DE2323407C2

DE2323407C2 - Telemanipulator

Info

Publication number: DE2323407C2
Application number: DE2323407A
Authority: DE
Inventors: Charles Vendome Glachet; Jean-Pierre Jouars-Pontchartrain Guilbaud; Jean Issy Les Moulineaux Vertut
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1972-05-10
Filing date: 1973-05-09
Publication date: 1983-11-03
Also published as: JPS5633238B2; BE798319A; DE2323407A1; US3817403A; CA976209A; JPS4955057A; FR2183584A1; CH568132A5; FR2183584B1; IT986296B; SE414434B; GB1388994A

Description

— daß der Oberarm (2) zweiarmig ausgebildet ist, wobei sich die beiden Tcilarme beiderseits der Schulterachse (90) erstrecken, und

— daß die Bewegungseinleitung in den Unterarm ^b5 (4) und den Greifer (7) durch Motoren erfolgt, die auf einem Block (9) sitzen, der auf einer zur Ellbogenachse (3) parallelen .Achse (8) am Ende des der Ellbogenachse (3) entgegengesetzten Teilarmes angelenkt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Telemanipulator, der durch Motoren betrieben ist, mit einem um seine Schulterachse schwenkbaren und seine eigene Achse drehbaren Oberarm, einem Unterann, der am Ende des Oberarms um eine Ellbogenachse schwenkbar angelenkt ist, die parallel zur Schulterachse verläuft, und einem Greifer, der an einer Handgelenkachse angelenkt ist, die sich am l'nterarm entgegengesetzt zur Ellbogenachse befindet

Einen derartigen Telemanipulaior zeigt die US-PS 28 46 084. Die Bewegungen des Arms der sich in einer gefahrenträchtigen Umgebung befinden kann, sind fernsteuerbar. Außerdem ist meist eine Nachführschleife vorgesehen, die zum einen einen eine genaue Nachahmung der Bewegungen des Arms mit entsprechender Kraft gewährleistet und zum anderen Rückwirkungskräfte auf den Steuerarm überträgt, die der diesen handhabenden Bedienungsperson ein Gefühl für die aufgenommenden Kräfte, die beispielsweise auf ein Anstoßen gegen ein festes oder bewegliches Hindernis oder ein Anheben eines Gegenstandes zurückgehen können, vermitteln.

Die DE-OS 14 56 443 betrifft einen Telemanipulator, bei dem zum Antrieb einer Ausgleichsgewichtsanordnung für den Gewichtsausgleich des Arbeits-Ober- und Unterarm ein Differentialgetriebe vorgesehen ist

Neben den obenerwähnten Bewegungsmöglichkeiten für die einzelnen Bauteile des Telemanipulators sind meist noch drei weitere Bewegungen möglich, nämlich eine Drehung des Oberarms um die Schulterachse, eine Drehung des Oberarms um seine eigene Achse und schließlich eine Schwenkung des Unterarms um die Ellbogenachse. f ür die Ausführung dieser Bewegungen sind drei zusätzliche Antnebsmotore vorgesehen, die sich auf der Seite des Arbeitsamts ebenfalls vom Steuerarm her fernsteuern lassen können. Die Trägheit des Gesamtaufbaus ist bei dieser bekannten Ausführung verhältnismäßig groß und für die drei zusätzlichen Bewegungsarten nicht gleich groß.

Der Erfindung liegt die A.ufgabe zugrunde, einen speziellen Betrieb dieser drei zusätzlichen Aninebsmotore und der zugehörigen Übertragungsorgane /u ermöglichen, de·: eine Begrenzung der Trägheit des Gesamtaufbaus gestattet und diese Trägheit für die drei oben erwähnten Bewegungsmöglichkeiten in etwa gleich groß hält.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem rdcnianipulator der '-ingangs erwähnten Art. erfindungsgemaß durch die im Hauptanspruch angeführton Merkmale gelöst. Die Unteranspruche enthalten zweckmäßige weitere Ausbildungen

Durch die erfindiingsgemäßc Ausbildung wird eine geringe Trägheit des (ies.imtaufbaus erreicht. Vor allem aber ist die Trägheit fur alle Bewegiingsnioglichkeiten etwa gleich groll.

