DE2412569A1

DE2412569A1 - Manipulator

Info

Publication number: DE2412569A1
Application number: DE19742412569
Authority: DE
Inventors: Kunihiro Nakura; Takayoshi Yoshimura
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1973-03-17
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1974-09-26
Also published as: GB1464952A; FR2221245B1; FR2221245A1; SE418589B; JPS49118158A; DE2412569B2

Description

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ft München 22, Stainsdorfetr. 10

81-22.321P(22.322H) 15- 3- 1974

DAIKIN KOGYO CO., LTD., Osaka (Japan)

Manipulator

Die Erfindung betrifft einen Apparat - sogenannten Manipulator -, der einen Gegenstand ergreifen und ihn aus einer Lage in eine andere bewegen und eine vorbestimmte Reihe von Tätigkeiten zur Behandlung des Gegenstandes in jener Lage ausführen kann, und betrifft insbesondere einen neuartigen vielgelenkigen Manipulator, der in zweckmäßiger Weise eine breite Vielzahl von Arbeiten ausführen kann, die den von der Hand und von dem Arm des menschlichen Körpers ausgeführten Arbeiten entsprechen. Dieser Manipulator hat, damit der von ihm eingenommene Raum bestens ausgenutzt und hochwirksamer Betrieb sichergestellt ist, eine gedrängte Bauart dadurch, daß die Steuerungseinrichtung für

81-(Pos. 87-03)-Bgn-r (B)

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die verschiedenen Arbeiten des Manipulators an einer einzigen Stelle zusammengefaßt sind.

Die bekannten, herkömmlichen Manipulatoren arbeiten entweder nach dem System der kreiszylindrischen Koordinaten oder nach dem System der Kugel-Koordinaten. Der nach Kreiszylinder-Koordinaten arbeitende Manipulator hat einen die Finger bildenden Bauteil, der geöffnet und geschlossen, verdreht und in einer - einzigen - Richtung geschwenkt werden kann. Sein den Arm bildender Bauteil, der mit diesem die Finger bildenden Bauteil verbunden ist, kann geradlinig sowohl aufwärts und abwärts als auch vorwärts und rückwärts bewegt und kann auch um seine Achse verdreht werden. Der nach Kugel-Koordinaten arbeitende Manipulator liefert eine Kombination aus Bewegung in waagerechter und in senkrechter Richtung und aus Bewegung in Vorwärts- und in Rückwärtsrichtung.

Jeder dieser herkömmlichen Apparate hat für Gebrauch als Mittel zur Ersparnis gewerblicher Arbeitskraft sowohl Vorteile als auch Nachteile. Von diesen herkömmlichen Manipulatoren kann man kaum erwarten, daß sie verwickelte Bewegungsarten, die denen der Hand und des Armes des menschlichen Körpers entsprechen, ausführen können.

Ein Nachteil, der häufig beiden Arten von Manipulatoren eigentümlich und der hier besonders angesprochen ist, besteht darin, daß der von ihnen benötigte Raum im Vergleich mit dem von ihnen bestrichenen Raum beträchtlich groß ist. Bei diesen herkömmlichen Manipulatoren ist der die Finger bildende Bauteil so angeordnet, daß er von einem KoI-

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ben betätigt werden kann, der gleitend beweglich in einem Zylinder von vorbestimmter Länge untergebracht ist. Bei diese;r Anordnung ist selbst dann, wenn der den Finger des Manipulators bildende Bauteil nur innerhalb eines Winkels von 180 an der Vorderseite des Manipulators bewegt zu werden braucht, für den Manipulator ein Raum, der gleichgroß wie der Vorwärts- und Rückwärtshub des den Arm bildenden Bauteil oder gleich der Zylinderlänge ist, auch an der Rückseite des Manipulators erforderlich. Anders gesagt: Der herkömmliche Manipulator erfordert allein für seine eigene Einrichtung zweimal mehr Raum als er tatsächlich bestreichen kann.

Die anderen Nachteile herkömmlicher Manipulatoren bestehen darin, daß der nach Kreiszylinder-Koordinaten arbeitende Manipulator in seinem mittleren Teil zu große senkrechte Länge hat, weil der den Arm bildende Teil in senkrechter Richtung bewegt werden muß, und daß der nach Kugel-Koordinaten arbeitende Manipulator nur einen beschränkten Arbeitsbereich bestreichen kann, weil der Arm eben wegen seiner Bauart nur einen begrenzten senkrechten Schwenkbereich bestreichen kann.

Um diesen und andere Nachteile der herkömmlichen Manipulatoren zu beseitigen, hat man schon eine verbesserte Einrichtung vorgeschlagen, bei welcher der den Arm bildende Bauteil als ein mit Gelenk versehener Arm gestaltet ist, so daß er zusätzlich eine Streck-Bewegung ausführen kann. Aber diese Einrichtung, die mit einer seitlichen Führungsschiene für das Ende des Armes versehen ist und die dadurch eine zuverlässige und sanfte Streckbewegung des den Arm bildenden Bauteiles erzielen soll, ist nicht sehr praktisch; denn sie ist von ver-

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wickelter Bauart und nur zu beschränkter Bewegung fähig.

Die vorliegende Erfindung ist das Ergebnis langer und ausgedehnter Untersuchungen, die in Anbetracht des oben Dargelegten unternommen worden sind mit dem Ziel, einen neuen Manipulator zu entwickeln, der von den oben genannten Mängeln herkömmlicher Manipulatoren im wesentlichen frei ist. Die Erfindung erstrebt eine Einrichtung, die zu einer technischen Gruppe gehört, die in Bauart und Gestalt von den herkömmlichen Manipulatoren ganz verschieden ist.

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, einen vielgelenkigen Manipulator zu schaffen, der zu sanfter, biegsamer Bewegung ähnlich derjenigen des Armes des menschlichen Körpers fähig ist.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen solchen Manipulator zu schaffen, der fast gleich großen Wirkungsbereich wie Platzbedarf hat, um so die beste Nutzung des von ihm eingenommenen Raumes zu ermöglichen.

Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist, einen Manipulator zu schaffen, der alle Nachteile der herkömmlichen Einrichtung vermeidet, ausgezeichnete Betriebseigenschaften aufweist und Relativ-Bewegung der einzelnen Bauteile des vielgelenkigen Armes sowie einfache Bedienung ermöglicht. Dies erleichtert die Ausführung der Betriebspläne .

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Manipulator zu schaffen, der dank der Zusammenfassung an einer ein-

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zigen Stelle gedrängte Bauart aufweist und hohen Betriebswirkungsgrad hat.

Um diese und andere Ziele der Erfindung zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Haupt-Armteil, im folgenden kurz als Hauptarm bezeichnet, und ein Hilfs-Armteil, im folgenden kurz als Hilfsarm bezeichnet, von gleicher Länge in gemeinsamer Ebene frei beweglich sind. Diese Armteile sind schwenkbar Ende an Ende miteinander verbunden, so daß sie eine mit Zwischengelenk versehene Armteile-Gruppe bilden. Diese Armteile-Gruppe kann als ein Ganzes aufwärts und abwärts geschwenkt werden dadurch, daß ein am Hauptarm angelenkter Grund-Armteil, im folgenden kurz als Grundarm bezeichnet, aufwärts bzw. abwärts geschwenkt wird. Dieser mit Zwischengelenk versehene Arm ergibt auch eine Streckbewegung, bei der durch Verwendung eines Planetengetriebes, das den Hauptarm mit dem Hilfsarm verbindet, das vordere Ende des Hilfsarmes zum unteren Ende des Hauptarmes hin- und vom unteren Ende des Hauptarmes wegbewegt werden kann. Bei solcher Streckbewegung wird zunächst nur der Hauptarm aufwärts oder abwärts geschwenkt und sodann durch die Wirkung des Planetengetriebes der Hilfsarm in der gemeinsamen Ebene aufwärts und danach um einen in bezug auf die waagerechte Richtung gleichen Winkel abwärts geschwenkt .

Eine weitere Eigentümlichkeit dieser Erfindung besteht darin, daß ein Greifarm mit einer Greifeinrichtung versehen ist, die schwenkbar mit dem vorderen Ende des Hilfsarmes verbunden ist, so daß der Greif-

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arm ungeachtet der Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und der Streckbewegung der ganzen Arme-Gruppe in einer vorgewählten gleichbleibenden Winkelstellung gehalten werden kann. Außerdem kann das erfindungsgemäße Gerät in einer waagerechten Ebene geschwenkt werden, welche die senkrechte Ebene, in der der ganze Gelenkarm zur Streckung aufwärts- und abwärtsgeschwenkt wird, rechtwinklig schneidet. So kann der erfindungsgemäße vielgelenkige Manipulator eine dreidimensionale Bewegung machen.

Eine noch andere Eigenschaft der Erfindung besteht darin, daß die am Greifarm anzubringende Greifvorrichtung an der Greifarm-Welle schwenkbar angeordnet ist, damit dadurch der absolute Neigungswinkel des Greifarmes ungeachtet der Streckbewegung und der Aufwärts- und Abwärts-Bewegung des ganzen Gelenkarmes beibehalten wird. Der ganze Gelenkarm einschließlich des genannten Greifarmes läßt sich in einer im wesentlichen waagerechten Ebene schwenken, um dadurch eine dreidimensionale Bewegung zu liefern.

Um den Betrieb eines solchen gelenkigen Manipulators in einfacher und verläßlicher Art zu steuern, sind sowohl die Bewegungs-Übertragungs-Einrichtung für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und für die Streckbewegung des Gelenkarmes als auch die Bewegungs-Übertragungs-Einrichtung für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und für die Verdrehung des Greifarmes aus je einem Zahnrädergetriebe gebildet, deren jedes aus einem Planetengetriebe besteht, so daß verbessertes, glattes Arbeiten der die Gelenke bildenden Bauteile erreicht wird.

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Die Erfindung gibt also einen Manipulator an, der einen Gegenstand ergreift und ihn von einem Ort zu einem anderen Ort versetzt und ihn an diesem Ort in vorbestimmter Weise behandelt. Dieses Gerät ist von den herkömmlichen, in der Industrie heute weithin üblichen, nach Kreiszylinder- oder Kugel-Koordinaten arbeitenden Manipulatoren technisch verschieden. Am inneren Ende eines ersten Armteils ist eine Gelenkwelle angebracht; sie ist mit einer Antriebsmaschine gekuppelt. Am äußeren Ende dieses Armteils ist eine zweite Gelenkwelle angeordnet; durch sie ist am erstgenannten Arm ein zweiter Armteil angelenkt. Dieser zweite Armteil trägt an seinem vorderen Ende eine dritte Gelenkwelle; durch diese ist am zweiten Armteil ein dritter Armteil angelenkt. Am vorderen Ende dieses dritten Armteils ist eine Einrichtung angebracht, mit der der zu versetzende und/oder zu behandelnde Gegenstand ergriffen werden kann. Jener erste, jener zweite und jener dritte Armteil sind in gemeinsamer Ebene frei um die Achse jener ersten bzw. zweiten bzw. dritten Gelenkwelle schwenkbar und bilden zusammen einen Gelenkarm. Dieser Gelenkarm ist in seinen Bewegungen ganz ähnlich der Hand und dem Arm des menschlichen Körpers; er bildet den Hauptteil des Gelenk-Manipulators.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schrägbild des ganzen erfindungsgemäßen Manipulators, teilweise weggeschnitten,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Hauptteil des erfindungsgemäßen Manipulators,

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Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Hauptteils,

Fig. 4, 5 und 6 vergrößerte Ausschnitte aus dem in Fig. 2 gezeigten Schnittbild des Hauptteiles,

Fig. 7 ein Schema, das die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen vielgelenkigen Armes erkennen läßt,

Fig. 8, 9 und 10 Schemata, welche die Arbeitsweise der in den vielgelenkigen Arm eingebauten Zahnrädergetriebe erkennen lassen, und

Fig. 11 ein Schema, das die Wesensmerkmale des vielgelenkigen Armes anzeigt.

