DE8715239U1 - Joint element for manipulators or similar - Google Patents

Joint element for manipulators or similar

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DE8715239U1 DE8715239U DE8715239U DE8715239U1 DE 8715239 U1 DE8715239 U1 DE 8715239U1 DE 8715239 U DE8715239 U DE 8715239U DE 8715239 U DE8715239 U DE 8715239U DE 8715239 U1 DE8715239 U1 DE 8715239U1
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0258—Two-dimensional joints
    • B25J17/0266—Two-dimensional joints comprising more than two actuating or connecting rods

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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Transmission Devices (AREA)

Description

Helmut Krue{[er-Beuster Robert-Schade-Stir. 10, 2420 EutinHelmut Krue{[er-Beuster Robert-Schade-Stir. 10 , 2420 Eutin

Gelenkelement für Manipulatoren oder dergleichenJoint element for manipulators or the like

Die Erfindung betrifft ein Gelenkelement für Manipulatoren oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. The invention relates to a joint element for manipulators or the like according to the preamble of the main claim.

Aus der DE-OS 34 00 362 sowie der DE-OS 34 31 453 und DE-OS 36 12 962 sind längenverstellbare Gelenkelemente für Manipulatoren oder dergleichen bekannt, bei denen die Zylinderkörper von Stellzylindern fest auf einer Bodenplatte angeordnet sind. Die Kolbenstangen dieser Stellzylinder tragen Universalgelenke, mittels derer diese an eine Deckplatte angeienkt sind. Um neben einer Längenverstellbarkeit der Gelenkelemente auch eine Neigung der Deckplatte relativ zu der Bodenplatte zu ermöglichen, sind bei dem Vorschlag nach der DE-OS 34 00 362 und dem Vorschlag nach der DE-OS 34 31 453 die Univer-From DE-OS 34 00 362 as well as DE-OS 34 31 453 and DE-OS 36 12 962, length-adjustable joint elements for manipulators or the like are known in which the cylinder bodies of actuating cylinders are fixedly arranged on a base plate. The piston rods of these actuating cylinders have universal joints by means of which they are hinged to a cover plate. In order to enable not only the length of the joint elements to be adjusted but also an inclination of the cover plate relative to the base plate, the proposal according to DE-OS 34 00 362 and the proposal according to DE-OS 34 31 453 use universal joints.

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salgelenke an der Deckplatte unterschiedlich gelagert;
bei dem Vorschlag nach der DE-OS 36 12 962 sind die Kolbenstangen mit tangential zu dem gedachten Symmetriekreis ausgerichteten Scharniergelenken versehen.sal joints on the cover plate are mounted differently;
In the proposal according to DE-OS 36 12 962, the piston rods are provided with hinge joints aligned tangentially to the imaginary circle of symmetry.

Die bei den vorbekannten Gelenkelementen für Manipulatoren vorgesehenen Mittel zur ErmögÜchung einer Neigung der Deckplatte relativ zu der Bodenplatte sind aufwendig und mindern die Stabilität des Gelenkelements.The means provided in the previously known joint elements for manipulators to enable an inclination of the cover plate relative to the base plate are complex and reduce the stability of the joint element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zubodene, ein Gelenkelement der eingangs genannten Art zu schaffen» bei dem das Problem der Ermöglichung einer Neigung auf einfache Weise gelöst wird.The invention is based on the object of creating a joint element of the type mentioned at the beginning in which the problem of enabling an inclination is solved in a simple manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöstiAccording to the invention, this object is achieved by the features specified in the characterizing part of the main claim.

Die UnteransprUche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.The subclaims specify advantageous embodiments of the invention.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:The invention is explained below with reference to a drawing.

Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein derartiges Gelenkelement, Fig. 1 is a side view of such a joint element,

Fig. 2 eine Darstellung entlang der Linie 11-11 von Fig. Ii undFig. 2 is a view taken along line 11-11 of Fig. Ii and

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung bei geneigtem Geienke1ement.Fig. 3 is a representation corresponding to Fig. 1 with an inclined joint element.