Für die weitere F.rläuKTiini: der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein bevorzugtes Ausführiingsbcispicl für den crfiMdungsgcmäß ausgebildeten Telemanipulator veranschaulicht ist: dabei zeigt in der Zeichnung

F i g. I eine perspektivische Textdarstellung, die insbesondere die Steueroreane Mir die Bcucvupl' des

Oberarms und des Unterarms erkennen läßt

Fig.2 eine schematisch und in größerem Maßstab dargestellte und teilweise geschnittene Aufsicht auf einen Teil des Steuermechanismus des Telemanipulatorsnach Fig. 1,

F i g. 3 den in F i g. 2 dargestellten Ausschnitt aus dem Telemanipulator von F i g. 1 in Seitenansicht,

Fig.4a und 4b Diagramme zur Veranschaulichung der auf die am freien Ende des Unterarmes sitzende Greifzange durch die Einwirkung des Steuermechanismus ausgeübten Kräfte, wobei die Darstellung in F i g. 4a einem erfindungsgemäß ausgebildeten Telemanipulator und die Darstellung in F i g. 4b einem üblichen System ohne Einschaltung eines Differentials entspricht.

Wie F i g. 1 zeigt, besteht der dargestellte Telemanipulator 1 im wesentlichem aus einem rohrförmigen Oberarm 2, an den an einem seiner Enden ein um eine Ellbogenachse 3 schwenkbarer Unterarm 4 angelenkt ist Am entgegengesetzten Ende des Unterarms 4 ist eine Hülse 5 angebracht, die als Schwenkachse für eine Greifzange 7 eine zur Längsachse des Unterarms 4 senkrecht verlaufende Handgelenkachse 6 trägt. An dem der Ellbogenachse 3 entgegengesetzten Ende des Oberarms 2 ist ein Tragteil für eine zweite Achse 8 angeordnet, die parallel zur Ellbogenachse 3 verläuft und die gelenkige Verbindung zwischen dem Oberarm 2 einerseits und einem Block 9 andererseits ermöglicht, der vier in der Zeichnung nicht weiter dargestellte Antriebsmotore trägt, die unter voneinander unabhängigem Betrieb die Antriebskräfte für vier Bewegungen, nämlich die Schließbewegung der Greifzange 7, die Drehung der Greifzange 7 um ihre eingene Achse, die Schwenkung der Greifzange 7 um die Handgelenkachse 6 und die Drehung des Unterarmes 4 um seine Achse bewirken, wobei fü r die Übertragung der Antriebskräfte für diese Bewegungen Übertragungsorgane wie Kabel. Bänder oder Ketten 10 vorgesehen sind, die auf Rollen 11 geführt werden, die frei drehbar an den verschiedenen Gelenken am Oberarm 2 angeordnet sind.

Dank dieus an sich bekannten Aufbaus läßt sich der Telemanipulator 1 in der Weise betreiben, daß der Block 9 die aus Unterarm 4 und Greifzange 7 bestehende Kombination ständig und unabhängig von ihren Eigenbewegungen im Gleichgewicht hält. Außerdem sind der Unterarm 4 einerseits und der Block 9 andererseits an zueinander parallelen Achsen, nämlich der Ellbogenachse 3 und der Achse 8. angelenkt, und auf diesen Achsen sitzen Rollen 13 und 14. in deren Kehlungen die Trume eines zweiteiligen Steuerkabels 15 geführt sind, aesst.i beide Teile sich auf eine gemeinsame Rolle 16 aufwickeln, die um eine Achse 17 drehbar r.iontiert ist. Die Rollen 13, 14 und 16 weisen jeweils den gleichen Durchmesser auf. und die gesteuerte Drehung der Rolle 16 führt zu einer Drehung (Bewegung I) des mit der Rolle 13 verbundenen Unterarmes 4 um die Ellbogenachse 3 und gleichzeitig zu einer identischen Drehung in gleichem Sinne für den mit der Rolle 14 verbundenen Block 9. Die weiteren Bewegungsmöglichkeiten für den Telemanipulator 1 bestehen zum einen in einer Schwenkbarkeit (Bewegung II) des Oberarmes 2 um die Schulterachse 90 und zum anderen in einer Drehbarkeit (Bewegung III) des Telemanipulators 1 um die Achse 64 des Oberarms 2, durch die sich die Kombination aus Unterarm 4 und Greifzange 7 mil der Achse 64 des Oberarms 2 als Schwenkachse verschwenken läßt.

Für die Realisieru ig der drei obenerwähnten Bewegungen I. II, 111 enthält der Telemanipulator 1 erfindungsgemäß einen Träger für drei weitere Antriebsmotore 18,19 und 20 (F i g. 3), von denen in der perspektivischen Darstellung in F i g. 1 nur die Antrieb? motore 18 und 19 sichtbar sind. Der Oberarm 2 ist in zwei Lagern 33 und 34 gelagert, die am Ende 31,32 einer rohrförmigen Traggabel 21 sitzen, die ein Differential 22 trägt, dessen Aufbau in F i g. 2 mehr ins Einzelne gehend dargestellt ist Die Gabel 21 läßt sich um eine feste horizontale Achse verdrehen, die im folgenden als Schulter&chse 90 bezeichnet werden soll.

In F i g. 2 ist nur einer der drei Antriebsmotore 18,19 und 20 sichtbar, wobei als Beispiel der Motor 18 gewählt ist der mittels Halteschrauben 24 an einem Gehäuse 23 befestigt ist. Der Antriebsmotor 18 weist eine Ausgangswelle 25 mit einem Antriebsritzel 26 auf, das mit einem Zahnkranz 27 kämmt der am Ende der rohrförmigen Gabel 21 sitzt die den Oberarm 2 trägt. Die Drehung der Gabel 21 gegenüber dem Gehäuse 23 vollzieht sich in Kugellagern 28 und 29. die zwischen der Außenseite der Gabel 21 einerseits und einer feststehenden, zylindrischen Verlängerung 3!» des Gehäuses 23 andererseits angeordnet sind. Die Galx.1 21 verzweigt sich in zwei sowohl in F i g. 1 als auch in F i g. 2 sichtbare Enden 31, 32, die die Lager 33 und 34 aufnehmen, in denen der Oberarm 2 gelagert ist wobei die Lager 33 und 34 eine von der Bewegung der Gabel 21 selbst die unter Antrieb durch den Antriebsmotor 18 zu einer Verdrehung des Oberarms 2 um die Schulterachse 90 führt, unabhängige Drehung des Oberarms 2 um seine eigene Achse 64 in der Gabel 21 ermöglichen.

Ein zweiter Antriebsmotor, z. B. der in F i g. 2 zur Vermeidung einer Überladung der zeichnerischen Darstellung nicht gezeigte Antriebsmotor 19, nimmt in analoger Weise wie der Antriebsmotor 18 ein Ritzel 36 mit. das mit einem zweiten Zahnkranz 37 kämmt, der parallel zum Zahnkranz 27 im Gehäuse 23 gelagert ist und in einem Rohrstück 38 endet, das koaxial zur Gabel 21 und zur zylindrischen Verlängerung 30 verläuft Das Rohrstück 38 läßt sich relativ zur Gabel 21 auf Rollen 39 und 40 verdrehen. An seinem oberen Ende trägt das Rohstück 38 einen transversal dazu verlaufenden Kranz 41. der an seinem Außenumfang eine kegelförmige Zahnung 42 trägt über die er mit einer analogen Zahnung an einem Ritzel 43 kämmt, da' in einer zylindrischen Hülse 44 endet, die über Pollen 4"! und 46 frei drehbar auf dem Oberarm 2 gelagert ist. Das Ritzel 43 steht außerdem mit einer zweiten kegelförmigen Zahnung 47 in Eingriff, die am freien Ende eines Kranzes 48 angeordnet ist. der einen Teil der Rolle 16 auf der Achse 17 bildet, welche Rolle 16 ihrerseits über Rollen 49 auf einem transversalen Zapfen 2a gelagert ist. der fest mit dem Oberarm 2 verbunden ist.

Der in F i g. 2 nicht dargestellte, aber in F i g. 3 Sichtbare dritte Antriebsmotor 20 nimmt bei seiner Drehung ein Ritzel 50 mit. das mit einem dritten Kranz 51 kämmt, der im Gehäuse 23 unterhalb der Zahnkränze 37 und 27 und parallel dazu gelagert und fest mit einer Welle 52 verbunden ist. deren Achse mit der der Gabel 21, der Verläng-rung 30 und des Rohrstücks 38 zusammenfällt und die sich über Rollen 53 und 54 auf dem Rohrstück 38 am Zahnkranz 37 frei drehen kann. An ihrem oberen Ende trägt die Welle 52 einen transversalen Kranz 55, der parallel zum Kranz 41 verläuft und in einer kegelförmigen Zahnung 56 endet, deren Zähne so angeordnet sind, daß sie auf einem Kegel liegen, der den gleichen Scheitel hat wie der für die Zähne der Zahnung 42 des Kranzes 41. Der gemeinsame Scheitel für die Zahnungen 42 und 56 fällt

zusammen mit dem Schnittpunkt .S der Achse 17. der Achse 64 des Oberarms 2 und der Schulterachse 90. Die konische Zahnung 56 führt zu einer Drehung eines Kranzes 57, der über Lager 58 drehbar auf dem Oberarm 2 gelagert ist und seinerseits entgegengesetzt zum Kranz 55 mit einer zweiten konischen Zahnung 59 kämmt, die zur Rolle 16 an der Schulter des Telemanipulators I gehört. Wie zuvor liegt die Zahnung

59 auf einem Kegel, der den gleichen Scheitel aufweist wie der entsprechende Kegel für die konische Zahnung 47 am ersten Kranz 48 auf der gleichen Rolle 16. Die Rolle 16 weist außerdem zwei transversale Kehlungen

60 und 61 auf, in denen die beiden Teile des mit dieser Rolle 16 verbundenen und davon ausgehend die Bewegung der Rollen H und 14 (Fig. I) auf der Ellbogenachse 3 bzw. auf der Gelenkachse 8 für den Block 9 steuernden Kabels 15 geführt sind. Der gesamte oben beschriebene und in Fig. 3 in Seitenansicht dargestellte Übertragungsmechanismus ist über eine transversale Schulter 62 am Gehäuse 23 mit Hilfe von in Fig. 2 sichtbaren Halteschrauben 63 fest mit dem Tragteil des Telemanipulators 1 verbunden.

Der dargestellte Telemanipulator 1 arbeitet in folgender Weise: Wie bereits oben angegeben, erfolgt die Verschwenkung (Bewegung II) des Oberarms 2 um die feststehende Schulterachse 90 durch den Antriebsmotor 18 über das Ritzel 26. das den Zahnkranz 27 mitnimmt, der seinerseits eine Drehung der Gabel 21 und damit über die Lager 33 und 34 eine Drehung des gesamten- Telemanipulatorarmes bewirkt. ^!"

Die beiden anderen Bewegungen (I und 111) des Telemanipulators 1 werden ausgehend von den beiden weiteren Antriebsmotoren 19 und 20 bewirkt, die nach Art eines Differentials arbeiten. Die Steuerung dieser beiden Antriebsmotore 19 und 20 in gleichem Sinne und mit der gleichen Geschwindigkeit führt nämlich zu einer !,/Teilung ucT z-3nrri\r3rizc ~»r ΐίΓί*. ~* · «ίτϊ «ie gerrisiris3...~ Achse des Rohrstücks 38 einerseits und der Welle 52 andererseits. Daraus resultiert dann für die Kränze 41 und 55 eine Drehung im gleichem Sinne, die sich jedoch *o für die Kränze 43 und 57 dank deren entgegengesetzter Lage auf dem Oberarm 2 in Drehbewegungen mit umgekehrte;.! Drehsinn äußert. Diese Drehbewegungen finden sich immer noch im umgekehrten Drehsinn, an der Rolle 16 wieder, die auf dem Zapfen 2,7 mit umgekehrtem Drehsinn zur Welle 52 frei um die Achse 117 gedreht wird. Die Drehung der Rolie 16 führt zu einem Aufwickeln und Abwickeln des Übertragungskabels 15 in Richtung auf die Rollen 13 und 14 und bestimmt damit eine Schwenkbewegung (Bewegung I) des Unterarms 4 um die Ellbogenachse 3. wobei deren Ablauf mit gleicher Amplitude und gleichem Sinne wie für den Block 9 das Gleichgewicht gewährleistet.

