EP2114633A1 - Vorrichtung zum bewegen und positionieren eines gegenstandes im raum - Google Patents
Vorrichtung zum bewegen und positionieren eines gegenstandes im raumInfo
- Publication number
- EP2114633A1 EP2114633A1 EP07858211A EP07858211A EP2114633A1 EP 2114633 A1 EP2114633 A1 EP 2114633A1 EP 07858211 A EP07858211 A EP 07858211A EP 07858211 A EP07858211 A EP 07858211A EP 2114633 A1 EP2114633 A1 EP 2114633A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- parts
- connecting rods
- axis
- joint
- biasing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
- B25J9/0045—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base
- B25J9/0051—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base with kinematics chains of the type rotary-universal-universal or rotary-spherical-spherical, e.g. Delta type manipulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
- Y10T74/20305—Robotic arm
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
- Y10T74/20305—Robotic arm
- Y10T74/20317—Robotic arm including electric motor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
- Y10T74/20305—Robotic arm
- Y10T74/20329—Joint between elements
Definitions
- the first joint parts 22, 32 at the free end of the actuating arm 18 and at the side edge 28 of the support member 26 are designed as joint balls, the second joint parts 40, 42 on the end pieces 39 of the connecting rods 36, 38 as joint sockets.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Bei einer Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum, mit wenigstens drei mit je einer Motor/Getriebeeinheit (16) verbundenen, um eine Getriebeachse (s) schwenkbaren Betätigungsarmen (18), einem zur Anordnung wenigstens eines Greifmittels zum Greifen des Gegenstandes vorgesehenen Tragelement (26), wobei jeder Betätigungsarm (18) an seinem freien Ende eine parallel zur Getriebeachse (s) liegende erste Gelenkachse (m) mit in Abstand zueinander angeordneten ersten Gelenkteilen (22) je eines ersten Kugelgelenks (24) aufweist, das Tragelement (26) je eine jedem Betätigungsarm zugeordnetezweite Gelenkachse (n) mit in Abstand zueinander angeordneten ersten Gelenkteilen (32) je eines zweiten Kugelgelenks (24) aufweist, die erste Gelenkachse (m) mit der zweiten Gelenkachse (n) über ein Paar Verbindungsstäbe (36, 38) mit endständigen zweiten Gelenkteilen (40, 42) verbunden ist und die endständigen zweiten Gelenkteile (40, 42) der Verbindungsstäbe (36, 38) mit den ersten Gelenkteilen (22) auf der ersten Gelenkachse (m) und den ersten Gelenkteilen (32) auf der zweiten Gelenkachse (n) die ersten und zweiten Kugelgelenke (24, 34) bilden, und wobei die Verbindungsstäbe (36, 38) zur Stabilisierung der Kugelgelenke (24, 34) miteinander verbunden sind, bestehen die Verbindungsstäbe (36, 38) aus einem im wesentlichen elastischen Material und sindüber wenigstens ein Vorspannelement (48) aus einemim wesentlichensteifen Material miteinander verbunden.
Description
Beschreibung
Titel
Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum, mit wenigstens drei mit je einer Motor/Getriebeeinheit verbundenen, um eine Getriebeachse schwenkbaren Betätigungsarmen, einem zur Anordnung we- nigstens eines Greifmittels zum Greifen des Gegenstandes vorgesehenen Tragelement, wobei jeder Betätigungsarm an seinem freien Ende eine parallel zur Getriebeachse liegende erste Gelenkachse mit in Abstand zueinander angeordneten ersten Gelenkteilen je eines ersten Kugelgelenks aufweist, das Tragelement je eine jedem Betätigungsarm zugeordnete zweite Gelenkachse mit in Abstand zueinander angeord- neten ersten Gelenkteilen je eines zweiten Kugelgelenks aufweist, die erste Gelenkachse mit der zweiten Gelenkachse über ein Paar Verbindungsstäbe mit endständigen zweiten Gelenkteilen verbunden ist und die endständigen zweiten Gelenkteile der Verbindungsstäbe mit den ersten Gelenkteilen auf der ersten Gelenkachse und den ersten Gelenkteilen auf der zweiten Gelenkachse die ersten und zweiten Kugelgelenke bilden, und wobei die Verbindungsstäbe zur Stabilisierung der Kugelgelenke miteinander verbunden sind. Bei der Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum handelt sich um eine in der Fachwelt als Roboter mit Parallelkinematik bezeichnete Vorrichtung.