> 4> 4

Das Gelenke lenient besteht aus einer Bodenplatte 10 und einer Deckplatte 12, auf die die einen Körper 14 j 16, 18 bzw. 32, 34, 36 einer ersten Gruppe Von Stellzylindern bzw. einer zweiten Gruppe von Stellzylindern fest aufgesetzt iiind (allerdings könnten die ersten Körper 14, 16, 18 bzWi, 32, 34, 36 auch unter Verzicht auf Bodenplatte 10 bzw. Deckplatte 12 direkt fest miteinander verbunden eein). Statt der Verwendung von Stellzylindern können auch elektromotorische Zug- und Schubantriebe, insbe= sondere solche nach dem DBP 35 38 710 verwendet werden.The joint consists of a base plate 10 and a cover plate 12, onto which the bodies 14, 16, 18 or 32, 34, 36 of a first group of actuating cylinders or a second group of actuating cylinders are firmly attached (however, the first bodies 14, 16, 18 or 32, 34, 36 could also be directly and firmly connected to one another without the base plate 10 or cover plate 12). Instead of using actuating cylinders, electromotive pull and push drives can also be used, in particular those according to DBP 35 38 710.

Die bei der Darstellung als Kolbenstangen ausgebildeten beweglichen anderen Körper 38, 40, 42 sind Über Gelenke 26, 28, 30, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Achsengelenke dargestellt sind, miteinander verbunden.
Zu beachten ist hier, daß die Achsen der Gelenke 2t»v 28, 30 bei einer zu der Bodenplatte geneigten Ausrichtung der Deckplatte parallel zueinander verlaufen.The other movable bodies 38, 40, 42, which are designed as piston rods in the illustration, are connected to one another via joints 26, 28, 30, which are shown as axial joints in the embodiment shown.
It should be noted here that the axes of the joints 2t» v 28, 30 run parallel to each other when the cover plate is inclined to the base plate.

Figur 3 verdeutlicht, daß eine Neigung der Deckplatte 12 relativ zu der Bodenplatte 10 dadurch ermöglicht wird, daß die Strecke, um die die miteinander verbundenen Kolbenstangen 20, 38 bzw. 20, 40 bzw. 24, 42 aus den jeweiligen Zylindern 14, 32; 16, 34; 18, 36 herausgefahren sind, jeweils übereinstimmt. Solange diese Bedingung übereinstimmt, schneiden sich die gedachten, durch eines der Gelenke verlaufenden, jeweils zu der Deckplatte 10 bzw. der Bodenplatte 12 parallelen Ebene mit der gedachten, durch die Gelenke 26, 28, 30 verlaufenden Ebene in einer Linie, die mit der Achse dieses Gelenks zusammen—Figure 3 shows that an inclination of the cover plate 12 relative to the base plate 10 is made possible by the fact that the distance by which the interconnected piston rods 20, 38 or 20, 40 or 24, 42 are moved out of the respective cylinders 14, 32; 16, 34; 18, 36 is the same. As long as this condition is the same, the imaginary plane running through one of the joints and parallel to the cover plate 10 or the base plate 12 intersect with the imaginary plane running through the joints 26, 28, 30 in a line that coincides with the axis of this joint—

fällt (es ist erkennbar, daß dies nicht ein gleiches absolutes Ausfahren der Kolbenstangen voraussetzt, sondern lediglich ein gleiches relatives Ausfahren der Kolbenstangen aus den zugehörigen Zylinderkörpern).falls (it is clear that this does not require an equal absolute extension of the piston rods, but only an equal relative extension of the piston rods from the corresponding cylinder bodies).

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Der erfinderische Grundgedanke liegt in der Erkenntnis * daß bei Verzicht auf eine direkte Anlenkung der beweglichen Körper 20, 22, 24 bzw* 38, 40* 44 an einer Deckplatte und dem Zusammenwirken von zwei Gruppen von läflfenveretellbaren Elementen txuf besondere Mittel zur Kompensation der Vergrößerung des Abstände&bgr; der Gelenkpunkte voneinander bei unterschiedlichem Ausfahren der län*- genversteilbaren Elemente verzichtet wefäen ksnn.The basic inventive idea lies in the realization that if a direct linkage of the movable bodies 20, 22, 24 or 38, 40, 44 to a cover plate is dispensed with and two groups of length-adjustable elements work together, special means for compensating for the increase in the distances between the articulation points when the length-adjustable elements are extended to different extents can be dispensed with.

