DE1279907B - Ferngesteuerter Manipulator - Google Patents
Ferngesteuerter ManipulatorInfo
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
- B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
- B25J5/04—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway wherein the guideway is also moved, e.g. travelling crane bridge type
-
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- B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
int. Cl.:
B 66c
B 25 j
Deutsche Kl.: 35 b-6/25
Nummer: 1279 907
Aktenzeichen: P 12 79 907.4-22 (G 45314)
Anmeldetag: 30. November 1965
Auslegetag: 10. Oktober 1968
Die Erfindung betrifft einen elektromotorisch angetriebenen, ferngesteuerten Manipulator mit einem
Manipulatorann, bestehend aus einer an einem drehbaren Handgelenk befestigten Greifzange, einem
Unterarm, einem über ein Ellbogengelenk an diesen angelenkten Oberarm und einem Schultergelenk mit
einem Träger, der an einem Teleskop-Hubwerk zum Heben und Senken des Manipulatorarms befestigt ist,
wobei das Teleskop-Hubwerk um seine Längsachse drehbar in einer Laufkatze gelagert ist, die nach Art
eines Brückenkrans mittels eines Katzfahrwerks entlang einer verfahrbaren Brücke beweglich ist und die
Antriebsaggregate für die Brücke, das Katzfahrwerk und das Teleskop-Hubwerk enthält.
Derartige Manipulatoren, die der Form und den Funktionen eines menschlichen Arms nachgebildet
sind, werden häufig zur fernbedienten Handhabung radioaktiver Stoffe, z. B. in »Heißen« Zellen oder
Kernreaktoren, eingesetzt.
Dabei werden die einzelnen Elemente eines Mani- »o
pulators mit je einem diesen zugeordneten Elektromotor angetrieben, wobei jeder Elektromotor meist
in unmittelbarer Nähe des anzutreibenden Elements angeordnet ist. Die Bewegungen werden von Endschaltern
und die übertragbaren Drehmomente von magnetischen oder mechanischen Sicherheitskupplungen
begrenzt. Besonders erschwerend beim Betrieb eines Manipulators ist der Umstand, daß störanfällige
oder wartungsbedürftige Bauelemente oft sehr schlecht oder in manchen Fällen überhaupt nicht
fernbedient erreichbar sind oder ausgewechselt werden können.
Bei einem bekannten Manipulator der eingangs erwähnten Bauart bildet der Manipulatorarm mit der
Brücke eine Einheit und kann von dieser nur nach einer vorhergehenden Demontage mehrerer Einzelteile
und Verbindungselemente gelöst werden (USA.-Patentschrift 2 822 094).
Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen Manipulator zu schaffen, bei dem störanfällige, insbesondere durch
radioaktive Strahlung gefährdete Bauteile, zu fernbedient auswechselbaren Baueinheiten zusammengefaßt
sind und bei dem die Verwendung wartungsbedürftiger Bauelemente weitgehend vermieden wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Laufkatze in einen an die Brücke gekoppelten,
auf dieser verfahrbaren Katzfahrwerk-Untersatz und in einen den Manipulatorarm, das Teleskop-Hubwerk
und die Antriebsaggregate tragenden Laufkatz-Oberteil unterteilt ist, der auf dem Katzfahrwerk-Untersatz
selbsttätig einrastend einsetzbar bzw. abnehmbar ist. Dadurch sind alle empfindlichen elektrischen und
Ferngesteuerter Manipulator
Anmelder:
Gesellschaft für Kernforschung m. b. H.,
7500 Karlsruhe, Weberstr. 5
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Georg Böhme, 7501 Leopoldshafen;
Dipl.-Ing. Armin Hagen, 7500 Karlsruhe
mechanischen Elemente auf vorteilhafte Weise zu einer sehr kompakten Baueinheit zusammengefaßt,
die mit einfachen Mitteln von dem Katzfahrwerk-Untersatz abgehoben und im Bedarfsfall gegen eine
neue Baueinheit ausgewechselt werden kann.