Stand der Technik
Eine auch unter dem Begriff "Delta- Roboter" bekannte Vorrichtung der eingangs genannten Art mit drei Parallelogrammgestängen ist aus WO-A-03/106114 bekannt. Die beiden einem Parallelogramm zugehörigen Verbindungsstäbe aus steifem Material weisen im Bereich der Kugelgelenke paarweise seitlich abragende Zapfen auf. Paar-
weise an gegenüberliegenden Seiten der Verbindungsstäbe angeordnete und um die Zapfen gelegte O- Ringe aus gummielastischem Material sind elastisch gespannt. Durch die zwischen den beiden Verbindungsstäben erzeugte Vorspannkraft werden die Gelenkpfannen auf den Kugeln gehalten. Weiter ergibt sich durch die Vorspannung das erforderliche Rückstellmoment, welches ein Verdrehen der Stäbe durch Reibung, dynamische Kräfte sowie Kräfte durch an den Stäben angebrachte Bauteile, wie z.B. Vakuumschläuche, verhindert. Anstelle gummielastischer O-Ringe finden heute auch paarweise angeordnete Federn Verwendung. Ebenfalls bekannt sind aus US-A-6 419 211 nicht paarige Federelemente mit zwei Winkelelementen und zwischen diesen an- geordneter Druckfeder.
Bei Überlast, d.h. wenn die Belastungen an den Gelenken grösser als die Vorspannkräfte werden, koppeln die Gelenke aus, was eine gewollte Sicherheitsfunktion darstellt und ein Zerstören des Roboters verhindert.
Die heute zur Erzeugung einer Vorspannung zwischen den Verbindungsstäben eingesetzten Elastomerelemente sind mit den folgenden Nachteilen behaftet.
Materialbedingte Alterungs- und Ermüdungserscheinungen: Kriechen, Fliessen, Relaxation.
Einsatzbedingte Alterungs- und Ermüdungserscheinungen durch: Reinigungsmedien, UV, Belastungen in den plastischen Festigkeitsbereich hinein, tiefe Umgebungstemperaturen (Sprödigkeit). Eingeschränkte Masshaltigkeit der Vorspannung aufgrund von Materialtoleran- zen.
Primäre Funktion nicht dimensioniert für die Aufnahme von benötigten Rückstellmomenten zur seitlichen Schlauchführung an den Verbindungsstäben. Detektierbarkeit von abfallenden Bestandteilen in zu verfahrende Produkte nicht gewährleistet bei gradueller Zerstörung des Vorspannelements. - Beschränkte Vorhersagemöglichkeit der Lebensdauer aufgrund vorstehend genannter Bedingungen.
Hygieneanforderungen verunmöglichen den Einsatz von herkömmlichen Federelementen wie z.B. Stahlfedern.
Aus US-A-6 516 681 ist ein Roboter mit Parallelkinematik mit vier Parallelogrammge-
stängen bekannt.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den aus dem Stand der Technik bekannten Vorspannelementen auftretenden Nachteile zu vermeiden.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass die aus einem im wesentli- chen elastischen Material bestehenden Verbindungsstäbe über wenigstens ein Vorspannelement aus einem im wesentlichen steifen Material miteinander verbunden sind.
Bevorzugt sind die Verbindungsstäbe über zwei Vorspannelemente miteinander verbunden. Zur Erzeugung einer Vorspannung ist der Abstand der zur Festlegung an den Verbindungsstäben vorgesehenen Verbindungsteile der Vorspannelemente geringer als der Abstand der Verbindungsstäbe in unbelastetem Zustand.
Geeignete elastische Werkstoffe für die Verbindungsstäbe sind beispielsweise Kohlefaser-Material, Stahl oder Aluminium.
Das Vorspannelement weist bevorzugt zwei im wesentlichen streifenförmige und in Abstand gehaltene Halterteile und zwei zwischen den Halterteilen drehbar gelagerte, an den Verbindungsstäben festgelegte Manschetten auf, wobei wenigstens die streifenförmigen Halterteile aus einem steifen Material, insbesondere aus einem steifen Kunststoffmaterial, z.B. aus einem faserverstärkten Thermoplast, gefertigt sind.
Die Manschetten bestehen zweckmässigerweise aus zwei fügbaren, im gefügten Zustand eine Durchführungsöffnung für die Verbindungsstäbe bildende Manschettenteilen und weisen von ihrer Rückseite abragende, in entsprechende Lager in den streifenför- migen Halterteilen einsetzbare Lagerzapfen auf.
Das erfindungsgemässe Vertauschen der elastischen/nicht elastischen Eigenschaften der bei der Erzeugung der Vorspannung zusammenwirkenden Elemente hat im Vergleich zur bisherigen Lösung folgende Vorteile:
Vorspannkraft und Federsteifigkeit/Federkonstante des gesamten Spannsystems lässt sich durch die axiale Lage der Klemmen/Manschetten und das definierte Untermass der Abstände der Verbindungsstäbe exakt definieren und erlaubt ein Kalibrieren jedes einzelnen Systems. - Reduzierte Vorspannkraft aufgrund höherer Federsteifigkeit, was zu reduziertem Verschleiss führt.
Höhere Gesamtsteifigkeit und somit besseres Schwingungs- und Dämpfungsverhalten.
Axiales Verdrehen der Verbindungsstäbe in montierter Lage blockiert. - Durch tribologisch optimale Materialpaarungen der auf Reibung beanspruchten
Bauteile werden zusätzliche Lagervorrichtungen obsolet, was zu kostengünstiger Produktion, Montage und Wartung führt. Möglichkeit zur Serienproduktion mittels Spritzguss. Gewährleistung der Materialbeständigkeit in diversen Arbeitsumgebungen.
Die z.B. aus Kohlefaser- Material gefertigten Verbindungsstäbe selbst stellen bereits ein sehr gutes Federelement dar. Da die Vorspannelemente selbst nicht elastisch ausgeführt sind, wird die Vorspannkraft durch eine Durchbiegung der Verbindungsstäbe bestimmt. Durch den gewählten Federweg lässt sich die Vorspannkraft sehr genau defi- nieren. Dabei sind die benötigten Vorspannkräfte und Durchbiegungen im Verhältnis zur Belastbarkeit nur sehr gering, so dass die Verbindungsstäbe die Federkraft auch langfristig nicht verlieren. Weiter können am Vorspannelement Dämpfungselemente angebracht sein, die sich, in Verbindung mit den verspannten Verbindungsstäben, günstig auf das Schwingungsverhalten des Roboters auswirken.
Bevorzugt bestehen die Vorspannelemente aus zwei Klemmen oder Manschetten, die an den Stäben je nach Anforderung einmal in sämtlichen Freiheitsgraden fixiert und einmal gelenkig gelagert bei gleichzeitiger Fixierung in axialer Richtung montiert sind, sowie einem dazwischen liegenden, gegenüber den Klemmen in einem Freiheitsgrad gelenkig gelagerten Zug-/Druckelement. Das Vorspannsystem erfüllt somit die Anforderungen und bleibt mechanisch unterbestimmt.
Die beschriebene Lagerung der Klemmen bzw. Manschetten ermöglicht ein windschiefes Verdrehen der Stäbe gegeneinander, wodurch eine weitere Montageerleichterung herbeigeführt werden kann. Der Vorgang vergrössert den absoluten räumlichen Ab-
stand zweier primärer oder sekundärer Kugelgelenkpfannen und kann bei Drehen der Stäbe in parallele Lage wieder rückgängig gemacht werden. Nach erfolgter Montage aller Parallelogramme ist ein windschiefes Verdrehen erst bei Überlast wieder möglich und führt zur Entkopplung.
Werden die beiden Vorspannelemente in geeignetem Abstand angeordnet, so kann ein Verbindungsstab zur Wartung manuell einfach entkoppelt werden, indem die Stäbe in der Mitte zusammengedrückt werden. Der Lastfall der Vorspannelemente wechselt damit von Zug- auf Drucklast. Dadurch „öffnen" sich die Stäbe ausserhalb der Vor- spannelemente und lassen sich von den Gelenken abnehmen. Dies lässt sich mit einer Hand durchführen, während heute die Stäbe mit zwei Händen von den Gelenken „weggerissen" werden müssen.
Die Montage kann auf gleiche Weise erfolgen. Jedoch ist hier ein Hilfselement notwen- dig, das den Parallelogrammwinkel blockiert, da ansonsten das Parallelogramm einfach „zusammenklappt". Dies kann auch durch eine entsprechende Vorrichtung an den Vorspannelementen durch Blockieren der Gelenke erreicht werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass, wenn an einer Seite des Parallelogramms eine Überlast an den Gelenken auftritt, auch an der gegenüberliegenden Seite sich die Gelenke etwas öffnen, so dass auch hier erleichtert ein Auskoppeln stattfindet. Damit tritt bei der gewünschten Last das Auskoppeln mit einer höheren Zuverlässigkeit ein.
Die Vorspannelemente können aus geeigneten, gleitmodifizierten Kunststoffen kosten- günstig hergestellt werden, wobei zwei geeignete, unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden können, so dass für die Gelenke durch die Wahl der Materialpaarung an den Vorspannelementen keine Lagerschale oder Schmierung notwendig ist.
Im einfachsten Fall kann auch ein Vorspannelement in der Mitte der Stäbe angeordnet werden. Damit gehen aber die Vorteile der einfachen Demontage verloren. Die Stäbe müssen stärker „durchgebogen" werden, was für die Genauigkeit des Roboters negativ ist, und das Verbindungselement muss ein Torsionsmoment quer zu den Stabachsen aufnehmen können, um ein Verdrehen der Verbindungsstäbe in dieser Richtung zu blockieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeich- 5 nung; diese zeigt schematisch in
Figur 1 eine Schrägsicht auf einen Delta- Roboter;
Figur 2 eine Schrägsicht auf ein mit zwei Vorspannelementen bestücktes Parallelogrammgestänge des Delta- Roboters von Fig. 1 in vergrösserter Dari o Stellung;
Figur 3 ein Vorspannelement des Parallelogrammgestänges von Fig. 2 in vergrösserter Darstellung.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
15
Ein in Figur 1 dargestellter Delta- Roboter 10 weist ein Basiselement 12 mit einer horizontalen Montageebene und drei vom Basiselement 12 abragende Halterungen 14 zur Aufnahme je einer Motor/Getriebeeinheit 16 auf. Auf je einer eine Getriebeachse s definierenden Getriebewelle jeder Motor/Getriebeeinheit 16 sitzt ein um die Getriebeach-
20 se s schwenkbarer Betätigungsarm 18. Die drei Getriebeachsen s liegen in einer Ebene parallel zur Montageebene des Basiselements 12 und ihre Schnittpunkte bilden die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks. Am freien Ende jedes Betätigungsarms 18 ist eine parallel zur Getriebeachse s liegende erste Gelenkachse m definierender erster Gelenkstab 20 festgelegt. Jeder erste Gelenkstab 20 weist an seinen beiden Enden je
25 ein erstes Gelenkteil 22 je eines ersten Kugelgelenks 24 auf. Die paarweise angeordneten ersten Gelenkteile 22 sind bezüglich je einer Vertikalebene spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet, wobei sich die drei Vertikalebenen in einer gemeinsamen, eine Symmetrieachse für die Anordnung der drei Motor/Getriebeeinheiten 18 bildenden Vertikalachse schneiden und untereinander einen Winkel von je 120° einschliessen.
30
Ein im wesentlichen als Platte mit ein gleichseitiges Dreieck bildenden Seitenkanten 28 ausgestaltetes Tragelement 26, auch Werkzeugträger oder Plattform genannt, ist an jeder der drei Seitenkanten 28 mit einem zweiten, eine zweite Gelenkachse n definierenden zweiten Gelenkstab 30 ausgestattet. Jeder zweite Gelenkstab 30 weist an sei-
35 nen beiden Enden je ein erstes Gelenkteil 32 je eines zweiten Kugelgelenks 34 auf.
Die paarweise angeordneten ersten Gelenkteile 32 jedes zweiten Gelenkstabs 30 sind bezüglich einer Winkelhalbierenden des das Tragelement 26 charakterisierenden gleichseitigen Dreiecks spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet.
Der Abstand zwischen den ersten Gelenkteilen 22 am freien Ende jedes Betätigungsarms 18 ist identisch mit dem Abstand zwischen den ersten Gelenkteilen 32 an den Seitenkanten 28 des Tragelements 26.
Jedem Betätigungsarm 18 ist eine Seitenkante 28 des Tragelements 26 zugeordnet. Je ein Paar identisch ausgestalteter Verbindungsstäbe 36, 38, auch Parallelogrammstäbe genannt, weisen an ihren Enden ein Endstück 39 mit je einem zweiten Gelenkteil 40, 42 auf. Jedes zweite Gelenkteil 40, 42 bildet mit einem ersten Gelenkteil 22, 32 am freien Ende des Betätigungsarms 18 bzw. an der Seitenkante 28 des Tragelements 26 ein entsprechendes erstes bzw. zweites Kugelgelenk 24, 34.
Die ersten Gelenkteile 22, 32 am freien Ende des Betätigungsarms 18 bzw. an der Seitenkante 28 des Tragelements 26 sind als Gelenkkugeln, die zweiten Gelenkteile 40, 42 an den Endstücken 39 der Verbindungsstäbe 36, 38 als Gelenkpfannen ausgestaltet.
Die beiden gleich langen Verbindungsstäbe 36, 38 bilden zusammen mit den beiden ebenfalls gleich langen Gelenkstäben 20, 30 ein Parallelogrammgestänge 44 mit je einem Kugelgelenk 24, 34 an jedem Eckpunkt des Parallelogramms. Die Verbindung der Betätigungsarme 18 mit dem Tragelement 26 über je ein Parallelogramm- Gestänge 44 verhindert die Rotation des Tragelements 26 um Achsen in allen drei Raumdimensionen. Das Tragelement 26 kann sich demnach nur parallel zu sich selbst in Reaktion auf eine Bewegung der Betätigungsarme 18 bewegen. Die gesteuerte Schwenkbewegung der Betätigungsarme 18 um deren Getriebeachsen s wird demzufolge in eine lineare Bewegung des Tragelements 26 umgewandelt.
