DE3319589A1

DE3319589A1 - Federsystem fuer industrielle manipulatoren

Info

Publication number: DE3319589A1
Application number: DE19833319589
Authority: DE
Inventors: Mark R. Cutkosky; Paul K. Pittsburgh Pa. Wright
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1983-05-30
Publication date: 1983-12-01
Also published as: IT8341573A1; FR2527499B1; US4458424A; CA1214807A; ES522800A0; GB2121380B; JPS58217014A; IT8341573A0; IT1172746B; FR2527499A1; GB2121380A; GB8314174D0; BE896892A; ES8404223A1

Description

*» #.«..«·* A Alt β

DR.-ING. Ernst Stratmann

PATENTANWALT
D-4OOO DÜSSELDORF I · SCHADOWPLATZ 9

VNR: 109126

* 5.

Düsseldorf/ " 27. Mai 1983 50,373
8323

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh/ Pa., V. St. A.

Federsystem für industrielle Manipulatoren

Die Erfindung richtet sich allgemein auf industrielle Manipulatoren. Insbesondere beschäftigt sich die Erfindung mit einem Federungssystem, das einen Bereich für die Federungssteuerung liefert. Außerdem umfaßt die Erfindung ein System zur unmittelbaren und genauen Messung von radialen und axialen Auslenkungen in dem Federungssystem, um eine Positions information zu liefern.

Es ist ein Ziel bei der Konstruktion und der Auslegung von industriellen Manipulatoren, begrenzte Aspekte von verschiedenen menschlichen Fähigkeiten nachzuahmen, um die positioneile Genauigkeit der' industriellen Manipulatoren bei solchen Aufgaben zu verbessern, die beispielsweise in der passenden Aneinanderfügung von zwei Teilen bestehen, oder in der Zusammenfügung von einem Werkzeug und einem Werkstück, einem werkstück und einer Armatur, und bei vielen anderen zueinander passenden Teilen. Wenn die Teile genau hergestellt werden und die. Werkzeuge und die Klammer, die diese halten, genau angeordnet werden, gibt es gewöhnlich keine Fehler bei dem Zusammensetzen. Jedoch sind nicht alle Oberflächen

. οα ι α «j υ ο

auf einem Teil mit den gleichen Toleranzwerten endbearbeitet, und oft befinden sich die zueinander passenden Oberflächen nicht in genau bekannten Positionen. Das Design und die Konstruktion der mechanischen Manipulatoren beinhaltet letztlich einen Kompromiß zwischen Manipulatorgeschwindigkeit, Belastungskapazität und Positionsgenauigkeit, um mit den vorgenannten Mangeln fertig zu werden.

Es ist bereits· bekannt, eine Federungseinrichtung vorzusehen, die als Hilfe zur Überwindung der Mangel dient, die bei derartigen Paßoperationen auftreten. Die Federeinrichtung überwindet diese Schwierigkeiten, indem sie als eine mehrachsige Schwebeeinrichtung arbeitet, die Positions- und Winkelfehlausrichtungen zwischen den Teilen aufnimmt. Die US-Patentschrift 40 98 001 beschreibt eine entfernt angeordnete Zentrierfedereinrichtung, die ein Werkstück derartig hält, daß das Werkstück um den Punkt rotieren kann, mit dem es in ein Paßteil in Eingriff kommt. Seitliche Fehler und Winkelfehler werden unabhängig voneinander aufgenommen, so daß das Werkstück auf Kontaktkräfte während des Einführens reagiert, und .eine Neuausrichtung bezüglich der Einführungsachse wird passiv aufgenommen.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, daß Fühlrückführungen, die Sicht- oder Berührungs.einrichtungen verwenden, benutzt werden, um die Genauigkeitsanforderungen hinsichtlich der Position bei industriellen Manipulatoren zu erleichtern-. Zu diesem Zweck wurde ein Kraftmeßgerät, wobei die Kraftmessung eine Belastungsanalyse umfaßt, in die Federeinrichtung mit einbezogen. Ein Beispiel für eine Kraftmeßeinrichtung, die in der Lage ist, sechs Freiheitsgrade aufzunehmen, wird in der US-Patentschrift 40 94 192 beschrieben. Jedoch ist bei industriellen Anwendungen das Antwortverhalten des Kraftmeßgerätes bei großen Manipulatoren meistens nicht schnell genug, um größere Kräfte am Auftreten zu hindern. Daher wird eine mechanische Nachgiebigkeit in begrenztem Ausmaß zugefügt, um das Manipulatorsystem nachgiebiger zu machen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einstellbare Nachgiebigkeit zu liefern, die einen bestimmten Nachgiebigkeitssteuerungsbereich bietet, wobei je nach Wunsch fünf und ein halber Freiheitsgrad geboten werden, außerdem selektiv Positionsrückführungsinformationen zur Verfügung stehen»

