ES2351499T3 - Mecanismo de cinemática paralela con articulación esférica concéntrica. - Google Patents

Abstract

Un mecanismo para posicionar y orientar un componente final en el espacio con al menos cinco grados de libertad, comprendiendo el mecanismo: una base (1); una primera extremidad actuador (A1) que comprende al menos una plataforma (11) conectada a dicha base (1) por una articulación angular (10) permitiendo un grado de libertad giratorio alrededor de un eje central (1a), un primer elemento de extremidad (13) conectado de forma móvil a dicha plataforma con un solo grado de libertad accionado con relación a dicha plataforma, un actuador (101) para accionar dicho primer elemento de extremidad con relación a dicha plataforma, y un segundo elemento de extremidad (15) conectado de forma móvil a dicho primer elemento de extremidad, teniendo dicho segundo elemento de extremidad al menos tres grados de libertad con relación a dicha base, en el que al menos uno de dichos grados de libertad de dicho segundo elemento de extremidad es accionable con relación a dicha base; al menos una segunda, tercera, cuarta y quinta extremidad actuador (A2, A3, A4, A5), comprendiendo cada una de las extremidades actuador al menos un brazo actuador (3) conectado de forma giratoria a dicha base mediante una articulación angular accionada (2) que permite el giro alrededor de un respectivo eje actuador (1a, 2a, 2b), un actuador para accionar dicho brazo actuador con relación a dicha base, comprendiendo además cada una de la segunda, tercera, cuarta y quinta extremidad actuador un antebrazo (5) conectado de forma móvil a dicho brazo actuador de la respectiva extremidad actuador, en el que dicho antebrazo presenta al menos tres grados de libertad con relación a dicho brazo actuador incluyendo un grado de libertad giratorio libre alrededor de un respectivo eje de antebrazo (5a); un primer cuerpo de articulación (20, 24, 25), en el que dicho segundo elemento de extremidad está conectado de forma giratoria a dicho primer cuerpo de articulación y permite el giro con relación a dicho primer cuerpo de articulación alrededor de un primer eje de articulación (20a, 24a, 25a), y en que cada uno de los antebrazos de dichas segunda y tercera extremidad actuador está conectado de forma giratoria a dicho primer cuerpo de articulación y permite el giro relativo a dicho primer cuerpo de articulación alrededor de un respectivo segundo y tercer eje de articulación (20b, 24b, 24c, 7a, 7b) que no es paralelo a dicho eje de antebrazo de la respectiva extremidad actuador; un segundo cuerpo de articulación (30, 26), en el que cada uno de los antebrazos de dichas cuarta y quinta extremidad actuador está conectado de forma giratoria a dicho segundo cuerpo de articulación y permite el giro con relación a dicho segundo cuerpo de articulación alrededor de un respectivo cuarto y quinto eje de articulación (30b, 7d, 7c) que no es paralelo a dicho eje de antebrazo de la respectiva extremidad actuador; y comprendiendo también el mecanismo dicho componente final (40, 40a, 40b) conectado de forma móvil a cada uno de dicho primer y segundo cuerpo de articulación, teniendo el componente final al menos dos grados de libertad giratorios con relación a dichos primer y segundo cuerpo de articulación tal que dicho componente final puede moverse con al menos cinco grados de libertad con relación a dicha base.

Description

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ANTECEDENTES

La presente invención se refiere en general a un aparato con múltiples extremidades para posicionar y orientar un 5 componente final en el espacio y articulaciones para unir las

extremidades de dicho aparato.

Existe una necesidad de mecanismos cinemáticos paralelos efectivos y simples. Mecanismos cinemáticos se utilizan en aplicaciones de ingeniería mecánica para el mecanizado,

10 robótica, dispositivos de posicionamiento, medición de coordenadas, mecanismos, etc. En general, los mecanismos pueden clasificarse como en serie o en paralelo. Mecanismos cinemáticos en serie son ampliamente utilizados y dominan hoy en día el mercado.

15 Un mecanismo cinemático en serie presenta una serie de vigas voladizas que están conectadas de forma móvil conjuntamente de una forma extremo con extremo mediante articulaciones esféricas o angulares, prismáticas, formando un bucle abierto. Cuanto más cerca está un elemento a una

20 base del mecanismo dentro de la estructura en serie, mayor es la carga sobre ese elemento. Adicionalmente, cuanto más lejos está un elemento de la base, mayor es su deflexión respecto al elemento base. Cuando un mecanismo cinemático en serie está sometido a carga, la posición del elemento más alejado,

25 es decir, el elemento terminal, está sometido a las deflexiones acumuladas de todos los elementos en serie. Esto da lugar a grandes errores de posicionamiento en el elemento terminal. Estando construido de voladizos, un mecanismo en serie tiene un ratio de rigidez a la masa pobre, haciendo dichas estructuras con un diseño voluminoso.

Mecanismos cinemáticos en serie permiten un cálculo rápido y sencillo de la posición del elemento terminal dada la posición o estado de todos los actuadores. En general, este cálculo es conocido como cinemática directa de un mecanismo. Sin embargo, determinar la posición o estado de todos los actuadores dada la posición del elemento terminal, también conocida como la cinemática inversa, resulta generalmente difícil.

Con relación a los mecanismos cinemáticos en serie, mecanismos cinemáticos paralelos presentan habitualmente un ratio de rigidez a la masa mejorado, mejor precisión, propiedades dinámicas superiores y pueden moverse a velocidades y aceleraciones más altas. Un mecanismo cinemático paralelo presenta una pluralidad de articulaciones que forman uno o más bucles cerrados, por lo que las articulaciones comparten la carga sobre el elemento terminal. Articulaciones de dicho mecanismo experimentan habitualmente solamente fuerzas de compresión o tracción que permiten el uso de material más barato y diseños de articulaciones más simples. Además, errores de posicionamiento de actuadores habitualmente se dividen, dando lugar por ello a una alta precisión del elemento terminal. Un mecanismo cinemático paralelo bien conocido es la plataforma Stewart-Gough que fue introducida en 1965 y ha estado desde entonces sometida a un extenso estudio y análisis. Un mecanismo de plataforma Stewart-Gough incluye por lo general una plataforma movible que está conectada a una base por seis articulaciones controlables. Por ejemplo, la patente americana nº 5,179,525 describe una visión general de mecanismos que están basados o derivados de la plataforma Stewart-Gough.

Mientras que mecanismos cinemáticos paralelos pueden proporcionar precisión mejorada, rigidez, y capacidad de llevar altas cargas, también sufren inconvenientes de control significantes. La mayoría de mecanismos cinemáticos paralelos tienen cinemáticas directas muy difíciles. Las soluciones de las cinemáticas directas tienen la forma de ecuaciones polinómicas de grande orden, que no permiten soluciones de forma cerrada para calcular la posición del elemento terminal. Métodos de cálculo intensivos tales como aproximaciones numéricas deben aplicarse para calcular múltiples soluciones y seleccionar el correcto. Por ejemplo, se ha mostrado que la forma general de la plataforma Stewart-Gough tiene catorce soluciones factibles. Para algunas formas especiales de la plataforma Stewart-Gough, soluciones de forma cerrada de la cinemática directa existen. En estas formas especiales, pares y triples de articulaciones esféricas que conectan las articulaciones a la base y la plataforma son concéntricas. Sin embargo, la dificultad de fabricar tales articulaciones es bien reconocida en la técnica.

Mecanismos del tipo Stewart-Gough habitualmente permiten el posicionamiento y orientación de la plataforma movible con seis grados de libertad. En general, la posición y orientación de la plataforma se acoplan lo cual complica los controles. Además, debido a las singularidades en el espacio de trabajo y el rango de trabajo restringido de las articulaciones y actuadores, la translación y en particular el rango de movimiento giratorio de la plataforma está significativamente limitado. Sin embargo, muchas aplicaciones, tales como mecanizado u operaciones de montaje, requieren un accionamiento alrededor de un eje con múltiples

o infinitas rotaciones, que habitualmente se lleva a cabo por motores o ejes adicionales montados en el elemento terminal. Esto significa que uno de los accionamientos de estos mecanismos es redundante. Además, muchas aplicaciones, tales como operaciones de montaje flexible o mecanizado con 5 ejes, requieren una gran capacidad de orientación del elemento terminal.

Por lo tanto, se han propuesto mecanismos de cinemática paralela alternativos. Por ejemplo, la patente americana nº 4,776,749 describe un dispositivo robótico con solamente cinco elementos de posicionamiento accionados para posicionar y orientar una herramienta de trabajo en el espacio. El dispositivo utiliza dos articulaciones de rótula concéntricas, la primera de las cuales conecta tres y la segunda de las cuales conecta los dos elementos de posicionamiento accionados restantes en un respectivo primer y segundo punto común. Por ello, el dispositivo forma una configuración bi-tetraédrico que desacopla el posicionamiento y orientación de la herramienta de trabajo. Mientras que esta configuración facilita la rigidez estructural y una solución con forma cerrada de la cinemática directa, el diseño de la articulación concéntrica limita significativamente la libertad giratoria de cada elemento de posicionamiento. Además, tales articulaciones limitan el grado de orientación de la herramienta de trabajo y son difíciles de fabricar de una forma precisa y con un coste efectivo.

Para llevar a cabo una estructura bi-tetraédrica rígida del mecanismo y una cinemática directa simple, se han propuesto articulaciones alternativas para conectar tres o más extremidades con movimiento esférico alrededor de un punto común. Por ejemplo, la patente americana nº 5,657,584 describe una articulación que utiliza un gran número de elementos y pines para producir movimiento esférico de las extremidades unidas, dando lugar a una estructura compleja y costosa. Tal articulación no es capaz de llevar grandes cargas y solamente ofrece movimiento esférico limitado a sus extremidades.

Otro mecanismo de cinemática paralela sin un sexto actuador redundante se describe en DE 198 40 886 A1. Cinco uniones con codos accionados están conectadas con juntas universales separadas en una plataforma movible que puede posicionarse y orientarse en el espacio. La plataforma movible sirve como la unión central que conecta todas las articulaciones de codo para formar bucles cerrados. La disposición simplifica el diseño de la articulación, pero tampoco permite una solución de forma cerrada de la cinemática directa ni el desacoplamiento de la posición y orientación de la plataforma movible. La disposición ya no forma una estructura bi-tetraédrica rígida. Adicionalmente, en comparación con la plataforma Stewart-Gough el mecanismo se dice que solamente mejora ligeramente la capacidad de orientación de la plataforma movible.

Aún otro mecanismo cinemático paralelo con cinco uniones accionadas está presente en DE 101 53 854 C1. Similar al dispositivo anteriormente mencionado, se proporciona un diseño de articulación simplificado que consta de cinco pares de articulaciones con un solo eje con una línea común de giro que mejora la fabricación del mecanismo. Sin embargo, la disposición tampoco permite una solución de forma cerrada del problema de la cinemática directa ni el desacoplamiento de la posición y orientación del elemento terminal. Además, se pierde la rigidez estructural al desviarse de una estructura puramente bi-tetraédrica.

Es bien reconocido en la materia que mecanismos cinemáticos paralelos y en particular dispositivos basados en la plataforma Stewart-Gough o cualquiera de las descripciones anteriormente mencionadas sufren de un pequeño ratio de área de trabajo a huella. El elemento terminal habitualmente presenta un alcance limitado que además se reduce cuando se requiere la alta capacidad de orientación en cualquier punto en el espacio de trabajo. El pobre ratio de área de trabajo a huella se considera generalmente un factor crítico que evita que mecanismos cinemáticos paralelos entren o penetren en el mercado y compitan con éxito con los mecanismos cinemáticos

en serie.

La desventaja descrita no es solamente inherente a todas las descripciones anteriormente mencionadas sino también a varios mecanismos cinemáticos paralelos que proporcionan menos de cinco o seis grados de libertad en el elemento terminal. Por ejemplo, la patente americana 4,790,718 describe un manipulador para posicionar una pestaña con orientación conocida en el espacio. Mediante el diseño, el manipulador está montado sobre una viga para funcionar de un modo arriba-abajo, dando lugar a una huella grande similar en tamaño al volumen proyectado del área de trabajo. Otro dispositivo para el movimiento y el posicionamiento de un elemento en el espacio con tres o cuatro grados de libertad está presente en la patente americana 4,976,582. Al igual que el manipulador previamente descrito, el dispositivo se presta asimismo a ser accionado ante una viga de refuerzo en la cual está montado, dando lugar a un ratio de área de trabajo a huella similar.

