DE1025647B - Geraet zur Fernbedienung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Fernbedienung, das insbesondere für die Handhabung radioaktiver Körper geeignet ist.

Geräte zur Fernbedienung, wie sie beispielsweise für die Handhabung radioaktiver Substanzen benutzt werden, geben in irgendeiner Weise die Bewegungen, die aus der Ferne durch Hand oder Finger des Bedienungsmannes geleitet werden, mehr oder weniger vollkommen an ein System von Werkzeugen, wie Greifzangen, weiter.

Es ist eine Vielzahl von verschiedenartigen Geräten dieser Art bekannt, bei denen in verschiedener Weise die einzelnen Bewegungen der Hand über weite Entfernungen mit mehr oder weniger großer Sicherheit weitergegeben werden. Mit einigen dieser Apparate ' können die Handhabungen sogar durch einen Schlitz oder eine Schutzmauer ausgeführt werden.

Dennoch sind die bekannten Vorrichtungen dieser Art kompliziert und kostspielig und arbeiten mit einer Vielzahl von Rollen, Kabeln und Verzahnungen, die ihre Herstellung und Unterhaltung erschweren. Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und ein Gerät zur Fernbedienung zu schaffen, das einfacher und preiswerter ist als die bisher bekannten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein Gerät zur Fernbedienung aus zwei Rahmen, von denen einer unmittelbar vom Bedienungsmann zu handhaben ist, während der andere imstande ist, diese Handhabung beispielsweise mittels eines an ihm befestigten Greifers auszuführen, sowie ferner aus drei voneinander unabhängigen, im wesentlichen identischen Gestängen, von denen jedes einen Punkt eines der erwähnten Rahmen mit einem entsprechenden Punkt des anderen Rahmens derart verbindet, daß jede Ortsveränderung, die einer der Punkte des einen Rahmens erfährt, eine identische Ortsveränderung des entsprechenden Punktes des anderen Rahmens zur Folge hat, dergestalt, daß zwei Vektorenpaare,. von denen jedes Paar die Lage je eines Rahmens bestimmt, diese Eigenschaft für alle Stellungen des Rahmens behalten.

Die drei voneinander unabhängigen Gestänge, die dazu dienen, die Ortsveränderungen der drei Punkte des einen Rahmens auf drei entsprechende Punkte des anderen Rahmens zu übertragen, bestehen aus einer Aneinanderfügung von Stangen, Rohren od. ä. Auf diese Weise wird die Vielzahl von Verzahnungen, Rollen und Kabeln, wie sie bei den bekannten Vorrichtungen verwendet werden, ersetzt durch ein sehr einfach ausgebildetes Gestänge.

Darüber hinaus haben die drei Gestänge, die die beiden Rahmen verbinden, eine solche Form, daß sie über oder quer durch eine Schutzmauer geführt wer-Gerät zur Fernbedienung

Anmelder:

Commissariat a l'Energie Atomique, Paris

Vertreter: Dr. pbil. W. P. Radt, Patentanwalt,
ίο Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 8. November 1955

Stanley Dean, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

den können. In diesem Fall ist der Raumbedarf der Gestänge auf dem Stück, mit dem sie die Schutzmauer durchstoßen, so gering, daß der Durchgang durch einen Spalt mit kleinen Dimensionen erfolgen kann und so auf diesem Stück ein wirksamer Abschluß zu erreichen ist.

Schließlich gibt das neue Gerät auch die äußeren Verhältnisse, wie Druck, Gewicht, getreu wieder.

Die Fernbedienung der Werkzeuge (Zangen oder andere) kann mittels eines Kabels oder irgendeines anderen geeigneten Systems, z. B. mechanisch, elektrisch, hydraulisch, pneumatisch usw., erfolgen.
Die Fig. 1 bis 10 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. 1 zeigt das Schema der Arbeitsweise des neuen Gerätes. Von einem ersten Ausführungsbeispiel gibt Fig. 2 eine Seitenansicht,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie X-X der Fig. 2,

Fig. 4 einen Grundriß der Hälfte der Fig. 2, die links des Schnittes X-X liegt,

Fig. 5 einen Aufriß eines Rahmens und
Fig. 6 einen Grundriß eines Rahmens wieder;

Fig. 7 und 8 zeigen im Schnitt ein Detail der Gestänge des Gerätes in einem größeren Ausschnitt;

Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel und

Fig. 10 in einer perspektivischen Ansicht des gesamten Gerätes eines der Gestänge, die in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 bis 8 Verwendung finden.