Das Tragelement 26 ist mit dem Basiselement 12 über eine teleskopisch in ihrer Länge verstellbare zentrale Welle 46 zur Übertragung von Drehmomenten verbunden. Die zentrale Welle 46 ist über ein Kardangelenk am Tragelement 26 festgelegt. An ihrem dem Tragelement 26 entgegengesetzten Ende ist die zentrale Welle 46 mit einer An- triebswelle eines in der Zeichnung nicht dargestellten Servomotors verbunden. Über
die zentrale Welle 46 kann eine Drehung des Tragelements 26 im dreidimensionalen Raum erzeugt werden.
In kurzem Abstand zu den ersten und zweiten Kugelgelenken 24, 36 sind die beiden Verbindungsstäbe 36, 38 über ein im wesentlichen parallel zu den Gelenkachsen m, n liegendes Vorspannelement 48 miteinander verbunden.
Jedes Vorspannelement 48 besteht aus zwei im wesentlichen streifenförmigen Halterteilen 50, 52 mit je einen mittig und senkrecht abragenden Stegteil 54, 56. Die mit ihren Stirnflächen einander anliegenden Stegteile 54, 56 dienen als Abstandshalter für die beiden parallel zueinander liegenden und im Bereich der Stegteile 54, 56 beispielsweise durch Verschrauben oder über eine Clips-Verbindung miteinander lösbar verbundenen Halterteile 50, 52.
Zwischen den streifenförmigen Halterteilen 50, 52 sind zwei symmetrisch und in Abstand zueinander angeordnete Manschetten 62 angeordnet. Jede Manschette 62 besteht aus zwei im gefügten Zustand eine Durchführungsöffnung für die Verbindungsstäbe 36, 38 bildende Manschettenteilen 66, 68, die von ihrer Rückseite abragende, in entsprechende Lager der Halterteile 50, 52 einsetzbare Lagerzapfen aufweisen. Jede Durchführungsöffnung weist eine in einer Ebene senkrecht zur Drehachse e der Lagerzapfen liegende Achse auf.
Bei der Montage der Vorspannelemente 48 zwischen zwei Verbindungsstäben 36, 38 werden um jeden Verbindungsstab zwei eine Manschette 62 bildende Manschettenteile 66, 68 gelegt und miteinander verklebt, verschraubt oder auf andere Weise verbunden.
Hierbei wird eine der Manschetten 62 des Vorspannelements 48 an einem ersten Verbindungsstab 36 z.B. durch Verkleben fixiert. Die andere Manschette 62 ist am zweiten Verbindungsstab 38 nicht fixiert, sondern wird an diesem rotatorisch in zwei Freiheitsgraden lediglich durch den Verbindungsstab 38 eingeschränkt, im dritten Freiheitsgrad uneingeschränkt festgelegt. Anschliessend werden die beiden Manschetten 62 mit ihren Lagerzapfen in die entsprechenden Lager in den streifenförmigen Halterteilen 50, 52 eingesetzt. Nach dem Verschrauben oder Verclipsen der beiden Halterteile 50, 52 bleiben die beiden Manschetten 62 über ihre Lagerzapfen um ihre Drehachse e zwischen den beiden Halterteilen 50, 52 frei drehbar gelagert.
Im gezeigten Beispiel ist jeweils an der Innenseite der am Verbindungsstab 36, 38 fixierten Manschette 62 eine schwingungsdämpfende Zwischenlage 69 angeordnet.
Claims
1. Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum, mit wenigstens drei mit je einer Motor/Getriebeeinheit (16) verbundenen, um eine Getriebeachse (s) schwenkbaren Betätigungsarmen (18), einem zur Anordnung wenigstens eines Greifmittels zum Greifen des Gegenstandes vorgesehenen Tragelement (26), wobei jeder Betätigungsarm (18) an seinem freien Ende eine parallel zur Getriebeachse (s) liegende erste Gelenkachse (m) mit in Abstand zueinander angeordneten ersten Gelenkteilen (22) je eines ersten Kugelgelenks (24) aufweist, das Tragelement (26) je eine jedem Betätigungsarm zugeordnete zweite Gelenkachse (n) mit in Abstand zueinander angeordneten ersten Gelenkteilen (32) je eines zweiten Kugelgelenks (24) aufweist, die erste Gelenkachse (m) mit der zweiten Gelenkachse (n) über ein Paar Verbindungsstäbe (36, 38) mit endständigen zweiten Gelenkteilen (40, 42) verbunden ist und die endständigen zweiten Gelenkteile (40, 42) der Verbindungsstäbe (36, 38) mit den ersten Gelenkteilen (22) auf der ersten Gelenkachse (m) und den ersten Gelenkteilen (32) auf der zweiten Gelenkachse (n) die ersten und zweiten Kugelgelenke (24, 34) bilden, und wobei die Verbindungsstäbe (36, 38) zur Stabilisierung der Kugelgelenke (24, 34) miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die aus einem im wesentlichen elastischen Material bestehenden Verbindungsstäbe (36, 38) über wenigstens ein Vorspannelement (48) aus einem im wesentlichen steifen Material miteinander verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstäbe (36, 38) über zwei Vorspannelemente (48) miteinander verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer Vorspannung der Abstand der zur Festlegung an den Verbindungs- Stäben (36, 38) vorgesehenen Verbindungsteile (62) der Vorspannelemente (48) geringer ist als der Abstand der Verbindungsstäbe (36, 38) in unbelastetem Zustand.