Es versteht sieht daß statt der zeichnerisch dargestellten AusfUhrungsform mit zwei Gruppen von jeweilB drei längenverstellbaren Elementen auch zwei Gruppen von jeweils vier (oder aber auch mehr) läagenverstellbaren Elementen vorgesehen sein können.It is understood that instead of the embodiment shown in the drawing with two groups of three length-adjustable elements each, two groups of four (or more) length-adjustable elements each can also be provided.

Um eine Neigung der Deckplatte 12 relativ zu der Bodenplatte 10 in jeder denkbaren Richtung zu ermöglichen, müssen die Gelenke 26, 28, 30 eine Bewegung in zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen ermöglichen. Bei einer - bei Stellzylindern regelmäßig gegebenen - drehbeweglichen Anordnung der anderen Körper 20, 22, 24 relativ zu den ersten Körpern 14, 16, 18 brauchen die Gelenke 26, 28, 30 lediglich als einfache Achsengelenke ausgebildet zu sein.In order to allow the cover plate 12 to be inclined relative to the base plate 10 in any conceivable direction, the joints 26, 28, 30 must allow movement in two axes that are perpendicular to one another. In the case of a rotationally movable arrangement of the other bodies 20, 22, 24 relative to the first bodies 14, 16, 18 - which is usually the case with actuating cylinders - the joints 26, 28, 30 only need to be designed as simple axial joints.

Regelmäßig wird jedes der längenverstellbaren Elemente beider Gruppe mit einem eigenen Antrieb versehen sein. Es kommt jedoch auch eine konstruktive Lösung in Betracht, bei der sich die anderen Körper 20, 22, 24 bei dem Ausfahren entsprechend um die eigene Achse drehen? wobei diese Drehung über die Gelenke 26, 28, 30 auf die anderen Körper der längenverstellbaren Elemente· anderen Gruppe übertragen wird und eine entsprechende Lan—Usually, each of the length-adjustable elements in both groups will be provided with its own drive. However, a design solution can also be considered in which the other bodies 20, 22, 24 rotate around their own axis when extended, whereby this rotation is transmitted to the other bodies of the length-adjustable elements in the other group via the joints 26, 28, 30 and a corresponding length-adjustable drive is created.

gung dieser anderen längenverstellbaren Elemente bewirkt. Bei einer derartigen Ausbildung brauchen lediglich die längenverstellbaren Elemente einer der Gruppen mit entsprechenden Antrieben versehen zu sein. Die Gelenke sind dabei als homokinetische Gelenke auszubilden.movement of these other length-adjustable elements. With such a design, only the length-adjustable elements of one of the groups need to be provided with appropriate drives. The joints are to be designed as constant velocity joints.

Es versteht sich, daß durch Aneinandersetzen einer Mehrzahl derartiger Gelenkelemente ein vielseitig verwendbarer Gelenkarm hergestellt werden kann. Um dabei das Längungsverhältnis zu verbessern, können die Stellzylinder der ersten Gruppe des nachfolgenden Gelenkelements neben den längenverstellbaren Elementen der anderen Gruppe des ersten Gelenkelements angeordnet werden, wie dies in Fig. 4 in einer abgebrochenen, abgewickelten Darstellung schematisch angedeutet ist.It is understood that by putting a plurality of such joint elements together, a versatile articulated arm can be produced. In order to improve the elongation ratio, the actuating cylinders of the first group of the subsequent joint element can be arranged next to the length-adjustable elements of the other group of the first joint element, as is schematically indicated in Fig. 4 in a broken-off, developed representation.