Para mejorar el ratio de área de trabajo a huella de mecanismos cinemáticos paralelos, se han propuesto diseños alternativos. Por ejemplo, WO 02/22320 A1 describe un manipulador para mover un objeto en un espacio con al menos tres brazos. Dos brazos están montados sobre una columna central y accionados para moverse en planos horizontales mientras que el tercer brazo se acciona para operar en un plano vertical. Uniones conectan los brazos al elemento terminal que puede moverse alrededor de esta columna en un espacio de trabajo cilíndrico con tres grados de libertad de translación. En uno de los manipuladores descritos, el actuador del tercer brazo se monta y gira por uno de los otros brazos, provocando inercia adicional y cargas de carga asimétricas para los dos brazos. Siempre que el elemento terminal esté en una gran distancia o cerca de la comuna central, dicha disposición coloca el tercer brazo en una posición asimétrica desfavorable con relación a los otros dos brazos y provoca características de precisión y rigidez asimétricas.

En particular, WO 02/22320 A1 describe un mecanismo para posicionar y orientar un componente final en el lugar con cuatro grados de libertad, comprendiendo el mecanismo una base 1, una primera extremidad actuador C que comprende al menos una plataforma conectada a la parte pivotante de una segunda extremidad actuador A, un primer elemento de extremidad 8a conectado de forma móvil a dicha plataforma con un solo grado de libertad accionado con relación a dicha plataforma, y un segundo elemento extremidad 18 conectado de forma móvil a dicho primer elemento de extremidad, teniendo dicho segundo elemento extremidad al menos tres grados de libertad con relación a dicha base, en el que al menos uno de dichos grados de libertad de dicho segundo elemento extremidad puede accionarse con relación a dicha base; al menos segunda y tercera extremidades actuadores A, B, comprendiendo cada una de la segunda y tercera extremidades actuadores al menos un brazo actuador 6a, 7 conectado de forma giratoria a dicha base por una articulación angular accionada permitiendo el giro alrededor de un respectivo eje actuador, cada una de dicha segunda y tercera extremidades actuadores comprendiendo un antebrazo 14-17 conectado de forma móvil a dicho brazo actuador de la respectiva extremidad actuador, en el que dicho antebrazo presenta al menos tres grados de libertad con relación a dicho brazo actuador incluyendo un grado de libertad con giro libre alrededor de un respectivo eje de antebrazo; un primer cuerpo de articulación, en el que dicho segundo elementos extremidad está conectado de forma pivotante a dicho primer cuerpo de articulación y permite el giro relativo a dicho primer cuerpo de articulación alrededor de dos ejes, y en el que cada uno de los antebrazos de dichas segunda y tercera extremidades actuadores está conectado de forma pivotante a dicho primer cuerpo de articulación y es permitido de girar con relación a dicho primer cuerpo de articulación alrededor de tres ejes; comprendiendo también el mecanismo dicho componente final 36, tal que dicho componente final puede moverse con al menos tres grados de libertad con relación a dicha base.

WO 02/22320 A1 describe además un mecanismo para posicionar y orientar un componente final en el espacio con cuatro grados de libertad, comprendiendo el mecanismo: una base 1; una primera extremidad actuador C que comprende al menos una plataforma conectada a la parte pivotante de una segunda extremidad actuador A, un primer elemento de extremidad 8a conectado de forma móvil a dicha plataforma con un solo grado de libertad accionado con relación a dicha plataforma, y un segundo elemento extremidad 18 conectado de forma móvil a dicho primer elemento de extremidad, teniendo dicho segundo elemento extremidad al menos tres grados de libertad con relación a dicha base, en el que al menos uno de dichos grados de libertad de dicho segundo elemento extremidad puede accionarse con relación a dicha base; al menos segunda y tercera extremidades actuadores A, B, comprendiendo cada una de la segunda y tercera extremidades actuadores al menos un brazo actuador 6a, 7 conectado de forma giratoria a dicha base por una articulación angular accionada permitiendo el giro alrededor de un respectivo eje actuador, cada una de dicha segunda y tercera extremidades actuadores comprendiendo un antebrazo superior e inferior 1417 conectado de forma móvil a dicho brazo actuador de la respectiva extremidad actuador, en el que cada uno de dichos antebrazos superior e inferior tiene al menos tres grados de libertad con relación a dicho brazo actuador incluyendo un grado de libertad con giro libre alrededor de un respectivo eje de antebrazo superior e inferior; un primer cuerpo de articulación 2, en el que dicho segundo elementos extremidad está conectado de forma pivotante a dicho primer cuerpo de articulación permitiendo la rotación alrededor de dos ejes, y en el que cada uno de los antebrazos de dichas segunda y tercera extremidades actuadores está conectado de forma pivotante a dicho primer cuerpo de articulación permitiendo la rotación alrededor de tres ejes; comprendiendo también dicho mecanismo dicho componente final 36 conectado a dicho primer cuerpo de articulación, tal que dicho componente final puede moverse con al menos tres grados de libertad con relación a dicha base.

WO 02/058895 A1 describe un manipulador similar que, además, incluye una unión que conecta los movimientos de los tres brazos tal que el tercer brazo siempre permanece en el medio entre los otros dos brazos. Esto da lugar a un ratio de área de trabajo a huella mejorado que es comparable con el de los mecanismos cinemáticos en serie del tipo conocido como robots SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm). Sin embargo, los mecanismos de ambas descripciones no proporcionan una capacidad orientativa y solamente presentan tres grados de libertad de translación en el elemento terminal. Si se desea capacidad de orientación, deben montarse muñecas u otros dispositivos en serie sobre el elemento terminal, haciendo el diseño complejo y el mecanismo pesado y lento. Además, es preferido el uso de rótulas en las uniones entre el elemento terminal y los brazos en las descripciones anteriormente mencionadas pero es no deseable en muchas aplicaciones. Además, el mecanismo requiere un gran número de grados de libertad de las articulaciones pasivas por grado de libertad provisto en el elemento terminal, provocando costes adicionales, holgura e imprecisiones.

Otro manipulador similar al mostrado en WO 02/058895 A1 se describe en la patente americana nº 5,539,291. El manipulador emplea tres mecanismos conductores interpuestos entre una base y un elemento móvil para desplazar y orientar el elemento móvil en un espacio de trabajo cilíndrico con tres grados de libertad. Elementos móviles de dos de los mecanismos funcionan en un plano transversal y determinan la distancia radial y orientación del elemento móvil vía una varilla de conexión y un elemento de transmisión de posición que mantiene el elemento móvil con una actitud constante hacia el plano transversal. El tercer mecanismo conductor funciona en un plano perpendicular al plano transversal e influencia la posición axial del elemento móvil en el espacio de trabajo cilíndrico. Similar a las descripciones anteriormente mencionadas, el manipulador solamente proporciona tres grados de libertad de translación y por lo tanto presenta una falta de capacidad de orientación del elemento móvil. Además, la puesta en práctica preferida del elemento de transmisión como dos ruedas y cables puede ser indeseable en términos de costes de fabricación, montaje, precisión, holgura y rigidez del manipulador.

Una inquietud muy importante en muchas aplicaciones robóticas es el control de cable. Para conectar varios útiles tales como electricidad, sensores, encoders en las articulaciones, cables de utilidad o eléctricos o presión deben guiarse a lo largo de la estructura móvil del mecanismo, exponiendo tales cables a tensión y desgaste significantes. Para asegurar la fiabilidad funcional, se requieren cables de utilidad o eléctricos hechos a medida, provocando un coste adicional.

Otra inquietud particularmente con los mecanismos cinemáticos en serie existentes, tales como robots articulados o SCARA, es la falta de escalabilidad y modularidad. Para variar los parámetros de salida, tales como el tamaño o forma del espacio de trabajo, rigidez o características de precisión, toda la estructura en serie incluyendo los actuadores habitualmente necesita rediseñarse y cambiarse. De este modo, el ofrecimiento de un amplio rango de productos no permite economías de escala.

Por lo tanto existe una necesidad de proporcionar un mecanismo cinemático paralelo que tenga cinemática directa práctica y simple al permitir la solución de la posición del elemento terminal en forma cerrada. También existe una necesidad de un mecanismo cinemático paralelo con estructuras de articulación que permita a tres o más extremidades interconectarse y facilitar las soluciones de forma cerrada de la cinemática directa y el desacoplamiento de la posición y orientación del elemento terminal. Dicha estructura de articulaciones debería ser compacta y con un coste efectivo en el diseño, mejorar el rango de movimiento esférico de las extremidades interconectadas, y no debería limitar el espacio de trabajo y el rango de orientación del elemento terminal del mecanismo.

Además, existe una necesidad de un mecanismo cinemático paralelo que sea preciso y presente un gran rango de movimiento giratorio y de translación del elemento terminal en combinación con un alto ratio de área de trabajo a huella. Dicho mecanismo debería tener un diseño rígido, bitetraédrico, robusto, modular y escalable sin actuadores y articulaciones superfluas y un ratio de rigidez a masa mejorado. Además, existe una necesidad de proporcionar un mecanismo rápido con elevadas capacidades de aceleración y propiedades dinámicas mejoradas. Idealmente, la rigidez, precisión y propiedades de aceleración del elemento terminal permanecerán similares dentro del rango de movimiento del elemento terminal. Además, el mecanismo debería permitir un control del cable simple y una fiabilidad funcional mejorada con unos costes reducidos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un mecanismo cinemático paralelo que supera las dificultades previstas en dispositivos de la técnica anterior al utilizar estructuras de articulación mejoradas y una nueva disposición de extremidades.

Un objeto de la invención es proporcionar un mecanismo

mejorado

para posicionar y orientar un elemento en el

espacio.

Un objeto más concreto de la invención es

proporcionar

dicho mecanismo que facilita el cálculo de

cinemática directa simplificado con una solución de forma cerrada. Ventajosamente, un mecanismo cinemático que tiene un diseño de acuerdo con la presente invención es tal que la matemática de la cinemática directa es ampliamente simplificada. El diseño del mecanismo propuesto reduce los cálculos al simple problema de encontrar el punto de intersección de tres esferas, que hace la cinemática directa trivial y tiene una solución de forma cerrada para la posición del elemento terminal o componente final.

De acuerdo con una realización de la invención, se ha conseguido la simplificación en la solución mediante una articulación esférica concéntrica o montaje de articulación que permite a tres o más extremidades conectarse conjuntamente con sus ejes longitudinales siempre interseccionando en un punto común, independientemente de las orientaciones. En una realización alternativa, el montaje de articulación presenta una estructura simétrica sin ejes de extremidad interseccionando simplificando el diseño así como permitiendo una solución de forma cerrada. La articulación proporciona ventajas sobre la técnica anterior, presentando un grado mejorado de movimiento esférico entre sus extremidades articuladas, menos piezas con un coste eficiente, menor desgaste y fricción, rigidez mejorada y precisión mejorada. También puede sustentar cargas de tensión, a diferencia de algunas rótulas. El montaje de articulaciones propuesto de acuerdo con una realización de la invención presenta ventajosamente un diseño simple y robusto, que requiere solamente un número mínimo de articulaciones angulares por grado de libertad para un mecanismo con cinco ejes. En una realización, el diseño simétrico de una construcción mecánica según la invención permite dicho número mínimo de articulaciones angulares.

Otro objeto de la invención es proporcionar un mecanismo con un ratio área de trabajo a huella mejorado. En una realización de la invención, cinco articulaciones de codo accionadas se disponen para girar alrededor de un eje central común con una huella mínima, permitiendo el posicionamiento y orientación de un componente final en un gran espacio de trabajo cilíndrico con cinco o seis grados de libertad. Las tres primeras uniones de codo están interconectadas por un primer montaje de articulación mientras que la cuarta y quinta unión de codo están unidas por un segundo montaje de articulaciones, ambos montajes de articulaciones estando además conectados al componente final. La disposición propuesta mejora significativamente el pobre ratio de área de trabajo a huella de dispositivos de la técnica anterior en el campo de los mecanismos cinemáticos paralelos y se compara con los dispositivos en serie del tipo SCARA. Otra ventaja de la disposición es el gran volumen de espacio de trabajo que puede alcanzarse por un componente final combinado con una gran capacidad de orientación simétrica a lo largo de este espacio de trabajo. En otra realización, dos de las articulaciones de codo accionadas se disponen para girar alrededor de ejes separados que son paralelos y cercanos entre sí, y dando lugar a un ratio de área de trabajo a huella incrementado, una mayor rigidez y costes de fabricación reducidos en comparación con los dispositivos de la técnica anterior.