Das in Fig. 1 dargestellte Beispiel enthält zwei ähnliche Rahmen,A und B. An dem Rahmen A ist ein

709 908/379

Handgriff C und an dem Rahmen B ein Greifer D oder irgendein anderes Werkzeug befestigt. Drei Punkte F₁, F₀ und

F₃ des Rahmens A sind mit

drei

entsprechenden Punkten F₁, F₂ und F₃ des Rahmens B durch drei im wesentlichen identische Gestänge G₁, G₂ 5 ζ und G_s verbunden, mittels deren jede räumliche Verschiebung des Armes F₁ genau durch den Arm F₁ wieder ausgeführt wird; jede Verschiebung von E₂ wird durch F₂ und jede Verschiebung von E₃ wird durch F₃ wieder ausgeführt. Als Gelenke kommen Kugelgelenke, Kardangelenke oder andere in Frage. Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Die Anordnung des Griffes C bestimmt die räumliche Lage der Punkte F₁, F₀ und F₃; so stellen sich mittels zwischen den Achsen 14« und 15a (Fig. 4) muß gleich sein der Entfernung der Achsen 18 a und 19 a (Fig. 3); andererseits muß die Entfernung zwischen den Achsen 14 a und 18a (Fig. 2, 10) der Entfernung zwischen den Achsen 15 α und 19 σ (Fig. 10) entsprechen.

Jede Verschiebung der Mitte des Kardangelenkes 4 c (Fig. 2, 5, 6 und 10) hat genau die gleiche Verschiebung der Mitte des Kardangelenkes Sa zur Folge.

Die Gestänge 3 b und¹ 3 c werden in gleicher Weise gehalten wie die Gestänge 3 a. In den Fig. 2 bis 6 wurden die den Mechanismen 3 b und 3 c entsprechenden Stücke (soweit sie sichtbar sind) dargestellt: diese Stücke tragen dieselben Bezugszeichen wie die

der Gestänge G₁, G₂ und G₃ die Punkte F₁, F₂ und F₃ 15 entsprechenden des Gestänges 3 o, jedoch mit den in die entsprechenden Stellungen ein. Die Anordnung ~ - - -

des Rahmens B ist ähnlich der des Rahmens A, und die Verschiebung des Greifers!) folgt der des Griffes C. Das Zusammenziehen der Backen des Grei-Buchstaben b und
den Gestängen 3 b

c entsprechend ihrer Beziehung zu und 3 c. Jede Verschiebung des

Kardangelenkes 4t b hat eine identische des Kardangelenkes 5 b und jede Verschiebung des Kardangelen-

fers geschieht mittels eines Kabels oder irgendeines 20 kes4c eine entsprechende Verschiebung des Kardananderen mechanischen, elektrischen, hydraulischen gelenkes 5 c zur Folge.

oder pneumatischen Systems/welches diese mit einem Ein Griff 24 (Fig. 2, 3, 5, 6 und 10) ist starr be-

Steuerungsorgan verbindet, das an dem Handgriff festigt an dem Rahmen 1; dieser Griff ist ausgerüstet

befestigt ist. mit einem Hebel 25 (Fig. 5 und 6), der um eine Achse

25

Das erste Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 2 bis 8 und 10 dargestellt ist, umfaßt zwei identische Rahmen 1 und 2 (Fig. 2, 3, 10), die die Form eines U haben. Die beiden Flansche und die Mitte des Steges des Rahmens 1 sind mit entsprechenden Punkten des Rahmens 2 durch drei rohrförmige Gestänge 3 α, 3 b und¹ 3 c verbunden. Jedes dieser Gestänge 3 a, 3/) und 3 c besteht aus einer nicht deformierbaren Vorrichtung, z. B. aus zwei senkrechten Rohren, die am