Die Erfindung wird nun in ihren Einzelheiten anhand der in Fig. 1 bis Fig. 6 dargestellten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Wie Fig. 1 zeigt, besteht der erfindungsgemäße Manipulator aus einem Gelenkarm A, einem waagerecht schwenkbaren Paar von Gehäusen Y und einem ortsfesten Grundgestell X. Jener Gelenkarm A besteht aus einem Grundarm A , einem Hauptarm A , einem Hilfsarm A , einem Greifarm A und einer Greifvorrichtung A . Der Grundarm A ist viel kürzer als der Hauptarm A und als der Hilfsarm A und ist nur in senkrechter Ebene schwenkbar, was weiter unten in dieser Beschreibung noch erläutert wird. Der Hauptarm A und der Hilfs-

arm A sind viel länger als der Grundarm A und sind einander gleichen 1

lang (s. Fig. 2); sie entsprechen dem Arm des menschlichen Körpers.

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Der Greif arm A entspricht der Hand, die Greifvorrichtung A den Fingern des menschlichen Körpers. Die Arm sind aneinander in folgender Weise angelenkt:

Fingern des menschlichen Körpers. Die Arme A , A , A und A

Am inneren Ende des Grundarmes A ist eine erste Gelenkwelle B angeordnet (s. Fig. 2 und 4); diese wird mit einer Antriebsmaschine gekuppelt. Am vorderen Ende des Grundarmes A ist eine zweite Gelenkwelle B angeordnet; diese ähnelt dem Schultergelenk, und an ihr ist der Hauptarm A angelenkt. Am vorderen Ende des

dt

Hauptarmes A ist eine dritte Gelenkwelle B angeordnet; sie ent-

Ct «J

spricht dem Ellbogengelenk, und an ihr ist der Hilfsarm A ange-

lenkt. Und am vorderen Ende des Hilfsarmes A ist eine vierte Gelenkwelle B angeordnet; sie entspricht dem Handgelenk, und an ihr ist der G reif arm A angelenkt. Die Arme A , A , A und A sind in gemeinsamer Ebene frei um die Achsen der Gelenkwellen B , B ,

X dt

B und B schwenkbar. Damit der erfindungsgemäße Manipulator einen Gegenstand,den er mittels der Greifvorrichtung A ergriffen hat, an einem vorgewählten Platz in vorgewählter Weise niederlegen kann, ist er mit fünf einzelnen Betätigungs-Zahnrädergetrieben versehen:

1.) Das erste Betätigungs-Zahnrädergetriebe dient dazu, einen mittels der Greifvorrichtung A ergriffenen Gegenstand in waagerechter Ebene zum ortsfesten Grundgestell X hin™ und von diesem wegzubewegen. Genauer gesagt: Dieses erste Zahnrädergetriebe ist ein sogenanntes Streckbewegungs-Getriebe; es arbeitet, wenn der Hauptarm A um die an seinem inneren Ende angeordnete zweite Ge-

Ct

lenkwelle B um einen bestimmten Winkel aufwärts oder abwärts ge-

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schwenkt werden soll, in der Weise, daß der Hilfsarm A um die dritte Gelenkwelle B in der gemeinsamen Schwenkebene um einen

«3

gleichen Winkel abwärts bzw. aufwärts geschwenkt wird.

2.) Das zweite Zahnrädergetriebe hilft", den Gegenstand in senkrechter Richtung zu bewegen- Wenn die zweite Gelenkwelle B um die erste Gelenkwelle B herumbewegt und der Hauptarm A um die zweite Gelenkwelle B in gemeinsamer Ebene um einen bestimmten Winkel - dies kann ein absoluter Winkel oder er kann von der Waagerechten aus gemessen sein - aufwärts oder abwärts geschwenkt wird, dann wird auch der Hilfsarm A um die dritte Gelenkwelle B in gemeinsamer Ebene um einen gleichen absoluten Winkel aufwärts oder abwärts geschwenkt. Anders gesagt: Das zweite Betätigungs-Zahnräder getriebe kann als Aufwärts-Abwärts-Schwenkgetriebe bezeichnet werden, das dazu dient, den Hauptarm A und den Hilfsarm A zusammen aufwärts oder abwärts zu schwenken, als wären sie zusammen ein einziger gerader Arm.

3.) Das dritte und das vierte Zahnrädergetriebe sind ein Aufwärts-Abwärts-Schwenkgetriebe bzw. ein Verdreh-Getriebe für den Greifarm A und für die Greifvorrichtung A . Genauer gesagt: Diese Getriebe dienen dazu, den Greifarm A und die Greifvorrichtung A in bestimmter Stellung zu halten, damit diese den in eine bestimmte andere Lage zu verbringenden Gegenstand ergreifen und in bestimmter Weise behandeln kann.

4. ) Das fünfte Zahnrädergetriebe dient dazu, das waagerecht

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schwenkbare Paar von Gehäusen Y um 360 in bezug auf das ortsfeste Grundgestell X zu schwenken, so daß sowohl der ganze Gelenkarm als auch der von ihm gehaltene
rechter Ebene geschwenkt werden kann.

lenkarm als auch der von ihm gehaltene Gegenstand um 360 in waage-

Erfindungsgemäß wird ein Gelenkarm, der dem Arm und der Hand des menschlichen Körpers entspricht und der aus vier Armteilen besteht, mittels der oben beschriebenen fünf voneinander gesonderten Betätigungs-Zahnrädergetriebe betätigt. Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nun die Bauart, die Betriebsweise und die Wirkung der erfindungsgemäßen Einrichtung im folgenden beschrieben, insbesondere in Verbindung" mit den genannten fünf Betätigung s-Zahnr ädergetrieben.

Zunächst wird das Waagerecht-Schwenkgetriebe, das den ganzen Gelenkarm A in waagerechter Ebene um 360 schwenken soll, beschrieben. Das schwenkbare Paar von Gehäusen Y (s. Fig. l) ist auf der waagerechten oberen Fläche des ortsfesten Grundgestells X so angeordnet, daß die Bodenfläche des schwenkbaren Gehäuse-Paares Y und die Deckfläche des ortsfesten Gestells X aneinander anliegen. Das schwenkbare Gehäuse-Paar Y kann mittels irgendeiner geeigneten Antriebsvorrichtung um eine (nicht gezeichnete) senkrechte Achse um 360 geschwenkt werden. In zwei Traglagerböcken 5, von denen je einer an je einer Seite jedes Gehäuses Y angeordnet ist, ist die erste Gelenkwelle B von geeigneter Länge gelagert. Der Gelenkarm A ist auf dieser ersten Gelenkwelle B schwenkbar gelagert. Das Zahnrädergetriebe, welches zum waagerechten Schwenken des

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Ganzen dient, ist so angeordnet, daß es das waagerecht schwenkbare Gehäuse-Paar Y zusammen mit dem Gelenkarm A vorbeigehen läßt.

Als nächstes sei nun das Streckbewegungs-Zahnrädergetriebe und das die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung bewirkende Zahnrädergetriebe zusammen beschrieben. Zum Verständnis der Arbeits.-weise dieser Zahnrädergetriebe sei bemerkt, daß in der folgenden Beschreibung mit dem Ausdruck "Drehung" der Arme und/oder der Getriebe gesagt sein soll, daß ein sichtbarer Unterschied zwischen der vor und der nach dem Arbeiten beobachteten Stellung der Arme und/oder der Getriebe vorhanden ist. Anders gesagt' Die Arme und/ oder die Getriebe gelten als gedreht oder nicht gedreht je nach der Änderung ihrer absoluten Winkelstellung. Zum Beispiel soll hinsichtlich der Beziehung zwischen dem Hilfsarm A und dem Greifarm A es bei Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des Hilfsarmes A dann, wenn der am vorderen Ende des Hilfsarmes A angelenkte Greifarm

A _M zusammen mit dem Vorderende des Hilfsarmes A„ verschoben 4 3

wird und dabei seine waagerechte Stellung beibehält, besagen, daß der Hilfsarm A gedreht, aber der Greifarm A nicht gedreht worden ist. Soweit die Relativ-Stellung zwischen dem Hilfsarm A und dem G reif arm A betroffen ist, bringt solcher Vorgang eine Änderung der Winkel-Beziehung zwischen diesen Armen mit sich, und daher könnte es scheinen, daß beide Arme gedreht worden seien. Aber in der folgenden Beschreibung wird die Frage, ob der Arm und/oder das Getriebe gedreht worden sind, ausschließlich nach der absoluten Winkelstellung des Armes und/oder des Getriebes beantwortet werden.

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Nun seien die Grundbedingungen für die Erzeugung der genannten Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und Streckbewegung erörtert anhand der Fig. 7, welche das Arbeitsprinzip des erfindungsgemäßen Gelenkarmes erläutert. In der Stellung, in" der der Hauptarm A und der

Ct

Hilfsarm A sich längs einer waagerechten Geraden erstrecken, wie in vollen Linien gezeichnet, wird die Linie, die sich zwischen der Mitte O der zweiten Gelenkwelle B für den Hauptarm A und der Mitte O der am inneren Ende des Greifers A angeordneten vierten Gelenkwelle B erstreckt, als Bezugslinie bezeichnet. Es wird ersichtlich sein, daß jedesmal, wenn der G reif arm A entlang dieser Bezugslinie waagerecht zur Mitte O der zweiten Gelenkwelle B hin bewegt

Ct Ct

wird, ein gleichschenkliges Dreieck entsteht, dessen Grundlinie sich längs der Bezugslinie erstreckt und beliebige Länge hat und dessen schräge Seitenlinien gleiche Länge wie der Hauptarm A und der Hilfs-

c\

arm A haben. Umgekehrt wird, wenn der Hauptarm A und der

O Ct

Hilfsarm A relativ zueinander bewegt werden, so daß diese Arme und die Bezugslinie ein gleichschenkeliges Dreieck bilden, dann der Greifarm A waagerecht längs der Bezugslinie geführt werden.

Wenn (s. Fig. 3) die vierte Gelenkwelle B des Greifarmes A in die durch strichpunktierte Linien dargestellte Lage B bewegt und dabei die ursprüngliche absolute Neigung des Greif armes A ungeachtet der Streckbewegung der Arme A und A beibehalten wird, dann

O ~fc

wird der Drehwinkel der Arme A , A und A wie folgt:

Ci O Q

Angenommen, die zweite Gelenkwelle B für den Hauptarm A

Cj Ci

wird entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn um einen Winkel θ gedreht:

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Dann wird die dritte Gelenkwelle B , um die der Hilfsarm A ge-

o ♦ 3

schwenkt wird, in der gleichen Drehrichtung um einen gleichgroßen Winkel - θ gedreht werden und die vierte Gelenkwelle B , an der der Greifarm A angelenkt ist, unverdreht bleiben. Dasselbe gilt für Drehung in umgekehrter Drehrichtung. -

Die nun nächste Betrachtung gilt derjenigen Betätigung, bei der alle Arme A , A und A aufwärts und abwärts geschwenkt werden,

L·* O 4

aber die Relativstellung zwischen dem Hauptarm A und dem Hilfsarm A ungeändert und ebenfalls die absolute Winkelstellung des Greif-

armes A. unverändert bleibt. Wenn z. B. die vierte Gelenkwelle B,, 4

an der der Greifarm A angelenkt ist, in die mit strichpunktierten Linien dargestellte Lage bewegt und die zweite Gelenkwelle B , an der der Hauptarm A angelenkt ist, entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn um

einen Winkel θ gedreht wird, dann wird die dritte Gelenkwelle B , λ. 3

an der der Hilfsarm A angelenkt ist, in der gleichen Drehrichtung

um den gleichen Winkel θ gedreht werden und die vierte Gelenkwelle B , an der der Greifarm A angelenkt ist, unverdreht bleiben.

Die oben genannten Winkeländerungen (oder absoluten Winkelstellungen) jedes Armes bei der Streckbewegung und Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung lassen sich zusammenfassen wie folgt:

Streck-Bewegung Aufwärts-Abwärts-Bewegung

Hauptarm A + θ + θ

£t A. £i

Hilfsarm A - θ +0

Greifarm A₁ Null Null

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Damit diese Bedingungen erfüllt werden, ist zwischen je zwei einander benachbarten Gelenkwellen B ein Planeten-Zahnradgetriebe E besonderer Bauart angeordnet. Die einzelnen Zahnräder sind in der besonderen Beziehung angeordnet, daß sie Planetensysteme E bilden. Die Wirkungsweise dieser Planeten-Zahnradgetriebe wird im folgenden anhand der Fig. 8, welche das Funktionsprinzip dieser Getriebe erläutert, beschrieben.