Gelöst wird die Aufgabe durch die erfindungsgemäße Einrichtung in ihrer umfassenderen Form durch ein Federsystem mit entfernter Zentrierung, die eine entfernte Zentrierung für eine Zusammehbaueinrichtung definiert, wobei das System ein erstes Glied umfaßt, das an der Zusammenbaueinrichtung befestigt ist, des weiteren Einrichtungen zur Verbindung des ersten Gliedes mit dem zweiten Glied, wobei diese Verbindungseinrichtungen die axiale Versetzung des zweiten Gliedes von dem ersten Glied auf. einen wählbaren vorbestimmten Grenzwert steuern und.begrenzen, mit ersten Vorspannungseinrichtungen, die zwischen dem ersten,und dem zweiten Glied angeordnet sind, welche Vorspannungseinrichtungen eine komprimierende, axiale Verschiebung des zweiten Gliedes bezüglich des ersten Gliedes verhindern, und mit zweiten Vorspannungseinrichtungeri, die zwischen dem ersten und dem zweiten Glied angeordnet sind, wobei diese zweiten Vorspannungseinrichtungen eine radiale Verschiebung des zweiten Gliedes bezüglich des ersten Gliedes verhindern.

Eine im folgenden beschriebene vorzugsweise Ausführungsform beschäftigt sich mit einem Federsystem für eine Montageeinrichtung,, wie beispielsweise einen industriellen Manipulator oder Roboter. Ein Bereich von nachgiebiger Steuerung bei einer einstellbaren Federeinrichtung mit fünf und einem halben Freiheitsgrad umfaßt, ein erstes Glied, das auf der Montageeinrichtung montiert ist, sowie ein zweites Glied, an dem ein Greifer oder ein Werkzeug befestigt ist. Verbindungseinrichtungen begrenzen die axiale Verschiebung des zweiten Gliedes weg von dem ersten Glied und Vorspannungseinrichtungen, die dazwischen angeordnet sind, unterbinden axiale Kompression. Vorspannungseinrichtungen werden auch vorgesehen, um eine radiale Verschiebung des zweiten Gliedes bezüglich des ersten

Gliedes zu unterdrücken. Die axialen Vorspannungseinrichtungen sind verstärkte elastomerische Kugeln, die gleichförmig steigende Federkraft zeigen und die automatisch bezüglich des Steifheitsbereiches¹eingestellt werden können, indem unter Druck stehende Flüssigkeit verwendet wird. Örtliche Positionsfühleinrichtungen des Greifers werden mittels einer Anordnung von linearen Wandlern mit veränderlichem Differential gelle-' fert. Ein in Wirkverbindung stehender Mikrocomputer liefert eine Signalanalyse für mögliche Neueinstellung des Manipulators.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Auführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 in einer Ansicht von unten ein erfindungsgemäße Merkmale aufweisendes Federungssystem, wobei bestimmte Teile weggebrochen sind;

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 entlang der Linien II-II;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Fig. 1 entlang den Linien IH-IIIf

Fig. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung des gegenwärtigen Federungssystems;

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Kraft-Auslenkung-Kurve bei einer Federungseinrichtung, die die erfindungsgemäßen Merkmale umfaßt;

Fig. 6 eine blockdiagrammartige Darstellung des Positionsrückführungssystems, das die erfindungsgemäßen Merkmale umfaßt; und

Fig. 7 eine blockdiagrammartige Darstellung des mechanischen Programmiersystems, das die erfindungsgemäßen Merk-

male umfaßt.

