DE2627490B2

DE2627490B2 - Manipulator

Info

Publication number: DE2627490B2
Application number: DE2627490A
Authority: DE
Inventors: Hans 8900 Augsburg Richter
Original assignee: Ha Schlatter Ag Schlieren (schweiz)
Current assignee: Ha Schlatter Ag Schlieren (schweiz)
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1976-06-18
Publication date: 1979-12-20
Also published as: CH621286A5; DE2627490A1; SE433584B; FR2354856B1; FR2354856A1; NL7706444A; AT353175B; SU1083900A3; JPS5937199B2; GB1544871A; SE7706980L; JPS532871A; CA1060390A; ATA397277A; ES459826A1; US4140226A

Description

Die Erfindung betrifft einen Manipulator mit einem einen Greifer an seinem vorderen Ende aufweisenden Ausleger, an welchen zwei im wesentlichen parallel verlaufende Hebel über je ein Drehgelenk angelenkt sind und der eine mit einem Schwenkantrieb versehene Hebel mit seinem dem Ausleger abgewandten Ende direkt an einer Tragplatte und der andere Hebel mit seinem dem Ausleger abgewandten Ende an einem ebenfalls mit einem Schwenkantrieb versehenen Schwenkhebel gelagert ist.

In der US-PS 36 30 389 ist ein Manipulator der vorgenannten Art gezeigt, bei dem die beiden parallel zueinander verlaufenden Hebel mit dem Schwenkhebel und dem zwischen den Drehgelenken befindlichen Teil des Auslegers ein Parallelogramm bilden. Bei Betätigen des Schwenkantriebs für den Schwenkhebel führt das vordere Ende des Auslegers, wenn der andere Schwenkantrieb blockiert ist, eine kreisbogenförmige Vertikalbewegung aus. Wird dagegen dieser andere Schwenkantrieb betätigt und der Schwenkantrieb des Schwenkhebels blockiert, dann führt das Vorderende des Auslegers eine bogenförmige Horizontalbewegung aus.

Solche Manipulatoren haben z. B. die Aufgabe, eine Last anzuheben, diese angehobene Last waagrecht zu verfahren und sie sodann wieder abzusetzen. Die bevorzugten Bewegungsbahnen des vorderen Endes des Auslegers verlaufen also horizontal und vertikal, wobei der horizontalen Bewegung besondere Bedeutung zukommt

Der bekannte Manipulator weist eine Reihe von Nachteilen auf. Soll das vordere Ende des Auslegers z. B. eine Horizontalbewegung ausführen, dann ist es dazu erforderlich, beide Schwenkantriebe anzusteuern. Dies erfordert einen entsprechend hohen Steuerungsund Programmieraufwand. Da das vordere Auslegerende eine bogenförmige, vertikale Bewegungskomponenten enthaltene Horizontalbewegung ausführt, wenn der

ίο an dem einen der beiden parallelen Hebel angreifende Schwenkantrieb betätigt wird, muß dieser Schwenkantrieb so stark ausgelegt sein, daß er die durch die vertikalen Bewegungskomponenten bedingte Hubarbeit zu leisten vermag. Weiterhin ist der Nachteil zu verzeichnen, daß bezogen auf die beiden Schwenkantriebe die Geschwindigkeits- und Kräftevektoren am vorderen Auslegerende nicht rechtwinkelig zueinander stehen, so daß die Schwenkantriebe sich durch dynamische Kräfte gegenseitig beeinflussen, wenn Horizontal- und Vertikalbewegungen ausgeführt werden, was zu unerwünschten Schwingungsvorgängen führt. Letztlich ist nachteilig, daß das am vorderen Auslegerende wirkende Gewicht allein vom Schwenkantrieb für den Schwenkhebel ausgeglichen werden muß, so daß dieser Schwenkantrieb außer der Hubarbeit auch den Gewichtsausgleich aufbringen muß.

Der DE-AS 12 21 779 ist ein Manipulator entnehmbar, bei dem das verlängerte hintere Auslegerende ein Gegengewicht trägt, welches das am vorderen Auslegerende wirkende Gewicht ausgleichen soll. Hierbei ist jedoch nachteilig, daß auch dieses Gegengewicht beschleunigt und verzögert werden muß, wenn Bewegungen ausgeführt werden, so daß sich die dynamischen Kräfte erhöhen.

Bei einem weiteren Manipulator nach der US-PS 37 03 968 ist es möglich, allein aufgrund der Geometrie der Getriebelenker eine horizontale Geradführung des vorderen Auslegerendes zu ermöglichen. Dieser Manipulator besteht jedoch aus einer Kombination von zwei Parallelogrammen und einem Trapez und ist daher kompliziert aufgebaut. Zum Ausführen einer Horizontalbewegung müssen zwei Schwenkantriebe betätigt werden, die zudem den Gewichtsausgleich für das am Auslegerende wirkende Gewicht übernehmen müssen.

Es besteht die Aufgabe, einen Manipulator der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das vordere Auslegerende in seinem gesamten Arbeitsfeld, also unabhängig von seiner Vertikallage, allein aufgrund der Hebelgeometrie eine im wesentlichen nur horizontale Bewegung ausführt, wenn der Schwenkantrieb des einen Hebels betätigt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem eingangs genannten Manipulator dadurch, daß der Schwenkhebel an einem zum Drehpunkt des einen Hebels unterschiedliehen Drehpunkt an der Tragplatte gelagert ist und die Hebel, der Ausleger und deren Drehpunkte einen Lemniskoidenlenker bilden.

Hierdurch wird erreicht, daß die Geschwindigkeitsund Kräftevektoren am vorderen Auslegerende im wesentlichen senkrecht zueinander stehen, d. h. bei Horizontalbewegungen wird der Schwenkantrieb am einen Hebel und für Vertikalbewegungen derjenige des Schwenkhebels beaufschlagt. Dies führt zu einem wesentlich einfacheren Steuer- und Programmieraiufwand. Der die Horizontalbewegung bestimmende Schwenkantrieb hat keine Hubarbeit zu leisten. Eine gegenseitige Beeinflussung der Schwenkantriebe durch dynamische Kräfte findet bei Horizontal- und Vertikal-

bewegung nicht statt Im Vergleich zu den bekannten Manipulatoren ist das ausnutzbare Arbeitsfeld größer und die Schwenkwinkel der Hebel zum Bestreichen dieses Arbeitsfeldes sind geringer.

Am Schwenkhebel kann eine Gewichtsausgleichsvorrichtung in Form eines Gegengewichts oder eines Luftzylinders angreifen, so daß der am Schwenkhebel wirkende Schwenkantrieb nicht das am vorderen Auslegerende wirkende Gewicht auszugleichen bi aucht, sondern nur für die zu verrichtende Hubarbeit auszulegen ist

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, welche eine Seitenansicht des Manipulators darstellt.

Das vordere Ende des Auslegers 1 ist mit einem Greifer 10 versehen. Am Ausleger 1 sind über Drehgelenke 2, 3 zwei Hebel 4, 5 angelenkt. Der eine Hebel 4 ist über ein Drehgelenk 8 an der Tragplatte 6 direkt gelagert. Der andere Hebel 5 dagegen ist über ein Drehgelenk 18 mit dem Schwenkhebel 7 verbunden, der seinerseits über ein Drehgelenk 9 an der Tragplatte 6 gelagert ist. Die Tragplatte 6 ruht auf einem Drehkranz 15.

Der Greifer 10 bestreicht das Arbeitsfeld 11. Zu diesem Zweck greift am einen Hebel 4 ein Schwenkantrieb an, der bewirkt, daß der Hebel 4 eine Schwenkbewegung 19 ausführt Am Schwenkhebel 7 greift ein weiterer Schwenkantrieb an, der bewirkt daß dieser Schwenkhebel 7 eine Schwenkbewegung 17 auszuführen vermag.

Damit der Greifer 10 beim Verschwenken des Hebels 4 >n Ffeürichtung 19 eine überwiegend horizontale Bewegung 12 im Arbeitsfeld 11 ausführt und damit beim Verschwenken des Hebels 7 in Pfeilrichtung 17 die Bewegungsrichtung des Greifers 10 überwiegend vertikal in Pfeilrichtung 13 ist, sind die Drehgelenke und die Hebellängen so aufeinander abgestimmt, daß sich ein Lemniskoidenlenker ergibt. Dies bedingt, daß die Drehgelenke 8, 9 im Abstand zueinander an der Tragplatte 6 angeordnet sind. Bei der dargestellten Lemniskoidenkonstruktion wird erreicht daß bei einer Betätigung des Schwenkantriebs für den Hebel 4 der Greifer 10 im gesamten Arbeitsfeld 11 horizontale Bewegungsbahnen 16 ausführt

Zum Ausgleich des am Greifer 10 wirkenden Gewichts ist am Schwenkhebel 7 eine Gewichtsausgleichsvorrichtung vorgesehen, bei welcher es sich um ein Gegengewicht 14 oder um einen Luftzylinder handeln kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hebel 5 dem Greifer 10 zugewandt. Es ist jedoch auch möglich, diesen Hebel 5 an der anderen Seite des Hebels 4 anzuordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Manipulator mit einem einen Greifer an seinem vorderen Ende aufweisenden Ausleger, an welchen zwei im wesentlichen parallel verlaufende Hebel über je ein Drehgelenk angelenkt sind und der eine mit einem Schwenkantrieb versehene Hebel mit seinem dem Ausleger abgewandten Ende direkt an einer Tragplatte und der andere Hebel mit seinem dem Ausleger abgewandten Ende an einem ebenfalls mit einem Schwenkantrieb versehenen Schwenkhebel gelagert ist, der seinerseits an der Tragplatte angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (7) an einem zum Drehpunkt

(8) des einen Hebels (4) unterschiedlichen Drehpunkt

(9) an der Tragplatte (6) gelagert ist und die Hebel (4, 5), der Ausleger (1) und deren Drehpunkte (2, 3, 8, 18) einen Lemniskoidenienker bilden.

2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Schwenkhebel (7) eine Gewichtsausgleichsvorrichtung angreift.

3. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsausgleichsvorrichtung ein Gegengewicht (14) ist

4. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsausgleichsvorrichtung ein Luftzylinder ist.

5. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Hebel (5) am Ausleger (1) zwischen dem Greifer (10) und dem Drehgelenk (3) des einen Hebels (4) angelenkt ist.

6. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Hebel (5) am Ausleger (1) an dessen freien Ende hinter dem Drehgelenk (3) des einen Hebels (4) angelenkt ist.