DE2701151C2 - Manipulator in Form einer Viergelenkkette - Google Patents

Description

Die Erfindung geht entspreche*-¹, dem Oberbegriff des Patentanspruches von einem Manipulator aus, wie er beispielsweise durch die DE-OS 26 25 933 bekanntgeworden ist.

Die dort angewandte Viergelenkkette ist in Form eines Parallelogramm-Lenkers gestaltet, mit dem *o lediglich kreisbogenförmig gekrümmte Kurvenbahnen am Greifer erzeugt werden können, falls nur einer von beiden Schwenkantrieben betätigt wird. Zur Erzeugung geradliniger Strecken müssen beide Schwenkantriebe sich überlagernd angesteuert werden, was das Steuerprogramm verkompliziert und unnötige Energie verbraucht. In der mittleren Grundstellung bilden Kurbel und Schwinge je einen rechten Winkel zur Koppel und zum Steg. Es hat sich herausgestellt, daß diese Geometrie der Viergelenkkette mit einem ganz erheblichen Kraftaufwand bei jeder Stellung betrieben werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Viergelenkkette so zu ändern, daß mit einem wesentlich verminderten Kraft- und Steueraufwand ein größeres Arbeitsfeld überstreichbar ist und in diesem Arbeitsfeld möglichst geradlinige Bewegungen ausführbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches.

Geradlinige Bewegungsbahnen können an sich mit sogenannten Lemniskoiden- oder Lemniskatenlenkern erzeugt werden, die auch aus unregelmäßigen Viergelenkketten gebildet sein können, wie dies aus den Druckschriften »Rauh/Hagedorn, Praktische Getriebelehre«, 1965, Abb. 663 und 67.1 sowie »Paul Löhse, Getriebesynthese«, 1975, Abb. 8.7 und »Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau«, 1953, S. 538, hervorgeht. Das Ziel der bekannten Getriebe ist das Erreichen bestimmter geradliniger Wegstrecken, gegebenenfalls auch in einem vorgegebenen Winkel.

Diese sich mit der allgemeinen Getriebelehre befassenden Druckschriften enthalten jedoch keine Anregungen für die praktische Anwendung bei Manipulatoren, bei denen es darauf ankommt, in einem bestimmten, möglichst großen Arbeitsbereich bestimmie Punkte mit möglichst geringem Steuer- und Energieaufwand anzufahren.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung hat sich nun herausgestellt, daß eine strahlenförmige Obei-deckung des Arbeitsfeldes unter Ausnutzung eines wesentlich verringerten Steuer- und Energieaufwandes möglich ist. Gerade das Ziel der Energieersparnis ist im erwähnten Stand der Technik überhaupt nicht angesprochen, so daß es an der Voraussetzung fehlt, zur Auffindung einer Lösung für die gestellte Aufgabe auf die vorbekannte Geometrie zurückzugreifen, die obendrein die konkrete Ausführungsform der Erfindung nicht vorwegnimmt.

Es ist schließlich überraschend, daß die erfindungsgemäße Geometrie der Viergelenkkette die Nachteile der bekannten Parallelogramm-Lenker-Konstruktion mühelos beseitigen konnte.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. Dabei zeigt die Zeichnung den schematischen Aufbau eines Handhabungsgerätes in Form einer unregelmäßigen Viergelenkkette.

Der nach Art einer Viergelenkkette ausgebildete Manipulator besteht aus einem als Koppel ausgebildeten Ausleger 1, an welchem eine in verschiedenen Koordinaten bewegbare Hsnd (G/eifer, Halter oder dgl.) la angeordnet ist. An den Gelenken 2,3 sind etwa parallel zueinander eine Kurbel 4 and eine Schwinge 5 drehbeweglich angelenkt. Die Kurbel 4 ist dabei kürzer ausgebildet als die Schwinge 5. Im Gelenk 6 ist die Kurbel 4 drehbeweglich mit einer Tragplatte 7 oder dgl. verbunden. Die Schwinge 5 ist im Gelenk 8 mit einem Schwenkhebel 9 drehbeweglich verbunden, welcher seinerseits in dem in der Tragplatte 7 angeordneten Gelenk 6 drehbewpglich gelagert ist. Die Tragplatte 7 ist mit einem Kugeln, Rollen oder dgl. 11 aufnehmenden Teller 12 fest verbunden, welcher unter Abstützung auf einem korrespondierend ausgebildeten ortsfesten Teller \1a eine horizontale Drehbewegung von 360" zuläßt. Ein Gegengewicht 13, etwa ein druckmittelbeaufschlagter Kolben oder dgl., welcher am freien Ende des Schwenkhebels 9 angreift, sorgt für den erforderlichen Gewichtsausgleich. Die vom Greifer oder dgl. la auf dem Arbeitsfeld 14 abfahrbaren bzw. bestreichbaren Geraden 15a sind strahlenförmiger Art, vorzugsweise in Richtung des Auslegerarmes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   27 Ol

   Manipulator in Form einer Viergelenkkette, bei dem ein als Koppel ausgebildeter, an seinem freien Ende mit einem dreh- und schwenkbaren Greifer versehener Ausleger mit zwei in der mittleren Grundstellung etwa senkrecht dazu sich erstreckenden, einander etwa parallel angeordneten, als Kurbel und Schwinge ausgebildeten Hebeln gelenkig verbunden ist, von denen die Kurbel in einem Gestell gelagert sowie mit einem Schwenkantrieb versehen und die Schwinge an einem Schwenkhebel ängelenkt' ist, der im Gestell gelagert und mit einem Schwenkantrieb sowie einem Gewichtsausgleich versehen ist, wobei das Gestell um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (5) länger als die Kurbel (4) bemessen und an der dem Greifer (la) zugekehrten Seite der Kurbel (4) angeordnet ist, so daß der zwischen den Anlenkpunkten (6, 8) der Kurbel (4) und der Schwinge (5) am Schwenkhebel (9) gebildete Steg der unregelmäßigen Viergelenkkette größer als der zwischen den Anlenkpunkten (3, 2) der Kurbel (4) und der Schwinge (5) am Ausleger (1) gebildete Koppelabschnitt ist, wobei durch die Kurbelbewegung (4) ein Punkt des Greifers (la) eine ungefähr längs des Auslegers il) gerichtete Geradstrecke (\5a) beschreibt und durch die Stegbewegung (9) eine strahlenförmige Überdeckung des Arbeitsfeldes (14) erreichbar ist.