Dargestellt ist ein Federungssystem für industrielle Manipulatoren/ einschließlich einer entfernten Zentrierungsfedereinrichtung, die einen bestimmten Bereich einer Federungssteuerung ermöglicht. Insbesondere ist die Position des Zentrums der Federungseinrichtung variabel, um unterschiedlichen Belastungsund Pos it ionsgenauigkeitsanf orderung en zu genügen. In den Fig. T bis 3 wird die entfernte Zentrierungseinrichtung (remote center compliance, RGC) allgemein mit der Bezugszahl 11 bezeichnet und umfaßt ein erstes Glied 13, das auf dem Steuerungsarm eines industriellen Manipulators montiert ist, sowie ein zweites Glied 15, an das die Greifeinrichtung des Manipulators angebracht ist. Ein fortlaufender Flansch 17 ist um das erste Glied 13 umfangsmäßig herum angeordnet und senkrecht zur planaren Komponente des ersten Gliedes 13. Verbindungseinrichtungen 19 erstrecken sich zwischen dem ersten und dem zweiten Glied, 13 und 15, um die axiale Verschiebung des zweiten Gliedes 15 weg von dem ersten Glied 13 auf einen vorbestimmten maximalen Grenzwert zu begrenzen. Jedoch stört die Verbindungseinrichtung 19 nicht die kompressive axiale Verschiebung des zweiten Gliedes 15 in Richtung auf das erste Glied 13. Ein besonders gut für die Anwendung als Verbindungseinrichtung geeignetes Material ist gekennzeichnet durch ein hohes Maß an Zugfestigkeit, verbunden mit kompressiver Flexibilität. Ein Beispiel für ein derartiges Material ist ein verseiltes Faserkabel, das im Handel erhältlich ist unter der Bezeichnung ¹¹KEVIAR", welche Bezeichnung für die Firma DuPont registriert ist.

Erste Vorspannungseinrichtungen sind zwischen dem ersten und dem zweiten Glied, 13 und 15, angeordnet, um die vorgenannte kompressive. axiale Verschiebung zu steuern. Diese axialen Vorspannungseinrichtungen sind elastomerische Kugeln 21, die einer Kompression widerstehen, die jedoch wenig Widerstand gegenüber seitlichen Verschiebungen liefern, und zwar aufgrund ihrer kugelförmigen Gestalt. Jede Elastomerkugel 21 besteht aus einer hohlen Gummikugel, vorzugsweise verstärkt durch

eine äußere Schicht aus flexiblem Kabel oder Gewebe, das beispielsweise aus "KEVLAR"-Kabel hergestellt ist, welche Kugel gefüllt ist mit einer Flüssigkeit, um der Kugel ein vorbestimmtes Maß an Steifheit zu verleihen. Mit anderen Worten, der innere Druck der elastomeren Kugeln kann geändert werden, und zwar mit einer geeigneten Flüssigkeitsversorgung, um so die effektive Federsteifigkeit der Kugel zu verändern. Wie im folgenden noch näher erläutert werden wird, kann das Federungszentrum (von dem RCC 11) durch Veränderung der Federsteifheit der Kugeln 21 modifiziert werden. Zwar kann die Flüssigkeit, oder allgemeiner das Fluidum, das zur Steuerung des inneren Druckes der Kugeln 21 verwendet wird, aus Wasser oder selbst aus Luft bestehen, jedoch ist vorzuziehen, daß es eine hochviskose Flüssigkeit ist, die benutzt wird, um einen Dämpfungseffekt bezüglich der Bewegung des zweiten Gliedes 15 bezüglich des ersten Gliedes 13 zu liefern. Es ist zwar besonders günstig, hohle elastomere Kugeln zu verwenden, jedoch können auch massive elastomere Kugeln mit bekannter Steifheitsrate in einem passiven Federungssystem zur Anwendung kommen.

Zweite Vorspannungseinrichtungen 23 sind zwischen dem umfangsmäßig angeordneten Flansch 17 und dem zweiten Glied 15 mit .Hilfe von Montagesitzen 25 und 27 angeordnet. Die zweiten Vorspannungseinrichtungen 23 steuern die radiale Verschiebung des zweiten Gliedes 15 bezüglich des ersten Gliedes 13 und bestehen aus zahlreichen kugelförmigen Gliedern, die als Federn mit fester Federkraft arbeiten. Die sphärischen Glieder können massive Gummikugeln oder Hohlkugeln sein, die auf einen vorbestimmten Wert unter Druck gesetzt sind. Wegen der kugelförmigen ümfangsform bieten die zweiten Vorspannungseinrichtungen 23 minimalen Widerstand gegenüber relativen axialen Verschiebungen zwischen dem ersten und dem zweiten Glied 13, 15.