Aún otro objeto de la invención, es mejorar un mecanismo que sea capaz de movimientos y aceleraciones del elemento terminal rápidos. De acuerdo con una realización, las extremidades paralelas accionadas del mecanismo presentan un diseño de articulación de codo con un brazo actuador y un antebrazo capaz de trasladar pequeños accionamientos giratorios del brazo actuador en grandes desplazamientos del elemento terminal. Las propiedades dinámicas y de velocidad del mecanismo se mejoran además por un diseño simple y ligero y la existencia de una solución de forma cerrada de la cinemática directa.

Es otro objeto de la invención proporcionar un mecanismo con una rigidez y precisión estructural mejorada. En una realización la invención utiliza dos montajes de articulaciones para conectar cinco uniones de codo accionadas tal que la estructura formada por los antebrazos de las uniones de codo reensambla una configuración bi-tetraédrica, dándole un comportamiento como una viga. Generalmente se distribuyen cargas sobre el componente final entre todos los actuadores que, a cambio, compensan errores de posicionamiento del componente final a través de su disposición paralela. Por ello, el mecanismo proporciona un alto ratio de rigidez a masa y gran precisión. Ya que las uniones que soportan el componente final están en su mayoría sometidas a fuerzas de tracción o compresión, pueden construirse mecanismos con un diseño de acuerdo con la invención de una forma ligera y con un coste eficiente, especialmente en comparación con dispositivos cinemáticos en serie. La disposición bi-tetraédrica propuesta también desacopla la posición y orientación del componente final, simplificando los controles del mecanismo.

Otra ventaja de la invención es que, en una realización, proporciona un mecanismo que tiene un diseño modular y no superfluo que utiliza solamente cinco extremidades actuador, cuatro de las cuales son idénticas, dos tipos de montajes de articulación, una base, un actuador, y una herramienta de trabajo. El bajo número de piezas y el uso en su mayoría de articulaciones angulares o rótulas simples da lugar a un mecanismo de posicionamiento preciso y con un coste eficiente que encuentra un amplio uso en muchas áreas.

En otra realización, un mecanismo de cinemática paralela de acuerdo con la presente invención presenta cinco articulaciones de codo accionadas con brazos y antebrazos actuador, estando las articulaciones de codo dispuestas para girar alrededor de un eje central común. El mecanismo además incluye una articulación que influencia en la posición de una primera articulación de codo dependiendo del estado de una o más de las otras articulaciones de codo. Ventajosamente, los brazos actuador de una segunda y tercera articulación de codo funcionan en el mismo plano perpendicular al eje central mientras que la primera articulación de codo funciona en un plano paralelo al eje central. La primera articulación de codo es girada por los brazos actuador de la segunda y tercera articulación de codo y obligada a seguir sus movimientos para conseguir condiciones de espacio de trabajo simétrico y una rigidez estructural favorable del mecanismo. Preferentemente, la primera articulación de codo permanece a medio camino entre la segunda y tercera articulación de codo.

Otro objeto de la invención es proporcionar un mecanismo para posicionar un componente final en el espacio con al menos tres grados de libertad de translación y orientación fijada. El mecanismo incluye solamente tres uniones de codo accionadas, una primera de las cuales comprende un primer elemento de extremidad y un segundo elemento de extremidad accionados, una segunda y tercera de las cuales comprenden un brazo actuador y dos antebrazos. Un primer montaje de articulación une el segundo elemento de extremidad de la primera unión de codo con un antebrazo de la segunda y tercera unión de codo, mientras que un segundo montaje de articulación interconecta el antebrazo restante de la segunda y tercera unión de codo. Los dos montajes de articulación soportan conjuntamente un componente final y una herramienta de trabajo en el espacio. Preferentemente, los brazos actuador de la segunda y tercera unión de codo funcionan en el mismo plano, mientras que la primera unión de codo funciona en una dirección perpendicular a ese plano.

Herramientas de trabajo, tales como herramientas de corte o pinzas de robot, pueden montarse en el componente final de mecanismos que tengan un diseño de acuerdo con la invención. En una realización, la herramienta de trabajo está alimentada por un motor o accionador que está fijado sobre la base y transmite su giro o movimiento sobre la herramienta de trabajo a través de un montaje de eje-chavetero telescópico. En otra realización, la transmisión se consigue vía una unión de codo. Ambos diseños permiten momentos que actúan alrededor del eje longitudinal de la herramienta de trabajo para transferirse directamente a la base, aliviando toda la estructura del mecanismo de posicionamiento y orientación. En otra realización, la herramienta de trabajo está alimentada por un motor o un accionador que está fijado en el componente final.

En aún otra realización, un mecanismo que tiene un diseño de acuerdo con la invención permite el control de cable extremadamente simple al integrar todos los actuadores en o cerca de la base fijada. Por lo tanto, la mayoría de cables y otras líneas de utilidad no necesitan moverse o flexar durante el funcionamiento y siempre permanecen en una posición fijada con relación a la base. Además, el accionamiento integrado en la base combinado con una estructura de antebrazo ligera y económica mejora significativamente la escalabilidad de mecanismos proporcionados por esta invención. Variar los parámetros de salida requiere solamente la substitución de la estructura de antebrazo económica mientras que pueden reutilizarse estructuras base y accionadores costosos. Esto permite utilizar un diseño estándar en muchas aplicaciones con mínimas modificaciones en la ubicación del cliente.

Mecanismos de acuerdo con una realización de la invención puede ser útil en mecanizado y robótica. En particular, el mecanismo puede utilizarse para el fresado de formas libres, operaciones de montaje, tareas de recogida y colocación, medición de coordinadas, o cualquier otro tipo de funcionamiento que requiera un elemento a posicionar y orientar en el espacio.

Características y ventajas adicionales de la presente invención se describen, y serán evidentes, a partir de la descripción detallada de las realizaciones preferidas y de los dibujos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Lo siguiente es una descripción, solamente a modo de ejemplo, de diferentes realizaciones del mecanismo, sus variaciones, derivaciones y reducciones.

La figura 1 es una vista en perspectiva de un mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico construido de acuerdo con la invención, teniendo el mecanismo cinco extremidades actuador con un diseño de unión de codo dispuesto para girar alrededor de un eje central para posicionar y orientar un componente final en el espacio con cinco grados de libertad.

La figura 2 es una vista en perspectiva y detallada del componente final y un primer y segundo montaje de articulaciones, que unen las cinco extremidades actuador del mecanismo que se muestra en la realización de la figura 1.

La figura 3 es una vista en perspectiva del mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico que se muestra en la realización de la figura 1, teniendo el componente final del mecanismo una orientación y posición diferente.

La figura 4 es una vista en perspectiva y detallada de una disposición de articulación alternativa con tres articulaciones angulares de un solo eje en serie que pueden substituir las rótulas en las uniones de codo del mecanismo mostrado en la realización de la figura 1.

La figura 5 es una vista en perspectiva y detallada de un diseño alternativo del primer montaje de articulación que se ve en la realización de la figura 2.

La figura 6 es una vista en perspectiva y detallada del mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico que se ve en la realización de la figura 1, teniendo el mecanismo un actuador adicional montado en el componente final para accionar de forma giratoria una herramienta de trabajo con seis grados de libertad.

La figura 7 es una vista en perspectiva de otro mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico construido de acuerdo con la invención, teniendo el mecanismo un actuador adicional montado en un bastidor fijado o base y que acciona de forma giratoria una herramienta de trabajo vía un montaje de eje-chavetero telescópico, teniendo la herramienta de trabajo seis grados de libertad.

La figura 8 es una vista en perspectiva de otro mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico construido de acuerdo con la invención, teniendo el mecanismo un actuador adicional para orientar una herramienta de trabajo vía una unión de codo, siendo la herramienta de trabajo montada de forma móvil en el componente final y teniendo seis grados de libertad.

La figura 9 es una vista en perspectiva de otro mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico construido de acuerdo con la invención, teniendo el mecanismo cinco extremidades actuador con un diseño de unión de codo, tres de cuales están conectados con una unión exterior adicional para influenciar en la orientación radial de una de ellas.

La figura 10 es una vista en perspectiva de otro mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico construido de acuerdo con la invención, teniendo el mecanismo cinco extremidades actuador con un diseño de unión de codo, tres de las cuales están conectadas con una unión interior adicional para influenciar en la orientación radial de una de ellas.

La figura 11 es una vista en perspectiva y detallada de una articulación alternativa que puede utilizarse en conjunto con las realizaciones de las figuras 9 y 10.

La figura 12 es una vista en perspectiva y detallada de otra articulación alternativa que puede utilizarse en conjunto con las realizaciones de las figuras 9 y 10.

La figura 13 es una vista en perspectiva y detallada de una disposición de articulación alternativa que puede utilizarse en la unión que se muestra en la realización de la figura 10.

La figura 14 es una vista en perspectiva de otro mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico construido de acuerdo con la invención, teniendo el mecanismo cinco extremidades actuador con un diseño de unión de codo, tres de los cuales están conectadas con otra unión exterior para influenciar en la orientación radial de una de ellas.

La figura 15 es una vista en perspectiva de otro mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico construido de acuerdo con la invención, teniendo el mecanismo cinco extremidades actuador con un diseño de unión de codo, tres de las cuales están dispuestas para girar alrededor de un eje central, y dos de las cuales tienen ejes de rotación individuales y separados, el mecanismo posicionando y orientando un componente final en el espacio con cinco grados de libertad.

La figura 16 es una vista en perspectiva de otro mecanismo de cinemática paralela bi-tetraédrico construido de acuerdo con la invención, teniendo el mecanismo tres extremidades actuador con un diseño de unión de codo dispuesto para girar alrededor de un eje central y posicionar un componente final en el espacio con tres grados de libertad y orientación fijada.

La figura 17 es una vista en perspectiva y detallada de un diseño alternativo del primer y segundo montaje de articulaciones que se ve en la realización de la figura 2.

La figura 18 es una vista detallada en perspectiva de un diseño alternativo del primer y segundo montaje de articulación que se ve en la realización de la figura 16.

La figura 19 es una vista en perspectiva y detallada de una disposición de articulación alternativa que puede reemplazar las rótulas en las uniones de codo del mecanismo mostrado en la realización de la figura 16. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES ACTUALMENTE PREFERIDAS

Ahora en referencia a los dibujos, en el que números iguales indican componentes iguales, la figura 1 muestra un mecanismo de cinemática paralela con cinco ejes 100 construido de acuerdo con las indicaciones de la presente invención. El mecanismo 100 incluye una base fijada 1 y es operativa para posicionar y orientar un componente final 40 en el espacio con relación a la base 1 con cinco grados de libertad. La posición y orientación del componente final 40 están determinadas por cinco extremidades actuador A1, A2, A3, A4 y A5 que se describirán.

Tal como se ilustra en la figura 1, el mecanismo 100 incluye una primera estructura tetraédrica formada por primera, segunda y tercera extremidades actuador A1, A2, A3. La extremidad actuador A1 es un dispositivo de unión de codo accionada que comprende una plataforma 11, un primer elemento de extremidad 13, y un segundo elemento de extremidad 15. La plataforma 11 está montada de forma móvil en la base 1 por una articulación angular 10, permitiendo el giro libre de la plataforma 11 con relación a la base 1 alrededor de un eje central 1a. Además, una articulación angular 12 accionada conecta la plataforma 11 al primer elemento de extremidad 13, permitiendo que el primer elemento de extremidad 13 gire alrededor de un eje principal 12a tras el accionamiento. Preferentemente, el eje principal 12a es perpendicular al eje central 1a. Tal como se ilustra en la realización, la articulación angular 12 accionada es accionada por un actuador 101 montado en la plataforma 11. Se sobreentenderá que la articulación angular 12 accionada podría ser alternativamente conducida por un actuador fijado a la base 1 y un engranaje de transmisión. El elemento de extremidad 15 está conectado de forma móvil al primer elemento de extremidad 13 por una articulación angular 14 permitiendo que el segundo elemento de extremidad 15 gire con relación al primer elemento de extremidad 13 alrededor de un eje secundario 14a. Preferentemente, el eje secundario 14a permanece paralelo al eje principal 12a para todas las posiciones del mecanismo 100.