It IKt 1 11·&Igr; tiIt IKt 1 11·&Igr; ti

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Claims (6)

ANSPRUCHEEXPECTATIONS 1. Gelenkelement fUr Manipulatoren oder dergleichen, mit einer ersten Gruppe von wenigstens drei längenver&mdash; stellbaren Elemente, deren einer Körper (14, 16, 18) miteinander fest verbunden sind und deren relativ zu dem einen Körper (14, 16, 18) längsbewegliche andere Körper (2Q, 22, 24) ein Gelenk (26, 28, 30) tragen,1. Joint element for manipulators or the like, with a first group of at least three length-adjustable elements, one body (14, 16, 18) of which are firmly connected to one another and the other bodies (20, 22, 24) of which are longitudinally movable relative to the one body (14, 16, 18) carry a joint (26, 28, 30), gekennzeichnet durchmarked by eine zweite Gruppe von längsverstellbaren Elementen« deren eine Körper (32, 34, 36) miteinander fest verbunden sind und deren relativ zu dem einen Körper (32, 34, 36) längsbewegliche andere Körper (38, 40, 42) mit jeweils einem der -anderen Körper (20, 22, 24) der ersten Gruppe von längsverstellbaren Elementen über die Gelenke (26, 28, 30) verbunden sind, wobei die relative Längsverstellung miteinander verbundener Elemente der beiden Gruppen jeweils übereinstimmend erfolgt.a second group of longitudinally adjustable elements, one body (32, 34, 36) of which is firmly connected to one another and the other bodies (38, 40, 42) of which are longitudinally movable relative to the one body (32, 34, 36) are connected to one of the other bodies (20, 22, 24) of the first group of longitudinally adjustable elements via the joints (26, 28, 30), the relative longitudinal adjustment of the interconnected elements of the two groups being carried out in a consistent manner. 2. Gelenkelement für Manipulatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elemente der beiden Gruppen mit einem eigenen Antrieb versehen ist.2. Articulated element for manipulators according to claim 1, characterized in that each of the elements of the two groups is provided with its own drive. 3. Gelenkelement nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer drehbeweglichen Ausbildung der anderen Körper (20, 22, 24; 38, 40, 42) die Gelenke (26, 28, 30) rechtwinklig zu der Drehachse der anderen Körper (20, 22, 24} 38, 40, 42) ausgerichtete Achsengelenke sind.3. Joint element according to claim 1 and claim 2, characterized in that, when the other bodies (20, 22, 24; 38, 40, 42) are designed to be rotatable, the joints (26, 28, 30) are axial joints aligned at right angles to the axis of rotation of the other bodies (20, 22, 24; 38, 40, 42). , i , i &bull;· ei««&bull;· ei«« 4. Gelenkelement nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei gegen Verdrehung gesicherter Ausbildung der anderen Körper (20, 22, 24; 38, 40, 42) die Gelenke (26, 28, 30) Universalgelenke, insbesondere Kreuz- oder Kardan-Gelenke, sind.4. Joint element according to claim 1 and claim 2, characterized in that, when the other bodies (20, 22, 24; 38, 40, 42) are designed to be secured against rotation, the joints (26, 28, 30) are universal joints, in particular cross or cardan joints. 5. Gelenkelement npich Anspruch 1, dadurch gekernt r>ichnet, daß bei Verwendung von längenverstellbaren Elementen, bei denen sich der andere Körper (20, 22, 24) bei Längenverstellung um die eigene Achse dreht, diese Drehung Über die Gelenke (26, 28, 30) von den anderen Körpern (20, 22, 24) der ersten Gruppe von Elementen auf die anderen Körper (38, &Lgr;0, 42) der zweiten Gruppe von Elementen übertragen werden, wodurch eine Längenverstellung der Elemente der ersten Gruppe eine entsprechende Längenverstellung der Elemente der anderen Gruppe verursacht, wobei lediglich die Elemente einer dor Gruppen mit einem Antrieb versehen sind.5. Joint element according to claim 1, characterized in that when using length-adjustable elements in which the other body (20, 22, 24) rotates about its own axis when the length is adjusted, this rotation is transmitted via the joints (26, 28, 30) from the other bodies (20, 22, 24) of the first group of elements to the other bodies (38 , 42) of the second group of elements, whereby a length adjustment of the elements of the first group causes a corresponding length adjustment of the elements of the other group, only the elements of one of the groups being provided with a drive. 6. Gelenkelement nach Anspruch 4, dadurch gekenni,eich*j net, daß die Gelenke (26, 28, 30) homokinetische Gelen?<ie sind.6. Joint element according to claim 4, characterized in that the joints (26, 28, 30) are homokinetic joints.
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