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannelemente (48) zur Einstellung einer vorgegebenen Vorspannkraft auf den Verbindungsstäben (36, 38) verschiebbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannelemente (48) zur Einstellung eines vorgegebenen Abstandes auf den Verbindungsstäben (36, 38) verschiebbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (48) zwei im wesentlichen streifenförmige und in Abstand gehaltene Halterteile (50, 52) und zwei zwischen den Halterteilen (50, 52) drehbar gelagerte, an den Verbindungsstäben (36, 38) festgelegte Manschetten (62) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschetten (62) aus zwei fügbaren, im gefügten Zustand eine Durchführungsöffnung für die Verbindungsstäbe (36, 38) bildende Manschettenteilen (66, 68) bestehen und von ihrer Rückseite abragende, in entsprechende Lager in den streifenförmigen Halterteilen (50, 52) einsetzbare Lagerzapfen aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die streifenförmigen Halterteile (50, 52) aus einem steifen Material, insbesondere aus einem steifen Kunststoffmaterial, gefertigt sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (48) ein Dämpfungselement (69) aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007004379A DE102007004379A1 (de) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum |
PCT/EP2007/064618 WO2008092540A1 (de) | 2007-01-29 | 2007-12-28 | Vorrichtung zum bewegen und positionieren eines gegenstandes im raum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2114633A1 true EP2114633A1 (de) | 2009-11-11 |
Family
ID=39204634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP07858211A Withdrawn EP2114633A1 (de) | 2007-01-29 | 2007-12-28 | Vorrichtung zum bewegen und positionieren eines gegenstandes im raum |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8113083B2 (de) |
EP (1) | EP2114633A1 (de) |
DE (1) | DE102007004379A1 (de) |
WO (1) | WO2008092540A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104057464A (zh) * | 2013-03-22 | 2014-09-24 | 财团法人精密机械研究发展中心 | 应用于并联型机器手的关节装置 |
Families Citing this family (46)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006046758A1 (de) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Abb Patent Gmbh | Vorrichtung insbesondere zum Positionieren von Objekten |
DE102007004379A1 (de) * | 2007-01-29 | 2008-07-31 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum |
JP4420959B2 (ja) * | 2008-04-10 | 2010-02-24 | 村田機械株式会社 | パラレルメカニズム |
DE102008001314A1 (de) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum |
DE102008062958A1 (de) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | Multivac Sepp Haggenmüller Gmbh & Co. Kg | Roboter, insbesondere einer Verpackungsmaschine zugeordneter Roboter |
DE102009006833A1 (de) | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Elau Gmbh | Deltaroboter für erhöhte Anforderungen an Dynamik, Hygiene und Kollisionsfolgenschutz |
IT1400356B1 (it) * | 2009-06-24 | 2013-05-31 | U P B United Palletizer Bologna Societa A Responsabilita Limitata | Dispositivo per la movimentazione di articoli |
CN102029615B (zh) * | 2009-09-29 | 2013-06-05 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 并联机构及其平移支链 |
CN102059697B (zh) * | 2009-11-18 | 2013-12-11 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 平移支链及使用该平移支链的并联机器人 |
DE102009057585B4 (de) * | 2009-12-09 | 2013-11-28 | Multivac Sepp Haggenmüller Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Kalibrieren eines Roboters |
CN102407524A (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 机器人 |
DE102011075418A1 (de) * | 2011-05-06 | 2012-11-08 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Objekts im Raum |
JP5408211B2 (ja) * | 2011-09-06 | 2014-02-05 | 株式会社安川電機 | パラレルリンクロボット、パラレルリンクロボットシステムおよびパラレルリンクロボットの制御方法 |
EP2579234B1 (de) * | 2011-10-07 | 2018-08-15 | E2M Technologies B.V. | Bewegungsplattformsystem |
MX353717B (es) * | 2011-11-04 | 2018-01-24 | Univ Johns Hopkins | Robot de micromanipulación firme. |
US20130174451A1 (en) * | 2012-01-06 | 2013-07-11 | Therm-Ic Products Gmbh Nfg. & Co. Kg | Shoe or boot with an integrated electrical device |
CN102554917A (zh) * | 2012-01-10 | 2012-07-11 | 天津大学 | 一种具有二维平动一维转动的多重过约束并联机构 |
US9289900B2 (en) * | 2012-08-24 | 2016-03-22 | Abb Technology Ltd | Calibration tool for a delta robot |
JP5674734B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2015-02-25 | ファナック株式会社 | ボールジョイントにより接続されたパラレルリンクロボット |
JP5977137B2 (ja) * | 2012-10-04 | 2016-08-24 | ヤマハ発動機株式会社 | 回転軸およびこの回転軸を備える産業用ロボット |
CN103029120B (zh) * | 2012-12-11 | 2015-03-25 | 燕山大学 | 一种折叠式静载平衡并联调姿平台 |
NL2010312C2 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-18 | Oldin Beheer B V | Load handling robot with three single degree of freedom actuators. |
TWI580541B (zh) | 2013-05-15 | 2017-05-01 | 台達電子工業股份有限公司 | 並聯式機器人及線性並聯式機構 |
CN103895008A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-02 | 天津理工大学 | 一种仅含转动副的空间三平动并联机器人机构 |
CN104057442B (zh) * | 2014-06-10 | 2016-02-10 | 上海交通大学 | 五自由度混联机器人 |
CN104589324B (zh) * | 2015-01-24 | 2016-04-20 | 江西省机械科学研究所 | 全对称齿轮驱动电动缸三平动机械手 |
CN105234939A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-01-13 | 广东惠利普智能科技有限公司 | 一种四自由度高速并联机械手控制*** |
CN105796307B (zh) * | 2016-05-18 | 2017-11-07 | 吴丽敏 | 一种基于delta 并联机构的全自动腋窝按摩保健仪 |
CN105952842B (zh) * | 2016-06-28 | 2018-04-27 | 林伟滨 | 一种电力巡线无人机充电基站用减震装置 |
CN106956694A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-07-18 | 宁波领智机械科技有限公司 | 实验室用自动主机更换车 |
CN107458875A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-12-12 | 爱维迅自动化科技(昆山)有限公司 | 一种视觉定位上料机及其操作方法 |
JP6595539B2 (ja) | 2017-08-23 | 2019-10-23 | ファナック株式会社 | ロボットおよびパラレルリンクロボット |
CN107389480A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-24 | 中国海洋大学 | 一种海洋柔性立管多轴疲劳试验装置 |
USD895703S1 (en) * | 2018-03-02 | 2020-09-08 | Abb Schweiz Ag | Robot with flexible arms |
USD895700S1 (en) * | 2018-03-02 | 2020-09-08 | Abb Schweiz Ag | Base for an industrial robot |
USD895702S1 (en) * | 2018-03-02 | 2020-09-08 | Abb Schweiz Ag | Robot with flexible arms |
USD895701S1 (en) * | 2018-03-02 | 2020-09-08 | Abb Schweiz Ag | Robot with flexible arms |
JP7022053B2 (ja) * | 2018-12-26 | 2022-02-17 | ファナック株式会社 | パラレルリンクロボット |
JP7396879B2 (ja) * | 2019-11-29 | 2023-12-12 | ファナック株式会社 | パラレルリンクロボット |
JP7517821B2 (ja) * | 2019-12-26 | 2024-07-17 | ファナック株式会社 | 支持構造、ロボットおよびパラレルリンクロボット |
WO2022134512A1 (zh) * | 2020-12-22 | 2022-06-30 | 辰星(天津)自动化设备有限公司 | 五轴机器人动平台及其五轴机器人 |
CN112743519B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-06-24 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 具有俯仰转动的空间三移动和一转动的四自由度并联机构 |
CN112936244B (zh) * | 2021-01-26 | 2022-03-29 | 南开大学 | 刚度可调式球铰链、刚度可调式弹性脊柱及软体机器人 |
CN113808992A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-12-17 | 威科赛乐微电子股份有限公司 | 一种夹取晶圆的夹具 |
CN113858257B (zh) * | 2021-09-15 | 2023-03-31 | 南昌航空大学 | 一种大范围变刚度的机器人手腕 |
WO2023187978A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | ファナック株式会社 | パラレルリンクロボット |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5333514A (en) | 1992-04-24 | 1994-08-02 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Parallel robot |
SE513328C2 (sv) | 1998-11-11 | 2000-08-28 | Abb Ab | Manipulator och förfarande vid framställning av en manipulator |
US7188544B2 (en) * | 1998-12-03 | 2007-03-13 | Abb Ab | Industrial robot |
JP3806273B2 (ja) | 1999-09-17 | 2006-08-09 | 株式会社ジェイテクト | 四自由度パラレルロボット |
SE0000420L (sv) * | 2000-02-10 | 2001-04-02 | Abb Ab | Industrirobot enligt deltakonceptet, förfarande samt användning av dylik robot |
US6896473B2 (en) * | 2001-09-17 | 2005-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Device for transmitting torque |
DE20209440U1 (de) * | 2002-06-13 | 2002-08-29 | Sig Technology Ltd., Neuhausen Am Rheinfall | Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum |
ATE340671T1 (de) * | 2002-11-29 | 2006-10-15 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zum tragen und befestigen eines roboters |
KR20060120682A (ko) * | 2003-12-02 | 2006-11-27 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 로봇 암의 회전 샤프트 관통구 |