Además, tal como se ilustra en la figura 1, cada una de las extremidades actuador A2 y A3 es un dispositivo de unión de codo que tiene un respectivo brazo actuador 3 y un antebrazo 5. El brazo actuador 3 está conectado a la base 1 por una articulación angular accionada 2 que permite al brazo actuador 3 pivotar tras el accionamiento alrededor de un eje actuador que, tal como se ilustra en la realización, coincide con el eje central 1a. Cada una de las extremidades actuador A2 y A3 comprende además una rótula 4 que conecta el brazo actuador 3 al antebrazo 5. La rótula permite al antebrazo 5 tres grados de libertad giratorios con relación al brazo actuador 3, incluyendo un grado de libertad giratorio alrededor de un eje del antebrazo 5a. Idealmente, tal como se muestra en la realización, los puntos de pivote o puntos de conexión de las rótulas 4 de ambas extremidades actuador A2 y A3 se mueven en el mismo plano que es perpendicular al eje central 1a.

Incluido en el concepto de la invención es que la rótula 4 en el mecanismo 100, y otros mecanismos descritos en la memoria, pueden substituirse por cualquier disposición de articulación que permita tres grados de libertad giratorios. En particular, tal como se muestra en la figura 4, puede utilizarse un montaje de articulación de triple eje que consta de tres articulaciones angulares en serie para conectar el brazo actuador 3 al antebrazo 5. Particularmente en esta realización, una primera horquilla 70 está rígidamente acoplada al brazo actuador 3 y conectada de forma móvil a una cruz 71 por una primera articulación angular 72 con un eje de giro 72a. La cruz 71 está además montada de forma móvil a una segunda horquilla 74 por una segunda articulación angular 73 con un eje de giro 73a. Las dos horquillas 70, 74 y la cruz 71 juntas se comparan a una articulación universal. Una tercera articulación angular 75 conecta de forma móvil la segunda horquilla 74 al antebrazo 5 permitiendo el giro alrededor de un eje 75a que coincide preferentemente con el eje del antebrazo 5a. De forma ideal, los tres ejes de giro 72a, 73a y 75a interseccionan en un punto de conexión P3 para facilitar una solución de forma cerrada de la cinemática directa del mecanismo 100. Además, los puntos de conexión P3 de los montajes de articulación de triple eje de ambas extremidades actuador A2 y A3 se mueven preferentemente en el mismo plano perpendicular al eje central 1a. Se reconocerá por aquellos expertos en la materia que el orden de las tres articulaciones angulares 72, 73 y 75 puede cambiarse sin afectar el funcionamiento del mecanismo.

Con referencia de nuevo a la figura 1, las extremidades actuador A1, A2 y A3 están unidas conjuntamente por un primer montaje de articulación J1. Más concretamente, como se ilustra con mayor detalle en la figura 2, el segundo elemento de extremidad 15 de la extremidad actuador A1 tiene una horquilla 16 rígidamente acoplada que está conectada de forma móvil a un cuerpo de articulación 20 por una articulación angular 17 permitiendo que la horquilla 16 gire alrededor de un primer eje de articulación 20a. De forma ideal el primer eje de articulación 20a permanece paralelo al eje principal 12a y al eje secundario 14a del mecanismo 100. La articulación angular 17, como todas las otras articulaciones angulares del mecanismo 100 y otros mecanismos descritos en esta memoria, pueden incluir dos rodamientos individuales como se muestra en la realización. Los antebrazos 5 de las extremidades actuador A2 y A3 están rígidamente acopladas a respectivas horquillas 6 que están conectadas de forma giratoria al cuerpo de articulación 20 por respectivas articulaciones angulares 7. Las articulaciones angulares 7 permiten a cada una de las horquillas 6 girar de forma independiente alrededor de un respectivo segundo y tercer de articulación, que puede coincidir con un primer eje de cuerpo de articulación 20b como se muestra en la realización. Idealmente, el primer eje del cuerpo de articulación 20b es perpendicular al primer eje de articulación 20a. El cuerpo de articulación 20 presenta por lo general una forma de cruz como se emplea en las articulaciones universales, pero permite tres o cuatro, en vez de dos, horquillas a conectarse entre sí. El primer eje de articulación 20a, el primer eje del cuerpo de articulación 20b y los ejes del antebrazo 5a de las extremidades actuador A2 y A3 pueden interseccionar o atravesar un primer punto común P1, como se muestra en la realización. Preferentemente, el primer eje del cuerpo de articulación 20b es perpendicular a los ejes del antebrazo 5a de ambas extremidades actuador A2 y A3.

Tal como se muestra en la figura 1, el primer montaje de articulación J1 interconecta las tres extremidades actuador A1, A2, A3 con una geometría que facilita a la larga una solución de forma cerrada de la cinemática directa del mecanismo 100. Además, obliga la posición angular de la primera extremidad actuador A1, que generalmente puede girar alrededor del eje central 1a debido a la articulación angular

10. Dado el estado de las articulaciones angulares accionadas de las extremidades actuador A2 y A3, pueden derivarse la posición angular de los brazos actuador 3 y la localización de las rótulas 4 con relación a la base 1. Con las rótulas 4 estando en posiciones conocidas en el espacio, la localización del primer montaje de articulación J1 o, más en particular, el primer punto común P1 está limitado a colocarse en un círculo. El círculo corresponde a la intersección de dos esferas, teniendo un radio igual a la longitud de los antebrazos 5 y centrado en las respectivas rótulas 4. La extremidad actuador A1 añade una restricción adicional, que obliga completamente a la localización del primer montaje de articulación J1 con relación a la base.

Como resultado de la configuración perpendicular preferida del eje principal 12a y el eje central 1a, puede definirse un plano de simetría para el mecanismo 100 y otros mecanismos descritos en esta memoria. El plano de simetría es perpendicular al eje principal 12a y contiene o atraviesa el eje central 1a. De forma ideal, este plano también contiene el primer punto común P1. Además, debido a la configuración paralela preferida del eje principal 12a, el eje secundario 14a y el primer eje de articulación 20a, el primer elemento de extremidad 13 y el segundo elemento de extremidad 15 están ligados para moverse en este plano de simetría y de esta manera definen la posición angular de la plataforma 11 y la extremidad actuador A1. Dado el estado de la articulación angular 12 accionada y la orientación de la plataforma 11, la posición angular del primer elemento de extremidad 13 y la ubicación de la articulación angular 14 se determinan. Esto permite el cálculo del primer punto común P1 al encontrar geométricamente el punto de intersección del círculo creado por la intersección de dos esferas como se ha descrito anteriormente y un arco trazado por la horquilla 16 cuando se permite que gire alrededor del eje secundario 14a. Dado el diseño simétrico preferido del mecanismo 100 como se ilustra en la realización de la figura 1, la extremidad actuador A1 siempre estará orientada a medio camino entre los dos brazos actuador 3 de las extremidades actuador A2, A3.

Tal como se reconocerá por aquellos expertos en la materia, generalmente existen dos soluciones para la localización del primer punto común P1, estando la primera en el interior de las tres extremidades actuador A1, A2 y A3, estando la segunda fuera. Sin embargo, con la posición previa del mecanismo 100 conocida o basada en la configuración montada, puede seleccionarse la solución correcta. Tal como se muestra en las realizaciones de las figuras 1 y 2, las extremidades actuador A1, A2 y A3 no solamente obligan a la posición del cuerpo de articulación 20 del primer montaje de articulación J1 sino también su orientación. Ya que se prefiere que el primer eje de articulación 20a sea paralelo al eje principal 12a y por ello perpendicular a dicho plano de simetría, el primer eje del cuerpo de articulación 20b se liga para que sea coplanario con dicho plano de simetría y perpendicular a ambos ejes de antebrazo 5a de las extremidades actuador A2 y A3.

Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, el primer montaje de articulación J1 está unido al componente final 40. Más en particular, una horquilla 21 está montada en el cuerpo de articulación 20 por una primera articulación angular 22 permitiendo el giro alrededor de un primer eje angular que, tal como se ilustra en la realización, preferentemente coincide con el primer eje de articulación 20a. El primer eje angular 22, como todas las otras articulaciones angulares del mecanismo 100 y otros mecanismos descritos en la memoria, pueden incluir dos rodamientos individuales como se muestra en la realización. La horquilla 21 está además conectada al componente final 40 por una segunda articulación angular 23 en serie con la primera articulación angular 22, permitiendo el giro alrededor de un segundo eje angular 23a. De forma ideal, el segundo eje angular 23a generalmente es perpendicular al primer eje angular y el primer eje de articulación 20a y también atraviesa el primer punto común P1. Se sobreentenderá que el primer y segundo eje angular pueden tener cualquier posición y orientación con relación al cuerpo de articulación 20 siempre y cuando no sean paralelos. Con la primera y segunda articulación angular 22 y 23 estando en serie, el componente final 40 tiene dos grados de libertad giratorios con relación al cuerpo de articulación 20.

Haciendo referencia de nuevo a la figura 1, el mecanismo 100 incluye una segunda estructura tetraédrica formada por una cuarta y quinta extremidad actuador A4, A5 y el componente final 40. Similar a las extremidades actuador A2 y A3, cada una de las extremidades actuador A4 y A5 es un dispositivo de unión con codo que tiene un respectivo brazo actuador 3 y antebrazo 5. El brazo actuador 3 está conectado a la base 1 por una articulación angular 2 accionada que permite al brazo actuador 3 girar tras el accionamiento alrededor de un eje actuador que, como se ilustra en la realización, coincide con el eje central 1a. Cada una de las extremidades actuador A2 y A3 comprende además una rótula 4 que conecta el brazo actuador 3 al antebrazo 5. La rótula 4 permite al antebrazo 5 tres grados de libertad giratorios con relación al brazo actuador 3, incluyendo un grado de libertad giratorio alrededor de un eje de antebrazo 5a. De forma ideal, tal como se muestra en la realización, los puntos centrales o puntos de conexión de las rótulas 4 de ambas extremidades actuador A4 y A5 permanecen en el mismo plano que es perpendicular al eje central 1a independiente del

estado

de las respectivas articulaciones angulares 2

accionadas.

Se sobreentenderá que la rótula 4 puede ser

substituida

por cualquier articulación que permita tres

grados

de libertad giratorios, tal como se ha descrito

previamente conjuntamente con las extremidades actuador A2 y A3.

Las extremidades actuador A4 y A5 están unidas entre sí por un segundo montaje de articulación J2. Más en particular, como se ilustra con mayor detalle en la figura 2, los antebrazos 5 de las extremidades actuador A4 y A5 están rígidamente acoplados a las respectivas horquillas 6 que están conectadas de forma giratoria a un cuerpo de articulación 30 por respectivas articulaciones angulares 7. Las articulaciones angulares 7 permiten a cada una de las horquillas 6 girar independientemente alrededor de un respectivo cuarto y quinto eje de articulación, que pueden coincidir con un segundo eje del cuerpo de articulación 30b que se muestra en la realización. El cuerpo de articulación 30 generalmente presenta la forma de una cruz tal como se utiliza habitualmente en las articulaciones universales, pero permite tres, más bien dos, horquillas que se conecten entre sí. Como se ha descrito previamente con respecto al primer montaje de articulación J1, el cuarto y quinto eje de articulación, el segundo eje del cuerpo de articulación 30b y los ejes de antebrazo 5a de las respectivas extremidades actuador A4 y A5 pueden interseccionar o atravesar un segundo punto común P2. Preferentemente, el segundo eje del cuerpo de articulación 30b es perpendicular a los ejes de antebrazo 5a de ambas extremidades actuador A4 y A5.

Tal como se muestra en la figura 2, el segundo montaje de articulación J2 está además unido al componente final 40. Más en particular, una horquilla 31 está montada en el cuerpo de articulación 30 por una tercera articulación angular 32 que permite el giro alrededor de un tercer eje angular 30a. La tercera articulación angular 32, como todas las otras articulaciones angulares del mecanismo 100 y otros mecanismos descritos en esta memoria, pueden incluir dos cojinetes individuales. La horquilla 31 está además conectada al componente final 40 por una cuarta articulación angular 33 en serie con la tercera articulación angular 32, permitiendo el giro alrededor de un cuarto eje angular 33a. Preferentemente, tal como se ilustra en la realización, el tercer eje angular 30a es generalmente perpendicular al cuarto y quinto eje de articulación y el segundo eje del cuerpo de articulación 30b y atraviesa el segundo punto común P2. De forma similar, el cuarto eje angular 33a es idealmente perpendicular al tercer eje angular 30a y también atraviesa el segundo punto común P2. Se sobreentenderá que el tercer y cuarto eje angular podrían generalmente tener cualquier posición y orientación con relación al cuerpo de articulación 30 siempre y cuando no sean paralelos. Con la tercera y cuarta articulación angular 32 y 33 en serie, el componente final 40 tiene dos grados de libertad giratorios con relación al cuerpo de articulación

30.