45

oberen Ende starr mit einem waagerechten Rohr verbunden sind; der Rohrform kommt der A^orteil einer besonders hohen Widerstandsfähigkeit gegen Verdrehung zu. Als Gelenke zwischen den Gestängen 3 α, 3 b und 3 c und den Rahmen 1 und 2 dienen beiderseits sechs Kardangelenke 4 α, 4& und 4 c und 5a, 5 b und 5 c (Fig. 2, 3, 5 und 10), wobei die Kar dangelenkeAa und 5 a in der Fig. 3 durch die Kardangelenke 4 c und 5 c verdeckt sind. Eine der Gabeln jedes Kardangelenkes kann sich frei drehen um eine Achse, die entweder durch den Rahmen 1 oder durch den Rahmen 2 geht. Die andere Gabel kann sich frei drehen um eine Achse, die durch eines der senkrechten Rohre der Gestänge 3 α-, 31; oder 3 c geht. Die Gabeln des Kardangelenkes sind lang, um eine möglichst große räumliche Verschiebung der Rahmen 1 und 2 hinsichtlich der Gestänge 3 a, 3 b und 3 c zu gestatten (s. Fig. 5 und 6).

Das Gestänge 3α wird folgendermaßen gehalten: Ein waagerechtes Rohr 6 a (Fig. 2, 4, 7, 8 und 10) ist beweglich in zwei Lagern la und 8a gehalten (Fig. 2, 4 und 10).

Stützen 9 und 10 gehalten, die ihrerseits in der Schutzmauer 11 befestigt sind. Zwei Blöcke 12 α und ISa (Fig. 2, 4-, 7 und 8) sind an dem Rohr 6 a angebracht. Zwei Achsen 14 a und 15 a drehen sich in den Blöcken 12a und 13a, und zwei Hebel 16a und 17a (Fig 2, 3-, 4. 7, 8 und 10) sind¹ an diesen Achsen befestigt.

An einem Ende jedes Hebels 16 a und 17a befinden sich beiderseitig zwei Achsen 18 a und 19 a (Fig. 2, 3 und 10),-die den Achsen 14a und 15e parallel laufen. Zwei Winkel 20 a und 21a drehen sich um die Achsen 18 a und 19 a. Das Gestänge 3 a- hat zwei waagerechte Achsen 22α und 23 a, die starr mit den oberen Schenkeln der Winkel verbunden sind; diese Achsen drehen 26 drehbar ist. Ein Greifer 27 (Fig. 3) ist auf dem Rahmen 2 befestigt. Das Öffnen der Klauen des Greifers. 27 wird mittels eines biegsamen Seiles 44 (Fig. 5) bewirkt, welches in einer Hülse 45 geführt wird (Fig. 3, 5 und 6). Ein Ende des Kabels 44 ist an dem Bedienungshebel 25 befestigt, das andere Ende an einem Hebel der nicht dargestellten Klaue des Greifers 27.

Das System wird im Gleichgewicht gehalten mittels sechs Gegengewichten 46 a. 46 b und 46 c, 47 a, 47?» und 47 c, die beiderseitig an den Hebeln 16 a, 16 b, 16 c und 17 a, 17 b, VJc befestigt sind, wie in den Fig. 2, 4 und 10 dargestellt ist. Die Gegengewichte sorgen ständig dafür, daß sich die waagerechten Rohre der Gestänge 3 a, 3fr und 3 c in zueinander parallelen Stellungen befinden.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Gerätes gemäß der Erfindung sind die drei Gestänge, die die beiden Rahmen verbinden, so ausgebildet, daß ihre Bewegung mitten durch eine Schutzmauer möglich ist. Wie bei dem vorstehenden Beispiel sind die drei Gestänge voneinander getrennt und¹ im wesentlichen identisch. Nachstehend sei das eine derselben beschrieben. In Fig. 9 ist die Gesamtansicht dieses Gestänges dargestellt. Es arbeitet wie folgt:

Eine Stütze 48 ist in zwei Lagern 49 und 50 gelagert. Die Lager sind in einer öffnung der Schutzmauer 11 angebracht. An jedem äußeren Ende der Stütze 48 befinden sich zwei dreieckförmige Hebel