Aus Fig. 4 ist leicht zu erkennen, daß die Einstellbarkeit der ersten Vorspannungseinrichtung oder Kugeln 21 es möglicht macht, di.e Position des Gliederzentrums bezüglich dem RCC 11 zu modifizieren. Infolgedessen steht ein Bereich für die Fede-

rungssteuerung einer Einheit zur Verfugung. Es sei kurz erwähnt, daß das.entfernte Zentrum 29 ein Punkt ist, der auf den Greifer oder das Werkzeug projiziert wird, das auf dem zweiten Glied 15 montiert ist. (Zu Erläuterungszwecken ist der Greifer als ein langgestrecktes Glied 31 dargestellt). Da das entfernte Zentrum 29 bekannt ist, läßt sich sein Verhalten unter verschiedenen axialen und lateralen Fehlerbedingungen berechnen. Die örtlichkeit des entfernten Zentrums 29, eine Entfernung I- von dem zweiten Glied 15, ist eine Funktion von k , k, und Θ; wobei k die Scherungskraft, k. die axiale Kraft entlang einem Winkel, definiert durch Θ, und θ der Winkel ist, der den Unterschied zwischen der Position des Kabels 19 und der Z-Achse oder der axialen Zentrallinie "z" des Federungssystems darstellt, die durch die Linie "a" projiziert ist.

Die besonderen Vorteile, die durch die Fähigkeit erreicht werden, das .entfernte Zentrum 29 durch Änderung von 1.. zu verändern, zeigen sich in einer Erhöhung sowohl des Bereichs der Belastungen wie auch der Positionsgenauigkeit, die durch den einzigen RCC 11 ermöglicht werden. Wenn beispielsweise der industrielle Manipulator eine längere und schwerere Last in Eingriff nimmt, ist eine Erhöhung bezüglich 1.. gerechtfertigt. Auch eine Erhöhung von k /k^ ist angezeigt. Wenn der Winkel θ konstant bleibt, ist die Länge 1- eine Funktion des Verhältnisses k, /k . Die Länge I₁ kann somit entweder durch Erhöhung von k^ oder durch Verringerung von k erhöht werden. Durch Erhöhung von k, ergibt sich ein weiterer Vorteil dadurch, daß sich die Biegesteifheit von RCC 11 vergrößert. Eine derartige Vergrößerung ist besser geeignet für größere Kräfte und Momente, die durch eine längere und schwerere Last bedingt ist.

Erfindungsgemäß kann der Wert k^ des sphärischen Gliedes, das die erste oder axiale Vorspannungseinrichtung 21 ausmacht, durch Einstellung der inneren Druckkraft des sphärischen Gliedes mittels einer geeigneten Fluidversorgung erhöht oder ver-

ringert werden. Infolgedessen wird die effektive Federsteifigkeit des Kugelgliedes 21 geändert und die Position des entfernten Zentrums 29 abgeändert.

Die grafische.Darstellung von Kraft und Auslenkung, siehe Fig. 5, ist typisch für den Bereich der Federsteuerung, der durch das erfindungsgemäße Gerät zur Verfügung gestellt wird. Wegen der Nichtlinearität der Abhängigkeit zwischen Kraft und Auslenkung ergibt sich ein Bereich von BetriebsSteifheit. Die Y-Achse der grafischen Darstellung stellt eine Erhöhung in der Gesamtlast dar, die von dem RCC 11 angehoben wird. Mit der Gesamtlast ist die Kombination von Greifer und von diesem manipulierter Last gemeint. Die X-Achse stellt das Ausmaß der Auslenkung dar, das der RCC 11 pro einer konstanten Krafteinheit erfährt. Zahlreiche unterschiedliche Lastbedingungen zeigen sich jeweils durch unterschiedliche Ursprünge O.J, O«, Og und O^. Jeder, dieser Ursprünge repräsentiert aufeinanderfolgend einen erhöhten Wert von k. in dem Kugelglied Beispielsweise ist die Ablenkung, die der RCC 11 mit einem [_ erhöhten Wert von k^ und einer erhöhten Belastung bei einer gegebenen Krafthöhe geringer als die Auslenkung, die von dem RCC 11 erfahren wird, wenn sich k, auf einem geringeren Wert befindet und eine kleinere Belastung bei der gleichen Krafthöhe vorhanden ist. Auch mit einer Konstantbelastung kann der Wert von k, manipuliert werden, um die Kraftempfindlichkeit und das Ausmaß der Auslenkung pro Einheit der Kraft bei dem RCC 11 zu steuern.