Die Erfindung wird an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert:
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Manipulator besteht im wesentlichen aus einem Manipulatorarm 1,
einem aus mehreren ineinanderschiebbaren Rohren zusammengesetzten Teleskop-Hubwerk 2, einer Laufkatze 3 und einer nach Art eines Brückenkranes auf
Schienen 4 verfahrbaren Brücke 5. Die Laufkatze 3 besteht dabei aus einem Laufkatz-Oberteil 6 und
einem Katzfahrwerk-Untersatz 17. Das Teleskop-Hubwerk 2 ist um seine Längsachse drehbar im Laufkatz-Oberteil
6 gelagert. Außerdem sind in dem Laufkatz-Oberteil 6 vier mit je einem Motor ausgerüstete
Antriebsaggregate 7, 8, 9 und 10 für die Dreh- und Hubbewegung des Teleskop-Hubwerks 2 sowie die
Fahrbewegungen der Laufkatze 3 und der Brücke 5 angeordnet. Die Brücke 5 ist aus zwei parallel verlaufenden
Rohren 11, 12 gebildet, an deren Enden auf den Schienen 4 verfahrbare Laufradkästen 13, 14
angebracht sind. Der Antrieb der Brücke 5 erfolgt von einem Antriebsritzel 15 des Antriebsaggregats 7
aus über ein entlang der Längsachse des Rohres 11 verschiebliches Zahnrad 16, das in dem Katzfahrwerk-Untersatz
17 gelagert ist und z. B. über eine Abflachung oder eine Nut im Rohr 11 auf dieses und
damit auf daran befestigte Laufrollen 18, 19 eine Drehbewegung übertragen kann.
Die Laufkatze 3 ist über ein Antriebsritzel 20 des Antriebsaggregats 10, das in eine Zahnstange 21 in
dem Rohr 12 eingreift, antreibbar.
Der Katzfahrwerk-Untersatz 17 besitzt eine Grundplatte 22 mit einer Öffnung 23 zum Durchführen des
Teleskop-Hubwerkes 2 und des Manipulatorarms 1,
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mit mehreren Führungs- und Rastkörpern 24 und mit einem Stecker 25, an den ein Stromzufuhrkabel
angeschlossen ist. Wird nun das Laufkatz-Oberteil 6 mit dem daran hängenden Teleskop-Hubwerk 2 und
dem Manipulatorann 1 von oben z. B. mit einem an einer öse 26 angreifenden Hebezeug in den Katzfahrwerk-Untersatz
17 abgesenkt, so greifen die Rastkörper 24 in entsprechende Gegenprofile in dem
Laufkatz-Oberteil 6 ein, wobei gleichzeitig eine am Laufkatz-Oberteil 6 angebrachte Steckdose 27 in den
Stecker 25 und die Antriebsritzel 15 bzw. 20 in die diesen zugeordneten Gegenprofile des Zahnrades 16
bzw. der Zahnstange 21 einrasten.
Der Manipulatorarm 1 weist ein an das Teleskop-Hubwerk 2 anschließendes Schultergelenk 32, einen
Oberarm 40, ein Ellbogengelenk 33, einen Unterarm 41, ein Handdrehgelenk 34 und.eine Greifzange 35
auf. Motoren 28, 29, 30 und 31 zum Antrieb des Schultergelenks 32, des Ellbogengelenks 33, des Handdrehgelenks
34 und der Greifzange 35 sind auf einer ao Einschubeinheit 36 montiert, die mit einem Träger 37
fest verbunden ist. Der Träger 37 selbst ist an einem Endkörper 38 des Teleskop-Hubwerks 2 befestigt.
Die Stromzuführung für die Motoren 28, 29, 30 und 31 erfolgt von dem Laufkatz-Oberteil 6 aus über
Schleifringkontakte 39. In dem dargestellten Beispiel sind das Schultergelenk 32 für die Bewegung des
Oberarms 40 und das Ellbogengelenk 33 für die Bewegung des Unterarms 41 mit Ketten (nicht gezeichnet),
das Handdrehgelenk 34 und die Greifzange 35 mit flexiblen Wellen 42, 43 antreibbar.
Die einzelnen Bewegungen des Manipulators können fernbedient von einem Steuerpult aus (nicht gezeichnet)
eingeleitet und überwacht werden.
Die Antriebsaggregate können dabei mit kurzschlußfesten Gleichstrom-Reihenschlußmotoren ausgerüstet
sein, deren Stillstandsmoment durch Span- aungs- und Strombegrenzer festlegbar ist, so daß
keine zusätzlichen Endschalter und Sicherheitskupplungen benötigt werden, um z. B. bei einem Verklemmen
von Antriebsritzeln eine Beschädigung der Motoren zu verhindern.
Claims (5)
1. Elektromotorisch angetriebener, ferngesteuerter Manipulator mit einem Manipulatorarm,
bestehend aus einer an einem drehbaren Handgelenk befestigten Greifzange, einem Unterarm,
einem über ein Ellbogengelenk an diesen angelenkten Oberarm und einem Schultergelenk
mit einem Träger, der an einem Teleskop-Hubwerk zum Heben und Senken des Manipulatorarms befestigt ist, wobei das Teleskop-Hubwerk
um seine Längsachse drehbar in einer Laufkatze gelagert ist, die nach Art eines Brückenkrans mittels
eines Katzfahrwerks entlang einer verfahrbaren Brücke beweglich ist und die Antriebsaggregate
für die Brücke, das Katzfahrwerk und das Teleskop-Hubwerk enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufkatze (3) in einen an die Brücke (5) gekoppelten, auf dieser verfahrbaren Katzfahrwerk-Untersatz (17) und in
einen den Manipulatorann (1), das Teleskop-Hubwerk (2) und die Antriebsaggregate (7 bis 10)
tragenden Laufkatz-Oberteil (6) unterteilt ist, der auf dem Katzfahrwerk-Untersatz (17) selbsttätig
einrastend einsetzbar bzw. abnehmbar ist.
2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katzfahrwerk-Untersatz
(17) eine Grundplatte (22) aufweist mit einer Öffnung (23), durch die der Manipulatorarm (1) und
das Teleskop-Hubwerk (2) hindurchführbar sind, mit mehreren Führungs- und Rastkörpern (24)
und mit einem Stecker (25), an den ein Stromzufuhrkabel angeschlossen ist.
3. Manipulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufkatz-Oberteil
(6) mit den Rastkörpern (24) korrespondierende Gegenprofile aufweist, so daß nach dem Absenken
des Laufkatz-Oberteils (6) auf den Katzfahrwerk-Untersatz (17) eine am Laufkatz-Oberteil
(6) angebrachte Steckdose (27) mit dem Stecker (25) im Eingriff steht.
4. Manipulator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (5) zwei
parallel verlaufende Rohre (11, 12) zum Tragen und Führen der Laufkatze (3) aufweist, von
denen ein Rohr (11) zum Antrieb von Brückenlaufrollen (18, 19) um seine Längsachse drehbar
ist und das andere Rohr (12) eine Zahnstange (21) aufweist, in die nach dem Absenken des
Laufkatz-Oberteils (6) ein Antriebsritzel (20) des im Laufkatz-Oberteil (6) angeordneten Antriebsaggregates (10) zum Bewegen der Laufkatze (3)
entlang den Rohren (11,12) eingreift.
5. Manipulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem drehbar gelagerten
Rohr (11) ein entlang der Rohrachse verschiebliches, mit diesem drehfest verbundenes, in dem
Katzfahrwerk-Untersatz (17) gelagertes Zahnrad (16) angeordnet ist, das über ein Antriebsritzel
(15) des im Laufkatz-Oberteil (6) angeordneten Antriebsaggregates (7) antreibbar ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 976 882;
USA.-Patentschrift Nr. 2 822 094;
Zeitschrift »GEC-Bulletin« der General Electric Company vom April 1958, S. 46, 47.
Deutsche Patentschrift Nr. 976 882;
USA.-Patentschrift Nr. 2 822 094;
Zeitschrift »GEC-Bulletin« der General Electric Company vom April 1958, S. 46, 47.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
«19 620/344 9.6t Q Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1279907B true DE1279907B (de) | 1968-10-10 |
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ID=7127695
Family Applications (1)
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DE (1) | DE1279907B (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |