DE1179349B - Remote handling device (manipulator) - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: B 66 cBoarding school Class: B 66 c

Deutsche Kl.: 35 b-6/25 German class: 35 b -6/25

Nummer: 1179 349Number: 1179 349

Aktenzeichen: C 22107 XI/35 bFile number: C 22107 XI / 35 b

Anmeldetag: 9. August 1960Filing date: August 9, 1960

Auslegetag: 8. Oktober 1964Opening day: October 8, 1964

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät, insbesondere ein fernbetätigbares Handhabungsgerät (Manipulator), mit dessen Hilfe man von einer »Steuerstelle« aus an einer entfernt gelegenen »Empfangsstelle« befindliche Gegenstände behandeln, d. h. erfassen, bewegen und wieder absetzen kann, insbesondere radioaktive Gegenstände. The present invention relates to a handling device, in particular a remotely operated handling device (Manipulator), with the help of which one can operate from a "control station" at a remote one Treat objects located in the "receiving office", d. H. capture, move and again can settle, especially radioactive objects.

Die bisher bekannten fernbetätigbaren Handhabungsgeräte haben an der Steuerstelle einen Steuerkopf und an der Empfangsstelle einen gesteuerten Kopf, der — über geeignete Gleichlaufverbindungsmittel zwischen den beiden Köpfen — genau die gleichen Bewegungen ausführt, die von einer Bedienungsperson mit dem Steuerkopf durchgeführt werden.The previously known remotely operated handling devices have a control head at the control point and at the receiving point a controlled head which - via suitable synchronous connection means between the two heads - performs exactly the same movements as an operator can be carried out with the control head.

Der fernzusteuernde Kopf trägt eine Zange oder ein anderes ähnliches Werkzeug, mit dem man ein zu behandelndes Objekt ergreifen, bewegen und wieder absetzen oder irgendeine andere Arbeit verrichten kann. Der Steuerkopf hat ein Betätigungsorgan, das einerseits eine Führung oder Bewegung des am gesteuerten Kopf sitzenden Werkzeuges erlaubt und anderseits ein Betätigen, z. B. ein Öffnen und Schließen dieses Werkzeuges, wobei sämtliche Bewegungen des Werkzeuges identisch zu denjenigen Bewegungen sind, die der Bedienungsmann mit dem Betätigungsorgan durchführt; sie sind auch gleichlaufend zu den Steuerbewegungen, da die beweglichen, einander entsprechenden Teile der beiden Köpfe durch Seile oder andere Übertragungsmittel gekuppelt sind.The remote-controlled head carries a pair of pliers or another similar tool with which one can enter Grasp, move and set down the object to be treated or do any other work can. The control head has an actuator that, on the one hand, provides guidance or movement of the tool sitting on the controlled head and on the other hand an actuation, z. B. an opening and closing this tool, all movements of the tool being identical to those Are movements that the operator makes with the actuator; they are also concurrent to the control movements, since the moving, corresponding parts of the two Heads are coupled by ropes or other transmission means.

Es ist insbesondere bereits ein Handhabungsgerät (Manipulator) bekannt, das mittels zweier mit Schwenk- und Drehgelenk versehener Köpfe — eines Steuerkopfes und eines gesteuerten Kopfes — betätigt wird, die je einen rohrförmigen Bauteil enthalten, der an einem um eine fest im Gehäuse des Kopfes vorgesehene Schwenkwelle schwenkbaren Träger drehbar gelagert und durch Gleichlauf-Übertragungsmittel mit dem entsprechenden Bauteil des anderen Kopfes zur Erzielung gleichlaufender Bewegungen der beiden rohrförmigen Bauteile gekuppelt ist, durch deren Bohrungen ein Seil axial hindurchführt, das ein Steuerorgan des Steuerkopfes mit einem zu steuernden Organ des gesteuerten Kopfes verbindet, in beiden Köpfen zunächst über eine im Gehäuse des Kopfes achsparallel zur Schwenkwelle des Trägers drehgelagerte Seilführungsrolle läuft und sodann über eine in dem schwenkbaren Träger gelagerte Seilrolle axial in den rohrförmigen Bauteil geführt wird.In particular, a handling device (manipulator) is already known, which by means of two Swivel and swivel jointed heads - a control head and a controlled head - operated each containing a tubular component attached to a fixed in the housing of the head provided pivot shaft pivotable carrier and rotatably mounted by synchronous transmission means with the corresponding component of the other head to achieve synchronous movements of the two tubular components is coupled, through whose bores a rope passes axially, that connects a control element of the control head with a control element of the controlled head, in both heads, initially via one in the housing of the head, axially parallel to the pivot shaft of the carrier rotatably mounted rope guide roller runs and then over one mounted in the pivotable carrier Rope pulley is guided axially into the tubular component.

Fernbetätigbares Handhabungsgerät
(Manipulator)Remote handling device
(Manipulator)

Anmelder:Applicant:

Commissariat ä l'Energie Atomique, ParisCommissariat a l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,Dipl.-Ing. R. Beetz, patent attorney,

München 22, Steinsdorfstr. 10Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Pierre Pesenti, Montrouge, Seine (Frankreich)Pierre Pesenti, Montrouge, Seine (France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 31. August 1959 (803 960)France of August 31, 1959 (803 960)

Die Achse jedes der zusammen mit ihren Trägern schwenkbaren rohrförmigen Bauteile bildet mit einer festen, durch die Schwenkwelle des schwenkbaren Trägers gehenden Richtung einen Winkel, der sich mit der Schwenkung des Trägers verändert. Damit sich dabei die Spannung im Seil nicht in Abhängigkeit von diesem Schwenkwinkel ändert, müßte die Bedingung erfüllt sein, daß das Seil in jedem der beiden Köpfe durch den festen Schnittpunkt der Schwenkachse des Trägers und der obenerwähnten festen Richtung hindurchgeht; dieser Schnittpunkt liegt in der Schwenkachse des schwenkbaren Trägers mit der festen Richtung.The axis of each of the tubular components pivotable together with their supports forms with a fixed direction going through the pivot shaft of the pivotable support an angle that is changed with the pivoting of the carrier. So that the tension in the rope is not dependent of this pivot angle changes, the condition would have to be met that the rope in each of the two heads through the fixed intersection of the pivot axis of the carrier and the above mentioned fixed direction going through; this point of intersection lies in the pivot axis of the pivotable carrier with the fixed direction.