Ein weiteres Merkmal der hier beschriebenen Ausführungsform ist die Positionsmessung durch den RCC 11. Wie in den Fig. 1 und 6 dargestellt ist, wird die Positionsinformation durch eine Serie von linearen variabel-differentiellen Wandlern .(linear variable-differential transformers, LVDT transducers) 33 und 35 erzeugt. Auslenkungen des zweiten Gliedes 15 bezüglich des ersten Gliedes 13 des RCC 11 werden direkt und genau 'durch die LVDT-Wandler 33 und 35 gemessen. Zumindest drei LVDT-Wandler 33 sind senkrecht zu den ersten und den zweiten

Gliedern 13 und 15 vorgesehen, um irgendwelche axialen Verschiebungen oder Änderungen in der Orientierung des zweiten Gliedes 15 bezüglich des ersten Gliedes 13 zu erkennen. Die LVDT-Wandler. 35 sind zwischen den ersten und den zweiten Gliedern 13 und 15 angeordnet, um irgendeine radiale Verschiebung und Drehung um die Z-Achse dazwischen zu erkennen. Die LVDT-Wandler 33 können auf dem zweiten Glied 15 montiert sein, während ein Bezugsglied 37, das.im Kontakt mit deren Kernen steht, auf dem ersten Glied 13 vorgesehen ist. Zumindest drei, vorzugsweise vier LVDT-Wandler 35 werden benutzt, um radiale Verschiebungen zu messen. Das Signal von jedem LVDT-Wandler (33 und 35) wird einem Microcomputer 39 zugeführt, um ein schwebendes Punktanordnungs- und schließlich ein Fehlersignal zu erzeugen. Nachdem erst einmal die Abweichungen des Fehlerpunktes berechnet, sind, können ausdrückliche Befehle für die Änderung der Koordinaten des Weges des Greifers erzeugt werden. Beispielsweise können bei einem industriellen Manipulator für eine Punkt-zu-Punkt-Steuerung die Modifikationen die Form von diskreten Puhktbewegungen annehmen, die über die Steuerung bewirkt werden.

In Fig. 7 gibt ein System für die Manipulation des Wertes von k, mittels der Unterdrucksetzung von zahlreichen kugelförmigen Gliedern 21 dem RCC 11 ein bestimmtes Maß von mechanischer Programmierbarkeit. Da ein Fluid oder eine Flüssigkeit benutzt wird, um, die nachgiebigen Kugeln zu versteifen, kann der Druck automatisch verändert werden. Der RCC 11 ist mechanisch zwischen dem Greifer 31 und dem Manipulatorarm 45 montiert. Bei vielen Anwendungen sind der Greifer und der Arm bezüglich der auszuführenden Aufgabe horizontal orientiert. Bei horizontaler Anordnung kann das Totgewicht des Greifers 31 ausreichen, einen Kraftvektor zu erzeugen, der im wesentlichen senkrecht zu der Z-Achse liegt. Infolgedessen kann das entfernte Zentrum 29 von seinem "O"-Zustand abweichen, d. hw, die Position des entfernten Zentrums 29, wenn der Arm 35 und der Greifer 31 vertikal verschoben werden. Mittels der individuellen Einstellung der sphärischen Glieder 21 kann diese Abweichung des

I V-ί %-/ V^ V-^

- 14 entfernten Zentrums 29 im wesentlichen korrigiert werden.

Die Ausgangssignale der LVDT-Wandler 33, 3 5 können benutzt werden, um irgendwelche Abweichungen des entfernten Zentrums aufgrund der Disposition des Greifers zu indentifizieren. Eine Verarbeitungs-/Steuerungseinrichtung 47, die auf dieses Ausgangssignal reagiert, steht in Verbindung mit einer Fluidversorgungseinrichtung 49, die eine Pumpeneinrichtung und ein Fluidreservoir besitzt. Getrennte Pumpen- oder Ventileinrichtungen können vorgesehen werden, um den Fluidfluß durch getrennte Leitungen 51 zu jeder elastomeren Kugel 21 zu steuern. Die Fluidversorgungseinrichtung 49 arbeitet in der Weise, daß sie individuell den Druck des Fluids in jedem der sphärischen Glieder 21 erhöht oder erniedrigt. Durch Einstellung des Wertes von k^ mittels der Fluiddruckmodifikation wird das entfernte Zentrum 29 neu orientiert.