In der Zeichnung trägt die im schwenkbaren Gehäuse Y befestigte erste Gelenkwelle B ein auf ihr drehfestes Sonnenrad S und ein auf ihr drehbares Antriebszahnrad C des Streckbewegungs-Zahnrädergetriebes und ein ebenfalls auf ihr drehbares Antriebszahnrad D des Zahnrädergetriebes für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung. Der Grundarm A ist fest mit dem Antriebszahnrad D verbunden, so daß er in Übereinstimmung mit dem Antriebs zahnrad D arbeitet. Im Grundarm A ist drehbar die zweite Gelenkwelle B für den Hauptarm A gelagert; auf dieser Welle ist drehbar ein Sonnenrad S des Streckbewegungs-Zahnräder systems und ein Planetenzahnrad P₁Ji das drehfest mit dem Sonnenrad S verbunden ist, angeordnet . Auf der zweiten Gelenkwelle B ist ferner ein zusätzliches Planeten-Zahnrad P angeordnet, und zwar drehfest mit ihr verbunden. Die Planetenräder P„ , und P_ , kämmen mit dem Sonnenrad S₁

Id 2d d

bzw. mit dem Antriebszahnrad C. An einer ausgewählten Stelle auf dem Hauptarm A ist drehbar eine Welle 11 gelagert, auf der dreh-

d* C

fest ein Planetenzahnrad P nahe dem einen Ende und ein Zwischen-

zahnrad M nahe dem andren Ende der Welle angeordnet ist. Im vorderen Ende des Hauptarmes A ist drehbar die dritte Gelenkwelle B

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gelagert; mit dieser sind drehfest das innere Ende des Hilfsarmes A und ein Übertrag ungs-Zahnrad T verbunden. Im oben beschriebenen Zahnrädergetriebe besteht das Planetengetriebe E für die Streckbewegung aus dem Sonnenrad S , dem Planetenrad P , dem Zwischen-

rad M und dem Übertragungsrad T . Diese Zahnräder S , P , M c c ccc

und T sind so entworfen, daß sie ein Getriebeverhältnis haben, welches der Beziehung

t₂ χ t₄ / I₁ x t₄ = 2

genügt, worin t , t , t und t die Anzahl der Zähne der Räder S ,

Ί O L·* X. C

P , M und T - in dieser Reihenfolge - bedeuten. c' c c

Das Planetenzahnrädergetriebe E für die Aufwärts-Abwärts™ Bewegung besteht aus einem Sonnenrad S , einem Antriebszahnrad C und Planetenrädern P.,, und P₀ ,. Das Drehzahl verhältnis zwischen

Id 2d

diesen Rädern S , C, P und P genügt einer Beziehung

worin t , t , t und t die Zähnezahl der Räder S , C, P bzw.

O ö 0 ( Q. ld

P - in dieser Reihenfolge - bedeuten. Daher wird, wenn das Sonnenrad S und der Grundarm A . oder das Antriebsrad D des Zahn-α 1

rädergetriebes für die Aufwärts- und Abwärtsbewegung blockiert wei=- den und das Antriebsrad C allein im Uhrzeigersinn .um eine Umdrehung (oder -1 Umdrehung) gedreht wird, dann das Planetenrad P und daher die Gelenkwelle B für den Hauptarm A entgegen dem Uhr-

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zeigerdrehsinn um t_o/t_ Umdrehungen (θ Umdrehungen) gedreht.

ο 7

Infolgedessen dreht sich das Übertragungszahnrad T und daher die Gelenkwelle B für den Hilfsarm A um

Umdrehungen. Dies heißt, daß die Gelenkwelle B für den Hilfsarm

A sich im Uhrzeigersinn um t_Q/t Umdrehungen (oder minus θ ό ο 7

Umdrehungen) dreht; denn, wie vorher erwähnt, ist

Ein Vergleich mit der oben angegebenen Tabelle zeigt, daß diese Ergebnisse den Bedingungen für das Erzeugen der Streckbewegung genügen .

Andererseits wird, wenn das Sonnenrad S und das Antriebszahnrad C blockiert werden und das Antriebszahnrad D des Zahnrädergetriebes für die Aufwärts-Abwärts-Bewegung entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn um eine Umdrehung gedreht wird, der Grundarm A um die erste Gelenkwelle B gedreht und die zweite Gelenkwelle B um die erste Gelenkwelle B herumbewegt. Infolgedessen drehen sich das Planetenrad P und die zweite Gelenkwelle B für den Hauptarm A entgegen dem Uhrzeigersinn um

1 + t_o / t Umdrehungen ο / 7

(oder 1 + θ Umdrehungen) und gleichzeitig das Planetenrad P , um

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^1+t6/^l5

Umdrehungen. Daher dreht sich das Übertragungszahnrad T um

^1+t8/^t7^+t2^Xt ₄/^tl^Xt3
Umdrehungen. Da

ν*8 /V
ist, wird der Hilfsarm. A entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn um

Umdrehungen (oder 1 + θ Umdrehungen) geschwenkt. Ein Vergleich mit der oben angegebenen Tabelle zeigt, daß dieses Ergebnis den Bedingungen für das Erzeugen der Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung genügt. Die oben genannte Streckbewegung und Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung werden zusammengefaßt wie folgt:

Zunächst hinsichtlich der Streckbewegung; Die Kraft, die der (nicht gezeichnete) Antriebsmotor dem Antriebszahnrad C des Zahnrädergetriebes für die Streckbewegung mitteilt, wird nur auf das Planetenrad P_ und somit auf den Hauptarm A , aber nicht auf das Sonnenrad S übertragen. Da die zum Planetenzahnräder getriebe E gehörigen Zahnräder miteinander in besonders ausgewähltem Übersetzungsverhältnis kämmen, wird die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung um die zweite Gelenkwelle B um einen bestimmten Winkel eine

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Drehung des am unteren Ende des Hilfsarmes A angeordneten Übertragung szahnrades T um einen entsprechenden Winkel in der gleichen Ebene zur Folge haben 1 In diesem Fall dreht sich das Übertragungszahnrad T um einen gleichen Winkel wie der Hauptarm A , aber in der zur c - ώ

Schwenkrichtung des Hauptarmes A entgegengesetzten Drehrichtung.

d*

Dementsprechend wird der Hilfsarm A aufwärts oder abwärts in entgegengesetzter Richtung, aber um einen gleichen Winkel wie der Hauptarm A geschwenkt. Dies bedeutet, daß der Hauptarm A und der Hilfsarm A eine Streckbewegung in der gemeinsamen Ebene ausführen.

Bei der Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung wird andererseits die Kraft, die der (nicht gezeichnete) Antriebsmotor dem Antriebszahnrad D des Zahnrädergetriebes für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung mitteilt, auf den am Antriebs zahnrad D befestigten Grundarm A übertragen, so daß der Grundarm A um die erste Gelenkwelle B geschwenkt wird. Dadurch wird die zweite Gelenkwelle B um die erste

dt

Gelenkwelle B herumbewegt, und hierdurch werden die Planetenräder

P und P gedreht. Anders gesagt: Wenn der Hauptarm A geschwenkt ld dxl d»

wird, dann dreht sich das Sonnenrad S gleichzeitig. Da die Zahnräder S , C, P₁ und P , mit einer vorgewählten Anzahl von Zähnen verse-

Cl ICl ώθ

hen sind, so wird, wenn der Hauptarm A um die zweite Gelenkwelle B

dt dt

um einen bestimmten Winkel herumgeschwenkt wird, das am unteren Ende des Hilfsarmes A befestigte Übertragungszahnrad T ebenfalls

o c

um einen entsprechenden Winkel gedreht. Die Drehrichtung und der Drehwinkel des Übertragungszahnrades T sind genau gleich denen des

Hauptarmes A . Dementsprechend werden der Hilfsarm A und der & 3

Hauptarm A in gemeinsamer Ebene in gleicher Richtung und um glei-

d*

chen Winkel wie der Hauptarm von A aufwärts oder abwärts ge-

da

schwenkt· Dies besagt, daß der Hauptarm A und der Hilfsarni A

d*

aufwärts oder abwärts geschwenkt werden, wie wenn sie ein einziger Bauteil wären.

Nun wird die praktische Bauart dieses Getriebes für die Aufwärts-Abwärts-Bewegung anhand der Fig. 2, 4 und 5 beschrieben; darin sind Bauteile, welche wesentlich gleiche Funktion wie diejenigen der Fig. 8 haben, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Was die Art der Verbindung zwischen den Wellen, Zahnrädern und Armen anbetrifft, gibt es da einigen Unterschied zwischen dem Prinzipbild und der Ausführung. Bei der gezeichneten Ausführung ist das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Sonnenrad S , dem Planetenrad P , dem Zwischenzahnrad M und dem Übertragungszahnrad T - diese Räder zusammen bilden das Rädergetriebe für die Streckbewegung gleich dem oben mit Bezug auf das Prinzipbild beschriebenen. Das gleiche trifft zu auf das Sonnenrad S , auf das Antriebszahnrad C und die Planetenräder P und P , welche zusammen das Planeten-

Id 2d

getriebe E für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung bilden.

Wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich, trägt die im waagerecht schwenkbaren Gehäuse Y befestigte erste Gelenkwelle B ein Paar einander ähnlicher Grundarme A und drei auf ihr zwischen diesen beiden Grundarmen A gelagerte, voneinander getrennte Antriebszahnräder S,, C und D. Die Räder S, und C sind in ihren zentrad d

len Bohrungen mit Laufbuchsen 10 bzw. 10 versehen, so daß sie auf der Gelenkwelle B frei drehbar sind. Das Antriebszahnrad D

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und das Paar Grundarme A sind mit dieser ersten Gelenkwelle B betrieblich gekuppelt durch Keilnuten 91 oder durch einen Stift 91 , so daß, wenn das Antriebszahnrad D gedreht wird, auch diese erste Gelenkwelle B und das Paar der Grundarme A gleichzeitig gedreht wird.

Das Sonnenrad S , ist im waagerechten schwenkbaren Gehäuse Y durch ein beliebiges Mittel so befestigt, daß es seine Stellung in bezug auf dieses Gehäuse Y ungestört durch die Drehung der ersten Gelenkwelle B stets unveränderlich beibehält. Das Antriebszahnrad C, das dem Gelenkarm eine Streckbewegung erteilen soll, kämmt mit einem (nicht gezeichneten) Zahnrad, das auf der Antriebswelle eines geeigneten Antriebsmotors, z. B. eines Schrittmotors, angebracht ist; es bildet den Anfangs-Teil des Kraftübertragungsgetriebes, das dem Gelenkarm A eine Streckbewegung erteilen soll.

Das Antriebszahnrad D, das dem Gelenkarm A eine Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung erteilen soll, ist mit einem anderen Antriebsmotor in ähnlicher Weise wie das Antriebszahnrad C verbunden; es. bildet den Anfangs-Teil des Getriebes für die Aufwärts-Abwärts-Bewegung des Gelenkarmes A.

Die am unteren Ende des Hauptarmes A angeordnete zweite Ge-

Ci.

lenkwelle B ist in waagerechter Lage in den Vorderenden der Haupt-

C*

arme A gelagert, so daß sie um die erste Gelenkwelle B herumbewegt werden kann und dabei stets ihre waagerechte Lage beibehält.

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Zwischen den beiden Grundarmen A und der zweiten Gelenkwelle B sind zwei Lagerbuchsen 82 angeordnet, so daß die zweite Gelenkwelle in den Grundarmen A frei drehbar gelagert ist.

Nun wird der einai Bestandteil des vielgelenkigen Armes A bildende Hauptarm A beschrieben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erstreckt sich der Hauptarm A längs einer Linie, welche die erste Gelenkwelle B im rechten Winkel schneidet. Der Hauptarm A weist ein Gehäuse 101, welches den ganzen Hauptarm A„ einhüllt, und ein Zahnrädergetriebe auf, das später beschrieben wird.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, ist der Hauptarm A an seinem unteren Ende auf der zweiten Gelenkwelle B gelagert, und zwar mit dieser mittels Keilnuten 92 drehfest verbunden. In einem hohlen Innenraum des Hauptarmes A ist ein Streckbewegungs-Zahnrädergetriebe angeordnet, welches.die Drehung des Antriebszahnrades C auf den Hauptarm A und auf den Hilfsarm A überträgt. An einer auf der Länge des Armes ausgewählten Stelle ist im Arm eine nicht drehbare Achse 11 parallel zur zweiten Gelenkwelle B angeordnet. Der Hauptarm A trägt ferner an seinem Vorderende die dritte Gelenkwelle B , welche sich parallel zur zweiten Gelenkwelle B erstreckt. Diese dritte Gelenkwelle B ist im Hauptarm A mittels eines Paares von Lagerbuchsen 83 (Fig. 5) so gelagert, daß sie relativ zum Hauptarm A frei drehbar ist. Der Hauptarm A trägt ferner eine sich axial erstreckende, drehbare Welle 12 % diese WeI-

⁷ c

Ie 12 ist im Hauptarm A_ in zwei Lagerbuchsen 13 (Fig. 4, 5) c £ c

frei drehbar gelagert.