Haciendo referencia de nuevo a la figura 1, el mecanismo 100 es generalmente una estructura bi-tetraédrica. La primera estructura tetraédrica está formada por las extremidades actuador A1, A2 y A3 o, más en particular, por el segundo elemento de extremidad 15 y los respectivos antebrazos 5 de las extremidades actuador A2 y A3. Juntos, definen el primer punto común P1. La segunda estructura tetraédrica está formada por las extremidades actuador A4 y A5 o, más en particular, por los respectivos antebrazos 5 de las extremidades actuador A4, A5 y el componente final 40. Juntos, determinan la posición del segundo punto común P2. Además, el primer y segundo punto común P1 y P2 definen la posición y orientación del componente final 40 que por lo tanto tiene tres grados de libertad de translación accionados y dos giratorios accionados con relación a la base 1. En la realización ilustrada, los ejes del actuador de las articulaciones angulares accionadas 2 de las respectivas extremidades actuador A2, A3, A4 y A5 coinciden con el eje central 1a. En dicha configuración, es posible girar el componente final 40 alrededor del eje central 1a completamente 360 grados o múltiples de 360 grados en una forma de cuerpo rígido sin tener ningún movimiento relativo entre las extremidades actuador A1, A2, A3, A4, A5. Esto da lugar a un espacio de trabajo cilíndrico grande y un ratio de área de trabajo a huella similar al de los mecanismos en serie tales como robots SCARA.

Tal como se muestra en la figura 1, el componente final 40 puede soportar un elemento terminal o herramienta de trabajo 41, tales como una pinza, un capturador, dispositivo de soldadura, dispositivo de taladrado o fresado, herramienta de corte, elemento de presión, detector o cualquier tipo de elemento terminal. Además, tal como se muestra con mayor detalle en la figura 6, puede añadirse un sexto grado de libertad al mecanismo 100 y otros mecanismos descritos en esta memoria por un motor o actuador 42 que se monta en el componente final 40. En la realización el actuador 42 conduce de forma giratoria un eje actuador 43 alrededor de un eje 43a. El eje actuador 43 lleva un elemento terminal o herramienta de trabajo 44 para realizar una operación o manipulación deseada. La herramienta de trabajo 44 por ello presenta tres grados de libertad de translación accionados y tres giratorios accionados con relación a la base 1.

Además, se sobreentenderá que el mecanismo 100 que se muestra en la figura 1, y otros mecanismos descritos en esta memoria, pueden controlarse con uno o más ordenadores (no mostrados). El ordenador es operativo para mover de forma controlada el mecanismo, y el ordenador puede ordenar a las extremidades actuador moverse de una forma deseada. De una manera generalmente conocida, el ordenador recibe diversas entradas de retorno que indican la posición y estado del mecanismo, tales como señales transmitidas desde detectores ubicados en los respectivos actuadores. A partir de esta información de la posición del actuador, el ordenador puede calcular la posición y orientación del elemento terminal o herramienta de trabajo, que es conocido por lo general en la técnica. Este tipo de cálculo generalmente se conoce como cinemática directa. El diseño ventajoso de los montajes de articulación descritos en esta memoria facilita una solución de forma cerrada a este cálculo de cinemática directa, tal como se reconocerá por aquellos expertos en la memoria. Esto permite una matemática enormemente simplificada y un proceso con el ordenador más rápido.

Incluido en el concepto de la invención es que el accionamiento de las cuatro articulaciones angulares accionadas 2 de las extremidades actuador A2, A3, A4, A5 en el mecanismo 100, y otros mecanismos descritos en esta memoria, pueda conseguirse por accionamiento directo, transmisiones tales como cajas de cambio, ejes huecos o cualquier otro tipo de configuración de transmisión construida o montada sobre la base fijada 1 y conectada a las articulaciones angulares accionadas 2. Dicha configuración de accionamiento integrado en la base facilita el control de cable simple y de coste eficiente ya que las líneas o cables de utilidad permanecen estacionarios. Además, mejora la modulabilidad y por ello la escalabilidad de los mecanismos construidos de acuerdo con la invención. Por ejemplo, el tamaño del espacio de trabajo puede fácilmente controlarse al variar las longitudes de los antebrazos 5 y los brazos actuador 3.

La figura 3 ilustra el mismo mecanismo 100 como el que se ve en la realización de la figura 1. Sin embargo, el componente final 40 y la herramienta de trabajo 41 se muestran en otra posición y orientación relativas a la base

1. Más en particular, el primer elemento de extremidad 13 de la primera extremidad actuador A1 se ha girado dentro del volumen encerrado por las cinco extremidades actuador A1, A2, A3, A4 y A5, provocando que el componente final 40 se mueva hacia abajo. Además, los brazos actuador 3 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3 se han girado en el sentido de las agujas del reloj, moviendo el primer montaje de articulación J1 hacia la izquierda e influenciando o corrigiendo la orientación radial de la primera extremidad actuador A1 en consecuencia. La plataforma 11 ha girado inherentemente tal que el primer elemento de extremidad 13 permanece a una distancia angular igual de los brazos actuador 3 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3. Los brazos actuador 3 de la cuarta y quinta extremidad actuador A4 y A5 se han girado también en el sentido de las agujas del reloj, sin embargo la cantidad de giro es menor que la de las extremidades actuador A2 y A3, provocando que el segundo montaje de articulación J2 se desvíe a la izquierda en una cantidad más pequeña que el primer montaje de articulación J1. Como se ilustra en la realización, esto provoca que el componente final 40 se incline de lado. No mostrado en la realización es un desplazamiento radial mayor del componente final 40 que puede conseguirse al girar los brazos actuador 3 de las extremidades actuador A2, A3 y A4, A5 con relación entre sí. Por ejemplo, reducirla distancia angular entre respectivos pares de brazos actuador opuestos 3 instaría al componente final alejarse del eje central 1a en una dirección radial.

La figura 5 muestra un diseño alternativo de un montaje de articulación que puede substituir el primer montaje de articulación J1 en el mecanismo 100 y otros mecanismos descritos en esta memoria. El montaje de articulación J3 es generalmente similar al primer montaje de articulación J1 excepto que en el montaje de articulación J3 el segundo eje de articulación y el tercer eje de articulación no coinciden. Más en particular, el segundo elemento de extremidad 15 de la extremidad actuador A1 presenta una horquilla 16 rígidamente unida que está conectada de forma móvil a un cuerpo de articulación 24 por una articulación angular 17 permitiendo a la horquilla 16 girar alrededor de un primer eje de articulación 24a. Los antebrazos 5 de las extremidades actuador A2 y A3 están rígidamente unidos a los respectivos codos 8 que están conectados de forma móvil al cuerpo de articulación 24 por respectivas articulaciones angulares 9 que permiten a cada uno de los codos 8 girar alrededor de respectivos segundo y tercer eje de articulación 24b y 24c. El primer, segundo y tercer eje de articulación 24a, 24b, 24c y los ejes de antebrazo 5a interseccionan o atraviesan un punto común P4. El montaje de articulación J3 conecta además el componente final 40 de una forma previamente descrita conjuntamente con el primer montaje de articulación J1. Se sobreentenderá que el segundo y tercer eje de articulación que interseccionan pero no coincidentes 24b y 24c que se ilustra en la figura 5 también pueden utilizarse para el segundo montaje de articulación J2 del mecanismo 100 y otros mecanismos descritos en esta memoria.

Haciendo referencia ahora a la figura 17, se muestra otra realización con un diseño alternativo del primer y segundo montaje de articulación J1 y J2 utilizados en el mecanismo 100 y otros mecanismos descritos en esta memoria. El primer montaje de articulación J4 es por lo general similar al primer montaje de articulación J1 excepto que el segundo eje de articulación y el tercer eje de articulación son paralelos y desplazados entre sí. Más en particular, la horquilla 6 de la extremidad actuador A1 y las horquillas 6 de las extremidades actuador A2 y A3 están conectadas a un cuerpo de articulación 25 vía respectivas articulaciones angulares 17 y 7 permitiendo que la horquilla 16 gire alrededor de los respectivos segundo eje de articulación 7a y tercer eje de articulación 7b. Preferentemente, el segundo y tercer eje de articulación 7a y 7b son perpendiculares al primer eje de articulación 25a y desplazados simétricamente con respecto al plano de simétrica que es idealmente perpendicular al primer eje de articulación 25a y atraviesa el eje central 1a del mecanismo 100 y otros mecanismos descritos en esta memoria. No mostrado en la realización es que el segundo y tercer eje de articulación 7a y 7b pueden estar desplazados entre sí pero intersectan con el eje de articulación 25a. También, el segundo y tercer eje de articulación 7a y 7b podrían coincidir y colocarse en el plano de simetría pero estar desplazados del primer eje de articulación 25a. Se resaltará que cualquiera de las configuraciones de eje desplazado descritas permite una solución de forma cerrada de la cinemática directa del mecanismo 100 y también puede combinarse con cualquier otro mecanismo descrito en esta memoria. Dentro del concepto de esta invención es que las horquillas 16, 6 y 21 que se muestran en la realización de la figura 17 podrían sustituirse por bisagras.

Además, el segundo montaje de articulación J5 es por lo general similar al segundo montaje de articulación J2 excepto que el cuarto eje de articulación y el quinto eje de articulación son paralelos y están desplazados entre sí. Más en particular, las horquillas 6 de las extremidades actuador A4 y A5 están conectadas a un cuerpo de articulación 26 vía respectivas articulaciones angulares 7 que permiten a las horquillas 6 girar alrededor del respectivo cuarto eje de articulación 7c y quinto eje de articulación 7d. El cuerpo de articulación 26 está además conectado a la horquilla 31 por una tercera articulación angular 32 permitiendo el giro alrededor de un eje angular 26a. Preferentemente, el cuarto y quinto eje de articulación 7c y 7d son perpendiculares al eje angular 26a. No mostrado en la realización es que el cuarto y quinto eje de articulación 7c y 7d pueden estar desplazados uno del otro pero interseccionar con el eje angular 26a.

También, el cuarto y quinto eje de articulación 7c y 7d podrían coincidir uno con otro y estar desplazados del segundo punto común P2.

Volviendo a la figura 7, se muestra otro mecanismo 200, construido de acuerdo con las indicaciones de la presente invención, para posicionar y orientar una herramienta de trabajo en el espacio con seis grados de libertad. El mecanismo 200 es similar a la realización de la figura 1, excepto que el mecanismo 200 está equipado con un motor adicional o actuador 45 montado en un bastidor fijo para accionar de forma giratoria un elemento terminal o herramienta de trabajo 49. Por lo tanto, el mecanismo 200 proporciona seis grados de libertad a la herramienta de trabajo 49 con relación a la base 1. Tal como se muestra en la figura 7, el actuador 45 está rígidamente montado en la base 1b que está fijada en el espacio y no puede moverse con relación a la base 1. El actuador 45 gira un eje 46 que transmite el giro a un eje 47 vía un montaje de eje-chavetero S1. El eje 46 está conectado a una primera articulación universal 80. La primera articulación universal 80 acciona elementos de un eje chavetero macho y hembra 81a y 81b que se ajustan entre sí dependiendo de la posición y orientación de la herramienta de trabajo 49 con relación a la base 1b. Una segunda articulación universal 82 conecta el elemento del eje chavetero macho 81b al eje 47 que está montado de forma móvil en un componente final 40a. El componente final 40a está conectado al primer y segundo montaje de articulación J1 y J2 de la misma manera que se ha descrito para el componente final 40 conjuntamente con la figura 1. Como se ilustra en la realización, el eje 47 transmite el giro a la herramienta de trabajo 49 vía un engranaje 48. Se sobreentenderá que la herramienta de trabajo 49 podría conectarse directamente al eje 47. Además, la herramienta de trabajo 49 podría ser substituida por unas pinzas, herramienta recogedora, dispositivo de soldadura, herramienta de corte, elemento prensor, detector o cualquier otro tipo de elemento terminal. Se sobreentiende además que el montaje de eje chavetero S1 podría ser substituido por cualquier otra configuración que sea capaz de transmitir un par a la herramienta de trabajo

49.

La figura 8 muestra otro mecanismo 300 para posicionar y orientar una herramienta de trabajo en el espacio con seis grados de libertad. El mecanismo 300 es similar a la realización de la figura 1, excepto que el mecanismo 300 está equipado con un motor o actuador adicional que orienta un elemento terminal o herramienta de trabajo 50 con relación a un componente final 40b vía una unión orientativa O1. Más en particular, como se ilustra en la realización, el componente final 40b está montado sobre el primer y segundo montaje de articulación J1 y J2 de la misma manera que se ha descrito previamente para el componente final 40 en la realización de la figura 1. El componente final 40 está además conectado a la herramienta de trabajo 50 por una articulación angular 51 que permite el giro alrededor de un eje de herramienta de trabajo 51a que, tal como se muestra en la realización, puede atravesar el primer y segundo punto común del primer y segundo montaje de articulación J1 y J2. La herramienta de trabajo 50 tiene una palanca rígidamente conectada 52 que es accionada por una unión orientativa O1.