60 51 und 52; sie sind mit einem Gestänge 53 mitein-

Die Lager werden durch zwei 55 ander verbunden und bilden ein Parallelogramm. Ein

Arm 54 dreht sich um den Hebel 51 und zwei Gestänge 55 und 56 sind so miteinander verbunden, daß sie mit dem Hebel und dem Arm ein Parallelogramm bilden. In gleicher Weise dreht sich ein Arm 57 um den Hebel 52 und bildet mit zwei Gestängen 58 und

59 ebenfalls ein Parallelogramm. Ein Gestänge 60 verbindet die Gestänge 56 und 59 und bildet mit der Stütze 48 ein Parallelogramm. Ein Gegengewicht 61 ist an dem Hebel 55 angebracht. Die Gestänge 53 und und die Stütze 48 durchstoßen die Mauer 11, wie in Fig. 9 dargestellt. Drei Gestänge dieses Typs befinden sich nebeneinander. Die U-förmigen Rahmen sind an den inneren Enden der Arme 54 und 57 mit Kardangelenken befestigt, wie in der Vorrichtung

iich in den Winkeln 20a und 21a. Die Entfernung 70 oben beschrieben wurde. Der Griff befindet sich an

dem Rahmen, der seinerseits an dem Arm 54 befestigt ist, und der Greifer befindet sich an dem Rahmen, der an dem Arm 57 befestigt ist.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gerät zur Fernbedienung, bestehend aus zwei Rahmen, von denen einer unmittelbar vom Bedienungsmann zu handhaben ist, während der andere imstande ist, diese Handhabung, beispielsweise ,mittels eines an ihm befestigten Greifers, auszuführen, und bestehend aus drei voneinander unabhängigen, im wesentlichen identischen Gestängen, von denen jedes einen Punkt eines der erwähnten Rahmen mit einem entsprechenden Punkt des anderen Rahmens derart verbindet, daß jede Orts veränderung, die einer der Punkte des einen Rahmens erfährt, eine identische Ortsveränderung des entsprechenden Punktes des anderen Rahmens zur Folge hat, dergestalt, daß zwei Vektorenpaare, von denen jedes Paar die Lage je eines Rahmens bestimmt, diese Eigenschaft für alle Stellungen des Rahmens behalten.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gestänge aus einer derartigen Aneinanderfügung von Stangen besteht, daß diese an zwei einander entsprechenden Punkten der beiden Rahmen mittels nach Art von Kugelgelenken ausgebildeten Verbindungen angreifen.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge nicht deformierbar ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen wenigstens teilweise aus Rohren bestehen, die der Verdrehung einen hohen Widerstand entgegensetzen.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge aus zwei senkrechten Rohren besteht, die an ihren oberen Enden mit einem waagerechten Rohr verbunden sind.

6. Gerät nach Anspruch 1 zur Übertragung der Orts veränderung eines ersten Punktes auf einen zweiten entsprechenden Punkt, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gestänge für sich mittels daran vorgesehener Parallelogramme eine getreue Übertragung der Lageänderung von drei Punkten eines ersten starren Elementes, das von der Ortsveränderung des genannten ersten Punktes beeinflußt wird, auf drei entsprechende Punkte eines zweiten ähnlichen Elementes bewirkt, das so ausgebildet ist, daß seine Lageänderung entsprechende Ortsveränderungen des genannten zweiten Punktes zur Folge hat.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Lageänderungen des ersten Elementes auf das zweite Element mit Hilfe dreier paralleler Stangen bewirkt wird, deren Raumbedarf quer zu ihrer Längsrichtung gering ist und von denen die eine schwenkbar auf festen Zapfen gelagert ist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gestänge durch ein System von Gegengewichten abgestützt oder im Gleichgewicht gehalten ist.

9. Gerät nach Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Gegengewichten versehene Tragorgan an zwei Punkten das waagerechte Rohr derart abstützt, daß sich dieses ständig in zueinander parallelen Stellungen befindet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

© 709 908/379 2.58