Bei bekannten Handhabungsgeräten mit Schwenk- und Drehgelenk hat man versucht, die obengenannte Bedingung möglichst weitgehend zu erfüllen, d. h. die Richtungsänderung des Seiles in einem Punkt vorzunehmen, der in der Schwenkachse des Trägers liegt. Es ist jedoch nicht möglich, eine Seilumlenkung oder -abstützung zu erhalten, die eine Richtungsänderung des Seiles in einem Punkt, d. h. eine Knickung des Seiles in Form eines exakten Winkels ergibt. Um zumindest näherungsweise eine relativ scharfe Umlenkung zu erreichen, hat man bei diesen Handhabungsgeräten die folgende Anordnung benutzt: Der schwenkbare Träger schwenkt um zwei koaxiale Zapfen, die jedoch durch einen größeren axialen Abstand voneinander getrennt sind, so daß zwischen ihnen ein zentraler freier Raum verbleibt, in dem zwei mit je einer umlaufenden Seilrille versehene Seilrollen angeordnet sind, die tangential zurIn known handling devices with swivel and swivel joints, attempts have been made to do the above To fulfill the condition as far as possible, d. H. the change in direction of the rope at one point make, which lies in the pivot axis of the carrier. However, it is not possible to redirect the rope or support that changes the direction of the rope at one point, d. H. one Buckling of the rope in the form of an exact angle results. To at least approximately a relative To achieve a sharp deflection, the following arrangement has been used with these handling devices: The pivoting bracket pivots around two coaxial pins, but one larger one axial distance are separated from each other, so that a central free space remains between them, in which two pulleys, each provided with a circumferential rope groove, are arranged which are tangential to the

409 690/93409 690/93

3 43 4

gemeinsamen Achse der beiden Zapfen liegen, in Der genaue Ausgleich der Längenänderungen descommon axis of the two journals lie in the exact compensation of the changes in length of the

dem schwenkbaren Träger gelagert und dazu be- Seiles läßt sich insbesondere bei zwei unterschiedstimmt sind, das Seil so genau wie möglich in seiner liehen Anordnungen und Ausbildungen der Köpfe theoretisch günstigsten Lage zu halten. erreichen; bei der ersten ist der gesteuerte Kopfmounted on the pivotable carrier and attached to it are to make the rope as precise as possible in its borrowed arrangements and formations of the heads theoretically most favorable position to hold. reach; the first is the steered head

Diese Lösung hat mehrere Nachteile: einerseits 5 — bezogen auf eine senkrechte, parallel zu den wird die Länge und damit die Spannung in dem Seil Achsen der Seilscheiben und -rollen beider Köpfe bei einer Schwenkbewegung des Trägers — die zwischen diesen liegende Ebene — symmetrisch zu zwangläufig eine Schwenkung der an ihm gelagerten dem Steuerkopf ausgebildet, und das Seil umschlingt Rollen und damit eine Änderung der Richtung und die Seilscheibe jedes der Köpfe nur teilweise; im Länge des Seiles innerhalb des Kopfes herbei- 10 zweiten Falle weist der gesteuerte Kopf zwar die führt — nicht genau konstant gehalten; anderseits ist gleiche Anordnung auf wie der Steuerkopf, aber die die Konstruktion verhältnismäßig kompliziert, da Seilrollen für die Führung des Seiles axial in den man die Schwenkachse des schwenkbaren Trägers in rohrförmigen Bauteil sind — bezogen auf eine senkzwei koaxiale Zapfen aufteilen muß. rechte, parallel zu den Achsen der Seilscheiben undThis solution has several disadvantages: on the one hand 5 - based on a vertical, parallel to the becomes the length and thus the tension in the rope axes of the sheaves and pulleys of both heads with a pivoting movement of the carrier - the plane lying between these - symmetrically to inevitably a pivoting of the control head mounted on it is formed and the rope wraps around it Rolling and thus a change in direction and the pulley of each of the heads only partially; in the Length of the rope within the head leads - not kept exactly constant; on the other hand is the same arrangement as the control head, but the the construction relatively complicated because pulleys for guiding the rope axially in the one is the pivot axis of the pivotable carrier in the tubular component - based on a perpendicular two Must split coaxial pins. right, parallel to the axes of the pulleys and

Die Erfindung hat den Zweck, ein verbessertes 15 -rollen beider Köpfe zwischen diesen liegende fernbetätigbares Handhabungsgerät (Manipulator) zu Ebene — symmetrisch angeordnet, und das Seil umschaffen, das mittels zweier mit Schwenk- und Dreh- schlingt die Seilscheibe des einen Kopfes nur teilgelenk versehener Köpfe — eines Steuerkopfes und weise, umfaßt jedoch die Seilscheibe des anderen eines gesteuerten Kopfes — betätigt wird und bei Kopfes mit einer ungefähr vollständigen Umschlindem in einfacher Weise die obenerwähnten Nachteile 20 gung. Der Nachweis für den einwandfreien Ausgleich vermieden sind, insbesondere die Spannung des Seiles der Längenänderungen wird in der Beschreibung an stets genau gleich gehalten wird. zwei ausgewählten Ausführungsbeispielen gegeben,The purpose of the invention is to provide an improved rolling of both heads lying between them remotely operated handling device (manipulator) to level - arranged symmetrically, and move around the rope, The pulley of one head is only partially articulated by means of two swivel and rotary loops provided heads - one control head and wise, but includes the pulley of the other a controlled head - is operated and with a head with an approximately complete wrap the above-mentioned disadvantages in a simple manner. Proof of the perfect balance are avoided, in particular the tension of the rope of the length changes is addressed in the description is always kept exactly the same. given two selected exemplary embodiments,