Tal como se muestra en la figura 8, la unión orientativa O1 comprende una articulación angular accionada 202 que está montada en la base 1 y pivota un brazo orientativo 203. Preferentemente, el eje de giro de la articulación angular accionada 202 coincide con el eje central 1a que permite al mecanismo 300 oscilar por completo alrededor del eje central 1a de una forma de cuerpo rígido. Una unión orientativa 205 une el brazo orientativo 203 a la palanca 52 vía una primera y segunda rótula 204 y 206. Se sobreentiende que cualquiera de las rótulas podría ser substituida por una rótula universal o que las rótulas podrían ser substituidas por cualquier configuración de articulación que permita tres grados de libertad.

Tras el accionamiento de la articulación angular accionada 202, la unión orientativa O1 provoca que la herramienta de trabajo 50 gire alrededor del eje de la herramienta de trabajo 51a. Como será evidente para aquellos expertos en la materia, el eje de la herramienta de trabajo 51a puede montarse en el componente final 51 en cualquier posición y orientación. Por ejemplo, si la herramienta de trabajo 50 es una torreta circular o cargador de herramientas, el eje de la herramienta de trabajo 51a puede realizarse paralelo al primer eje de articulación del primer montaje de articulación J1 tal que el cargador de herramientas gire alrededor del eje de la herramienta de trabajo 5a y acoplar de forma selectiva diversas herramientas.

La figura 9 ilustra otro mecanismo 400 para posicionar y orientar una herramienta de trabajo en el espacio con cinco grados de libertad. El mecanismo 400 es similar a la realización de la figura 1, excepto que el mecanismo 400 comprende además medios de influencia o, más en particular, una unión L1. La unión L1 influencia en la orientación radial de la extremidad actuador A1 o la posición angular de la plataforma 11 alrededor del eje central 1a con relación a la posición angular de los brazos actuador 3 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3 alrededor del eje central 1a.

La unión L1 comprende dos brazos de influencia 92 que están conectados a respectivos brazos actuador 3 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3 por primeras articulaciones de influencia con dos o tres grados de libertad. En la realización mostrada, se utiliza una rótula 91 para cada conexión. Los brazos de influencia 92 están además conectados a un brazo de guía 94 por segundas articulaciones de influencia con dos o tres grados de libertad. Esta conexión se consigue, tal como se muestra en la figura 9, por dos rótulas 93 que podrían substituirse por cualquier configuración de articulación que permita a cada brazo de influencia 92 dos o tres grados de libertad con relación al brazo de guía 94. Por ejemplo, las dos rótulas podrían ser concéntricas. Se sobreentenderá que cualquiera de las rótulas 91 y 93 de un respectivo brazo de influencia 92 podría ser substituida por una articulación universal para limitar el giro libre de los brazos de influencia 92 alrededor de sus ejes longitudinales. Cualquiera de las rótulas podría ser substituida por tres articulaciones angulares de un solo eje. Si se desea, el brazo de guía 94 podría dividirse en dos uniones de guiado exteriores que transmitirían un par alrededor del eje central 1a no como un momento de flexión sino como fuerzas de tracción o comprensión puras.

El brazo de guía 94 está además conectado a un brazo de montaje 96 por una articulación angular 95, estando el brazo de montaje 96 rígidamente acoplado a la plataforma 11 de la primera extremidad actuador A1. Cuando el ángulo entre los dos brazos actuador 3 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3 cambia, los dos brazos de influencia 92 fuerzan el extremo exterior del brazo de guía 94 a subir o bajar sobre un arco alrededor del eje de giro de la articulación angular 95. Así, la unión L1 es capaz de compensar cambios en la distancia angular de los dos brazos actuador 3 del segundo y tercer montaje actuador A2 y A3.

La unión L1 fuerza además a la plataforma 11 a girar alrededor del eje central 1a dependiendo de la posición de los brazos actuador 3 y el estado de las articulaciones angulares accionadas 2 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3. Preferentemente, la unión L1 presenta un diseño simétrico, es decir, la longitud de los dos brazos de influencia 92 es la misma, la posición de las dos rótulas 91 es equidistante desde el eje central 1a, y el eje de giro de la articulación angular 95 es paralelo al eje principal 12a y el eje secundario 14a. Dado el diseño simétrico, la unión L1 asegura que la prolongación horizontal del primer y segundo elemento de extremidad 13 y 15 de la primera extremidad actuador A1 se coloque siempre a medio camino entre los brazos actuador 3 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3. En otras palabras, las distancias angulares del primer y segundo elemento de extremidad 13 y 15 medidas desde los brazos actuador 3 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3 son obligadas a ser sensiblemente iguales. La unión L1 proporciona así una función similar como se ha descrito en conjunto con la realización de la figura 1, es decir, soporta el giro de la extremidad actuador A1 alrededor del eje central 1a cuando cambia la posición de las extremidades actuador A2 y A3. La unión L1 actúa como un mecanismo diferencial que evita cualquier diferencia angular entre el primer elemento de extremidad 13 y los brazos actuador 3 de las extremidades actuador A2 y A3.

Volviendo ahora a la figura 10, se ilustra otro mecanismo 500 para posicionar y orientar una herramienta de trabajo en el espacio con cinco grados de libertad. El mecanismo 500 es similar a la realización de la figura 9, excepto que el mecanismo 500 utiliza medios de influencia alternativos o, más concretamente, una unión alternativa L2 que realiza la misma función que la unión L1 descrita previamente. Más en particular, la unión L2 comprende dos brazos de influencia 98 y un brazo de guía 99. Los dos brazos de influencia 98 están conectados a los respectivos brazos actuador 3 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3 por primeras articulaciones de influencia con al menos dos grados de libertad. Como se muestra en la realización, las dos rótulas 91 se utilizan para esta conexión. El extremo interior del brazo de guía 99 está conectado al primer elemento de extremidad 13 de la extremidad actuador A1 por una articulación angular 102, mientras que el extremo exterior del brazo de guía 99 está unido a los dos brazos de influencia 98 por segundas articulaciones de influencia, que están integradas y diseñadas como una articulación de doble gancho 97 en la figura 10. La articulación de doble gancho comprende una cruz y tres horquillas, una de las cuales está montada de forma giratoria a la segunda barra de la cruz de modo que giran alrededor del mismo eje. Como alternativa a la articulación de doble gancho 97, pueden utilizarse rótulas concéntricas o separadas para conectar los dos brazos de influencia 98 al brazo de guía 99. Dicha configuración de rótula concéntrica 97a se muestra con mayor detalle en la figura 13.

Preferentemente, la unión L2 presenta un diseño simétrico como el descrito previamente para la unión L1 conjuntamente con la figura 9. Se sobreentenderá que las configuraciones de articulaciones para conectar el brazo de guía y los respectivos brazos de influencia en las figuras 9 y 10 son intercambiables, es decir, la articulación de doble gancho 97 también podría utilizarse para conectar el brazo de guía y los brazos de influencia de la unión L1 mientras que podrían utilizarse dos rótulas separadas 93 para unir el brazo de guía y los brazos de influencia de la unión L2. Además, las uniones L1 y L2 pueden combinarse con otros mecanismos descritos en esta memoria.

Ya que ambas uniones L1 y L2 en las figuras 9 y 10 aseguran un giro guiado de la plataforma 11 como se ha descrito anteriormente, alivian toda la estructura de los mecanismos cinemáticos paralelos. Más en particular, reducen los momentos de flexión en el primer y segundo elemento de extremidad 13 y 15 y las fuerzas de tracción o compresión en los antebrazos 5 de las extremidades actuador A2 y A3. La orientación radial de la primera extremidad actuador A1 ya no tiene que ser obligada por el primer y segundo elemento de extremidad 13 y 15 y el primer montaje de articulación J1. Por lo tanto, tal como se muestra en la figura 11 con mayor detalle, se sobreentenderá que la articulación angular 14 podría ser ahora substituida por una articulación universal 18 que permita al segundo elemento de extremidad 15 no solamente girar alrededor del eje secundario 14a sino también pivotar a ambos lados alrededor de un eje terciario 18a con relación al primer elemento de extremidad 13. Además de la junta universal 18, puede introducirse otro grado de libertad (no mostrado) entre el segundo elemento de extremidad 15 y el cuerpo de articulación 20 del primer montaje de articulación J1 visto en la realización de la figura 2. Como alternativa a la junta universal 18 y el grado de libertad adicional entre articulación angular 14 y conectar el primer y segundo elemento de extremidad 13 y 15, tal como se muestra con mayor detalle en la figura 12.

el

segundo elemento de extremidad 15 y el cuerpo de

articulación

20, un articulación 19 con tres grados de

libertad,

tales como una rótula, podría substituir la

En referencia a la figura 14, se ilustra otro mecanismo 600 para posicionar y orientar una herramienta de trabajo en el espacio con cinco grados de libertad. El mecanismo 600 es similar a la realización de la figura 9, excepto que el mecanismo 600 utiliza medios de influencia alternativos o, más en concreto, una unión alternativa L3 que realiza la misma función que las uniones L1 y L2 previamente descritas. La unión L3 comprende dos brazos de influencia 104 y un primer y segundo brazo de guía 108 y 106. Los dos brazos de influencia 104 presentan primer y segundo extremos, estando los primeros extremos conectados al brazo actuador 3 de una respectiva de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3 por una articulación angular 103 cuyo eje de giro es paralelo al eje central 1a. Los segundos extremos de los brazos de influencia 104 están montados al segundo brazo de guía 106 por articulaciones universales 105. Tal como se reconocerá por aquellos expertos en la materia, las articulaciones universales 105 podrían combinarse con una articulación de doble gancho, como se ha descrito conjuntamente con la figura 10. También, podrían ser reemplazadas por rótulas, como se describe conjuntamente con las figuras 9 y 13, o cualquier otra configuración de articulación que permita a los brazos de influencia 104 pivotar con relación al segundo brazo de guía 106 con al menos dos grados de libertad. Cuando la distancia angular entre los brazos actuador 3 de la segunda y tercera extremidad actuador A2 y A3 cambia, las articulaciones universales 105 se acercan o se alejan del eje central 1a.

El segundo brazo de guía 106 está además conectado al primer brazo de guía 108 por una articulación angular 107, mientras que el primer brazo de guía 108 está conectado a un brazo de montaje 110 por una articulación angular 109. El brazo de montaje 110 está rígidamente acoplado a la plataforma 11. Idealmente, los ejes de las articulaciones angulares 107 y 109 son paralelos al eje principal 12a y el eje secundario 14a de la extremidad actuador A1. En conjunto, el primer y segundo brazo de guía 108 y 106 forman una bisagra que compensa la variación de la distancia radial de las articulaciones universales 105 desde el eje central 1a. Como se ha descrito para las uniones L1 y L2, es preferido que la unión L3 tenga un diseño simétrico de tal manera que el centro entre las dos articulaciones universales 105, el primer punto común del primer montaje de articulación J1, y el eje central 1a sean coplanarios y definan un plano que sea perpendicular al eje principal 12a, el eje secundario 14a, el primer eje de articulación del primer montaje de articulación J1, y los ejes de giro de las articulaciones 107 y 109.

En referencia ahora a la figura 15, otro mecanismo 700, construido de acuerdo con las indicaciones de la presente invención, para posicionar y orientar una herramienta de trabajo en el espacio con cinco grados de libertad. El mecanismo 700 es similar a la realización de la figura 1, excepto que en el mecanismo 700 las articulaciones angulares accionadas 2 de las extremidades actuador A4 y A5 giran alrededor de respectivos ejes actuador que son paralelos pero no coincidentes con el eje central 1a. Como se muestra en la realización, una base fijada 1c comprende el eje central 1a y dos ejes desplazados 2a y 2b. La cuarta y quinta extremidad actuador A4, A5 están montadas en la base 1c tal que sus articulaciones angulares accionadas 2 permiten el giro alrededor de ejes actuador que coinciden respectivamente con los ejes desplazados 2a y 2b. La realización ilustrada en la figura 15 facilita un diseño más simple del accionamiento, o

la

transmisión de accionamiento, hacia las cuatro

articulaciones

angulares 2 accionadas de las extremidades

actuador A2, A3, A4 Y A5.