US7395136B2 (en) * | 2004-02-10 | 2008-07-01 | Sig Doboy Inc. | Robot end effector detachment sensor |
US20080141813A1 (en) * | 2005-03-18 | 2008-06-19 | Matthias Ehrat | Device for Moving and Positioning an Object in Space |
DE102007004379A1 (de) * | 2007-01-29 | 2008-07-31 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum |
DE102008001314A1 (de) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren eines Gegenstandes im Raum |
DE102008063869A1 (de) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Elau Gmbh | Deltaroboter mit besonderer Anordnung der Kugelgelenke |
DE102008062958A1 (de) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | Multivac Sepp Haggenmüller Gmbh & Co. Kg | Roboter, insbesondere einer Verpackungsmaschine zugeordneter Roboter |
USD619632S1 (en) * | 2009-09-15 | 2010-07-13 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Manipulator |
DE102009043668A1 (de) * | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Werner & Pfleiderer Industrielle Backtechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Portionierung einer Mehrzahl von Teigsträngen in einzelne Teigportionen |
CN102049786A (zh) * | 2009-11-05 | 2011-05-11 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 转动机构及使用该转动机构的机器人 |
-
2007
- 2007-01-29 DE DE102007004379A patent/DE102007004379A1/de not_active Withdrawn
- 2007-12-28 WO PCT/EP2007/064618 patent/WO2008092540A1/de active Application Filing
- 2007-12-28 EP EP07858211A patent/EP2114633A1/de not_active Withdrawn
- 2007-12-28 US US12/524,626 patent/US8113083B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See references of WO2008092540A1 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104057464A (zh) * | 2013-03-22 | 2014-09-24 | 财团法人精密机械研究发展中心 | 应用于并联型机器手的关节装置 |
CN104057464B (zh) * | 2013-03-22 | 2016-02-03 | 财团法人精密机械研究发展中心 | 应用于并联型机器手的关节装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8113083B2 (en) | 2012-02-14 |
US20100005919A1 (en) | 2010-01-14 |
WO2008092540A1 (de) | 2008-08-07 |
DE102007004379A1 (de) | 2008-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2114633A1 (de) | Vorrichtung zum bewegen und positionieren eines gegenstandes im raum | |
EP3328598B1 (de) | Roboter mit einer kraftmesseinrichtung | |
DE60214885T2 (de) | Drehgelenk mit hoher axialer steifigkeit | |
DE69403556T2 (de) | Mikromanipulator | |
EP2557327B1 (de) | Kupplungseinheit zur verbindung eines Antriebs mit einem Abtrieb | |
DE102013014272A1 (de) | Mittels Kugelgelenken verbundener Roboter mit gleichgerichteten Verbindungsgliedern | |
WO2011082768A1 (de) | Fluidisch betreibbare ausgleichseinheit | |
AT517802A1 (de) | Modulares, selbst rekonfigurierbares Robotersystem | |
EP1657577B1 (de) | Rotationslager zur hochgenauen Winkelpositionierung eines Gegenstandes | |
WO2019007463A1 (de) | Gelenk | |
DE212020000561U1 (de) | Mechanisches Überlast-Schaltwerk | |
DE69413583T2 (de) | Apparat zum Prüfen durch Vibration mit einem Öldrucklager | |
EP3638920B1 (de) | Vorrichtung zur bidirektionalen lagerung einer ersten struktur relativ zur einer zweiten struktur | |
DE202010006796U1 (de) | Parallelkinematikmaschine | |
DE102017127745B4 (de) | Vorgespannter Trägheitsantrieb | |
DE19742205A1 (de) | Mikropositioniereinrichtung | |
WO2020079062A1 (de) | Linearantrieb | |
DE19606521C1 (de) | Dreidimensional verstellbares Universalgelenk mit sechs Freiheitsgraden | |
EP3653895B1 (de) | Aerostatisches lager | |
DE102019201628B4 (de) | Roboterstrukturelement | |
EP3148757A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur kompensation der gewichtskraft | |
DE102013018034B4 (de) | Ausrichtungsvorrichtung zum Ausrichten einer Plattform in drei rotatorischen Freiheiten | |
WO2009150002A1 (de) | Spannvorrichtung mit hebelmechanismus | |
DE102018127682B4 (de) | Anordnung mit einer Justagevorrichtung zur Lageeinstellung zweier miteinander verbundener Bauteile | |
DE102019125004A1 (de) | Vorrichtung zum unabhängigen, variablen Einstellen der Steifigkeit in mindestens zwei Raumrichtungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20090831 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR |
|
DAX | Request for extension of the european patent (deleted) | ||
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20120703 |