Umgekehrt führt eine Drehung der Zahnkränze 37 und 51 durch die Antriebsmotore 19 und 20 um gleiche Winkel, aber in entgegengesetztem Drehsinn über die Zahnkränze 41 und 55 zu einer gleichsinnigen Drehung für die Zahnkränze 43 und 57 und damit für die durch diese Zahnkränze 43 und 57 angetriebene, ein Satellitenrad bildende Rolle 16 zu einer Blockierung in bezug auf die Achse 17 mit einer Verschiebung auf den Zahnungen 42 und 56 der Planetenräder bildenden Zahnkränze 43 und 57. Diese Bewegung äußert sich dann in einer Verschwenkung (Bewegung III) der Lage der Achse 17 um die Achse 64 des Oberarms 2 und in μ einem Kippen dieses gesamten Oberarms 2.

Die oben beschriebene Steuerung bietet im wesentlichen drei HauDtvorteile, von denen der eine auf die Übertragung der Bewegungen des Unterarms 4 um die EHbogenachsc 3 und der Drehung des Oherarms 2 um seine eigene Achse 64 über ein Differentialsystem zurückzuführen ist. wahrend die beiden anderen ihren Grund in der relativen Antriebsmethode für die Schwenkbewegung des Oberarms 2 um die Schulterachse '·*() und die Bewegung des Unterarmes 4 um die Ellbogenachse 3 haben.

Der erste dieser Vorteile ergibt sich insbesondere aus folgenden Überlegungen: Wenn die beiden Antriebsmotore 18 und 19 nicht zum Einsät/ kommen, erzeugt allein der Antriebsmotor 20 ein Drehmoment, das sich in gleicher Weise auf die Bewegung des Unterarms 4 um die Ellbogenachse 3 und die Drehung des gesamten Oberarms 2 um seine eigene Achse 64 verteilt. Diese gleiche Verteilung ergibt sich durch das Gleichgewicht zwischen den Aktions- und Reaktionskräften, die zwischen der Zahnung 59 und der damit feststehenden

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l.ailUUIIg H/ flUf UIC r\UIIC tu CMIWII *C1I, Uhu u\-f null iiu.1 Übertragungskabel 15 auf die Rolle 16 um! den fest mit dem sich um seine Achse 64 drehenden Oberarm 2 verbundenen Zapfen 2;j übertragenen Zugspannung. F ι g. 4a zeigt dann in einer zum Unterarm 4 senkrechten und durch die Handgelenkachse 6 an der Hülse 5 für die Greifzange 7 hindurchgehenden Ebene, wie die auf die auf den Unterarm 4 bei senkrechter Stellung zum Oberarm 2 ausgeübten Drehmomente zurückgehenden Kräf.t' verteilt sind. In diesem Diagramm sind diese K^tc entlang der Abszisse aufgetragen, während die Kräfte, die auf die Drehbewegung des Oberarms 2 zurückgehen, längs der Ordinate aufgetragen sind. Unter diesen Bedingungen geben die Kräfte 55 und 66 in F i g. 4a die Kräfte wieder, die dem vom Antriebsmotor 20 ausübbaren maximalen Drehmoment entspreche, das allein und in jedem Drehsinne zur Einwirkung kommt.