La figura 16 ilustra un mecanismo 800, construido de acuerdo con las indicaciones de la presente invención, para posicionar una herramienta de trabajo en el espacio con tres grados de libertad y una orientación fijada. El mecanismo 800 es similar a la realización de la figura 1, excepto que en el mecanismo 800 solamente se utilizan tres extremidades actuador A11, A12 y A13 que moverán el componente final 40c. La extremidad actuador A11 presenta la misma estructura que la extremidad actuador A1 como se ha descrito conjuntamente con la figura 1. Además, las extremidades actuador A12 y A13 son similares a las extremidades actuador A2 y A3 que se describen en la realización de la figura 1, excepto que un antebrazo superior y un inferior 5 con respectivos ejes del antebrazo superior e inferior 5a están ahora conectados al mismo brazo actuador 3 vía dos rótulas 4 que están montadas en el brazo actuador 3 por un elemento alargado 4a. Los puntos de conexión o pivote de las rótulas 4 que conectan a los antebrazos superiores 5 de las extremidades actuador A2 y A3 se mueven preferentemente en un primer plano mientras que los puntos de conexión o pivote de las rótulas 4 que conectan a los antebrazos inferiores 5 de las extremidades actuador A2 y A3 se mueven preferentemente en un segundo plano que es paralelo al primer plano y perpendicular al eje central 1a. Configuraciones de articulación alternativas, tales como el montaje de articulación de triple eje mostrado en la realización de la figura 4, pueden utilizarse para substituir las rótulas 4. En dicho caso, los dos montajes de articulación de triple eje montados en el mismo brazo actuador 3 pueden compartir al menos una articulación angular

o eje de giro, como se muestra en la figura 19 con mayor detalle.

Como puede verse en la figura 19, el brazo actuador 3 está conectado a una unión común 76 por una primera articulación angular 77 con un eje de articulación 77a. Preferentemente, el eje 77a es paralelo al eje central 1a del mecanismo 800. La unión común 76 está además conectada a ambos antebrazos superior e inferior 5 vía respectivas segundas articulaciones angulares 73 con ejes de giro 73a, respectivas horquillas 74 y respectivas terceras articulaciones angulares 75 con ejes de giro 75a. Preferentemente, ejes 77a, 73a y 75a atraviesan un punto de conexión común que se muestra en la figura 19. Además, los ejes del antebrazo superior e inferior 5a coinciden idealmente con los respectivos ejes 75a. La configuración de articulación descrita permite ambos antebrazos superior e inferior 5a tres grados de libertad giratorios con respecto al brazo actuador 3.

En referencia de nuevo a la figura 16, los dos montajes de articulación J11 y J12 que unen las extremidades actuador A11, A12 y A13 son similares a los montajes de articulación J1 y J2 que se describen en la figura 2, excepto que el componente final 40c está directamente unido a los respectivos cuerpos de articulación mediante articulaciones angulares 28a y 29a permitiendo el giro alrededor de un primer y segundo eje angular 28b y 29b.

Preferentemente, el mecanismo 800 está diseñado tal que los elementos alargados 4a de ambas extremidades actuador A12 y A13, el eje central 1a, y la línea que conecta los puntos comunes de los montajes de articulación J11 y J12 son paralelos para todas las posiciones del mecanismo 800. De este modo, el componente final 40c y el elemento terminal adjunto 41 se mueven paralelos a la base fijada 1 sin cambiar su orientación o inclinación. Incluido en el concepto de esta invención es que el mecanismo 800 puede equiparse con actuadores adicionales para permitir a la herramienta de trabajo un grado de libertad adicional. Tal actuador puede añadirse al mecanismo 800 de formas similares a las descritas en relación a las figuras 6,7 y 8. Además, los medios o uniones de influencia que se ilustran en las realizaciones de las figuras 9, 10, 13 y 14 pueden utilizarse para girar la plataforma 11 del mecanismo 800.

La figura 18 muestra montajes de articulación alternativos J13 y J14 que pueden utilizarse conjuntamente con el mecanismo 800 mostrado en la figura 16. El primer montaje de articulación J13 es similar al primer montaje de articulación J4 mostrado en la figura 17, excepto que el componente final 40c está directamente unido al cuerpo de articulación 25 mediante una articulación angular 28a permitiendo el giro alrededor de un primer eje angular que puede coincidir con el primer eje de articulación 25a. El segundo montaje de articulación J14 es similar al segundo montaje de articulación J5 mostrado en la figura 17 excepto que el componente final 40c está directamente fijado al cuerpo de articulación 26 por una articulación angular 29a permitiendo el giro alrededor de un segundo eje angular 26a. Preferentemente, el segundo y tercer eje de articulación 7a y 7b son perpendiculares al primer eje de articulación 25a y simétricamente desplazados con respecto al plano de simetría que es idealmente perpendicular al primer eje de articulación 25a y atraviesa el eje central 1a del mecanismo 800. De forma similar, se prefiere que el cuarto y quinto eje de articulación 7c y 7d estén simétricamente desplazados con respecto a dicho plano.

Aunque la invención se ha descrito en esta memoria con relación a varias realizaciones preferidas, no hay intención de limitar la invención a esas realizaciones. Se sobreentenderá que serán evidentes para los expertos en la materia diversos cambios y modificaciones en las realizaciones preferidas. Tales cambios y modificaciones

55 pueden realizarse sin apartarse del espíritu y ámbito de la presente invención sin disminuir las ventajas empleadas. Por lo tanto, las reivindicaciones incluidas están previstas que cubran tales cambios y modificaciones.

Claims (35)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un mecanismo para posicionar y orientar un componente final en el espacio con al menos cinco grados de libertad, comprendiendo el mecanismo:

   una base (1);

   una primera extremidad actuador (A1) que comprende al menos una plataforma (11) conectada a dicha base (1) por una articulación angular (10) permitiendo un grado de libertad giratorio alrededor de un eje central (1a), un primer elemento de extremidad (13) conectado de forma móvil a dicha plataforma con un solo grado de libertad accionado con relación a dicha plataforma, un actuador (101) para accionar dicho primer elemento de extremidad con relación a dicha plataforma, y un segundo elemento de extremidad (15) conectado de forma móvil a dicho primer elemento de extremidad, teniendo dicho segundo elemento de extremidad al menos tres grados de libertad con relación a dicha base, en el que al menos uno de dichos grados de libertad de dicho segundo elemento de extremidad es accionable con relación a dicha base;

   al menos una segunda, tercera, cuarta y quinta extremidad actuador (A2, A3, A4, A5), comprendiendo cada una de las extremidades actuador al menos un brazo actuador (3) conectado de forma giratoria a dicha base mediante una articulación angular accionada (2) que permite el giro alrededor de un respectivo eje actuador (1a, 2a, 2b), un actuador para accionar dicho brazo actuador con relación a dicha base, comprendiendo además cada una de la segunda, tercera, cuarta y quinta extremidad actuador un antebrazo (5) conectado de forma móvil a dicho brazo actuador de la respectiva extremidad actuador, en el que dicho antebrazo presenta al menos tres grados de libertad con relación a dicho brazo actuador incluyendo un grado de libertad giratorio libre alrededor de un respectivo eje de antebrazo (5a);

   un primer cuerpo de articulación (20, 24, 25), en el que dicho segundo elemento de extremidad está conectado de forma giratoria a dicho primer cuerpo de articulación y permite el giro con relación a dicho primer cuerpo de articulación alrededor de un primer eje de articulación (20a, 24a, 25a), y en que cada uno de los antebrazos de dichas segunda y tercera extremidad actuador está conectado de forma giratoria a dicho primer cuerpo de articulación y permite el giro relativo a dicho primer cuerpo de articulación alrededor de un respectivo segundo y tercer eje de articulación (20b, 24b, 24c, 7a, 7b) que no es paralelo a dicho eje de antebrazo de la respectiva extremidad actuador;

   un segundo cuerpo de articulación (30, 26), en el que cada uno de los antebrazos de dichas cuarta y quinta extremidad actuador está conectado de forma giratoria a dicho segundo cuerpo de articulación y permite el giro con relación a dicho segundo cuerpo de articulación alrededor de un respectivo cuarto y quinto eje de articulación (30b, 7d, 7c) que no es paralelo a dicho eje de antebrazo de la respectiva extremidad actuador; y

   comprendiendo también el mecanismo dicho componente final (40, 40a, 40b) conectado de forma móvil a cada uno de dicho primer y segundo cuerpo de articulación, teniendo el componente final al menos dos grados de libertad giratorios con relación a dichos primer y segundo cuerpo de articulación tal que dicho componente final puede moverse con al menos cinco grados de libertad con relación a dicha base.

2. 2.

   Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que el respectivo eje actuador de cada una de dicha segunda y tercera extremidad actuador es sensiblemente coincidente con dicho eje central (1a).

3. 3.

   Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que el respectivo eje actuador de cada una de dicha cuarta y quinta extremidad actuador es sensiblemente paralelo con dicho eje central (1a).

4. 4.

   Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que el respectivo eje actuador de cada una de dicha cuarta y quinta extremidad actuador es sensiblemente coincidente con dicho eje central (1a).

5. 5.

   Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que dichos segundo y tercer eje de articulación (20b, 7a, 7b) son sensiblemente paralelos entre sí y perpendiculares a dicho primer eje de la articulación (20a, 25a).

6. 6.

   Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que dichos segundo y tercer ejes de articulación (20b) son sensiblemente coincidentes y perpendiculares a dicho primer eje de articulación (20a) y en el que dichos primer, segundo y tercer eje de articulación y los ejes de los antebrazos

   (5a) de dichas segunda y tercera extremidades actuador atraviesan un primer punto común (P1).

7. 7.

   Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que dichos cuarto y quinto eje de articulación (30b, 7d, 7c) son sensiblemente paralelos entre sí.

8. 8.

   Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que dichos cuarto y quinto eje de articulación (30b) son sensiblemente coincidentes y en el que dichos cuarto y quinto eje de articulación y ejes del antebrazo (5a) de dichas cuarta y quinta extremidades actuador atraviesan un segundo punto común (P2).

9. 9.

   Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que dicho primer elemento de extremidad (13) está conectado a dicha plataforma (11) mediante una articulación angular accionada (12) permitiendo el giro alrededor de un eje principal (12a), y dicho segundo elemento de extremidad (15) está conectado a dicho primer elemento de extremidad mediante una articulación angular permitiendo el giro alrededor de un eje secundario (14a), y en el que dicho eje principal, dicho eje secundario, y dicho primer eje de articulación (20a, 24a, 25a) son sensiblemente paralelos entre sí y perpendiculares a dicho eje central (1a).

10. 10.

    Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que dicho componente final (40, 40a, 40b) está conectado a dicho primer cuerpo de articulación por un primera (22) y segunda

    (23) articulación angular en serie permitiendo el giro alrededor de los respectivos primer y segundo eje angular (23a), y en el que dicho componente final está conectado a dicho segundo cuerpo de articulación por una tercera (32) y una cuarta (33) articulación angular en serie permitiendo el giro alrededor de los respectivos tercer y cuarto eje angular (33a).

11. 11.

    Un mecanismo según la reivindicación 10, en el que dicho primer eje angular es sensiblemente coincidente con dicho primer eje de articulación (20a, 24a, 25a), y en el que dicho segundo eje angular (23a) es perpendicular a dicho primer eje angular e intersecciona con dicho primer eje angular y dicho eje central (1a), y en el que dicho cuarto eje angular (33a) es perpendicular a dicho tercer eje angular e intersecciona con dicho tercer eje angular.

12. 12.

    Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que dicho antebrazo (5) y dicho brazo actuador (3) de al menos una de dichas segunda, tercera, cuarta y quinta extremidad

    actuador

    (A2, A3, A4, A5) están conectados por tres

    articulaciones

    angulares en serie (72, 73, 75), teniendo

    dichas

    articulaciones angulares ejes de giro que

    interseccionan y mutuamente no paralelos (72a, 73a, 75a).

13. 13.

    Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que dicho antebrazo (5) y dicho brazo actuador (3) de al menos una de dichas segunda, tercera, cuarta y quinta extremidades actuador (A2, A3, A4, A5) están conectados por una rótula (4).

14. 14.

    Un mecanismo según la reivindicación 1, que comprende además una herramienta de trabajo (44, 49, 50) montada de forma móvil en dicho componente final (40, 40a, 40b) para el movimiento accionable relativo a éste.

15. 15.

    Un mecanismo según la reivindicación 14, que comprende además un actuador (45) montado en dicha base (1, 1b) y unido de forma operativa a dicha herramienta de trabajo (49, 50), accionando dicho actuador dicha herramienta de trabajo para moverse con relación a dicho componente final (40a, 40b).

16. 16.

    Un mecanismo según la reivindicación 14, que comprende además un actuador (42) montado en dicho componente final (40) y unido de forma operativa a dicha herramienta de trabajo (44), accionando dicho actuador dicha herramienta de trabajo para moverse con relación a dicho componente final.

17. 17.

    Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que el antebrazo (5) de cada una de dichas segunda y tercera extremidad actuador (A2, A3) está conectado al respectivo brazo actuador (3) con tres grados de libertad giratorios alrededor de un punto de conexión, y en el que los puntos de conexión de dichas segunda y tercera extremidad actuador se mueven sensiblemente en el mismo plano.

18. 18.

    Un mecanismo según la reivindicación 1, en el que dicho segundo elemento de extremidad (15) está conectado a dicho primer cuerpo de articulación (20, 24, 25) mediante una articulación angular (17) permitiendo el giro alrededor de dicho primer eje de articulación (20a, 24a, 25a), y en el que los antebrazos (5) de dichas segunda y tercera extremidad actuador (A2, A3) están conectados a dicho primer cuerpo de articulación (20, 24, 25) por respectivas articulaciones angulares (7, 9) permitiendo el giro alrededor de dichos segundo y tercer eje de articulación (20b, 24b, 24c, 7a, 7b),

    y en el que los antebrazos (5) de dichas cuarta y quinta extremidad actuador (A4, A5) están conectados a dicho segundo cuerpo de articulación (30, 26) por respectivas articulaciones angulares (7) permitiendo el giro alrededor de dichos cuarto y quinto eje de articulación (30b, 7d, 7c).

19. 19.

    Un mecanismo según la reivindicación 1, que comprende además medios de influencia (L1, L2, L3), apretando dichos medios de influencia dicha plataforma (11) para girarla alrededor de dicho eje central (1a) por al menos uno de los brazos actuador (3) de dicha segunda y tercera extremidad actuador (A2, A3).

20. 20.

    Un mecanismo según la reivindicación 1, que comprende además medios de influencia (L1, L2, L3), apretando dichos medios de influencia dicha plataforma (11) para girarla alrededor de dicho eje central (1a) tal que los brazos actuador (3) de dicha segunda y tercera extremidad actuador (A2, A3) permanecen a una distancia angular sensiblemente igual desde dicho primer elemento de extremidad (13).

21. 21.

    Un mecanismo según la reivindicación 20, en el que dichos medios de influencia (L1, L2) comprenden:

    un brazo de guía (94, 99) conectado de forma giratoria a dicha plataforma (11) por una articulación angular (95) permitiendo un grado de libertad giratorio; y

    un primer y segundo brazo de influencia (92, 98) conectado de forma pivotante al brazo actuador (3) de una respectiva de dicha segunda y tercera extremidad actuador (A2, A3) por primeras articulaciones de influencia (91) permitiendo al menos dos grados de libertad giratorios, estando además cada uno de dicho primer y segundo brazo de influencia conectado de forma pivotante a dicho brazo de guía por segundas articulaciones de influencia (93, 97) permitiendo al menos dos grados de libertad giratorios.

22. 22.

    Un mecanismo según la reivindicación 21, en el que al menos una de dicha primera y segunda articulación de influencia (91, 93, 97) es una rótula.

23. 23.

    Un mecanismo según la reivindicación 21, en el que al menos una de dicha primera y segunda articulación de influencia (91, 93, 97) es una articulación universal.

24. 24.

    Un mecanismo según la reivindicación 20, en el que dichos medios de influencia (L3) comprenden:

    un primer brazo de guía (108) que está conectado de forma giratoria a dicha plataforma (11) por una articulación angular (109) permitiendo un grado de libertad giratorio;

    un segundo brazo de guía (106) conectado de forma giratoria a dicho primer brazo de guía por una articulación angular (107) permitiendo un grado de libertad giratorio; y un primer y segundo brazo de influencia (104) conectado al brazo actuador (3) de un respectivo de dicha segunda y tercera extremidad actuador (A2, A3) por respectivas articulaciones angulares (103) permitiendo un grado de libertad giratorio, cada uno de dichos primer y segundo brazo de influencia estando además conectados de forma pivotante a dicho segundo brazo de guía por articulaciones universales

    (105) permitiendo dos grados de libertad.
25. 25. Un mecanismo (800) para posicionar y orientar un componente final (40c) en el espacio con al menos tres grados

    de libertad, comprendiendo el mecanismo:

    Una base (1);

    una primera extremidad actuador (A11) que comprende al menos una plataforma (11) conectada a dicha base por una articulación angular (10) permitiendo un grado de libertad giratorio alrededor de un eje central (1a), un primer elemento de extremidad (13) conectado de forma móvil a dicha plataforma con un solo grado de libertad accionado con relación a dicha plataforma, un actuador (101) para accionar dicho primer elemento de extremidad con relación a dicha plataforma, y un segundo elemento de extremidad (15) conectado de forma móvil a dicho primer elemento de extremidad, teniendo dicho segundo elemento de extremidad al menos tres grados de libertad con relación a dicha base, en el que al menos uno de dichos grados de libertad de dicho segundo elemento de extremidad es accionable con relación a dicha base;

    al menos una segunda y tercera extremidad actuador (A12, A13), comprendiendo cada una de las extremidades actuador al menos un brazo actuador (3) conectado de forma giratoria a dicha base mediante una articulación angular accionada (2) que permite el giro alrededor de un respectivo eje actuador, un actuador para accionar dicho brazo actuador con relación a dicha base, cada una de dicha segunda y tercera extremidad actuador comprende además un antebrazo superior e inferior

    (5) conectado de forma móvil a dicho brazo actuador de la respectiva extremidad actuador, en el que cada uno de dichos antebrazos superior e inferior tiene al menos tres grados de libertad con relación a dicho brazo actuador incluyendo un grado de libertad giratorio libre alrededor de un respectivo eje de antebrazo superior e inferior (5a);

    un primer cuerpo de articulación (20, 25), en el que dicho elemento de extremidad está conectado a dicho primer cuerpo de articulación por una articulación angular (17) permitiendo el giro alrededor de un primer eje de articulación (20a, 25a), y en el que cada antebrazo superior de dicha segunda y tercera extremidad actuador está conectado a dicho primer cuerpo de articulación por una articulación angular (7) permitiendo el giro alrededor de un respectivo segundo y tercer eje de articulación (20b, 7a, 7b) que no es paralelo a dicho eje del antebrazo superior de la respectiva extremidad actuador;

    un segundo cuerpo articulación (30, 26), en el que cada uno de los antebrazos inferiores de dichas segunda y tercera extremidad actuador está conectado a dicho segundo cuerpo articulación por un articulación angular (7) permitiendo el giro alrededor de un respectivo cuarto y quinto eje de articulación (30b, 7d, 7c) que no es paralelo a dicho eje del antebrazo inferior de la respectiva extremidad actuador; y

    dicho mecanismo comprende también dicho componente final (40c) conectado de forma móvil conectado a dicho primer y segundo cuerpo de articulación, teniendo el componente final al menos un grado de libertad giratorio con relación a dicho primer y segundo cuerpo de articulación tal que dicho componente final puede moverse con al menos tres grados de

    libertad con relación a dicha base.

26. 26.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, en el que el respectivo eje actuador de cada una de dicha segunda y tercera extremidad actuador (A12, A13) es sensiblemente coincidente con dicho eje central (1a), y en el que cada uno de los antebrazos superiores (5) de dicha segunda y tercera extremidad actuador está conectado al respectivo brazo actuador (3) con tres grados de libertad giratorios alrededor de un respectivo primer punto de conexión, y en el que cada uno de los antebrazos inferiores (5) de dicha segunda y tercera extremidad actuador está conectado al respectivo brazo actuador (3) con tres grados de libertad giratorios alrededor de un respectivo segundo punto de conexión, y en el que dichos primeros puntos de conexión se mueven en un primer plano y dichos segundos puntos de conexión se mueven en un segundo plano sensiblemente paralelo a dicho primer plano.

27. 27.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, en el que dicho segundo y tercer eje de articulación (20b, 7a, 7b) son sensiblemente paralelos entre sí y perpendiculares a dicho primer eje de articulación (20a, 25a), y en el que dicho cuarto y quinto eje de articulación (30b, 7d, 7c) son sensiblemente paralelos entre sí.

28. 28.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, en el que dicho primer, segundo y tercer eje de articulación (20a, 20b) y los ejes del antebrazo superior (5a) de dicha segunda y tercera extremidad actuador (A12, A13) atraviesan un primer punto común (P1), y en el que dichos cuarto y quinto ejes de articulación (30b) y los ejes del antebrazo inferior (5a) de

    dicha segunda y tercera extremidad actuador atraviesan un segundo punto común (P2).

29. 29.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, en el que dicho primer elemento de extremidad (13) está conectado a dicha plataforma (11) por una articulación angular (12) permitiendo el giro alrededor de un eje principal (12a), y dicho segundo elemento de extremidad (15) está conectado a dicho primer elemento de extremidad por una articulación angular (14) permitiendo el giro alrededor de un eje secundario (14a), y en el que dicho eje principal, dicho eje secundario y dicho primer eje de articulación (20a, 25a) son sensiblemente paralelos entre sí y perpendiculares a dicho eje central (1a).

30. 30.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, en el que dicho componente final (40c) está conectado a dicho primer cuerpo de articulación (20, 25) por una articulación angular (28a) permitiendo el giro alrededor de un primer eje angular (28b), y en el que dicho componente final está conectado a dicho segundo cuerpo de articulación (30, 26) por una articulación angular (29a) permitiendo el giro alrededor de un segundo eje angular (29b), en el que dicho primer y segundo eje angular y dicho primer eje de articulación (20a, 25a) son paralelos entre sí.

31. 31.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, en el que dicho componente final (40c) está conectado a dicho primer cuerpo de articulación (20, 25) por una articulación angular (28a) permitiendo el giro alrededor de un primer eje angular (28b), y en el que dicho componente final está conectado a

    dicho segundo cuerpo de articulación (30, 26) por una articulación angular (29a) permitiendo el giro alrededor de un segundo eje angular (29b), en el que dicho primer y segundo eje angular son paralelos entre sí y en el que dicho primer eje angular coincide con dicho primer eje de articulación (20a, 25a).

32. 32.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, en el que cada uno de dicho antebrazo superior e inferior (5) de al menos una de dichas segunda y tercera extremidad actuador (A12, A13) está conectado a dicho brazo actuador (3) por tres articulaciones angulares (72, 73, 75) en serie, teniendo dichas articulaciones angulares ejes de giro que interseccionan y mutuamente no paralelos (72a, 73a, 75a).

33. 33.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, en el que al menos una de dicha segunda y tercera extremidad actuador (A12, A13) comprende además una unión común (76) conectada a dicho brazo actuador (3) por una primera articulación angular (77), y en el que dicha unión común está conectada a cada uno de dichos antebrazos superior e inferior (5) por una segunda y tercera articulación angular (73, 75) en serie, teniendo dicha primera articulación angular y las respectivas segunda y tercera articulación angular ejes de rotación (73a, 75a, 77a) que interseccionan y mutuamente no paralelos.

34. 34.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, en el que cada uno de dicho antebrazo superior e inferior (5) de al menos una de dicha segunda y tercera extremidad actuador (A12, A13) está conectado a dicho brazo actuador (3) por una rótula (4).

35. 35.

    Un mecanismo según la reivindicación 25, que comprende además una herramienta de trabajo (44, 49, 50) montada de forma móvil en dicho componente final (40c) para el movimiento accionable relativo a éste.

    5 36. Un mecanismo según la reivindicación 25, que comprende además un actuador (45) montado en dicha base (1) y unido de forma operativa a dicha herramienta de trabajo (49, 50), accionando dicho actuador dicha herramienta de trabajo para moverse con relación a dicho componente final (40c).

    10 37. Un mecanismo según la reivindicación 35, que comprende además un actuador (42) montado en dicho componente final (40c) y unido de forma operativa a dicha herramienta de trabajo (44), accionando dicho actuador dicha herramienta de trabajo para moverse con relación a dicho componente final.

    15 38. Un mecanismo según la reivindicación 25, que comprende además medios de influencia (L1, L2, L3), empujando dichos medios de influencia dicha plataforma (11) para girar alrededor de dicho eje central (1a) tal que los brazos actuador (3) de la segunda y tercera extremidad actuador

    20 (A12, A13) permanecen a una distancia angular sensiblemente igual desde dicho primer elemento de extremidad (13).