FI81514B

FI81514B - Robot.

Info

Publication number: FI81514B
Application number: FI861878A
Authority: FI
Inventors: Karl-Erik Neumann
Original assignee: Neos Products Hb
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1986-05-06
Publication date: 1990-07-31
Also published as: AU580152B2; FI861878A; US4732525A; EP0202206B1; SE8502327L; NO861426L; CA1253534A; JPH0725045B2; FI81514C; EP0202206A1; DK167603B1; JPS61260994A; ES8704374A1; DE3669278D1; NO160422B; ES554253A0; BR8602101A; AU5634986A; FI861878A0; NO160422C

Description

81 514

Robotti

Keksintö koskee robottia, joka käsittää ainakin kolme pituussuunnassa pidennettävää ja lyhennettävää sää-5 dintä, jolloin kukin säädin on ensimmäisen nivelen kautta kiinnitetty kiinteään runkoon, niin että kukin säädin on vapaasti käännettävissä rungon suhteen, ja jolloin kukin säädin on toisesta päästään toisen nivelen kautta kiinnitetty liikkuvaan sljoltuspäähän ja välivarren, joka 10 ulottuu sljoltuspäästä ja on sijoitettu säätimien välille.

Eräs tällainen robotti tunnetaan aikaisemmasta esimerkiksi NO-kuulutusjulkaisusta 148 216. Vällvarsi, joka on tarkoitettu kantamaan kuorman, on tällöin siirrettävissä sylinterissä, joka puolestaan on kiinnitetty nivelöi-15 dystl runkoon. Tämä laite voi kuitenkin vain siirtää verraten matalla kuormia, koska vällvarsi asetetaan vinosti suhteessa sylinteriin kuormitettaessa. Kun sijoltuspäätä siirretään säätimien avulla, niin että varsi siirtyy sylinterissä, varsi puristuu sylinterissä vinon asentonsa 20 takia kuorman ollessa suuri, mikä joko estää sljoltuspään muut liikkeet tai aiheuttaa suuria ja vahingollisia värähtelyjä. Siksi tämä aikaisemmin tunnettu robotti soveltuu vain hyvin pienten kuormien siirtämiseen, mutta tällöinkin robotin säätötarkkuus on hyvin pieni männän ja sylinterin 25 välillä vaaditun välyksen ja näiden osien välisen huonon säteittäisen ohjauksen takia. Lisäksi robotti kykenee kääntämään kuorman vain rajoitetussa kääntökulmassa, jolloin säätimien kosketus toisiinsa rajoittaa kulmaa.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa tämän tunnetun 30 laitteen haitat, niin että myös verraten suuria kuormia voidaan siirtää suurella sijoitustarkkuudella ja kääntää halutussa kulmassa. Tämä toteutetaan robotilla, jolle on tunnusomaista, että runko kannatta yleisniveltä, joka käsittää läpi menevän keskiaukon, jonka poikkileikkaus on 35 hieman suurempi kuin varren poikkileikkaus, että varsi 2 81514 kulkee ylelenlvelen keeklaukon läpi, niin että varsi on sätelttälsellä ohjauksella siirrettävissä aksiaalisuunnas-saan ja asetettavissa eri kulmiin rungon suhteen, että varsi on varmistettu ykslnlvelessä kääntymistä vastaan, ja 5 että kukin toinen nivel on tyyppiä, joka mahdollistaa säätimen kääntymisen vapaasti kaikissa suunnissa sijoituspään suhteen.

Keksinnön erästä toteutusesimerkkiä kuvataan nyt lähemmin oheisten piirustusten avulla, joissa: 10 kuvio 1 esittää perspektiivikuvantoa keksinnön mu kaisesta robotista; kuvio 2 esittää perspektiivikuvantoa isommassa mittakaavassa kuvion 1 robotin osasta; kuvio 3 esittää isommassa mittakaavassa läpileik-15 kauskuvantoa pitkin kuvion 2 viivaa III-III; ja kuvio 4 esittää kaavioineista perspektiivikuvantoa keksinnön mukaisen robotin toisesta toteutusmuodosta.

Kuvioiden 1-3 näyttämässä toteutuseslmerklssä robotti käsittää kolme säädintä 1, joista jokainen on sylin-20 terissä 3 siirrettävä mäntä 2. Mäntää 2 siirretään sylinterissä tavallisten, ei-näytettyjen käyttöelimien avulla, jotka voivat olla esim. hydrauliset tai pneumaattiset tai ruuvi- ja mutterimekanismi tai hydraulineste. Jokainen sylinterin pää on nivelen 4 kautta kiinnitetty kiinteään 25 runkoon tai jalustaan 5. Nivel 4, jonka avulla sylinteriä 3 ja mäntää 2 voidaan kääntää kaikkiin suuntiin suhteessa runkoon 5, on tässä piirretty kardaanlniveleksi, mutta se voi olla mikä tahansa sopiva yleisnivel. Jokainen mäntä 2 on samanlaisen nivelen 6 kautta yhdistetty sijoltuspäähän 30 7. Säätimet on sijoitettu ajatellun kolmiomaisen pyramii- dln sivureunoja pitkin ja siirtämällä mäntiä 2 vastaavissa sylintereissä 3, asetetaan sijoituspää 7 tarkasti haluttuun asentoon, koska säätimien tehollinen pituus määrää yksiselitteisesti sijoituspään aseman. Robotti sisältää 35 ei-näytetyn ohjausjärjestelmän, joka antaa signaaleja sää- 81 514 3 tintille, jotka saavat sijoituspään siirtymään haluttuun asentoon.