Das Ausgangssignal der LVDT-Wandler 33 und 35 kann auch benutzt werden, um die von dem Greifer manipulierte Last zu identifizieren, so daß der richtige Bereich der Federungssteuerung · durch selektives unter Druck setzen der Kugeln geliefert, wird.

Es sollte bemerkt werden, daß bei vielen Anwendungen eine Steigerung der physikalischen Abmessungen der Last sich allgemein niederschlägt, in einer Erhöhung des Gewichtes. Bei bestimmten Umständen kann sich die Länge der Last erhöhen, während ihr Gewicht gleichbleibt oder sich sogar verringert. Während eine Meßeinrichtung, die aus LVDT-Wandlern 33 und 35 besteht, auf ein Lastgewicht durch Auslenkung des zweiten Gliedes 15 reagiert, können andere Meßeinrichtungen in diesem System benutzt werden, die auf die physikalische Konfiguration der manipulierten Last reagieren. Eine lineare Diodenanordnung ist ein Beispiel für eine derartige Meßanordnung, die angepaßt werden kann zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen mechanischen Programmierungssystem.

Natürlich braucht der RGC 11 nicht mit dem weiter oben beschriebenen automatischen mechanischen Programmierbarkeitsmerkmal versehen zu werden. Bei Anwendungen, bei denen die Last verhältnismäßig konstant ist, kann der Fluiddruck in den Kugelgliedern 21 auf einen vorbestimmten Wert für die Dauer der besonderen Anwendung eingestellt werden. Bei einer relativ konstanten Last können auch massive sphärische Glieder, mit oder ohne eine "KEVLAR"-Seilverstärkung, Verwendung finden.

Beschrieben wurde ein Federungssystem für industrielle Manipulatoren, bei denen ein Bereich der Nachgiebigkeitssteuerung in einer einzigen Einheit zur Verfügung steht. Außerdem ist das Nachgiebigkeits- oder Federungssystem mit einer LVDT-Wandleranordnung instrumentiert, die weitere Positionsanpassungen des Manipulators und des Greifers über eine Steuerungseinrichtung möglich macht. Die einstellbare Nachgiebigkeit zeigt fünf und einen halben Freiheitsgrad, nur die axiale Expansion ist auf eine vorbestimmte Grenze beschränkt.

ES/jn 4

Leerseite

Claims

ο ir o « drying. ERNST STRATMANN PATENTANWALT D-4000 DÜSSELDORF I · SCHADOWPLATZ 9 VNR: 109126 Düsseldorf, 27. Mai 1983 50,373 Westinghouse Electric Corporation Pittsburgh, Pa., V. St. A. • Patentansprüche :

1. Federsystem für ein entferntes Zentrum, welches System ein entferntes Zentrum für eine Montageeinrichtung definiert, wobei das System die folgenden Merkmale aufweist: ein erstes Glied (13), das an der Montageanordnung (11) befestigt ist; ein zweites Glied (15), das von dem ersten Glied (13) im Abstand angeordnet ist; Einrichtungen (19), die das erste Glied (13) mit dem zweiten Glied (15) verbinden, wobei die Verbindungseinrichtungen (19) eine begrenzende axiale Versetzung des zweiten Gliedes (15) von dem ersten Glied (13) bis zu einer auswählbaren vorbestimmten Grenze steuern; erste Vorspannungseinrxchtungen (23), die zwischen dem ersten (13) und dem zweiten (15) Glied angeordnet sind, wobei die ersten Vorspannungseinrichtungen (23) eine !compressive, axiale Versetzung des zweiten Gliedes (15) bezüglich des ersten Gliedes (13) unterbinden; und zweite Vorspannungseinrxchtungen (23), die zwischen dem ersten (13) und dem zweiten (15) Glied angeordnet sind, wobei die zweiten Vorspannungseinrxchtungen (23) eine radiale Verschiebung des

zweiten Gliedes (15) bezüglich des ersten Gliedes (13) unterbinden.

2. Federsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (19) , die die axiale Versetzung des zweiten Gliedes (15) weg von dem ersten Glied (13) begrenzen, aus einem Material bestehen, das Zugwiderstandsfähigkeit und kompressive Flexibilität zeigt.

3. Federsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die zweiten Vorspannungseinrichtungen (23) eine Vielzahl von kugelförmigen Gliedern (21) umfassen, von denen jedes in einer Montageeinrichtung (25, 27) angeordnet ist, von welcher Montageeinrichtung ein Teil mit dem ersten Glied (13) und ein weiteres Teil mit dem zweiten Glied (15) verknüpft ist, wobei eine radiale Versetzung des ersten und des zweiten Gliedes (13, 15) unterdrückt und wobei die Montageeinrichtungen ('25, 27) eine Bewegung des kugelförmigen Gliedes (21) während einer axialen Versetzung des ersten und des zweiten Gliedes (13, 15) ermöglichen.

4. Federsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Vorspannungseinrichtungen (23) eine Vielzahl von kugelförmigen Gliedern (21) umfassen, wobei die kugelförmigen Glieder (21) eine kompressive axiale (15) bezüglich des ersten Gliedes (13) unterbinden.

5. Federsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Glieder (21) massive elastomere Kugeln sind.

6. Federsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

•daß die kugelförmigen Glieder, die die ersten Vorspannungseinrichtungen (23) bilden, hohle, elastomere Kugeln sind, die auf einen wählbaren Wert von federartiger Steifheit

druckbeaufschlagt werden können, wobei die Position des entfernten Zentrums (29) eine Funktion dieses ausgewählten Wertes ist.

7. Federsystem nach Anspruch 6, mit Einrichtungen (49) zur

Änderung des Druckes, unter den die kugelförmigen Glieder (21). gebracht werden, mit daraus sich ergebender Variation der Position des entfernten Zentrums (29), wobei die unter Druck stehenden kugelförmigen Glieder (21) eine ■ gleichförmig mit ansteigendem Druck sich erhöhende Feder- ^ steifigkeit zeigen, wodurch ein Bereich für die Federsteuerung geschaffen wird.

8.· Federsystem nach Anspruch 6, mit Einrichtungen zur Erkennung relativer axialer und radialer Versetzung des ersten Gliedes (13) bezüglich des zweiten Gliedes (15), wobei die Meßeinrichtungen (33, 35) ein Signal liefern, das die Position des entfernten Zentrums (29) anzeigt, wie es sich durch die radialen und axialen Versetzungen zeigt.

9. Federungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erkennung der relativen axialen

·**"* und radialen Versetzung eine Vielzahl von linearen, variablen Differentialwandlern (33, 35) umfaßt.

10. Federsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des entfernten Zentrums (29) bestimmt wird durch die Anforderungen hinsichtlich der durch die Montageeinrichtung (11) zu manipulierenden Last, und daß das System Meßeinrichtungen (33, 35) umfaßt, die auf die Anforderungen reagieren, durch Einrichtungen (49) zur Einstellung des Druckes der unter Druck stehenden kugelförmigen Glieder (21), und durch Steuereinrichtungen (47), die auf die Meßeinrichtungen (33, 35) reagieren, um die Druckeinstelleinrichtungen (49) zu betätigen.

3 J Ί a b 8 a

11. Federsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinstelleinrichtungen (49) jedes einzelne kugelförmige Glied (21) selektiv unter Druck setzen können.

12. Federsystem nach Anspruch 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Glieder (21) mit einer viskosen Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden, um eine Dämpfung hinsichtlich der Bewegung des zweiten Gliedes (15) bezüglich des ersten Gliedes (13) zu bewirken.

13. Federsystem nach Anspruch 1, mit Einrichtungen (33, 35)

zur Erkennung der relativen axialen und radialen Versetzung des ersten Gliedes (13) bezüglich des zweiten Gliedes (15), wobei die Erkennungseinrichtungen (33, 35) ein Signal liefern, das die Position des entfernten Zentrums

(29) anzeigt, wie es von der radialen und der axialen Versetzung reflektiert wird.

14. Federsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erkennung der relativen axialen und radialen Versetzung aus einer Vielzahl von linearen variablen Differentialwandlern (33, 35) bestehen.

Beschreibung;