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In Verbindung mit den genannten Wellen sind das Streckbewegungs-Zahnrädergetriebe und ein Teil des Zahnrädergetriebes für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegurig angeordnet 5 sie bestehen aus den Planetenrädern P und P , dem Sonnenrad S , dem Planetenrad

XCi ώθ C

P , dem Zwischenrad M , dem Übertragungszahnrad T und Zahn-

rädern 14 , 15 . Wie Fig. 4 zeigt, sind die Planetenräder P., und c c ^{y y} Id

P_, auf der zweiten Gelenkwelle B_n angeordnet. Das Planetenrad P_, 2d 2 2d

ist mit der zweiten Gelenkwelle B mittels Keilnuten 92 drehfest gekuppelt und kämmt mit dem den Arm streckenden, auf der ersten Gelenkwelle B angeordneten Antriebszahnrad C. Zwischen dem Planetenrad P„ , und der ersten Gelenkwelle B₀ ist eine Laufbuchse 16 an-Id 2 - c

geordnet, mittels deren das Planetenrad P sich frei drehen kann. Das auf dem verjüngten Außendurchmesser des Planetenrades P angeordnete Sonnenrad S ist mit dem Planetenrad P drehfest gekuppelt, so daß diese beiden Räder P und S zusammen gedreht werden können. Das Planetenrad P. , kämmt mit dem auf der ersten Geld

lenkwelle B. gelagerten Sonnenrad S ,, während das Sonnenrad S mit 1 ^{y y} d' d

dem Planetenrad P kämmt, das auf der nicht drehbaren Achse 11

c c

gelagert ist.

Das Zwischenzähnrad M und das Planetenrad P , das auf dem

c c

im Durchmesser verjüngten Teil des Zwischenzahnrades M angeordnet ist, sind mittels eines Stiftes 18 drehfest miteinander gekuppelt, so daß sie sich zusammen drehen. Zwischen dem Zwischenzahnrad M

und der drehfesten Achse 11 ist eine Laufbuchse 19 angeordnet, so

c c ^a '

daß das Zwischenrad M sich frei drehen kann. Das Zwischenzahnrad

M kämmt mit dem Zahnrad 14 , das durch Keilnuten 20 drehfest c cc

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mit der drehbaren Welle 12 gekuppelt ist. Wie Fig. 5 zeigt, ist das

Zahnrad 15 auf dem Vorderende der drehbaren Welle 12 mittels Keilc c

nuten 21 drehfest angeordnet und im Eingriff mit dem Übertragungszahnrad T , welches drehfest auf der dritten Gelenkwelle B angeordc ο

net ist.

In ähnlicher Weise, wie oben anhand der Prinzipzeichnung beschrieben, besteht das Planetenzahnrädergetriebe E für die Streckbewegung aus dem Sonnenrad S , dem Planetenrad P , dem Zwischenrad M und dem Übertragungsrad P . Diese Zahnräder sind so gewählt, daß sie ein Übersetzungsverhältnis haben, welches einer Beziehung

genügt, worin t , t„, t„ und t die Anzahl der Zähne des Übertragungsrades T , des Zwischenrades M , des Planetenrades P und des Sonnenrades S - in dieser Reihenfolge - bedeuten.

In ähnlicher Weise besteht das Planeten-Zahnrädergetriebe E

für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung aus dem Sonnenrad S , dem Antriebsrad C und den Planetenrädern P., und P₀₁. Diese Zahn-

Id 2d

räder sind so gewählt, daß sie ein Übersetzungsverhältnis haben, welches einer Beziehung

genügt, worin t , t , t und t die Zähnezahlendes Sonnenrades S₁, ο ö ο ι α

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des Antriebsrades C und der Planetenräder P_H , und P_ , - in dieser

Id 2d

Reihenfolge - bedeuten.

Die Vorteile der beschriebenen Getriebe-Anordnung seien nun im folgenden zusammengefaßt:

1.) Die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und die Streckbewegung des vielgelenkigen Armes können getrennt voneinander oder gleichzeitig gesteuert werden. Bei der Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung kann der aus dem Hauptarm A und dem Hilfsarm A bestehende Ge-

c\ ο

lenkarm um die erste Gelenkwelle B so geschwenkt werden, als wäre er ein einziger Bauteil; bei der Streckbewegung dagegen bewegt sich das Vorderende des Hilfsarmes A zur zweiten Gelenkwelle B hin und von ihr weg längs einer Linie, die sich radial von der Achsmitte der zweiten Gelenkwelle B aus erstreckt. Die Schwenkbewegung und die Streckbewegung können entweder gleichzeitig oder einzeln gesteuert werden. Das Vorstehende bedeutet, daß die Bewegung des Gelenkarmes von einer einzigen, getrennt gebauten Steuerungseinrichtung getrennt gesteuert werden kann.

2.) Ferner ist das Getriebe so angeordnet, daß die zweite Gelenkwelle B und die entsprechenden Teile des zwischen dem Hauptarm A _o

L* " Ut

und dem Hilfsarm A befindlichen Gelenks nur sich drehende Getriebe-

teile enthalten. Deshalb lassen sich größere nutzbare Drehwinkel sowohl bei der Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung als auch bei der Streckbewegung erreichen.

3.) Bei der Streckbewegung können der Hauptarm A ' und der Hilfs-

(Z*

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arm A nach Wahl zu einer mit ihrem Mittengelenk aufwärts oder abwärts weisenden Stellung geschwenkt werden. Wenn bei einem mit einem Fenster 85 versehenen Gehäuse 86 - s. Fig. 11 - indem hinter der oberen Vorderwand befindlichen Innenraum-Teil 87 oder in dem hinter der unteren Vorderwand befindlichen Ihnenraum-Teil 88 eine bestimmte Arbeit ausgeführt werden soll, sind die bisher bekannten, nach Kreiszylinder- oder nach Kugel-Koordinaten arbeitenden Manipulatoren wegen ihres beschränkten Arbeitsbereiches ganz unbrauchbar. Dagegen kann man mit diesem erfindungsgemäßen, mit vielgelenkigen Arm ausgestatteten Manipulator arbeiten, als wäre er Arm und Hand eines lebenden Menschen; denn er ergibt größere Anpassungsfähigkeit und weit größeren Arbeitsbereich im Betrieb.

In Fig. 4 ist das auf der zweiten Gelenkwelle B angeordnete Pia— netenrad P im Eingriff mit dem auf der ersten Gelenkwelle B angeordneten Sonnenrad. In Abwandlung dessen aber kann man das Planetenrad P weglassen und das auf der zweiten Gelenkwelle B angeordnete

Sonnenrad S unmittelbar mit dem auf der ersten Gelenkwelle B₁ anc I

geordneten Sonnenrad S kämmen lassen. In diesem Fall kann das Untersetzungsverhältnis zwischen den Sonnenrädern S und S , dem Planetenrad V und dem Antriebsrad C so gewählt werden, daß es einer Beziehung

t, χ t / t. χ t„ -- I

^L6 ^{Λ C}7 / ^l4 ^{Λ L}8

genügt, worin t , t , t und t die Zähnezahlender Sonnenräder S

und S,, des Planetenzahnrades P„, und des Antriebsrades C - in die-α 2d

ser Reihenfolge - bedeuten. Ferner kann die Art der Verbindung zwischen

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jeder Gelenkwelle B und dem entsprechenden Teil-Arm A umgekehrt oder passend geändert werden.

Zum Beispiel kann man das Antriebs zahnrad D und den Grundarm A , anstatt sie mit der ersten Gelenkwelle B mittels Keilnuten drehfest zu kuppeln, auf dieser Gelenkwelle B relativ zu dieser frei drehbar anordnen und dafür das Antriebsrad D und den Grundarm A auf ihr mittels Stiftes oder in ähnlicher Weise drehfest montieren. Ferner kann man solche Änderung auch auf die zweite Gelenkwelle B , auf das Planetenrad P und den Hauptarm A anwenden. Und man kann, wenn man das Übertragungs-Zahnrad P und den Hilfsarm A starr mitein-

C ό

ander, z.B. mittels Stiftes oder in ähnlicher Weise,· verbindet, die dritte Gelenkwelle B frei um die Arme A oder A drehbar oder starr mit dem Hauptarm A gekuppelt anordnen.

Nun sollen das Zahnrädergetriebe für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und das Zahnrädergetriebe für die Verdrehung des Greif armes A beschrieben werden. Diese Zahnrädergetriebe dienen dazu, den Greifarm A und die Greifvorrichtung A unabhängig von der Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des Grundarmes A , des Hauptarmes A und des Hilfsarmes A in einer absoluten Winkel-Stellung oder in einer gesteuerten Winkelstellung zu halten.

Anhand der Prinzip-Zeichnung der Fig. 9 sei die Wirkungsweise dieser Getriebe erläutert. Das dargestellte Getriebe besteht aus einem Gehäuse 73, einer in diesem Gehäuse starr befestigten Treibwelle 71, einem auf dieser Treibwelle 71 drehbar gelagerten Sonnenrad S,

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einem Planetenrad P, welches mit diesem Sonnenrad S kämmt und sich um die Treibwelle 71 dreht, einem Zwischenrad M, das mit dem Planetenrad P koaxial gekuppelt ist, einem Übertragungsrad T, welches mit dem Zwischenrad M kämmt und sich um die Treibwelle 71 herumbewegt, und einer getriebenen Welle 72, die drehfest mit dem Übertragungsrad T gekuppelt ist, so daß sie sich sowohl um ihre eigene Achse dreht als auch zusammen mit dem Übertragungsrad T um die Treibwelle 71 herumbewegt-

Dieses Zahnrädergetriebe liefert Planetengetriebe E^ und E für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und für die Verdreh-Bewegung des Greifarmes. Das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Übertragungszahnrad T, dem Zwischenzahnrad M, dem Planetenrad P und dem Sonnenrad S ist so gewählt, daß es einer Beziehung

genügt, worin t ', t ', t ' und t ' die Zähnezahl der Zahnräder T,

X 4-* O A

M, P und S - in dieser Reihenfolge - bedeuten. Unter diesen Voraussetzungen dreht sich, wenn die Treibwelle 71 um eine Umdrehung gedreht und dabei das Sonnenrad S blockiert wird, das Übertragungsrad T um

- V ^x V / ^χ·> ^x V ^{= Nul1}

Umdrehungen, wenn

t ' χ t ' /t'xt'-l 1 I /2 4 ~

f. 0 9839/0345

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ist, wie oben erörtert. Mit anderen Worten: Selbst wenn das Gehäuse 73 um die Treibwelle 71 gedreht wird, bewegt sich das Planetenrad P nur parallel zu sich selbst und ohne Drehung, sofern nicht das Sonnenrad S gedreht wird.

Wenn das Sonnenrad gedreht wird, aber das Gehäuse 73 in fester Stellung verbleibt, dann wird das Übertragungsrad T in der gleichen Richtung um einen gleichen Winkel gedreht. Aus dem oben Gesagten wird ersichtlich sein, daß die Planetenzahnrädergetriebe E und E auch die Übertragungsaufgabe erfüllen.

Fig. 10 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 9 dargestellten Geräts \ bei ihr dienen als Zwischenglieder zwischen dem Übertragungszahnrad T und dem Zwischenzahnrad M Kegelräder 16, 18 und eine Welle 17. Die beiden Kegelräder tragen gleiche Zähnezahl. Bei solcher Anordnung ist der Abstand zwischen den Zahnrädern M und T vergrößert, und das Gehäuse 73 und dementsprechend auch die Arme A und A können auf jede gewünschte Länge ausgedehnt werden. Diese abgewandelte Ausführungsform der Fig. 10 ergibt ähnliche Wirkungen wie die Ausführungsform nach Fig. 9. Das Planetenrädergetriebe E von der beschriebenen Bauart und Wirkung ist zwischen der ersten und der zweiten Gelenkwelle B bzw. B , zwischen der zweiten und der dritten Gelenkwelle B bzw. B und zwischen der dritten und der vierten Gelenkwelle B bzw. B angeordnet, um dadurch diese Gelenkwellen-Paare zu verbinden. Bei solcher Anordnung hat die Aufwärts-Abwärts~Schwenkbewegung des Grundarmes A , des Hauptarmes A und des Hilfsarmes A keinen Einfluß auf den Greifarm A „. Außerdem kann durch Drehen des auf

der ersten Gelenkwelle B angeordneten Sonnenrades S die absolute

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Winkelstellung des Greifarmes A , ungestört durch die Gelenk-Bewegung der Arme A , A und A , nach Wunsch gesteuert werden.