Varsi 8, joka koostuu hylsystä 10 ja tähän laakeroidusta akselista 9, ulottuu sijoituspäästä 7 symmetri-5 sesti säätimien 1 välillä. Hylsy 10 on liitetty jäykästi sijoituspäähän ja se käsittää kaksi laakeria, jotka on sijoitettu hylsyn kumpaankin päähän, jolloin akseli 9 on laakeroitu näihin kääntyvästi. Yleisnivel 11 on liitetty kiinteästi runkoon 5 alueella, joka sijaitsee ajatellun 10 pyramidin symmetria-akselia pitkin. Yleisnivelessä 11 on keskiaukko, jonka poikkileikkaus on hylsyn 10 ulkohalkai-sijaa hieman suurempi. Hylsy ulottuu nivelen kesklaukon läpi ja se on siirrettävissä aksiaalisuunnassa suhteessa runkoon ja niveleen, samalla kun se voidaan asettaa halut-15 tuun kulmaan suhteessa runkoon, jolloin hylsyä ohjataan säteittäisesti ja sen kääntyminen on ohjattu nivelessä. Hylsyn 10 pituus on riittävä, jotta se sijoltuspään 7 koko liikealueen sisällä aina sijaitsee yleisnivelen 11 keski-aukossa.

20 Yleisnivel 11 koostuu ulkorenkaasta 12 ja sisären kaasta 13. Ulkorengas 12 on kiinnitetty kahdella kääntöta-pilla 17 runkoon 5 ja se voi kääntyä tappien muodostaman nlvelakselin x-x ympäri. Sisärengas on kahden akselitapin 18 avulla kiinnitetty ulkorenkaaseen 12 ja se voi kääntyä 25 nlvelakselin y-y ympäri, joka muodostaa suoran kulman ul-korenkaan nlvelakselin x-x kanssa. Sisärenkaan sisähalkai-sija on hieman suurempi kuin hylsyn ulkohalkaisija. Hylsyn 10 ohjattu kääntöliike suhteessa niveleen 11 saadaan aikaan siten, että hylsyssä on aksiaaliuria 20, joissa sisä-30 renkaan 13 kanssa kiinteästi liitetyt, säteittäisesti ulkonevat akselitapit 21 ohjataan. Yleisnivelen rakenne ei ole keksinnölle ratkaiseva, vaan se voi esim. olla kuula-nivel. Hylsy 10 kantaa ei-näytetyn kääntömoottorin, jonka kääntöliikkeet antavat sopivan voimansiirron 14, esim. 35 kuvioiden näyttämän ketjuvälityksen, kautta akselille 9 halutun kääntöliikkeen.

4 81 514

Akselin pää, joka ulkonee sijoituspään 7 kautta, kantaa sopivan käslttelyvälineen, joka voi olla moottorin käyttämä tartuin 19. Tarttuimen tarttuvaa liikettä voidaan tällöin ohjata ohjaustangoilla 15, 16, jotka pistävät ulos 5 hylsyn 10 yläpään yläpuolelle.

Kuvion 4 näyttämä toteutusmuoto eroaa edellä kuvatusta toteutusmuodosta lähinnä säätimet kattavien nivelten rakenteen ja sijoituksen osalta. Samat viitemerkit osoittavat osia, jotka ovat samanlaiset molemmissa toteutusmuo-10 doissa. Jokainen nivel, joka kuvion 4 näyttämässä toteutusmuodossa yhdistää säätimen 1 liikutettavasti jalustan 5 kanssa, koostuu haarukkamaisesta osasta, joka sisältää U-osan 25, jossa on kaksi rinnakkaishaaraa 26, 27 ja yhdistävä osa 28, joka yhdistää haarat 26, 27 toisiinsa. 15 Yhdistävästä osasta 28 ulottuu akselitappi 29 päinvastaiseen suuntaan kuin haarat 26, 27. Tämä tappi 29 on laakeroitu kääntyvästi jalustassa 5 olevaan laakerointireikään ja se on kiinnitetty akslaalisesti suhteessa jalustaan 5. Kummankin haaran 26, 27 vapaaseen päähän on tehty reikä 20 sylinterin 3 kanssa kiinteästi liitettyä niveltappia 30 varten. Niveltapit 30 ja reiät haaraparissa 26, 27 muodostavat kääntöakselin vastaavalle säätimelle 1, joka ulottuu suorassa kulmassa suhteessa nivelen 24 kääntöakseliin. Niveltapit 30 sijaitsevat välimatkan päässä sylinterin 3 25 päästä. Samoin kuin edellisessä toteutusmuodossa, on moottorit sijoitettu säätimien 1 päiden kohdalle. Robotin liikkumisalue käy myös ilmi kuviosta 4.

