DE19923612A1

DE19923612A1 - Parallel kinematic arrangement for moving platforms, with arms able to be turned by extra linear drive about their foot points

Info

Publication number: DE19923612A1
Application number: DE1999123612
Authority: DE
Inventors: Guenter Pritschow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2001-02-08

Abstract

The parallel kinematic arrangement has arms of constant length, the foot points of which can be moved by linear drives. There is also a further linear drive (A1') and a crank lever link (L/2, L/2') by which the arms (L) can be turned about their foot points. The foot point of one arm and one crank lever of the link have a common turning point and are at a fixed angular position relative to each other.

Description

Aus der technischen Literatur über Parallelkinematiken zur Bewegung von Plattformen im Bereich von Montage- und Bearbeitungsmaschinen ist be kannt, daß bei Kinematiken mit Teleskoparmen oder Armen mit beweglichen Fußpunkten die Orientierung der Plattform i. a. über den Winkel ±30° nicht hinausgeht. Der Grund hierfür ist aus Fig. 1 leicht einsichtig, wo in einer zweidimensionalen Darstellung x, z für eine Parallelkinematik mit den Armen konstanter Länge L1, L2 und den linearen Fußpunktantrieben A1, A2 für den Winkel α die singuläre Stelle L1, P zu erkennen ist, bei der der Arm L1 in Flucht mit der Plattform P liegt, so daß die Veränderung der Position des Antriebs A1 in negativer z-Richtung keine eindeutige Zuordnung zu einer Winkelveränderung in positiver oder negativer Richtung erlaubt. Zur Abhilfe dient der vorliegende Erfindungsgedanke.From the technical literature on parallel kinematics for moving platforms in the area of assembly and processing machines is known that the orientation of the platform generally does not go beyond the angle ± 30 ° with kinematics with telescopic arms or arms with movable base points. The reason for this is easily understood from FIG. 1, where in a two-dimensional representation x, z for parallel kinematics with arms of constant length L1, L2 and linear base point drives A1, A2 for angle α, the singular point L1, P can be seen , in which the arm L1 is in alignment with the platform P, so that the change in the position of the drive A1 in the negative z direction does not allow a clear assignment to a change in angle in the positive or negative direction. The present inventive concept serves to remedy this.

Die Grundüberlegung des vorliegenden Erfindungsgedankens gemäß An spruch 1 geht davon aus, daß der motorische Freiheitsgrad eines Armes um einen weiteren linearen motorischen Freiheitsgrad gemäß Fig. 2 erhöht wird, wobei die Wirkung des zweiten linearen Antriebs über einen Kniehebelme chanismus zu einer Drehung des Armes L um das Drehgelenk des Fuß punktes führt und ein Arm des Kniehebels L/2 in einer festen Winkelbezie hung z. B. von 90° gegenüber dem Arm L gehalten wird. Dies kann erfolgen über einen Hilfsarm H, der die Endpunkte der Arme L und L/2 verbindet. An der Verbindungsstelle der Arme L/2, H greift gelenkig der zweite Kniehebel L/2' an, der von einem Antrieb A1' im Fußpunkt angetrieben wird. Der Diffe renzweg der beiden Antriebe A1, A1' bestimmt nun den Winkel α, d. h. die Einstellung des Winkels ist nicht mehr von der Orientierung der Plattform P abhängig und der Winkel α kann beliebig zwischen 0 und 90° eingestellt werden.The basic idea of the present inventive concept according to claim 1 is based on the fact that the motor degree of freedom of an arm is increased by a further linear motor degree of freedom according to FIG. 2, the effect of the second linear drive mechanism via a toggle lever mechanism for a rotation of the arm L. the pivot of the foot point leads and an arm of the toggle lever L / 2 in a fixed angle relationship z. B. of 90 ° relative to the arm L. This can be done via an auxiliary arm H, which connects the end points of the arms L and L / 2. At the junction of the arms L / 2, H the second toggle lever L / 2 ', which is driven by a drive A1' at the base, articulates. The difference path of the two drives A1, A1 'now determines the angle α, ie the setting of the angle is no longer dependent on the orientation of the platform P and the angle α can be set as desired between 0 and 90 °.

Eine weitere Variante entsteht, wenn die Anlenkung des Kniehebels mit sei nem Hebel L/2 gemäß Fig. 3 um 180° versetzt mit dem Arm L verbunden wird und damit der Antrieb A1' zwischen dem Arm L und der Führungsbahn F angeordnet werden kann. Das Armsystem baut damit entsprechend kür zer. Nachteilig ist jedoch, daß der Kniehebel nunmehr außerhalb des Ar beitsraumes der Parallelkinematik arbeitet. Um diesen Nachteil zu vermei den, zeigt Fig. 4 eine weitere Variante des Erfindungsgedankens, wobei der Kniehebel nach innen wirkt, die vorteilhafte Anlenkung von 90° zwischen L und L/2 jedoch aufgegeben wird zugunsten eines Vorhaltewinkels, der in Fig. 4 45° beträgt und damit eine freie Winkelverstellung von α in gewissen Grenzen erlaubt.A further variant arises when the articulation of the toggle lever with its lever L / 2 according to FIG. 3 is connected to the arm L by 180 ° and thus the drive A1 'can be arranged between the arm L and the guideway F. The arm system thus builds shorter accordingly. A disadvantage, however, is that the toggle lever now works outside the ar beitsraumes of the parallel kinematics. In order to avoid this disadvantage, FIG. 4 shows a further variant of the inventive concept, the toggle lever acting inwards, but the advantageous articulation of 90 ° between L and L / 2 is given up in favor of a lead angle which in FIG. 4 is 45 ° is and thus allows a free angle adjustment of α within certain limits.

Claims

1. Vorrichtung zur Bewegung einer NC-gesteuerten Plattform im Raum mittels einer Parallelkinematik mit Armen konstanter Länge, deren Fußpunkte mittels Linearantrieben bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme L gemäß Fig. 2 um ihre Fußpunkte mittels eines weiteren Linearantriebs A1' und einer Knie hebelanlenkung L/2, L/2' gedreht werden können, wobei der Fuß punkt des Armes L und der eines Kniehebels einen gemeinsamen Drehpunkt besitzen und in einer festen Winkelposition zueinander stehen.1. Device for moving an NC-controlled platform in space by means of parallel kinematics with arms of constant length, the base points of which are moved by means of linear drives, characterized in that the arms L according to FIG. 2 about their base points by means of a further linear drive A1 'and a knee lever linkage L / 2, L / 2 'can be rotated, the base point of the arm L and that of a toggle lever having a common pivot point and being in a fixed angular position to one another.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Winkelbeziehung zwischen dem Kniehebelelement und dem Arm L über einen Hilfsarm H her gestellt wird, der die Enden beider Arme L und L/2 verbindet.2. Device according to claim 1, characterized in that the fixed angular relationship between the toggle element and the arm L via an auxiliary arm H. is placed, which connects the ends of both arms L and L / 2.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Antrieb A1' zur Dre hung des Armes L sich zwischen Arm L und der Führungsbahn F befindet.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the additional drive A1 'to Dre arm L between arm L and the guideway F located.