Diese Aufgabe wird nicht dadurch gelöst, daß man die in der Zeichnung veranschaulicht sind; es zeigt versucht, die Umlenkung des Seiles in einem Punkt Fig. 1 einen Schnitt, ungefähr längs der Schnitt-This object is not achieved in that one is illustrated in the drawing; it shows tries to deflect the rope at a point Fig. 1 a section, approximately along the cutting

der Schwenkachse vorzunehmen, sondern dadurch, 25 linie 1-1 der Fig. 2, durch einen Kopf eines ferndaß der bzw. die Köpfe derart ausgebildet werden, betätigbaren Handhabungsgerätes, das die Merkmale daß die bei einer Schwenkung des Trägers um seine der Erfindung zeigt,make the pivot axis, but by doing, 25 line 1-1 of Fig. 2, through a head of a ferndaß the or the heads are formed in such a way, operable handling device that the features that shows the invention when pivoting the carrier,

Schwenkachse auftretenden Längenänderungen des F i g. 2 im Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. 1Swivel axis occurring changes in length of the F i g. 2 in section along the line 2-2 of FIG. 1

Seiles, die in dem einen der Köpfe auftreten, durch eine mögliche Anordnung der beiden in sich entim umgekehrten Sinne erfolgende Längenänderungen 30 sprechender Weise ausgeführten Köpfe — eines des Seiles im anderen Kopf genau ausgeglichen werden. Steuerkopfes und eines gesteuerten Kopfes — einesRope, which occur in one of the heads, through a possible arrangement of the two entim reverse direction taking place changes in length 30 speaking manner executed heads - one of the rope in the other head must be exactly balanced. Control head and a controlled head - one

Das dieser Bedingung entsprechende, fernbetätig- fernbetätigbaren Handhabungsgerätes, bare Handhabungsgerät (Manipulator), das mittels F i g. 3 eine ähnliche Anordnung mit einer ab-The remotely controllable remote-controllable handling device corresponding to this condition, bare handling device (manipulator), which by means of F i g. 3 a similar arrangement with a separate

zweier mit Schwenk- und Drehgelenk versehener weichenden Ausführungsform der beiden Köpfe des Köpfe — eines Steuerkopfes und eines gesteuerten 35 Handhabungsgerätes.two swiveling and swivel jointed flexible embodiment of the two heads of the Heads - a control head and a controlled handling device.

Kopfes — betätigt wird, die je einen rohrförmigen Bei dem in den Fig. 1 und 2 veranschaulichtenHead - is actuated, each having a tubular case in which in Figs. 1 and 2 illustrated

Bauteil enthalten, der an einem um eine fest im Ge- Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich häuse des Kopfes vorgesehene Schwenkwelle um die Aufgabe, von einer Steuerstelle I eine schwenkbaren Träger drehbar gelagert und durch Klemmzange ρ oder ein ähnliches Werkzeug an Gleichlauf-Übertragungsmittel mit dem entsprechen- 40 einem Empfangsort II über eine Entfernung fernzuden Bauteil des anderen Kopfes zur Erzielung steuern, die verhältnismäßig groß ist. Außerdem gleichlaufender Bewegungen der beiden rohrför- kann der Empfangsort II durch irgendeine Wand migen Bauteile gekuppelt ist, durch deren Boh- oder eine andere Einrichtung von der Steuerstelle I rungen ein Seil axial hindurchführt, das ein Steuer- getrennt sein, beispielsweise durch eine physioloorgan des Steuerkopfes mit einem zu steuernden 45 gische Abschirmung, wenn das Handhabungsgerät Organ des gesteuerten Kopfes verbindet, in beiden nach der Erfindung für die Fernbehandlung von Köpfen zunächst über eine im Gehäuse des Kopfes radioaktiven Körpern oder Stoffen benutzt wird; die achsparallel zur Schwenkwelle des Trägers dreh- räumliche Trennung zwischen der Steuerstelle I und gelagerte Seilführungsrolle läuft und sodann über der Empfangsstelle II ist in der F i g. 2 durch die eine in dem schwenkbaren Träger gelagerte Seilrolle 50 Ebene P-P angedeutet.Component included, which is a fixed in the Ge embodiment of the invention is the housing of the head provided pivot shaft to the task of a control point I rotatably mounted a pivotable carrier and by clamping pliers ρ or a similar tool to synchronous transmission means with the corresponding to a receiving location II over a distance remote to the component of the other head to achieve, which is relatively large. In addition, simultaneous movements of the two rohrför- the receiving location II can be coupled by any wall-shaped components, through whose drilling or other device from the control point I ments a rope axially passes through which a control can be separated, for example by a physiological organ of the control head with a 45 gic shield to be controlled, when the handling device connects organ of the controlled head, is used in both according to the invention for the remote treatment of heads, first of all via a radioactive body or substance in the housing of the head; the axially parallel to the pivot shaft of the carrier, the spatial separation between the control point I and the mounted cable guide roller runs and then above the receiving point II is shown in FIG. 2 indicated by a rope pulley 50 plane PP mounted in the pivotable carrier.

axial in den rohrförmigen Bauteil geführt wird, ist Der Bedienungsmann befindet sich an der Steuer-is guided axially into the tubular component, the operator is at the control

erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in stelle I und betätigt zum Zwecke der Fernsteuerung beiden Köpfen das Seil — zwecks Ausgleichs seiner der Klemmzange p, die er einerseits beliebig in dem in einem der Köpfe beim Schwenken des Trägers Raum bewegen, anderseits aber auch öffnen und auftretenden Längenänderungen durch gleiche, aber 55 schließen muß, die beiden Steuerorgane, von denen gegensinnige Längenänderungen im anderen Kopf — das eine durch einen Handgriff m und das andere zwischen der Seilführungsrolle und der es axial in durch einen Betätigungshebel oder ein ähnliches den rohrförmigen Bauteil führenden Seilrolle zumin- Organ g gebildet wird. Der Handgriff m dient dazu, dest einen Teil des Umfanges einer Seilscheibe um- die räumlichen Bewegungen der Klemmzange ρ zu schlingt, die frei drehbar auf der den Kopf quer 60 steuern, wobei diese entweder offen oder auch gedurchsetzenden Schwenkwelle des Trägers dreh- schlossen sein kann, und der Betätigungshebel g ist gelagert ist und demjenigen Teil des Seiles, der für das öffnen und das Schließen der Klemmzange ρ zwischen der Seilführungsrolle und der Seilscheibe bestimmt. Die an der Steuerstelle I angeordneten liegt, eine unveränderliche Richtung gibt. Organe m und g, welche in der oben erläutertenAccording to the invention characterized in that in place I and actuated for the purpose of remote control both heads the rope - to compensate for his the clamping pliers p, which he on the one hand move anywhere in the space in one of the heads when pivoting the carrier, but on the other hand also open and occurring changes in length by the same, but 55 must close, the two control organs, of which opposing changes in length in the other head - one by a handle m and the other between the cable guide roller and which it axially in by an actuating lever or a similar cable roller leading the tubular component at least- Organ g is formed. The handle m is used to loop at least part of the circumference of a pulley around the spatial movements of the clamping pliers ρ, which control the head transversely 60 so that they can rotate freely, whereby this pivoting shaft of the carrier can either be open or closed , and the operating lever g is mounted and that part of the rope which is intended for the opening and closing of the clamping pliers ρ between the rope guide roller and the sheave. Which is arranged at the control point I, gives an invariable direction. Organs m and g, which are discussed in the above

Die Seilrolle, die das Seil axial in den rohrför- 65 Weise zur Betätigung dienen, sind Teile eines Steuermigen Bauteil führt, ist zweckmäßigerweise um eine kopfes T₁, der mit einem Schwenk- und Drehgelenk mit dem rohrförmigen Bauteil schwenkbare Achse versehen ist. An der Empfangsstelle II bildet die drehbar. Klemmzange ρ einen Teil eines gesteuerten KopfesThe pulley, which serves to actuate the rope axially in the tubular manner, are part of a control component, is expediently guided around a head T ₁ , which is provided with a swivel and swivel joint with the tubular component pivotable axis. The rotatable forms at the receiving point II. Clamp ρ a part of a controlled head

T₂, der in zumindest sehr ähnlicher Weise aus-T ₂ , which is at least very similar

sprechenden Träger 3 befestigt, beispielsweise mit einer Schraube la an ihn angeschraubt ist.speaking support 3 attached, for example screwed to him with a screw la.

Die Drehungen des rohrförmigen Bauteils 5 des Kopfes T₁ um die Längsachse B₁-B₁ werden ihrer-5 seits an den entsprechenden Bauteil des Kopfes T₂ in folgender Weise übertragen:The rotations of the tubular component 5 of the head T ₁ about the longitudinal axis B ₁ -B ₁ are in turn transmitted to the corresponding component of the head T ₂ in the following way:

Jeder Bauteil 5 ist über einen Übertragungsmechanismus mit einer frei drehbar auf der entsprechenden Schwenkwelle 4 gelagerten Seilscheibe 9 gekup-Each component 5 is via a transmission mechanism with a freely rotatable on the corresponding Swivel shaft 4 bearing sheave 9 coupled

l d Übhil d Ubhi

₂
geführt ist. ₂
is led.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2 sind die beiden Köpfe T₁ und T₂ nach der Erfindung ausgeführt, ihre Einzelteile — bis auf die Organe g, m und ρ — sind vollkommen symmetrisch in bezug auf die Ebene P-P. In the embodiment according to FIG. 1 and 2, the two heads T ₁ and T _{2 are designed} according to the invention, their individual parts - except for the organs g, m and ρ - are completely symmetrical with respect to the plane PP.

Jeder dieser beiden Köpfe T₁, T₂ hat ein tragendesEach of these two heads T ₁ , T ₂ has a load bearing

Gehäuse oder Gerüst, das den gesamten Mechanis- gg gp mus trägt und beispielsweise als halboffenes Ge- io pelt; der Übertragungsmechanismus kann beispielshäuse 1 ausgeführt ist, das zwei zueinander parallele, weise aus einem Ritzel 10 bestehen, das am Ende des an einem Arm 2 sitzende Wangen aufweist. Die Bauteils 5 angeordnet ist, und einem Zahnkranz 11, beiden einander in den beiden Köpfen T₁, T₂ ent- der seinerseits fest mit der Seilscheibe 9 verbunden sprechenden Arme werden von einer nicht dar- ist. Die beiden sich entsprechenden Seilscheiben 9 gestellten Haltevorrichtung getragen, über diese 15 der beiden Köpfe T₁, T₂ stehen über ein endloses Haltevorrichtung laufen Kupplungsverbindungen Seil 12 miteinander in Wirkverbindung, das in jedem zwischen den beiden Köpfen T₁, T₂, die weiter unten der Köpfe T₁, T₂ über eine Umlenkrolle, beispielsnäher beschrieben werden sollen. Diese Haltevorrich- weise die Rolle 13, läuft.Housing or frame that supports the entire mechanism and, for example, as a half-open gopel; the transmission mechanism can be designed, for example, housing 1, which consists of two mutually parallel, for example a pinion 10, which has cheeks seated on an arm 2 at the end. The component 5 is arranged, and a toothed ring 11, both of which are mutually connected in the two heads T ₁ , T _2, or arms that are firmly connected to the pulley 9, are not shown by one. The two corresponding sheaves 9 provided holding device are carried over these 15 of the two heads T ₁ , T ₂ are via an endless holding device, coupling connections run rope 12 with each other in operative connection, which is in each between the two heads T ₁ , T ₂ , which are below of the heads T ₁ , T ₂ via a pulley, are to be described in more detail by way of example. This holding device, the roller 13, runs.

tung und die Kupplungsverbindungen sind in der Schließlich ist der Betätigungshebelf des Steuer-device and the coupling connections are in the Finally, the operating lever of the control

F i g. 2 durch die strichpunktierte Linie L versinn- 20 kopfes T₁ mit der Zange ρ des gesteuerten Kopfes T₂ F i g. 2 by the dash-dotted line L _{senses head T 1} with the pliers ρ of the controlled head T ₂

bildlicht. durch ein Seil 14 verbunden, dessen Endabschnitteimage light. connected by a rope 14, the end portions of which

In dem halboffenen Gehäuse 1 jedes der Köpfe T₁, in den Längsachsen B₁-B₁ und Bj-S₂ im Inneren der T₂ ist ein Träger3 um eine QuerachseA₁-A₁ oder beiden entsprechenden Bauteiles liegen. ^: A₂-A₂ schwenkbar gelagert, der seinerseits auch die Wie leicht zu erkennen ist, muß das Seil 14 die Form eines U-förmigen halboffenen Gehäuses hat. 25 Bewegungen des Betätigungshebels g in synchroner Bei den bekannten Ausführungen derartiger Köpfe Weise und im gleichen Sinne sowie in der gleichen ist der Träger 3 durch seine beiden Wangen auf je Größe auf die Zange ρ übertragen; die Zange ρ wird einem besonderen Zapfen gelagert, die ihrerseits ko- in den Bauteil 5 des Kopfes T₂ hineingezogen, wenn axial liegen und durch einen größeren freien sie geschlossen werden soll, indem der Bedienungs-Zwischenraum getrennt sind, der Träger 3 gemäß der 30 mann den Betätigungshebel g in Richtung auf den vorliegenden Erfindung schwenkt jedoch um eine Handgriff m hin bewegt.In the half-open housing 1 of each of the heads T ₁ , in the longitudinal axes B ₁ -B ₁ and Bj-S ₂ inside the T ₂ , a carrier 3 is located around a transverse axis A ₁ -A ₁ or both corresponding components. ^: A ₂ -A ₂ pivoted, which in turn also the As can be easily seen, the rope 14 must have the shape of a U-shaped half-open housing. 25 movements of the operating lever g in synchronous In the known designs of such heads manner and in the same sense and in the same way, the carrier 3 is transferred through its two cheeks to each size on the pliers ρ; the pliers ρ is mounted on a special pin which in turn is drawn into the component 5 of the head T ₂ when it is axially and is to be closed by a larger free one by separating the operating space, the carrier 3 according to FIG man the operating lever g in the direction of the present invention pivots, however, moved by a handle m .

Schwenkwelle 4, die das halboffene Gehäuse 1 von Nun soll aber selbstverständlich die Zange ρ sichPivot shaft 4, which is the half-open housing 1 of Now, of course, the pliers ρ should be

einer bis zur anderen seiner beiden Wangen quer gegenüber dem Bauteil 5, welcher die Zange dreht,one to the other of its two cheeks across from the component 5, which rotates the pliers,

durchsetzt. nicht bewegen, wenn der Bedienungsmann nicht aufinterspersed. don't move if the operator isn't on

In der Längsachse des schwenkbaren Trägers 3 ist 35 den Betätigungshebel g drückt, und zwar ganz un-In the longitudinal axis of the pivotable carrier 3, the actuating lever g is pushed by 35, in fact quite un-

ein rohrförmiger Bauteil 5 drehbar um eine Längs- abhängig davon, welche Bewegungen dem Bauteil 5a tubular component 5 rotatable about a longitudinal depending on the movements of the component 5

achse JS₁-B₁ oder B₂-B₂ gelagert, die senkrecht zu der des Kopfes T₂ übermittelt werden, um es zusammenaxis JS ₁ -B ₁ or B ₂ -B ₂ mounted perpendicular to that of the head T _{2 are} transmitted to it together

Querachse A _X-A_x bzw. A₂-A₂ verläuft. mit seiner Zange ρ zu bewegen, d. h., die Zange ρTransverse axis A _X -A _x or A ₂ -A ₂ runs. to move with his pincers ρ, ie, the pincers ρ

Bei dem Steuerkopf T₁ trägt der rohrförmige Bau- soll gegenüber dem Bauteil 5 in Ruhe bleiben, wennIn the case of the control head T ₁ , the tubular structure should remain at rest in relation to the component 5 when

teil 5 den Handgriff m und den Betätigungshebel g. 40 der Bedienungsmann mit Hilfe des Handgriffes m part 5 the handle m and the operating lever g. 40 the operator using the handle m

Bei dem gesteuerten Kopf T₂ dient das entsprechende den Bauteil 5 des Steuerkopfes T₁ in irgendeinerIn the case of the controlled head T ₂ , the corresponding component 5 of the control head T _{1 is used} in any way

l h f di f di i Wi bl h f di f di i Wi b

g ₂ g ₂

Element als Führung für die Zange p, auf die eine Feder q im Sinne ihres Herausdrückens aus dem rohrförmigen Element einwirkt und die sich selbst in dem Maße öffnet, wie sie aus dem Bauteils heraustritt, wogegen sie bei ihrem Zurückziehen in den Bauteil 5 geschlossen wird.Element as a guide for the pliers p, on which a spring q acts to push it out of the tubular element and which opens itself to the extent that it emerges from the component, whereas it is closed when it is withdrawn into the component 5.

Weiterhin sind Verbindungs- oder Kupplungsmittel vorgesehen, einerseits zwischen den schwenkbaren Trägern 3 der beiden Köpfe T₁ und T₂ d anderseits zwischen den beiden rohrförmigen Bauteilen 5, die jede Schwenkbewegung des Trägers 3 in dem Steuerkopf T₁, die der Träger 3 um die Querachse A₁-A₁ ausführt, in eine Schwenkbewegung lih RiFurthermore, connecting or coupling means are provided, on the one hand between the pivotable carriers 3 of the two heads T ₁ and T ₂ d and on the other hand between the two tubular components 5, which each pivoting movement of the carrier 3 in the control head T ₁ that the carrier 3 about the transverse axis A ₁ -A ₁ executes, in a pivoting movement lih Ri

Weise bewegt.Moved wise.

Es ist klar, daß die Drehbewegungen der Bauteile 5 um ihre eigenen Längsachsen B^B₁ und B_%-B₂ 45 keinen Einfluß auf das Seil haben feöfineairweil dj.eses Seil in Achsenrichtung durch diese Bauteile hindurchtritt. Dagegen sind Maßnahmen notwendig, um zu vermeiden, daß die Schwenkbewegungen der Bauteile 5 mit ihren Trägern 3 um die Querachsen A₁-A₁ und 50 und A₂-A₂ zu einer Längsverschiebung des Seiles 14 führen können.It is clear that the rotational movements of the components 5 about their own longitudinal axes B ^ B ₁ and B _% -B ₂ 45 have no influence on the rope because the rope passes axially through these components. On the other hand, measures are necessary to avoid that the pivoting movements of the components 5 with their carriers 3 about the transverse axes A ₁ -A ₁ and 50 and A ₂ -A ₂ can lead to a longitudinal displacement of the cable 14.

Die zu diesem Zweck vorgesehenen Maßnahmen ergeben zusammen mit der Symmetrie der Köpfe T₁ The measures provided for this purpose, together with the symmetry of the heads T ₁

d dll Ad dll A

g y ₁ gy ₁

und T₂ des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausd Abild d Shkand T ₂ of the Ausd Abild d Shk shown in FIGS. 1 and 2

_{11 2} g _{11 2} g

gleicher Richtung des entsprechenden Trägers 3 im 55 führungsbeispiels und der Ausbildung der Schwenkgesteuerten Kopf T₂ (um die Querachse A₂-A₂ über- wellen 4 als zusammenhängende einstückige Zapfen tragen und außerdem auch jede Drehung oder eine Ausführungsform eines fernbetätigbaren Hand-Schwenkung des rohrförmigen Bauteils S, das die habungsgerätes gemäß der Erfindung. Organe m und g trägt und um die Längsachse B₁-B₁ In jedem Kopf T₁, T₂ ist auf der Schwenkwelle 4 drehbar ist, in eine synchrone, im gleichen Sinne er- 60 zwischen den beiden Seilscheiben 7 und 9 eine lose folgende Drehung genau gleicher Winkelweite des oder frei drehbar auf dieser WeHe gelagerte Seil-Zangenträgers des gesteuerten Kopfes T₂, wobei auch scheibe 15 mit einer einzigen SeilriHe vorgesehen, hier die Drehung um die Längsachse B₂-B₂ erfolgt. über die das Seil mit einem bestimmten Umschlin-Die Schwenkungen des Trägers 3 um die Quer- gungswinkel C₁, d_v e_t oder e₂, a\, e₂ lauft, dessen achsQ A₁-A₁ im Steuerkopf T₁ werden an den ent- 65 Zentriwinkel veränderlich ist. sprechenden Träger 3 des gesteuerten Kopfes T₂ mit An der einen und der anderen Seite dieser Seil-Hilfe eines Seiles 6 übertragen, das in jedem Kopf scheibe 15 sind zwei Führungsvorrichtungen für das T₁, T₂ über eine Seilscheibe 7 läuft, die an dem ent- Seil 14 vorgesehen.same direction of the corresponding carrier 3 in the example and the formation of the swivel-controlled head T ₂ (about the transverse axis A ₂ -A ₂ overwave 4 as a coherent one-piece pin and also any rotation or an embodiment of a remote-controlled manual swivel of the tubular Component S, which carries the handling device according to the invention, organs m and g and around the longitudinal axis B ₁ -B ₁ In each head T ₁ , T ₂ is rotatable on the pivot shaft 4, in a synchronous, in the same sense between the two pulleys 7 and 9 a loosely following rotation of exactly the same angular width of the cable tong carrier of the controlled head T ₂ , which is freely rotatably mounted on this weHe, whereby pulley 15 with a single rope belt is also provided, here the rotation about the longitudinal axis B ₂ - B ₂ takes place over which the rope runs with a certain wrap-around The pivoting of the carrier 3 by the transverse angles C ₁ , d _v e _t or e ₂ , a \, e ₂ , whose ach sQ A ₁ -A ₁ in the control head T ₁ are changed at the center angle. speaking carrier 3 of the controlled head T ₂ with to the one and the other side of this rope-using a rope 6 transferred, the disc in each head 15 are two guide devices for the T ₁ , T ₂ over a pulley 7 that runs on the ent rope 14 is provided.

Eine dieser Führungsvorrichtungen besteht aus einer Rillenscheibe oder einer Seilrolle 16, die frei drehbar auf einer Achse 17 gelagert ist, welche ihrerseits in einer Wangenhalterung 18 sitzt, die mittels einer Platte 19 starr mit dem entsprechenden schwenkbaren Träger 3 verbunden ist. Diese Seilrolle 16 ist derart angeordnet, daß der Abschnitt a_v b_t oder a₂, b₂ des Seiles 14, der axial in dem entsprechenden Bauteil 5 liegt, diese Seilrolle 16 im Grund ihrer Seilnut tangiert.One of these guide devices consists of a pulley or a pulley 16, which is freely rotatably mounted on an axle 17, which in turn sits in a cheek bracket 18 which is rigidly connected to the corresponding pivotable carrier 3 by means of a plate 19. This pulley 16 is arranged in such a way that the section a _v b _t or a ₂ , b _{2 of} the rope 14, which lies axially in the corresponding component 5, is tangent to this pulley 16 in the base of its rope groove.

Die andere Führungsvorrichtung besteht aus einer Seilscheibe 20, die frei drehbar auf einer von dem Gehäuse 1 des Kopfes T₁ bzw. T₂ getragenen Achse 21 gelagert ist. Diese Seilscheibe 20 ist so angeordnet, daß der Abschnitt Z₁, ^₁ oder /₂, g₂ des Seiles 14 der zwischen dieser Seilrolle 20 und dem der Halterung dienenden Arm 2 liegt, in Richtung der Achse dieses Armes verläuft.The other guide device consists of a pulley 20 which is freely rotatably mounted on an axle 21 carried _{by the housing 1 of the head T 1} or T _2. This pulley 20 is arranged so that the section Z ₁ , ^ ₁ or / ₂ , g _{2 of} the rope 14, which lies between this pulley 20 and the arm 2 serving for the holder, runs in the direction of the axis of this arm.

Dank dieser Führungsvorrichtungen für das Seil 14 ändern sich die Seilabschnitte e_v J₁ und e₂, /₂, die ao zwischen der zentralen Seilscheibe 15 und der weiteren Seilscheibe 20 der Köpfe T₁ und T₂ liegen, bei den Schwenkungen der Träger 3 um ihre Querachse A₁-A₁ und A₂-A₂ nicht.Thanks to these guide devices for the cable 14, the cable sections e _v J ₁ and e ₂ , / ₂ , which are ao between the central cable pulley 15 and the further cable pulley 20 of the heads T ₁ and T ₂ , change during the pivoting of the carrier 3 their transverse axis A ₁ -A ₁ and A ₂ -A _{2 are} not.

Das gleiche gilt für die Abschnitte b_v C₁ und b₂, c₂, von denen jeder zwischen der Seilrolle 16 und der Seilscheibe 15 liegt. Dagegen verändern sich die Umschlingungswinkel C₁, d_v e_r und C₂, d₂, e₂ im umgekehrten Sinne, aber um gleiche Beträge, so daß das Seil 14 sich am Punkte C₁ von dem Steuerkopf T₁ abrollt und sich an der Stelle c₂ im gesteuerten Kopf T₂ um einen gleichen Betrag aufwindet, wenn diese Köpfe T₁, T₂ in Richtung der Pfeile F₁ und F₂ (oder im umgekehrten Sinne bei entgegengesetzter Bewegung) geschwenkt werden. In sämtlichen Fällen erfolgt ein ganz genauer Ausgleich der Seilabschnitte a_v b₁ und a₂, b,, die an den Betätigungshebel g und an die Zange ρ angeschlossen sind, und die daher keine Lagenänderung erfahren.The same applies to the sections b _v C ₁ and b ₂ , c ₂ , each of which lies between the pulley 16 and the pulley 15. In contrast, the wrap angles C ₁ , d _v e _r and C ₂ , d ₂ , e _{2 change} in the opposite sense, but by the same amounts, so that the rope 14 unrolls at point C ₁ from the control head T ₁ and at the Point c ₂ in the controlled head T ₂ winds up by the same amount when these heads T ₁ , T ₂ are pivoted in the direction of the arrows F ₁ and F ₂ (or in the opposite sense with opposite movement). In all cases there is a very precise equalization of the cable sections a _v b ₁ and a ₂ , b ,, which are connected to the actuating lever g and to the pliers ρ , and which therefore do not experience any change in position.

In dem Seil 14 tritt infolgedessen keine auch noch so geringe Änderung der Spannung auf, und die Zange ρ bleibt genau in ihrer unveränderlichen Lage gegenüber dem rohrförmigen Bauteil 5, welches diese Zange ρ trägt, wenn während der Ortsveränderungen dieses Bauteils 5 und damit der Zange ρ der Betätigungshebel g nicht gegenüber dem Handgriff m bewegt wird.As a result, no change in tension, no matter how small, occurs in the rope 14, and the pliers ρ remains exactly in its unchangeable position with respect to the tubular component 5, which carries these pliers ρ , if during the changes in position of this component 5 and thus the pliers ρ the operating lever g is not moved with respect to the handle m .

In der F i g. 3 ist eine andere Ausführungsform der Köpfe T₁ und T₂ dargestellt. Der Steuerkopf T₁ ist dabei genauso ausgebildet wie in dem Beispiel gemäß Fig. 2; der gesteuerte Kopf T₂ ist dagegen nicht mehr symmetrisch zu dem Steuerkopf T₁, bezogen auf die Ebene P-P. Dieser zweite Kopf T₂ hat nun die gleiche Ausrichtung und Anordnung wie der Kopf T₁. Lediglich die schwenkbaren Träger 3 mit den in ihnen gelagerten Seilrollen 16 sind noch symmetrisch in bezug auf diese Ebene F-P.In FIG. 3 shows another embodiment of the heads T ₁ and T ₂ . The control head T ₁ is designed in exactly the same way as in the example according to FIG. 2; the controlled head T ₂ , however, is no longer symmetrical to the control head T ₁ , based on the plane PP. This second head T ₂ now has the same orientation and arrangement as the head T ₁ . Only the pivotable supports 3 with the rope pulleys 16 mounted in them are still symmetrical with respect to this plane FP.

Der Umschlingungswinkel C₁, b_v e_t des Seiles 14 um die Seilscheibe 15 im Steuerkopf T₁ hat sich nicht geändert, dagegen ist die Umschlingung c₂, b₂, e., der Seilscheibe 15 im gesteuerten Kopf T₂ derart, daß das Seü um die Seilscheibe 15 eine praktisch vollständige Windung bildet, wenn die Seilabschnitte b₂, c₂ und e₂, J₂ in ihrer gegenseitigen Verlängerung liegen, d. h. der Umschlingungswinkel ist etwa 360°, wenn, wie dargestellt, die beiden Abschnitte zwischen sich einen kleinen Winkel einschließen. The wrap angle C ₁ , b _v e _{t of} the rope 14 around the sheave 15 in the control head T ₁ has not changed, however, the wrap c ₂ , b ₂ , e., The sheave 15 in the controlled head T _{2 is} such that the Seü forms a practically complete turn around the pulley 15 when the cable sections b ₂ , c ₂ and e ₂ , J _{2 are} in their mutual extension, ie the wrap angle is about 360 ° when, as shown, the two sections have one between them Include a small angle.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß an Stelle der frei drehbaren Seilrollen 16 und Seilscheiben 20 auch in anderer Weise ausgeführte Umlenkorgane verwendet werden könnten, und zwar könnten es einfache Umlenkachsen sein. In einem solchen Falle würde jedoch eine Reibung des Seiles 14 beim Betätigen der Zange ρ im Sinne ihres öffnens oder ihres Schließens auftreten, wogegen die drehbaren Seilführungen 16 und 20 — wie auch die Seilscheibe — praktisch eine schädliche Reibung vermeiden und infolgedessen auch die Gefahr einer raschen Abnutzung des Seiles 14.It is readily apparent that, instead of the freely rotatable rope pulleys 16 and rope pulleys 20, deflecting members designed in other ways could also be used, namely, simple deflecting axles. In such a case, however, friction of the rope 14 would occur when the pliers ρ are operated in the sense of their opening or closing, whereas the rotatable rope guides 16 and 20 - like the rope pulley - practically avoid damaging friction and consequently also the risk of rapid Wear on the rope 14.