In der gleichen Weise sind alle Paare einander benachbarter Gelenkwellen B auch durch das Planetenrädergetriebe E miteinander verbunden, so daß die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des Grundarmes A , des Hauptarmes A , des Hilfsarmes A und des Greif-

X έ^ Ο

armes A keinen Einfluß auf die Verdrehbewegung der Greifvorrichtung A hat. Außerdem kann durch Drehen des Sonnenrades S auf der ersten Gelenkwelle B die absolute Winkelstellung der Greifvorrichtung A ungestört durch die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung der Arme A , A , A und A nach Wunsch gesteuert werden.

X & ο Ί

Die praktische Anordnung des Getriebes für .die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung für den Greifarm A sei nun beschrieben anhand der Fig. 2 und Fig. 4 bis 6, in denen die Bestandteile gleicher Funktion wie die in Fig. 9 und 10 gezeigten mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Das Getriebe für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des Greifarmes A besteht aus einer Anzahl von Zahnrädern, die auf dem Grundarm A , dem Hauptarm A und dem Hilfsärm A angeordnet sind.

Zunächst sei ein in den Grundarm A und in den Hauptarm A

X £*

eingebautes Planetenzahnradgetriebe E beschrieben. Entsprechend dem in der Prinzipskizze dargestellten Sonnenrad S und Übertragungszahnrad T sind ein Sonnenrad S und Übertragungszahnrad T auf der ersten Gelenkwelle B für den Grundarm A bzw. auf der zweiten Gelenkwelle B für den Hauptarm A angeordnet. Entsprechend dem

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Planetenrad P und dem Zwischenrad M der Prinzipskizze ist auf einer im Grundarm A angeordneten, sich nicht drehenden Achse H_f1 ein einzelnes Planetenrad P angeordnet. Dieses Planetenrad P hat die Funktion sowohl des Planetenrades P als auch des Zwischenrades M und kämmt mit dem Sonnenrad S ' und dem Übertragungszahnrad P . Das Sonnenrad S und das Übertragungsrad T haben einander gleiche Zähnezahl. Deshalb herrscht zwischen der Zähnezahl der Räder, welche das im Grundarm A und dem Hai
netengetriebe E bilden, eine Beziehung

V ^x V / V ^x V

welche das im Grundarm A und dem Hauptarm A angeordnete Pia-

= ι

Daher dreht sich selbst dann, wenn der Grundarm A geschwenkt wird, das Übertragungsrad T nicht. Zwischen dem Sonnenrad S und der ersten Gelenkwelle B ist eine Laufbuchse 21 und zwischen dein Planetenrad P. und der sich nicht drehenden Achse 11 ist ebenfalls eine Laufbuchse (nicht gezeichnet) angeordnet, so daß die Zahnräder S und P sich auf ihren zugehörigen Achsen frei drehen können.

Nun wird das im Hauptarm A und im Hilf sann A angeordnete

Ct ό

Planetengetriebe E beschrieben. Auf der zweiten Gelenkwelle B für den Hauptarm A ist entsprechend dem Sonnenrad S in den Prinzip-

C*

skizzen ein Sonnenrad S angeordnet. Dem genannten Planetenrad P

\Ct

und dem genannten Zwischenrad M entsprechen ein Planetenrad P

1 Cj

und ein Zwischenzahnrad M , die auf dor im Hauptarm A an gewünsch-

ltd/ 2λ

ter Stelle seiner Länge befestigten, nicht drehbaren Achse 11 gelagert

c "

sind; dem genannten Über tragungszahii rad T entspricht ein Übertragung;-

4 0 9 B 3 9 / D 3 U b

rad Tj das auf der dritten Gelenkwelle für den Hilfsarm A angeord-

IZ O

und im Hilfsarm A angeordneten Planetengetriebes E sind so ent-

ό IZ

net ist. Diese Zahnräder S , P , M und T des im Hauptarm A

IZ IZ IZ IZ Z

und im Hilfsarm A angeordnete

worfen, daß sie einer Beziehung

⁴I* * V / V * V

genügen. Zwischen dem Zwischenzahnrad M und dem Übertragungs-

IZ

zahnrad T sind eine Reihe von Zahnrädern 14 , 15 , 16 , 18 5

Ii- iZ iZ IZ Χώ

19 und 20 angeordnet, welche die Drehung des Zahnrades 19 Ιώ χ« XiO

ohne Vermehrung oder Verminderung der Drehzahl übertragen. Mit dieser Anordnung wird selbst dann, wenn der Hauptarm A geschwenkt wird, das Übertragungszahnrad T seine absolute Winkelstellung, solange das Sonnenrad S sich nicht dreht, nicht ändern.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist das Übertragungszahnrad T auf dem im Durchmesser verjüngten Teil des Sonnenrades S mittels eines Stiftes 22 drehfest angebracht, so daß diese Räder T und S sich zusammen drehen. Zwischen dem Sonnenrad S und der zweiten Gelenkwelle B ist eine Laufbuchse 21 und zwischen dem Planetenrad P und der drehfesten Achse 11 ist eine Laufbuchse 23

"ic* O IZ

angeordnet. Auf dem im Durchmesser verjüngten Teil des Planetenrades P _o ist ein Zwischenzahnrad M mittels Stiftes 24 drehfest montiert,

Iu IZ IZ

so daß diese beiden Räder sich zusammen drehen. Auf den sich nicht drehenden Achsen 12 und 13 sind mittels Laufbuchsen 25 bzw. 30 Zahnräder 14 bzw. 20 gelagert, so daß diese Räder paare 14 /

15 und 19/20 sich zusammen drehen können. Zwischen dem HilfsxZ IZ xZ

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arm A und der drehbaren Welle 17 sind Buchsen 41 und 32 an-

c* Lc* Lc* Xc*

geordnet. Auf den an beiden Enden der drehbaren Welle 17 angeord-

ic*

neten Keilnuten 27 und 28 sind Kegelräder 16 bzw. 18 mOnl^S " Lc* Lc* Lc*

tiert. Um die Drehung des Zahnrades 14 _o auf das Zahnrad 19 ohne

Lc* Lc*

Zunahme oder Abnahme der Drehzahl zu übertragen, hat jedes Paar von Zahnrädern 14 und 20 , 15 und 19 _o, 16 und 18 gleiche

Lc* ic* Lc* Lc* Lc* Lc*

Zähnezahl.

Nun wird das im Hilfsarm A- und im Greif arm A angeordnete Planetenrädergetriebe E beschrieben. Ein Sonnenrad, das auf der

IO

dritten Gelenkwelle B für den Hilfsarm A angebracht ist, entspricht dem in den Prinzipskizzen dargestellten Sonnenrad S. Ein Planetenrad P und ein Zwischenzahnrad M , beide auf der nicht drehbaren Achse

Io Io

11 gelagert, welche an ausgewählter Stelle auf der Länge des Hilfs-

armes A angeordnet ist, entsprechendem genannten Planetenrad P

bzw. dem genannten Zwischenrad M. Ein Übertragungszahnrad P ,

das auf der vierten Gelenkwelle B für den Greif arm A angeordnet ist, entspricht dem genannten Übertragungszahnrad T. Diese Zahnräder S , P , M und T , welche das im Hilfsarm A und im Greif-

IO XO Io IO O

arm A angeordnete Planetenrädergetriebe E bilden, sind so gewählt,

Tc IO

daß sie einer Beziehung

genügen. Bei der gezeichneten Ausführungsform sind zVischen dem Zwischenzahnrad M und dem Übertragungszahnrad T Zahnräder

IO Io

16 und 18 angeordnet. Diese Räder 16 und 18 haben gleiche

IO IO Io to

Zähnezahl, so daß die Drehung des Rades 16 auf das Rad 18 ohne

Ij to

Zunahme oder Abnahme der Drehzahl übertragen wird. Bei dieser An ordnung wird, wenn der Hilfsarm A geschwenkt wird, das Über-

tragungszahnrad T seine absolute Winkelstellung nicht ändern, so- lange das Sonnenrad S nicht gedreht wird.

Io

Bei der in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform ist auf dem im Durchmesser verjüngten Teil des Übertragungszahnrades T ein Sonnenrad S mittels des Stiftes 22 drehfest montiert, so daß die

Io IO

beiden Räder sich zusammen drehen. Zwischen dem Planetenrad P

und der sich nicht drehenden Achse 11 ist eine Laufbuchse 22 an-

Io - ίό

geordnet. Auf dem im Durchmesser verjüngten Teil des Planetenrades P ist ein Zwischenzahnrad M mittels Stiftes 24 drehfest mon-

Xo LO _ XO

tiert. Zwischen dem Hilfsarm A und der sich drehenden Welle 17

o Io

sind Lagerbuchsen 31 und 32 angeordnet. Auf der Welle 17 sind

Io Io Io

an ihren beiden Enden ein Paar Kegelräder 16 und 17 drehfest mit-

Io Io

tels Keilnuten 27 und 28 montiert. Das Übertragungszahnrad T

Io Io .

und die vierte Gelenkwelle B, sind mittels Keilnuten 94 drehfest mit-

einander verbunden. Auch der Greifarm A ist mit der vierten Gelenk-

welle B, mittels Keilnut 94 drehfest verbunden, so daß sie sich zu-4

sammen drehen.

Kurz gesagt; Dank der Wirkung der im Grundarm A , im Hauptarm A und im Hilfsarm A angeordneten Planetengetriebe E , E

/L· ο Il yd*

und E wird selbst dann, wenn einer oder mehrere dieser Arme A ,

Xo I

A und A geschwenkt werden, der Greifarm A seine absolute Win™ kelstellung nicht ändern, solange das Sonnenrad S nicht gedreht wird.

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Der Greifarm A ist bei dem Gelenkarm der Fig. 6 am Vorderende des Hilfsarmes A verdrehbar angeordnet; er kknn aber auch anders, nämlich unmittelbar am Vorderende des Hilfsarmes A„ mon-

\ 3

tiert sein» In diesem Fall kann die Greifvorrichtung A am Greifarm A^ so angebracht sein, daß sie um einen gleichen Winkel und in der gleichen Richtung und in der gleichen Ebene wie der Hilfsarm A auf-

vJ

wärts und abwärts geschwenkt werden kann.

Nun wird im folgenden das Zahnrädergetriebe für die Verdrehung der Greifvorrichtung A_ beschrieben. Bei diesem Getriebe wird ein Planetengetriebe verwendet, das von ganz der gleichen Bauart wie die vorher beschriebenen ist und aus einer Anzahl von in den Armen A , A und A angeordneten Zahnrädern besteht. Da das Getriebe für die Verdrehung der Greifvorrichtung gleiche Bauart wie das Getriebe für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des Greifarmes hat, sind in der Zeichnung die entsprechenden Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen, bei denen jedoch der Buchstabe f durch den Buchstaben h ersetzt ist, versehen. Jedes Planetenrad E , zwischen je zwei einander benachbarten Gelenkwellen B angeordnet und aus einem Sonnenrad S , einem Planetenrad P , einem Zwischenrad M und einem Übertragungsrad T bestehend, ist fast gleich dem Getriebe für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des Greifarmes mit der Ausnahme, daß zwischen der vierten Gelenkwelle B und dem Übertragungsrad T (Fig. 6) eine Laufbuchse 41 angeordnet ist, welche freie Drehbarkeit des Übertragungsrades T ermöglicht; es wird daher hier nicht näher beschrieben.

Nun wird ein Zahnrädergetriebe h beschrieben, das zwischen

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dem Greifarm A und dem Übertragungszahnrad T angeordnet ist. An beliebig gewählten Stellen der Länge des Greifarmes A sind parallel zur vierten Gelenkwelle 13 eine Welle 33, _Λ und eine Achse 36,

4 h4 h4

angeordnet. Auf diesen Wellen und der Achse sind eine Reihe von Zahnrädern 31, „, 32, „, 34, „, 35, . 37, _Λ und 39, _Λ anqeordnet, welche h4' h4' h4' h4' h4 h4 ^a '

ein Übertragungszahnrad T mit einem Verdreh-Zahnrad 40 ver-

ZIo n4

binden. Wie im einzelnen später erläutert werden wird, ist das Verdreh-Zahnrad 40 mit der Grundwelle 63 der Greifvorrichtung A verbunden. Wie die Zeichnung erkennen läßt, sind das Übertragungszahnrad T, _ und das Zahnrad 31, „ durch Stifte 42, _Λ drehfest miteinh3 h4 h4

ander gekuppelt; zwischen dem Zahnrad 31 und der vierten Gelenkwelle E5 ist eine Buchse 41, _Λ eingesetzt; die Räder 32, und 34, , 4 h4 ^{a 9} h4 h4

sind mit der Welle 33, „ durch Keilnuten 43, _ und 45 drehfest ver-

h4 h4 h4

bunden; zwischen der Welle 33 und dem Greifarm A ist eine Laqerbuchse 44, _M und zwischen dem Zahnrad 35, _ und der Achse 36 , ^H h4 h4 h4

ist eine Laufbuchse 46, „ angeordnet; die Zahnräder 37 und 39, .

h4 ^a ' h4 h4

sind mit der Welle 38 durch Keilnuten 48, drehfest verbunden; und

h4 h4 '

zwischen dem Verdreh-Zahnrad 40, . und dem Greifarm A . ist eine

h4 4

Lagerbuchse 49 eingesetzt. So ist das Verdreh-Getriebe derart entworfen, daß je zwei einander benachbarte Gelenkwellen B , B , B und

B miteinander durch Planetenrädergetriebe E , E bzw. E ver-4 hl h2 h3

bunden sind und daß das Übertragungszahnrad T mit dem Verdreh-Zahnrad 40 verbunden ist. Selbst wenn die Arme A , A und A aufwärts oder abwärts geschwenkt werden, wird die Greifvorrichtung A nicht verdreht,
nicht gedreht wird.

A nicht verdreht, solange das Sonnenrad S im Verdreh-Getriebe

J ill

Zum Schluß sei die Greifvorrichtung A_r beschrieben. Das Ver-

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dreh-Zahnrad 40, . ist drehfest mit der Grundwelle 63 verbunden,

h4 '

die ihrerseits luftdicht und drehbar in einer an einem Ende des Greifarmes A angebrachten Buchse 64 gelagert ist. Innerhalb der Grundwelle 63 ist ein Druckluftzylinder 65 angeordnet, der_xeinen vorderen und einen hinteren Zylinderraum aufweist, welche abwechselnd Druckluft von außen durch ringförmige Öffnungen 66 und 67 der Buchse 64 erhalten können. Am Vorder ende der im Druckluftzylinder 65 hin- und hergehenden Kolbenstange sind ein Paar Greifklauen 69 so angebracht, daß sie geöffnet und geschlossen werden, wenn die Kolbenstange vorgeschoben bzw. zurückgezogen wird. Auf diese Weise kann der zu verbringende Gegenstand von der Greifklaue 69 ergriffen oder losgelassen werden. Ein Paar biegsamer Druckluftleitungen für die Zufuhr der Druckluft in den Druckluftzylinder 65 können an der Außenwand des Greif armes A , des Hilfsarmes A und des Hauptarmes A zu einer geeigneten Anschlußstelle am ortsfesten Grundgestell X geführt werden.

In der vorstehenden Beschreibung sind das Getriebe für die Aufwärts- und Abwärts-Schwenkbewegung des Greifarmes und da> Getriebe für das Verdrehen der Greifvorrichtung gemäß der gezeichneten Ausführungsform erörtert worden. Aber anstatt das Sonnenrad S am hinteren Ende jedes Armes A und das Übertragungszahnrad T am vorderen Ende des Armes anzuordnen, kann man auch das Übertragungszahnrad T am hinteren Ende jedes Armes A und das Sonnenrad S am vorderen Ende des Armes vorsehen und dabei das Übertragungszahnrad T und das Sonnenrad S miteinander durch das Zwischenzahnrad M und das Planetenrad P verbinden. Anders gesagt; Anstatt die Gelenk-

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wellen miteinander durch das Sonnenrad S, Planetenrad P, Zwischenrad M und Übertragungsrad T - in dieser Reihenfolge - zu verbinden, kann man das auch in der umgekehrten Reihenfolge, nämlich Übertragungsrad T, Zwischenrad M, Planetenrad P und Sonnenrad S, tun und erreicht so genau die gleiche Wirkung wie mit der oben beschriebenen Ausführungsform, und dies sollte als eine der Ausführungsformen der Erfindung angesehen werden.

Wie das oben Dargelegte zeigt, ermöglicht der erfindungsgemäße Manipulator sowohl die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und die Streckbewegung des vielgelenkigen Armes als auch die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und Verdrehung des Greifarmes - Mit dem erfindungsgemäßen Manipulator lassen sich die Greifbewegung der Greifvorrichtung A und die waagerechte Schwenkbewegung des waagerecht schwenkbaren Gehäuses Y durdigewöhnliche Mittel in einfacher Weise erreichen. Wenn die Abtriebswelle eines (nicht gezeichneten) Schrittmotors mit dem Antriebs zahnrad C des Getriebes für die Streckbewegung, mit dem Antriebszahnrad D des Getriebes für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung, mit dem Sonnenrad S des Getriebes für das Aufwärts-Abwärts-Schwenken des Greifarmes und mit dem Sonnenrad S des Getriebes für das Verdrehen des Greifarmes verbunhl

den sind und wenn zusätzlich die Abtriebswelle eines (nicht gezeichneten) Schrittmotors mit der (nicht gezeichneten) senkrechten Welle des waagerecht schwenkbaren Gehäuses Y verbunden wird, dann wird die Greifvorrichtung A des erfindungsgemäßen Manipulators eine dreidimensionale Bewegung liefern. Ferner können alle genannten Bewegungs-Steuerungen wirkungsvoll konzentrisch am ortsfesten Grund-

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gestell X und am schwenkbaren Gehäuseblock Y je nach der Winkelstellung der Bestandteile erfolgen.

Genauer gesagt: "Wenn die absolute Winkelstellung des mit der Greifvorrichtung A zu ergreifenden Gegenstandes, gemessen in der Mitte der zweiten Gelenkwelle B für den Hauptarm, in eine digitale Größe umgewandelt und auf einen mit dem Antriebszahnrad D im Aufwärts-Abwärts-Schwenkgetriebe verbundenen Schrittmotor gegeben wird, dann läßt sich der Winkel, indem der ganze Arm aufwärts oder abwärts geschwenkt werden muß, bequem einstellen. In ähnlicher Weise läßt sich, wenn der Aufwärts- oder Abwärts-Schwenkwinkel des Hauptarmes A mittels der Visierlinie, welche die zweite Ge-

Ct

lenkwelle B mit dem zu ergreifenden Gegenstand verbindet, als eine

Ct

Bezugslinie gemessen und diese in eine digitale Größe umgewandelt und als Steuerbefehl auf einen mit dem Antriebs zahnrad C des Streckbewegungs-Getriebes verbundenen Motor gegeben wird, die Entfernung zu dem zu ergreifenden Gegenstand leicht durch Strecken des Gelenkarmes bestimmen. Um den G reif arm A in einer gewünschten absoluten Winkelstellung, ζ. B. in waagerechter Stellung, zu halten, kann man einen dem absoluten Winkel entsprechenden digitalen Steuerbefehl auf einen Schrittmotor geben, der mit dem Sonnenrad S des Aufwärts-Abwärts-Schwenkgetriebes für den Greifarm gekuppelt ist. In diesem Fall kann, wenn das Sonnenrad S in einer waagerecht haltenden Stellung festgehalten wird, die waagerechte Stellung des Greifarmes A aufrechterhalten werden, ohne daß sie durch die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und die Streckbewegung der anderen Arme A , A und

A„ gestört würde. In derselben Weise wie der Greif arm A kann die ο 4

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an seinem Vorderende angebrachte Greifvorrichtung A leicht in ei-

«J

ner gewünschten "Winkelstellung gehalten werden durch digitale Steuerung des Schrittmotors, der mit dem Sonnenrad S des Verdreh-Getriebes verbunden ist. Wenn der zu ergreifende Gegenstand erreicht ist, wird die Greifvorrichtung A durch die Druckluft so betätigt, daß sie den Gegenstand durch Drücken von beiden Seiten festhält. Danach wird der Gelenkarm aufwärts oder abwärts geschwenkt oder einwärts gefaltet oder auswärts entfaltet; die Greifvorrichtung A wird verdreht, und/oder das waagerecht schwenkbare Gehäuse Y wird unter digitaler Steuerung wie oben beschrieben geschwenkt und dabei der Gegenstand in die gewünschte Stellung transportiert. Dieser Transport ist vollendet, wenn der Gegenstand an der gewünschten Stelle freigegeben worden ist. Wenn ein offenes Gefäß oder ein mit Flüssigkeit gefüllter Behälter transportiert wird, kann man, um die Gefahr zu vermeiden, daß die Flüssigkeit während des Transportes überläuft, das Sonnenrad S blockieren, damit die Greifvorrichtung A nicht verdreht werden kann. Auch kann man die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung, die Streckbewegung und die waagerechte Schwenkbewegung des ganzen Gelenkarmes A steuern. So kann man den Behälter, nachdem man ihn freigegeben hat, auf einer Rast oder dergleichen in beliebiger gewünschter Stellung abstellen, oder man kann die in ihm enthaltene Flüssigkeit in einen anderen Behälter gießen, in dem man die Greifvorrichtung A verdreht. So kann man die mannigfachsten Gegenstände in störungsfreier Weise transportieren.

Jede der oben genannten Betätigungseinrichtungen besteht aus einem Zahnrädergetriebe, und deshalb kann man mit dem Manipulator eine

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Vielfalt gewünschter Bewegungen ausführen, indem man nacheinander auf jeden entsprechenden Schrittmotor die voreingestellten aufeinanderfolgenden Steuerbefehle oder digitale Steuerbefehle, welche den Drehwinkeln entsprechen, eingibt. Solche Betätigungs-Steuerung ist höchst wirkungsvoll und ermöglicht genaue Einstellung der Greifvorrichtung nach dem offenen Steuerungsverfahren.

Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich geworden sein, daß nach der Erfindung der Hauptarm A und der Hilfsarm A von gleicher

Ct O

Länge Ende an Ende miteinander verbunden sind und so einen Gelenkarm A bilden, so daß der gesamte Gelenkarm aufwärts und abwärts geschwenkt werden kann, als wäre er ein Bauteil aus einem einzigen Stück, und der Hauptarm A und der Hilfsarm A zusammengefaltet oder, ohne gestreckt zu werden, auseinandergefaltet werden können. Und es wird ersichtlich sein, daß die zweite Gelenkwelle B für den Hauptarm A dem Schultergelenk und die dritte Gelenkwelle B für

den Hilfsarm A dem Ellbogengelenk des menschlichen Körpers ent-3 \

spricht. Mit der obigen beschriebenen Anordnung lassen sich die schwierigen Bewegungen üblicher Manipulatoren vermeiden; und der Gelenkarm dieses Manipulators ergibt glatte Bewegungen, die ganz denen des menschlichen Armes ähneln. Trotz eines weiten Bedienungsbereiches erfordert der erfindungsgemäße Gelenkarm, da er sowohl zur Aufwärts-Abwärts-Bewegung als auch zur Streckbewegung fähig ist, keinen großen Raum für seine Einrichtung, und zwar weder über noch unter dem Grundteil des Gelenkarmes noch auf der Rückseite des Gelenkarmes. Besonders im Vergleich mit einem üblichen, nach Kreiszylinder-Koordinaten arbeitenden Manipulator nimmt der erfindungs-

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gemäße Manipulator nur wenig Raum ein- Kurz: Der erfindungsgemäße Manipulator ist vorteilhaft insofern, als er einen im Vergleich zu seinem Eigenbedarf an Raum sehr weiten Bedienungsbereich hat.

