / or hose systems connected to each other are.

Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die für die Steuerung, Regelung, Antrieb, Sensorik, Aktorik und Energieversorgung notwendigen Baugruppen Bestandteil der Bewegungsvorrichtung sind und sich zentral und/oder dezentral in den einzelnen Kinematik-Elementen mit Parallelstruktur und/oder Zwischenelementen befinden.Movement device according to claim 1, characterized that the for the Control, regulation, drive, sensors, actuators and power supply necessary assemblies are part of the movement device and centrally and / or decentrally in the individual kinematics elements with parallel structure and / or intermediate elements.

Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an den Unterteilen und/oder Führungselementen der linearen Bewegunsgelemente seitliche Aufnahmemöglichkeiten für Sensoren und/oder Aktoren und/oder Energie- und/oder Informations- und/oder Material- und oder Betriebsstoff-Schnittstellen angebracht sind.Moving device according to claim 1, characterized that on the lower parts and / or guide elements The linear Bewegunsgelemente lateral recording options for sensors and / or actuators and / or energy and / or information and / or material and / or fuel interfaces are attached.

Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in einem und/oder mehreren beweglichen Oberteilen der jeweiligen Kinematik-Elemente Meßsysteme zur Erfassung der Position und Orientierung des jeweiligen Kinematik-Elementes mit Parallelstruktur befinden.Moving device according to claim 1, characterized that in one and / or more movable tops of the respective kinematics elements Measuring Systems for detecting the position and orientation of the respective kinematics element with parallel structure.

Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sich in einem und/oder mehreren beweglichen Oberteilen der Bewegungsvorrichtung Haltebremsen zur Blockierung der Bewegung des jeweiligen Kinematik-Elementes mit Parallelstruktur befinden.Moving device according to claim 1, characterized in that in one and / or more movable upper parts of the movement Device holding brakes to block the movement of the respective kinematics element with parallel structure.