Es sei noch betont, daß die Erfindung sich nicht auf die weiteren Mittel der Betätigung der Köpfe bezieht und auch nicht auf die Betätigungs- und Arbeitsvorrichtungen, die mit den beiden Enden des Seiles 14 verbunden werden.It should be emphasized that the invention does not relate to the further means of actuating the heads nor to the operating and operating devices associated with either end of the Rope 14 are connected.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Fernbetätigbares Handhabungsgerät (Manipulator), das mittels zweier mit Schwenk- und Drehgelenk versehener Köpfe — eines Steuerkopfes und eines gesteuerten Kopfes — betätigt wird, die je einen rohrförmigen Bauteil enthalten, der an einem um eine fest im Gehäuse des Kopfes vorgesehene Schwenkwelle schwenkbaren Träger drehbar gelagert und durch Gleichfeuf-Ubertragungsmittel mit dem entsprechenden Bauteil des anderen Kopfes zur Erzielung gleichlaufender Bewegungen der beiden rohrförmigen Bauteile gekuppelt ist, durch deren Bohrungen ein Seil axial hindurchführt, das ein Steuerorgan des Steuerkopfes mit einem zu steuernden Organ des gesteuerten Kopfes verbindet, in beiden Köpfen zunächst über eine im Gehäuse des Kopfes achsparallel zur Schwenkwelle des Trägers drehgelagerte Seilführungsrolle läuft und sodann über eine in dem schwenkbaren Träger gelagerte Seilrolle axial in den rohrförmigen Bauteil geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Köpfen (T₁, T₂) das Seil (14) — zwecks Ausgleiches seiner in einem der Köpfe (T₁ bzw. T₂) beim Schwenken des Trägere (3) auftretenden Längenänderungen durch gleiche, aber gegensinnige Längenänderungen im anderen Kopf (T₂ bzw. T₁) — zwischen der Seilführungsrolle (Seilscheibe 20) und der es axial , in den rohrförmigen Bauteil (5) führenden Seilrolle (16) zumindest einen Teil des Umfanges einer Seilscheibe (15) umschlingt, die frei drehbar auf der den KoPf(T₁ oder T₂) quer durchsetzenden Schwenkwelle (4) des Trägers (3) drehgelagert ist, und demjenigen Teil des Seiles, der zwischen der Seilführungsrolle (Seilscheibe 20) und der Seilscheibe (15) liegt, eine unveränderliche Richtung gibt.1. Remotely operated handling device (manipulator), which is operated by means of two heads equipped with a swivel and swivel joint - a control head and a controlled head - each containing a tubular component attached to a support that can be pivoted around a pivot shaft fixed in the housing of the head rotatably mounted and coupled by Gleichfeuf transmission means with the corresponding component of the other head to achieve synchronous movements of the two tubular components, through whose bores a rope passes axially, which connects a control member of the control head with a member to be controlled of the controlled head, in both Heads first runs over a cable guide roller rotatably mounted in the housing of the head axially parallel to the pivot shaft of the carrier and then guided axially into the tubular component via a cable roller mounted in the pivotable carrier, characterized in that the cable in both heads (T ₁ , T ₂ ) (14) - between ecks compensation of its length changes occurring in one of the heads (T ₁ or T ₂ ) when pivoting the carrier (3) by the same but opposite length changes in the other head (T ₂ or T ₁ ) - between the cable guide roller (pulley 20) and which it axially, in the tubular component (5) leading pulley (16) wraps around at least part of the circumference of a pulley (15), which is freely rotatable on the head (T ₁ or T ₂ ) transversely penetrating the pivot shaft (4) of the carrier (3) is rotatably mounted, and that part of the rope that lies between the rope guide pulley (pulley 20) and the pulley (15) gives an invariable direction. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilrolle (16) zur axialen Führung des Seiles (14) in den rohrförmigen Bauteil (5) um eine mit dem rohrförmigen Bauteil (5) schwenkbare Achse drehbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rope pulley (16) for axial guidance of the rope (14) in the tubular component (5) around one with the tubular component (5) pivotable axis is rotatable. 3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Kopf (T₂)- bezogen auf eine senkrechte, parallel zu den Achsen der Seilscheiben (15, 20) und -rollen (16) beider Köpfe (T₁, T₂) zwischen diesen liegende Ebene (P-P) — symmetrisch zu dem Steuerkopf (T₁) ausgebildet ist und daß das Seil (14) die Seil-3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the controlled head (T ₂ ) - based on a vertical, parallel to the axes of the pulleys (15, 20) and pulleys (16) of both heads (T ₁ , T ₂ ) between these lying plane (PP) - is symmetrical to the control head (T ₁ ) and that the rope (14) the rope scheibe (15) jedes der Köpfe (T₁, T₂) nur teilweise umschlingt (F i g. 1 und 2).disc (15) each of the heads (T ₁ , T ₂ ) is only partially wrapped around (F i g. 1 and 2). 4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Kopf (T'₂) die gleiche Anordnung aufweist wie der Steuerkopf (T₁), aber die Seilrollen (16) — bezogen auf eine senkrechte, parallel zu den Achsen der Seilscheiben (15, 20) und -rollen (16) beider Köpfe (T₁, T₂) zwischen diesen liegende Ebene (P-P) —4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the controlled head (T ' ₂ ) has the same arrangement as the control head (T ₁ ), but the pulleys (16) - based on a perpendicular, parallel to the axes of the Sheaves (15, 20) and pulleys (16) of both heads (T ₁ , T ₂ ) between them lying plane (PP) - 1010 symmetrisch angeordnet sind, und daß das Seil (14) die Seilscheibe (15) des einen Kopfes (Steuerkopf T₁) nur teilweise umschlingt, jedoch die Seilscheibe (15) des anderen Kopfes (T'j) mit einer ungefähr vollständigen Umschlingung umfaßt. are arranged symmetrically, and that the rope (14) the pulley (15) of one head (control head T ₁ ) only partially wraps around, but encompasses the pulley (15) of the other head (T'j) with an approximately complete wrap. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 695 715, 2 774 488.Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,695,715, 2,774,488. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 409 690/93 9. 64409 690/93 9. 64