Außerdem läßt sich, da die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und die Streckbewegung des ganzen Gelenkarmes und die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des Greifarmes durch den Drehwinkel gesteuert werden können, das Bewegungs-Getriebe baulich sehr vereinfachen. Trotz seines Gelenkarmes kann der erfindungsgemäße Manipulator nach einem leicht zu entwerfenden Programm gesteuert werden. Die oben beschriebene Bauart, bei der sowohl die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung als auch die Streckbewegung des Gelenkarmes in gemeinsamer Ebene erfolgen, trägt viel dazu bei, diesen Vorteil bemerkenswert zu machen. Da die Streckbewegung des Gelenkarmes durch Schwenken des Hauptarmes A und des gleich langen Hilfsarmes A um gleichen Winkel und in einander entgegengesetzter Richtung erfolgen, ist keinerlei Zubehör wie z.B. eine Führungsschiene zur Führung des Vorderendes des Hilfsarmes A erforderlich.

Entsprechend dem Handgelenk des menschlichen Körpers ist der die Greifvorrichtung A tragende Greifarm A mit dem vorderen Ende

des Hilfsarmes A verbunden, so daß der Greifarm A in gewünsch-ο 4

ter Winkelstellung gehalten werden kann, ohne durch die Aufwärts-Ab~ wärts-Schwenkbewegung und die Streckbewegung des Gelenkarmes gestört zu werden. Dies macht den Gelenkarm noch mehr der Hand und dem Arm des menschlichen Körpers ähnlich, so daß der Gelenkarm zum Transport nicht nur von vielerlei festen Gegenständen, sondern

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auch von flüssigkeitgefüllten Gefäßen, ohne daß deren Flüssigkeit ausliefe, geeignet macht.

Ferner läßt sich der ganze Gelenkarm in senkrechter Ebene und ebenfalls waagerecht, und zwar dies um 360 , schwenken und obendrein die Greifvorrichtung A um ihre Achse verdrehen. Daher kann der erfindungsgemäße Manipulator nicht nur vielerlei Gegenstände transportieren, sondern Zusammensetz-Arbeiten ausführen und Flüssigkeiten aus einem Gefäß in ein anderes gießen.

Die Anordnung der Welle für den Leistungseingang oder der ersten Gelenkwelle (die als Leistung seingang s-Welle der Getriebe für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung und für die Streckbewegung des Gelenkarmes und für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkung und für die Verdrehung der Greifvorrichtung dient) innerhalb des Grundgestells X vereinfacht die Bauart des Manipulators. Die Getriebe bringen gar keinen Schlupf während des Betriebes mit sich, und die Motordrehung läßt sich in zuverlässiger Weise zu jedem Folgeteil übertragen. Dadurch werden nicht nur Steuerungsfehler aufs äußerste vermindert und die Ansprechgenauigkeiten des Manipulators verbessert, sondern wird auch offene Steuerung der Schrittm otoren ermöglicht und somit die Steuer ungsanlage des Manipulators vereinfacht.

In den Armen und Gelenken sind keine anderen Bauteile als die Zahnräder der Bewegungs-Übertragungseinrichtungen angeordnet; daher kann jeder Arm gedrängt und leicht gebaut sein, was leicht Beweglichkeit bei großem Winkelbereich ergibt. Der vielgelenkige Arm

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~ 44 -

läßt sich leicht in seinen Gelenken so schwenken, daß sein Mittelgelenk nach oben oder nach unten weist (Fig , 11), und seine an ihm vorne angebrachte Greifvorrichtung kann in jede gewünschte Stellung z.B. innerhalb eines Gehäuses gebracht werden, ohne daß die Lage des zu ergreifenden Gegenstandes oder die Stellung des Grundgestells des Manipulators geändert zu werden braucht.

Nur die elektrischen Steuerleitungen und die Druckluftleitungen für die Greifvorrichtung sind innerhalb des Manipulators als sein Zubehör erforderlich; alles sonstige Zubehör ist entbehrlich. Dies trägt mit dazu bei, die Greifvorrichtung einfach in ihrer Bauart und hochwirksam im Betrieb zu machen, und auch dazu, eine explosionssichere Bauart des Manipulators zu erleichtern.

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Claims

Ansprüche

/ X.JManipulator mit mehrgelenkigem Arm, bei dem mindestens zwei getrennte Arme - oder ein Hauptarm und ein Hilfsarm - in gemeinsamer Ebene betätigt werden können, dadurch gekennzeichnet , daß

a) der Hauptarm (A ) an seinem inneren Ende drehfest mit einer zweiten Gelenkwelle (B ) verbunden ist, die mit einem Antriebsmotor so gekuppelt ist, daß der Hauptarm um die Achse dieser zweiten Gelenkwelle schwenkbar ist,

b) der Hilfsarm (A ) an seinem inneren Ende drehfest mit einer dritten Gelenkwelle (B ) verbunden ist, die drehbar auf dem vorderen Ende des Hauptarmes (A ) so angeordnet ist, daß der Hilfsarm um die Achse dieser dritten Gelenkwelle geschwenkt werden kann,

c) ein Sonnenrad (S ) drehbar auf der zweiten Gelenkwelle (B₀) an-

c 2

geordnet ist,

d) ein mit diesem Sonnenrad (S ) kämmendes Planetenrad (P )

c c

drehbar auf einer Achse (lic) angeordnet ist, die nicht drehbar an einer passe
montiert ist,

an einer passend gewählten Stelle der Länge des Hauptarmes (A )

e) ein Zwischenzahnrad (M ) drehbar auf dieser nicht drehbaren

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Achse (11 ) gelagert und drehfest mit dem Planetenrad (P ) verc """"■- c

bunden ist, so daß es sich mit diesem zusammen dreht,

f) ein drehfest auf der dritten Gelenkwelle (B ) montiertes Übertragungszahnrad (T ) betrieblich mit dem Zwischenzahnrad (M ) gekuppelt ist, so daß die zweite und die dritte Gelenkwelle (B bzw.

B) miteinander durch das aus jenen ^Kädern (S , P , M und T ) 3 c⁷ c c c

bestehende Streckbewegungs-Planetengetriebe (E ) verbunden sind, und

g) das Untersetzungsverhältnis zwischen jenen Rädern (S , P , M und T ) so gewählt ist, daß es einer Gleichung

genügt (worin t , t , t und t die Zähnezahlen der Räder S , P ,

τ: O c* 1 CC

M und T - in dieser Reihenfolge "- bedeuten), so daß bei Überc c

tragung einer Leistung auf die zweite Gelenkwelle (B„) der Hauptarm (A ) um diese zweite Gelenkwelle (B ) herum aufwärts oder abwärts geschwenkt und der Hilfsarm (A _) in der gemeinsamen Ebene um ei-

nen gleichen Winkel aufwärts oder abwärts oder in der entgegengesetzten Richtung geschwenkt werden kann.
2. Manipulator mit mehrgelenkigem Arm, bei dem mindestens ein erster Arm und ein zweiter Arm in gemei nsamer Ebene betätigt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß

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a) der erste Arm an seinem inneren Ende drehfest mit einer ersten Welle verbunden ist, die mit einem Antriebsmotor so gekuppelt ist, daß der erste Arm um die Achse der ersten Gelenkwelle schwenkbar ist,

b) der zweite Arm an seinem inneren Ende drehfest mit einer zweiten Gelenkwelle verbunden ist, die drehbar im Vorderende des ersten Armes so montiert ist, daß der zweite Arm um die Achse der zweiten Gelenkwelle schwenkbar ist,

c) ein Sonnenrad drehbar auf der ersten Gelenkwelle montiert ist,

d) ein Planetenrad, mit jenem Sonnenrad kämmend, drehbar auf einer nicht drehbaren Achse gelagert ist, die an einer passend gewählten Stelle der Länge des ersten Armes angeordnet ist,

e) ein Zwischenzahnrad auf jener nicht drehbarehAchse montiert und drehfest mit jenem Planetenrad verbunden ist, so daß jene Räder sich

zusammen drehen,

f) ein Übertrag ungs zahnrad drehfest auf der zweiten Gelenkwelle montiert und betrieblich mit jenem Zwischenzahnrad verbunden ist, so daß die erste und die zweite Gelenkwelle miteinander verbunden sind durch das Planetenrädergetriebe für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkung des zweiten Armes, das aus jenem Sonnenrad, Planetenrad, Zwischenzahnrad und Übertragungszahnrad besteht, und daß das Drehzahlverhältnis zwischen diesen Rädern so gewählt ist, daß es einer Beziehung

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v* ν /ν»ν -

genügt, (worin t ', t ', t .' und t ' die Zähnezahlen des Sonnen-

τ: Ο ώ Χ

rades, des Planetenrades, des Zwischenrades und des Übertragungszahnrades - in dieser Reihenfolge - bedeuten), so daß bei Übertragung einer Leistung auf eine der genannten zwei Gelenkwellen der auf der anderen Gelenkwelle montierte Arm um die Achse der genannten einen dieser Gelenkwellen aufwärts oder abwärts geschwenkt werden kann, während der auf der anderen Gelenkwelle montierte Arm in der gemeinsamen Ebene parallel zu sich selbst, ohne seine absolute Winkelstellung zu ändern, bewegt werden kann.
3. Manipulator mit mehrgelenkigem Arm, bei dem mindestens zwei getrennte Arme oder ein Hilfsarm und ein Greifarm in gemeinsamer Ebene betätigt werden können, dadurch gekennzeichnet , daß

a) der Hilfsarm (A ) an seinem inneren Ende drehfest mit einer drit-

ten Gelenkwelle (B ) verbunden ist, die mit einem Antriebsmotor ge~

kuppelt ist, so daß der Hilfsarm um die Achse der dritten Gelenkwelle (B ) schwenkbar ist,

b) der Greifarm (A.) an seinem inneren Ende drehfest mit einer vier-

ten Gelenkwelle (B ) verbunden ist, die drehbar am vorderen Ende des Hilfsarmes (A ) angeordnet ist, so dä3 der Greifarm (A ) um die Achse der vierten Gelenkwelle (B ) schwenkbar ist,

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c) ein Sonnenrad (S ) drehbar an der dritten Gelenkwelle (B ) angeordnet ist,

d) ein Planetenrad (Ρ™)' mit jenem Sonnenrad kämmend, drehbar

auf einer nicht drehbaren Achse (ll_fq) gelagert ist, die an einer

Io

passend gewählten Stelle der Länge des Hilfsarmes (A ) angeordnet ist.

e) ein Zwischenzahnrad (M) auf jener nicht drehbaren Achse an- * Io

geordnet und drehfest mit jenem Planetenrad (P,,,) verbunden ist, so

Xo

daß diese beide Räder sich zusammen drehen,

f) ein Übertragungszahnrad (T ) drehfest auf der vierten Gelenk-

Io

welle (B ) angeordnet und betrieblich mit jenem Zwischenzahnrad (M) verbunden ist, so daß die dritte und die vierte Gelenkwelle (B bzw. B) miteinander verbunden sind durch das Planetenrädergetriebe (E ) für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des Greif-

Io

armes, das aus jenen Rädern (S , P , M und P ) besteht, und

Xo Io Io Io

g) das Drehzahlverhältnis zwischen jenen "ädern (S , P , M und

Io Io Io

T) so gewählt ist, daß es einer Beziehung

t'xt' /t'xt'=l 1 3 / ^l2 4

genügt (worin t ', t ', t ' und t ' die Zähnezahlen jener Räder

TC O u 1

S , P , M und T - in dieser Reihenfolge - bedeuten), so daß

Xo Xo Io Io

bei Übertragung einer Leistung auf die dritte Gelenkwelle (B ) der

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Hilfsarm (A ) um die Achse der dritten Gelenkwelle (B ) aufwärts oder abwärts geschwenkt werden kann, während der Greifärm (A )

in der gemeinsamen Ebene parallel zu sich selbst, ohne Änderung seiner absoluten Winkelstellung, bewegt werden kann.
4. Manipulator mit mehrgelenkigem Arm, bei dem mindestens ein erster Arm und ein zweiter Arm in gemeinsamer Ebene betätigt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der erste Arm an seinem inneren Ende drehfest mit einer ersten Gelenkwelle verbunden ist, die mit einem Antriebsmotor gekuppelt ist, so daß der erste Arm um die Achse der ersten Gelenkwelle geschwenkt werden kann,

b) der zweite Arm an seinem inneren Ende drehfest mit einer zweiten Gelenkwelle verbunden ist, die drehbar am vorderen Ende des ersten Armes angeordnet ist, so daß der zweite Arm um die Achse der zweiten Gelenkwelle geschwenkt werden kann,

c) ein Sonnenrad drehbar auf der ersten Gelenkwelle angeordnet ist,

d) ein Planetenrad, mit dem Sonnenrad kämmsnd, drehbar auf einer nicht drehbaren Achse gelagert ist, die an einer passend gewählten Stelle der Länge des ersten Armes angeordnet ist,

e) ein Zwisc henzahnrad auf der nicht drehbaren Achse angeordnet und drehfest mit dem Planetenrad verbunden ist, so daß diese Räder sich zusammen drehen,

409339/0345

f) ein Übertragungs zahnrad drehfest auf der zweiten Gelenkwelle montiert und betrieblich mit dem Zwischenzahnrad verbunden ist, so daß die erste und die zweite Gelenkwelle miteinander verbunden sind durch das Planetenrädergetriebe für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des zweiten Armes, das aus jenem Sonnenrad, Planetenrad, Zwischenzahnrad und Übertragungs zahnrad besteht, \

g) das Drehzahlverhältnis zwischen jenen Rädern so gewählt ist, daß es einer Beziehung ■ ·

t ' χ t ' / t ' χ t ' ¹I ^{X l}3 / 2 -4

genügt, (worin t ', t ', t ' und t ' die Zähnezahlen des Sonnenrades,

TC ό Ct 1

Planetenrades, Zwisdienzahnrades und Übertragungszahnrades - in dieser Reihenfolge - bedeuten),

h) ein Zahnrad drehbar in dem in einem jener Gelenke angeordneten Arm montiert ist, so daß es zusammen mit dem Bewegungs-Übertragungszahnrad arbeitet,

i) dieses Zahnrad an einer Greifvorrichtung befestigt ist, so daß, wenn ein Antriebsdrehmoment auf die andere Gelenkwelle gegeben wird, um den anderen Arm aufwärts- oder abwärts um die Achse der anderen Gelenkwelle zu schwenken, die auf einem dieser Arme angeordnete Greifvorrichtung zusammen mit dem anderen Arm geschwenkt werden kann, ohne dabei verdreht zu werden.
5. Manipulator mit mehrgelenkigem Arm, bei dem mindestens

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zwei getrennte Arme oder ein Hilfsarm und ein Greif arm in gemeinsamer Ebene betätigt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Hilfsarm (A ) an seinem inneren Ende mit einer dritten Gelenkwelle (B ) verbunden ist, die mit einem Antriebsmotor gekuppelt ist, so daß der Hilfsarm um die Achse der dritten Gelenkwelle (B ) geschwenkt werden kann,

b) der Greifarm (Aj an seinem inneren Ende drehfest mit einer vier-

ten Gelenkwelle (B.) verbunden ist, die drehbar am vorderen Ende

des Hilfsarmes (A ) montiert ist, so daß der Greifarm um die Achse der vierten Gelenkwelle (B ) geschwenkt werden kann,

c) ein Sonnenrad (S₁ „) drehbar auf der dritten Gelenkwelle (B„) mon-

ho ο

tiert ist,

d) ein Planetenrad (P₁₀), mit jenem Sonnenrad kämmend, drehbar

ho

auf einer nicht drehbaren Achse (11 ) gelagert ist, die an einer passend gewählten Stelle der Länge des Hilfsarmes (A ) angeordnet ist,

e) ein Zwischenzahnrad (M, „) auf jener nicht drehbaren Achse (11, _)

ho ho

angeordnet und drehfest mit jenem Planetenrad (P ) gekuppelt ist, so

no

daß diese Räder (M und P₁ „) sich zusammen drehen,

ho ho .

f) ein Übertragungszahnrad (T₁ ) drehfest auf der vierten Gelenkwelle

ho

(B ) montiert und betrieblich mit jenem Zwischenzahnrad (M ) ver-

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bunden ist, so daß die dritte und die vierte Gelenkwelle (B und B) miteinander verbunden sind durch das Planetenrädergetriebe für die Aufwärts-Abwärts-Schwenkbewegung des Greifarmes , das aus jenen

Rädern (S , P _, M und T) besteht, no ho ho ho

g) das Drehzahlverhältnis zwischen jenen Rädern (S , P,„, M

sXo XIo flO

und T) so gewählt ist, daß es einer Beziehung

Ιϊό

t ' χ t ' / t ' • 1 3 /2

χ t ' = 1 4

genügt (worin t ', t ', t ' und t ' die Zähnezahlen der Räder S , 4 ό 2t 1 no

P, ,,-M₁ „ und T, - in dieser Reihenfolge ~ bedeuten), ho ho ho

h) ein Zahnrad (40 ) drehbar im Greifarm (A ) gelagert ist, so daß es zusammen mit dem Bewegungs-Übertragungszahnrad (T )

ΪΪΟ

arbeitet,

i) dieses Zahnrad (40 ) an der Greifvorrichtung (A ) befestigt ist, so daß, wenn ein Antriebsdrehmoment auf die dritte Gelenkwelle (B ) gegeben wird, um den Hilfsarm (A ) um die Achse der dritten Gelenkwelle (B ) aufwärts oder abwärts zu schwenken, die auf dem Greifarm (A ) angeordnete Greifvorrichtung (A ) zusammen mit dem Hilfsarm (A ) geschwenkt werden kann, ohne dabei verdreht

zu werden.
6. Mankpulator mit mehrgelenkigem-Arm, bei dem der Hauptarm an einem Grundarm angelenkt ist, der mit dem Antriebsmotor

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an der ersten Gelenkwelle gekuppelt ist, und jeder der Arme um die Achse der zugehörigen Gelenkwelle in einer allen gemeinsamen Ebene geschwenkt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Planetenrad (P₀,) drehfest auf der zweiten Gelenkwelle (B ) montiert ist,
gelagert ist,

montiert ist, die drehbar im vorderen Ende des Grundarmes (A )

b) eine erste Gelenkwelle (B ) drehfest am inneren Ende des Grundarmes (A ) montiert ist,

c) Antriebszahnräder (S und C) drehbar auf jener ersten Gelenkwelle (B ) angeordnet sind,

d) ein Antriebs zahnrad (D) drehfest auf jener ersten Gelenkwelle (B ) angeordnet ist,

e) das eine Antriebsrad (S ) drehfest an einem Grundgestell (X) montiert ist und mit einem drehbar auf der zweiten Gelenkwelle (B ) gelagerten Sonnenrad (S ) kämmt und das andere Antriebsrad (C) mit jenem Planetenrad (P₀,) kämmt, so daß die erste Gelenkwelle (B ) mit der zweiten Gelenkwelle (B ) durch das aus jenen Rädern

L &

(S , S,, P_, und C) bestdiende Planetengetriebe für die Aufwärtsc d Δα.

Abwärts-Schwenkbewegung (E ) gekuppelt ist, um dadurch die zweite Gelenkwelle (B ) mit dem Antriebsmotor zu kuppeln,

f) das Drehzahl verhältnis zwischen jenen Rädern (S , S , P und C)

O Ct <-XX

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so gewählt ist, daß es einer Beziehung

genügt (worin t , t,, t und t - die Zähnezahlen der Räder S , S ,

~E Ö f o C Q.

P und C - in dieser Reihenfolge - bedeuten), so daß, wenn das Antriebszahnrad (D) gedreht wird, der Grundarm (A ) um die erste Gelenkwelle (B ) geschwenkt und dadurch die zweite Gelenkwelle (B ) um die erste Gelenkwelle (B ) herumbewegt werden kann, damit der Hauptarm (A ) mitsamt dem daran drehfest angebrachten Planetenrad (P₀ ) um die zweite Gelenkwelle (B ) zwecks Winkel verstellung geschwenkt und gleichzeitig das Sonnenrad (S ) um die erste Gelenkwelle (B ) gedreht und dadurch der Hilfsarm (A ) mitsamt dem dar-■ an drehfest angebrachten Übertragungszahnrad (T ) und dem Sonnenrad (S ) aufwärts oder abwärts oder in derselben Richtung wie der Hauptarm (A ) in gemeinsamer Ebene zwecks Winkelverstellung geschwenkt werden kann.
7. Manipulator mit mehrgelenkigem Arm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

a) anstatt, daß die Sonnenräder (S und S) miteinander kämmen,

C Q.

das Planetenrad (P₁,) drehbar auf der zweiten Gelenkwelle (B ) ge-

XCl . δ»

lagert ist und mit dem Sonnenrad (S ) kämmt, welches lose auf der ersten Gelenkwelle (B ) angeordnet ist,

b) jenes Planetenrad (P. ) ebenfalls drehfest mit dem Sonnenrad (S )

Xd c

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verbunden ist, so daß diese beiden Räder zusammen gedreht werden,

c) das Drehzahl Verhältnis zwischen den Rädern (P„ ,, S,, P_n, und C)

Id d 2d

so gewählt ist, daß es einer Beziehung

*6^χΐ7

genügt (worin t_, t,, t_ und t_o die Zähnezahlender Räder P , S , ob/ ο ld d

P und C - in dieser Reihenfolge - bedeuten).
8. Manipulator mit einem mehrgelenkigen Arm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Vorderende des Hilfsarmes (A )

ein Greifarm (A ) und auf diesem Greifarm (A .) eine Greifvorrich-4 4

tung (A ) angeordnet ist, ro daß, wenn der Hilfsarm (A ) zwecks Winkelverstellung aufwärts oder abwärts geschwenkt wird, die Greifvorrichtung (A ) aufwärts oder abwärts oder in gleicher Richtung um gleichen Winkel in gleicher Ebene geschwenkt werden kann.

9- Manipulator mit mehrgelenkigem Arm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine vierte Gelenkwelle (Bj drehbar im vorderen Ende des Hilfs-

armes (A.) und der Greif arm (A₁) mit seinem inneren Ende dreh-3 4

fest an dieser vierten Gelenkwelle (B ) angebracht ist, so daß alle

Arme (A , A , A , A) in gemeinsamer Ebene, und zwar jeder um die Achse der ihm zügel
schwenkt werden kann,

die Achse der ihm zugehörigen Gelenkwelle (B , B , B B.) ge-

1 dt ο 4

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b) Sonnenräder (S und S) drehbar auf den Gelenkwellen (A , A ,

X IX JL Ct

A) angeordnet sind,

c) Planetenräder (P und P) drehbar auf den zugehörigen nicht drehbaren Achsen (11 bzw. 11 ) angeordnet sind und mit jenen Sonnenrädern (S bzw. S) kämmen, wobei jene nicht drehbaren Achsen (11 ) und (H,) an passend gewählten Stellen der Länge der Arme (A, A, A) angeordnet sind,

d) Zwischenzahnräder (M und M) auf jenen nicht drehbaren Achsen (11 bzw. 12 ) gelagert und drehfest mit jenen Planetenrädern (P. bzw. P) gekuppelt sind, so daß diese Räderpaare (P , M ; P , M) zusammen gedreht werden,

e) Übertragungsräder (T und T ) drehbar auf jenen Gelenkwellen (A und A) gelagert und betrieblich mit jenen Zwischenzahnrädern (M bzw. M) gekuppelt sind,

f) ein Übertragungszahnrad (T ) drehfest auf der vierten Gelenk-

X«3

welle (B ) montiert und betrieblich mit dem Zwischenzahnrad (M.„) 4 f3

im Hilfsarm (A ) verbunden ist,

g) ein Übertragungszahnrad (P ) mit der Greifvorrichtung (A ) vei?· bunden und betrieblich mit einem Zwischenzahnrad (M ) im Hilfsarm (A ) verbunden ist, so daß Planetenrädergetriebe (E und E)

o I ll.

zwischen den Gelenkwellen (B , B , B und B) geschaffen sind,

1. i-t O Ί

409839/03AS

■h) das Drehzahlverhältnis zwischen den Zahnrädern (S, Pj M, T), welche jene Planetengetriebe (E, E) bilden, so gewählt sind, daß sie einer Beziehung

V ^x V/V

genügen (worin t ', t ', t ' und t ' die Zähnezahlen der Räder S,

~r O ώ Χ

P, M und T - in dieser Reihenfolge - bedeuten, so daß selbt dann, wenn die Arme (A₁, A„, A) aufwärts oder abwärts geschwenkt werden, der Greifarm (A ) parallel zu sich selbst, ohne Änderung seiner absoluten Punktstellung, bewegt und somit auch die Greifvorrichtung (A ) ohne Änderung ihres absoluten Verdreh-Winkels bewegt werden kann.