Toteutusesimerkissä säätimien 1 välinen varsi 8 on akseli- ja hylsy-yksikkö, mutta se voi myös koostua vain 30 yhdestä akselista, joka on laakeroitu yleisniveleen 11 ja sijoituspäähän 7. Säätimiä voi myös olla enemmän kuin piirustusten näyttämät kolme. Niitä ei tarvitse myöskään sijoittaa symmetrisesti varren 8 ympärille. Ohjattu kääntyminen hylsyn 10 ja sisärenkaan 13 kesken voidaan myös to-35 teuttaa monella eri tavalla. Ohjaimia voi esim. olla usei- 5 81514 ta ja ne voivat olla kuulaohjäimiä. Aksiaaliurat voivat Iisaksi olla yleisnivelessa 11 eikä hylsyssä 10, jolloin hylsy kantaa säteittäisesti ulkonevat ohjauselimet. Akseli 9 voi lisäksi sijaita hylsyssä 10 siirrettävästi.

Claims

1. Robotti, joka käsittää ainakin kolme pituussuunnassa pidennettävää ja lyhennettävää säädintä (1), 5 jolloin kukin säädin on ensimmäisen nivelen (4, 24) kautta kiinnitetty kiinteään runkoon (5), niin että kukin säädin (1) on vapaasti käännettävissä rungon suhteen (5), ja jolloin kukin säädin (1) on toisesta päästään toisen nivelen (6) kautta kiinnitetty liikkuvaan sijoituspäähän (7), ja 10 välivarren (8), joka ulottuu sijoituspäästä (7) ja on sijoitettu säätimien (1) välille, tunnettu siitä, että runko (5) kannattaa yleisniveltä (11), joka käsittää läpi menevän keskiaukon, jonka poikkileikkaus on hieman suurempi kuin varren (8) poikkileikkaus, että varsi (8) 15 kulkee yleisnivelen (11) keskiaukon läpi, niin että varsi (8) on säteittäisellä ohjauksella siirrettävissä aksiaali-suunnassaan ja asetettavissa eri kulmiin rungon (5) suhteen, että varsi (8) on varmistettu yksinivelessä (11) kääntymistä vastaan, ja että kukin toinen nivel (6) on 20 tyyppiä, joka mahdollistaa säätimen (1) kääntymisen vapaasti kaikissa suunnissa sijoituspään (7) suhteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen robotti, tunnettu siitä, että se käsittää kolme säädintä (1), jotka on sijoitettu ajatellun kolmiomaisen pyramidin 25 sivureunoja pitkin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen robotti, tunnettu siitä, että varsi (8) on sijoitettu symmetrisesti kolmen säätimen (1) välille.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen robotti, 30 tunnettu siitä, että varressa (8) on aksiaalisia uria (20), joihin yleisnivelestä (11) säteittäisesti ulkonevat ohjauselimet (21) kytkeytyvät.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen robotti, tunnettu siitä, että yleisnivelessä (11) on ak- 35 siaalisia uria, joihin varresta (8) säteittäisesti ulko nevat ohjauselimet kytkeytyvät. 81 514 7

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen robotti, tunnettu siitä, että varsi (8) kulkee sijoituspään (7) läpi, jolloin sijoituspäästä (7) ulkoneva varren pää kannattaa käsittelyvälineitä, kuten tartuinvälineitä (19) 5 tai vastaavia.

6 81514

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen robotti, tunnettu siitä, että yleisnivel (11) varren (8) ohjausta varten on kardaaninivei, joka koostuu ulkorenkaasta (12) ja sisärenkaasta (13), jolloin ulkorengas (12) voi 10 kääntyä runkoon (5) liitetyn, ensimmäisen nivelakselin (x-x) ympärillä ja sisärengas (13) voi kääntyä toisen nivel-akselin (y-y) ympärillä, joka on kohtisuorassa ensimmäiseen nivelakseliin nähden ja on liitetty ulkorenkaaseen (12).

8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen robotti, tunnettu siltä, että varsi (8) on yleisniveleen (11) ja sijoituspäähän (7) laakeroitu akseli.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen robotti, tunnettu siitä, että varsi (8) koostuu sijoitus- 20 päähän (7) kiinteästi liitetystä, putkimaisesta hylsystä (10) ja hylsyyn pyörivästi laakeroidusta akselista (9), jolloin hylsy (10) ulottuu yleisnivelen (11) keskiaukon läpi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen robotti, 25 tunnettu siitä, että hylsy (10) kannattaa kääntö-moottoria ja että kytkentävälineet (14) on tarkoitettu siirtämään kääntömoottorin kääntöliikkeen hylsyyn (10) laakeroidulle akselille (9), jolloin akseli on sovitettu käyttämään käsittelyvälineitä. 81514 β