!n gleicher Weise erzeug· der Antriebsmotor 19 die Kräfte 67 und 68 in der Darstellung in Fig. 4a: daraus folgt dann, daß bei gleichzeitiger Einwirkung der als identisch angenommenen Antriebsmotore 19 und 20 eine auf die Bewegung des Unterarms 4 zurückzuführende Kraft 69 erhalten werden kann, die sich als die Resultierende der Kräfte 65 und 67 ergibt. In gleicher Weise kann man die ebenfalls in dem Diagramm von Fig. 4a eingezeichneten Kräfte 70, 71 und 72 erhalten. Die Hüllkurve für die mit Hilfe der Antriebsmotore 19 und 20 erzielbaren Maximalkräfte ist daher ein Quadrat, dessen Ecken durch die Enden der Pfeile für die Kräfte 69,70,71 und 72 gebildet werden.

Bei einem Vergleich des Diagramms von F i g. 4a mit dem Diagramm von Fig. 4b. das den Verhaltnissen entspricht, die sich ohne Differential beim Einsatz unabhängiger Antriebsmotore für die Schwenkung des Unterarmes um die Ellbogenachse und die Drehung des Oberarmes um seine eigene Achse ergeben, sieht man. daß sich diese beiden Diagramme durch eine einfache Drehung um 45⁼ um ihren Mittelpunkt einander überlagern lassen, wobei dann die Kräfte 73 bis 76 von Fig.4b den Kräften 65 bis 68 von Fig.4a und die Kräfte 77 bis 80 von F i g. 4b den Kräften 69 bis 72 von F i g. 4a entsprechen.

Ein Vorteil, der sich aus dem Antriebsmodus für den Oberarm 2 und den Unterarm 4 ergibt, betrifft die Trägheitskräfte, die auf die Antriebsmotore für den Antrieb von Oberarm 2 und Unterarm 4 zurückgehen. Das Trägheitsmoment ist für die Bewegung des Unterarms 4 um die Ellbogenachse 3 aufgrund der Trägheit beider Antriebsmotore bei Übertragung von

deren Antriebswirkung über das Differentialsystern das gleiche wie für den Fall einer Ausführung dieser Bewegung durch einen einzigen Antriebsmotor. Unter diesen Bedingungen treten bei Ausübung einer Beschleunigung auf die Greifzange 7 in der Vertikalebene s des Oberarms 2 zwei Trägheitskräfte auf, von denen die eine auf den Antriebsmotor 18 für die Schulterbewegung i;>J die andere auf die beiden Antriebsmotore 19 und 20 für die Ellbogenbewegung zurückgehen, wobei diese zweite Trägheitskraft derjenigen äquivalent ist, die bei einem einzigen Antriebsmotor auftrit*.

Da die bei diesen beiden Bewegungen sich entwikkelnden Kräfte und auch die Steuermittel gleich sind, wird auch die Trägheit für jede dieser beiden Bewegungen gleich. Insbesondere hängt die auf den is Motor für die Bewegung in der Schulter zurückgehende Trägheit nicht von der Stellung des Unterarms 4 relativ zum Oberarm 2 ab. Die gesamte Trägheitskraft, die sich aus d?r Zusammensetzung d?r auf jede Her beiden betrachteten Bewegungen zurückgehenden Trägheitskräfte ergibt, hängt daher weder von der Richtung der Beschleunigung in der Vertikalebene des Oberarms 2 noch von der Lage des Oberarms 2 relativ zum Unterarm 4 ab.

Bei Antrieb des Gesamtbildes aus Oberarm 2 und Unterarm 4 wird allein durch den die Bewegung um die Schulterachse 90 bewirkenden Antriebsmotor die auf diesen Antriebsmotor zurückgehende Trägheitskraft mit kleiner werdendem Winkel im Ellbogengelenk im umgekehrten Verhältnis zum Quadrat des Abstandes zwischen der Schulterachse 90 und der Handgelenkachse 6 für die Greifzange 7 größer. Da nun dieser Abstand in der Praxis in einem Verhältnis in der Größenordnung von 3 variiert, ergibt sich für die proportional zum Quadrat dieses Verhältnisses veränderliche Trägheitskraft eine Variation im Verhältnis 1 :9, was unzulässig sein könnte. Die erfindungsgemäße Anordnung dagegen ermöglicht bei zueinander senkrechter Stellung von Oberarm 2 und Unterarm 4 die Erzielung von Trägheitskräften infolge der drei Antriebsmotore. die vollkommen isotrop sind. Außerdem nimmt bei Abweichung des Winkels am Ellbogengelenk vom rechten Winkel die auf die Drehung des Oberarms 2 um seine eigene Achse 64 zurückgehende Trägheit im umgekehrten Verhältnis des Abstandes zwischen der Greifzange 7 und der Achse des Oberarms 2 zu. Begrenzt man den Schwenkwinkel für den Unterarm 4 auf einen Wert von ±45° um die Senkrechte zum Oberarm 2, so vergrößert sich die seitliche Trägheit, die der Drehung Jes Oberarmes 2 um seine eigene Achse 64 entspricht, höchstens um den Faktor 2, ohne daß sich das Arbeitsfeld für den Telemanipulator 1 merklich verringert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Telemanipulator, der durch Motoren betrieben ist, mit einem um seine Schulterachse schwenkbaren und seine eigene Achse drehbaren Oberarm, einem Unterarm, der am Ende des Oberarms um eine Ellbogenachse schwenkbar angelenkt ist, die parallel zur Schulterachse verläuft, und einem Greifer, der an einer Handgelenkachse angelenkt ist, die sich am Unterarm entgegengesetzt zur Ellbogenachse befindet dadurch gekennzeichnet, daß für die Schwenkung (erste Bewegung) des Oberarms (2) um die Schulterachse (90) und für die Drehung (zweite Bewegung) des Oberarms (2) um seine eigene Achse (54) zwei differentialartig miteinander gekoppelte Antriebsmotore (19, 20) vorgesehen sind, wobei die erste Bewegung aus der Summe und die zweite Bewegung ans der Differenz der Einwirkungen der miteinander gekoppelten Antriebsmotoren (19, 20) resultier.·.

? TeScmanipulator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß für die Bewegung des Oberarmes (2) um die Schuiterachse (90) eine schwenkbare Gabel (21) vorgesehen ist. die den Oberarm (2) in zwei Lagern (33, 34) trägt und ihrerseits in einem feststehenden Gehäuse (23) montiert ist, das einen Zahnkranz (27) enthält, der mit einem motorgetriebenen Steuerritzel (26) kämmt.

3. Telemanipulator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Drehung d°s Oberarmes (2) um seine eigene Achse (64) und die Schwenkung des Unterarmes (4) um die Ellbogenachse (3) zwei von den beiden miteinander gekoppelten Antriebs.nctoren (19 und 20) angetriebene parallele Zahnkränze (5 und 51) vorgesehen sind, die fest mit einer zylindrischen Verlängerung (38) und einer koaxialen Welle (52) verbunden sind, die zwei weitere parallele Kränze (41 bzw. 55) tragen, die an ihrem Umfang mit zwei kegelförmigen Zahnungen (42 bzw. 56). die auf ein und denselben *o erzeugenden Kegel liegen, dessen Spitze mit dem Schnittpunkt der Schüiierachse (90) mit der Oberarmachse (64) zusammenfällt, versehen sind, über die sie eine unabhängige Drehung von auf den Oberarm (2) umgebenden und auf Rollen (45, 46, 58) frei «5 darum drehbaren Hülsen (44) sitzenden Ritzeln (43 und 58) bewirken, die ihrerseits zwei weitere, mit kegelförmigen Verzahnungen (47, 59) versehene Kränze (48 und 49) mitnehmen, die auf einer drehbar auf einer fest mit dem Oberarm (2) verbundenen Zapfen (2a) sitzenden Rolle (16) sitzen, deren Achse (17) mit der Schulterachse (90) zusammenfällt und die Kehlungen (60 und 61) für die Führung und die Mitnahme eines Übertragungsorgans (15) für die Übertragung ihrer Drehung auf eine durchmessergleiche Rolle (1.3) aufweist, die fest mit dem Unterarm (4) verbunden ist und deren Achse mit der Ellbogenachse (3) zusammenfällt.

4. Telemanipulator nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet.