DE3049577A1 - Arbeitsarm fuer einen manipulator mit teleskopischer laengenverstellung - Google Patents
Arbeitsarm fuer einen manipulator mit teleskopischer laengenverstellungInfo
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Description
-r-
KERNFORSCHUNGSZENTRUM Karlsruhe, den 29.12.1 98ο
KARLSRUHE GMBH PLA 8o72 Sdt/str
Arbeitsarm für einen
Manipulator mit teleskopischer Längenverstellung
-C -
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Arbeitsarm für einen Manipulator mit teleskopischer Längenverstellung,
wobei das innere Teil des Teleskops aus mehreren konzentrisch und drehbar ineinanderliegenden
Rohren für die verschiedenen Funktionen des Arbeitsarmes besteht und die Drehung der Rohre
durch in dem oberen Teil des Teleskops verlaufende Drehwellen erzeugt wird.
Arme von Manipulatoren mit einer Anzahl von Bewegungsmöglichkeiten,
die innen zur Übertragung der Bewegungen und Kräfte bzw. Drehmomente mechanische
Übertragungselemente aufweisen, werden haupt- . sächlich bei mechanischen Parallel-(Master-Slave-)
Manipulatoren verwendet. Als übertragungselemente dienen im allgemeinen bei Geräten dieser Art im
Arm Stahldrahtseile und/oder Stahlbänder, im Bereich des Handgelenkes und in der Zange auch Rollenketten.
Derartige Konstruktionen sind relativ einfach, ihre bewegten Teile besitzen nur geringe Massen. Der
Operateur braucht nur kleine Reibungskräfte zu überwinden und/bei hoher Beschleunigung und Verzögerung
nur geringe Massentragheitskrafte. Der Manipulator ist feinfühlig und der Operateur erzielt eine große
Geschicklichkeit und Arbeitsgeschwindigkeit. Solche Geräte eignen sich in erster Linie für sogenannte
Heiße Zellen, in denen Experimente durchgeführt werden.
Parallel-Manipulatoren dieser Art mit Seilen und
Bändern haben jedoch folgende Nachteile: Bei Schweren Arbeiten (z.B. der Demontage von Brennelementen aus Kernreaktoren) oder in Anlagen mit Produktionscharakter, die einen großen Durchsatz aufweisen und bei denen lange ausfallfreie Zeiten erforderlich sind, werden derartige Geräte überbeansprucht. Damit die
Arme, die insgesamt sechs BewegungsmögLichkeiten
."aufweisen müssen, um vielzwecktauglich zu sein,
nicht zu große Abmessungen aufweisen, die die Arbeitsfähigkeit sehr einschränken würden, können die Seile nur kleine Durchmesser und die UäiidoL" nur eine (jerinye Breite aufweisen.
Bändern haben jedoch folgende Nachteile: Bei Schweren Arbeiten (z.B. der Demontage von Brennelementen aus Kernreaktoren) oder in Anlagen mit Produktionscharakter, die einen großen Durchsatz aufweisen und bei denen lange ausfallfreie Zeiten erforderlich sind, werden derartige Geräte überbeansprucht. Damit die
Arme, die insgesamt sechs BewegungsmögLichkeiten
."aufweisen müssen, um vielzwecktauglich zu sein,
nicht zu große Abmessungen aufweisen, die die Arbeitsfähigkeit sehr einschränken würden, können die Seile nur kleine Durchmesser und die UäiidoL" nur eine (jerinye Breite aufweisen.
Bei hohen Belastungen können die in den Seilen wirkenden Kräfte wegen der Durchmesserbegrenzungen für
die Seile und Seilrollen sowie wegen der notwendigerweise hochflexiblen Machart nicht so klein gehalten
werden, daß über eine längere Betriebsdauer sich bleibende Dehnungen trotz Vorreckens vermeiden lassen, die
nach den langjährigen Betriebserfahrungen die häufigste Ursache für Störungen darstellen.
Die Folge dieser Störungen sind nicht nur viel zu oft notwendige Wartungs- und Reparaturarbeiten, verbunden
mit Betriebsunterbrechungen, sondern auch zu häufige Schleusoperationen, die immer mit einem gewissen
Kontaminationsrisiko verbunden sind ,sowie vermehrte Strahlungsexposition des Personals mit sich bringen.
Kontaminationsrisiko verbunden sind ,sowie vermehrte Strahlungsexposition des Personals mit sich bringen.
Um nun den Hauptnachteil der vorhandenen Parallel-
~t
Manipulatoren, nämlich die Dehnung der Seile grundsatzlich
zu beseitigen, soll die Übertragung der Kräfte bzw. Funktionen im Arm mittels Drehwellen,
und Zahnrädern durchgeführt werden.- Diese Bauweise ist zwar mit höherem Aufwand verbunden, bringt grössere
bewegte Massen und höhere vom Operateur zu überwindende Kräfte im Leerlauf mit sich, jedoch können
die Leerlaufkräfte und Massenträgheit so in Grenzen tjehu I ton werden, daß sie bei schweren Arbeiten tolerierbar
ijind.
Ausgehend von diesem Sachverhalt stellt sich nun für die vorliegende Erfindung die Aufgabe, den Arbeitsarm
eines eingangs beschriebenen Manipulators so auszubilden, daß trotz der Längsverstellbarkeit desselben
eine einwandfreie Übertragung aller Funktionen und Kräfte gewährleistet ist. Dabei sollen bleibende Dehnung
' ·η auch bei hohen Belastungen ausgeschlossen werden können
und elastische Dehnungen und damit verbundene Stellungsabweichungen zwischen den entsprechenden Gliedern
des Arbeits- und Bedienungsarms sehr gering gehalsten werden, wodurch das Kontaktgefühl mit dem zu handhabenden
Objekt und die Sicherheit beim Manipulieren erhöht wird. Besonderes Augenmerk soll dabei auf ..
die Verbindungsstelle gerichtet werden, an welcher Drehbewegungen gleichzeitig mit einer Verlängerung des
Λι.Ίημ ι ;;aniu!£3 übertragen werden sollen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfindung bei dem Arbeitsarm eines Manipulators gemäß
der eingangs beschriebenen Art vor, daß die oberen
3 O A 9 5 7
Enden der das innere Teil des Teleskopes bildenden vier Rohre mittels übereinander angeordneter Wälzlager
in- und gegeneinander in einen Getriebeschlitten als Basis gelagert sind, der im Außenrohr des
oberen Teleskopteiles gleitet und dabei unter Wahrung seiner Längsverschieblichkeit die Antriebsbewegung
der als Vierkantrohre ausgebildeten, nicht in der Mitte gelegenen bzw. äußeren Drehwellen mittels
am Getriebeschlitten drehbarer Rollenbüchsen, die auf den Vierkantrohrcn gleiten und an einem
axialen Verlängerungsstück Stirnverzahnungen aufweisen auf die, mit jenen kämmende Stirnversahnung aufweisenden
ineinanderlxegenden Rohre des inneren Teleskopteiles überträgt.
Weiterhin schlägt die Erfindung vor, daß der Getriebeschlitten aus einem Gehäuse besteht, das mit einem
oberen Deckel und einem unteren Boden versehen ist, wobei das äußere Lager des äußersten Rohres in der
Mitte des Getriebebodens, das äußere Lager des innersten Rohres hingegen die dieses führende Rollenbüchse
umfassend in der Mitte des Getriebedeckels angeordnet ist und das Getriebegehäuse in seinem Inneren die die
Rohre konzentrisch an den Innen- bzw. Außenseiten der Zahnkranzträger aufnehmenden Wälzlager übereinanderliegend
enthält.
Die Erfindung schlägt darüber hinaus vor, daß auf der Oberseite des Getriebedeckels das eine Ende der Zugkette
befestigt ist, die über ein angetriebenes Kettenrad läuft, welches auf einem oberhalb des Getriebeschlittens
im äußeren Teleskoprohr fest oder beweglich
eingesetzten Zwischenboden'befestigt ist und von
einer weiteren Drehwelle im äußeren Rohr die Auf- und Abbewegung des Getriebeschlittens angetrieben
wird.
Es ist außerdem von Vorteil, daß der Getriebeschlitten eine seitliche Aussparung aufweist, in
welcher ein entgegengesetzt zu der Bewegung des Getriebeschlittens verfahrbares Gegengewicht im
äußurcn Teleskoprohrteil auf- und abläuft, welches von einer Schiene im Rohr geführt und sich gegenüber
diesem mittels Rollen abstützt und welches am anderen Ende der Kette befestigt ist, sowie daß das
Gewicht des Gegengewichtes gleich groß dem Gewicht des Getriebeschlittens mit seinen bewegten Teilen
ist.
Die Erfindung schlägt letztlich weiterhin vor, daß der Getriebeschlitten im Rohr mittels weiterer Rollen
geführt ist, die auf am inneren Umfang des Rohres verteilten Druckschienen laufen, die eine prismatische
Oberflächcnform aufweisen und daß der Getriebeschlitten
an üLjineur Uiuf any zu den prismatischen Oberflächen
korrespondierende Einschnitte aufweisen.
Letztlich bestehen noch besondere Merkmale der vorliegenden Erfindung darin, daß auf der mittleren Rollenbüchse
am Außenumfang unterhalb des Wälzlagers das andere Wälzlager für die innere Lagerung der Teleskoprohre
aufgesetzt ist und daß die Drehwellen aus einem
- 1o -
inneren und einem äußeren Vierkaritrohr bestehen, wobei
die Rollenbüchsen auf dem äußeren gleiten und die Drehung formschlüssig übertragen.
Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Manipulator geschaffen wird, der
sich durch wesentlich längere ausfallfreie Zeiten und geringerem Verschleiß auszeichnet, wodurch erheblich
weniger Wartumjs- und Repuraturarboiten sowie Kinschleusoperationen
erforderlich werden.
Einzelheiten des vorliegenden Manipulatorarmes werden im folgenden an Hand der Figuren 1 bis 8 näher erläutert,
Es zeigen:
Fig. 1 einen Gesamtschnitt des Armes in verkleinerter
Es zeigen:
Fig. 1 einen Gesamtschnitt des Armes in verkleinerter
Darstelleung,
Fig. 2 die Prinzipdarstellung der sogenannten Z-Bewegung, d. h. die Längenverstellung eines Manipulators ,
Fig. 2 die Prinzipdarstellung der sogenannten Z-Bewegung, d. h. die Längenverstellung eines Manipulators ,
Fig. 3 die Prinzipdarstellung der Zangengreifbewegung,
Fig. 4 die Prinzipdarstellung der Handdrohung und der
Handneigung,
Fig. 5 die Prinzipdarstellung der Armdrehung, ' dabei zeigen die Fig. 2 bis 5 die Funktionen, die in dem Getriebe gemäß der Fig. 6 übertragen
Fig. 5 die Prinzipdarstellung der Armdrehung, ' dabei zeigen die Fig. 2 bis 5 die Funktionen, die in dem Getriebe gemäß der Fig. 6 übertragen
werden müssen. Diese
Fig. 6 zeigt nun die Einzelheit A der Fig. 1, d.h. das Getriebe in vergrößerter Darstellung als Schnitt
Fig. 6 zeigt nun die Einzelheit A der Fig. 1, d.h. das Getriebe in vergrößerter Darstellung als Schnitt
BB der Figuren 7 und 8, die Fig. 7 den Schnitt CC in der Fig. 6, die
Fig. 8 den Schnitt DD in der Fig. 6.
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■Hl-
Di'· I'iq. 1 ZtMCTt den Arbeit-sarm eines sogenannten
"M.uil er-Γ. I avi!-Maii i [)u 1 at'ir:;" , der im Prinzip aus einem
inneren Te 1 eukoprohr 1 be:;Lcht, welches aus dem äusseren
Teleskoprohr 2 ausfahrbar ist. Am unteren Ende 49 ist eine Zange 51 befestigt, deren verschiedenste
Bewegungen durch die in das obere Rohr 2 einmündenden Antriebswellen 5o erzeugt werden sollen. Die in der
Figur gezeigte doppelte Längsverstellung durch zusätzliche Verschiebung des Zwischenbodens 35 durch doppelwandige
Ausführung des Rohres 2 soll für die vorliegende Problematik außer Betracht bleiben.
Die vorliegende Problematik wird an den Fig. 2 bis 5 aufgezeigt. In diesen ist dargestellt, wie die verschiedenen
Funktionen auf eine Zange 51 übertragen werden. Die sogenannte Z-Bewegung, d.h. die Ausfahrbewegung
der Zange 51 oder des inneren .Teleskopes 1 ist in der Fig. 2 dargestellt. Dabei soll sich das
Teleskop 1 in derselben Richtung wie das vom Operateur bediente Rohr 52 an der Bedienungsseite bewegen. Ein
zum Rohr 1 gegenläufiges Gegengewicht 38 bewegt sich
im oberen, äußeren Teleskoprohrteil als Gewichtsausgleich, ebenso wie das Gegengewicht 53 auf der Bedienungsseite
des Manipulators. Die Antriebsbewegung wird von einer Drehwelle 36 auf ein Kettenrad 34 übertragen,
welches eine Kette 33 in Bewegung setzt, die den später beschriebenen Getriebeschlitten 15 bewegt, in
welchem das innere Teleskop 1 gelagert ist. Neben diener
Z-Hewi-IjUiKJ
<j(Miiäß Fig. 2 müssen nun die weiteren
Funktionen gemäß der Fig. 3,4 und 5 sichergestelItwerden.
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Die Fig. 3 zeigt dabei die Greifbewegung für die Zange 51, die von oben her mittels der zentrisch
gelegenen Drehwelle 7 auf das innerste Teleskoprohr 6 unter Längsverschieblichkeit übertragen wird.
Verbindungsglied sind die mittlere Rollenbüchse 19, die Drehbewegung bzw. Längsverschieblichkeit überträgt
.
Die Fig. 4 zeigt die weiteren Antriebe für die Handdrehung und die Handneigung. Drehwellen 8 und'io
übertragen die Bewegung von der Bedienungsseite auf die konzentrisch ineinanderliegenden Teilrohre
4 und 5 des inneren Teleskopteils 1 ebenso wie die •Drehwelle 9 die Armdrehbewegung auf das äußere konzentrische
Rohr 3 des Teleskops gem. der Fig. 5. Rollenbüchsen 2o, 54 und 55 gewährleisten auch hier
die Längsverschieblichkeit bzw. Verlängerbarkeit aller Elemente im Verbund.
Das wichtigste Element der vorliegenden Konstruktion
ist nun in dar Fig. 6 mit den Schnitten der Fig. 7 und 8 vergrößert dargestelJ t . Ks besteht .a»?s;
einem Getriebeschlitten 15, der alle in den vorliegenden Figuren einzeln beschriebenen Funktionen
bzw. die dazugehörigen/Elemente in sich aufnimmt. Er übernimmt die Lagerung des inneren Teleskoprohres
1 mit alle Drehübertragungen auf dessen konzentrische Teleskoprohrteile 3,4,5, und 6.
Das untere bzw. innere Teleskoprohrtei I. 1 setzt
sich aus vier konzentrisch laufenden Rohren aus
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/M-
Leichtmetall zusammen, von denen das innerste 6 die Zangenschiießbewegung und die zwei nach außen
nächstfolgenden Rohre.5 und 4 die Zangenschwenk- bzw. Drehbewegung übertragen. Das äußerste Rohr
übernimmt die Drehbewegung des Teleskopes 1 und dient zugleich als Hüllrohr. Es wird im unteren
Teil des äußeren Teleskoprohres 2 durch Rollen 56 geführt (Fig. 1) und wird im Getrxebeschlitten
15 in den Getriebeboden 18 durch ein Wälzlager 28 gehalten, welches zusätzlich die Längskräfte aufnimmt.
Der Getriebeschlitten 15 ist das wesentliche Element der vorliegenden Konstruktion. Er besteht aus
einem hohlen Getriebegehäuse 17, das einen Innenraum 29 umschließt und ist an seiner Oberseite
mit dem Getriebedeckel 16 und an seiner Unterseite mit dem Getriebeboden 18 v.erschraubt. Der Deckel
nimmt zentrisch das Wälzlager 14 auf, welches die mittlere Rollenbüchse 19 umschließt und ihre Drehbarkeit
im Deckel 16 gewährleistet. In der Rollenbüchse 19 sind vier mit ihren Achsen senkrecht aufeinander
stehenden Drehkörper 57 gelagert, so daß sie im freien Innenraum 58 eine quadratische Vierkantführung
bilden. In dieser gleitet das äußere Vierkantrohr 48 der Drehwelle 7, die für die Zangenschiießbewegung
(Fig. 3) dient. In dem äußeren Vierkantrohr 48 ist das innere Vierkantrohr 47 gelegen,
wrvLches den oberen Teil des Antreibs oberhalb eines
Zwischenboden!= 35 bildet und von der Bedienungs. seite/über
die Antriebswelle 5o (Fig. 1) her gedreht wird. Auf den unteren Teil der Rollenbüchse 19 ist
auf deren Umfang ein vom Lager 14 unabhängiges
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-ρ-
weiteres Wälzlager 13 aufgebracht, welches die innere Führung für die aufgesteckten konzentrischen
Rohre 5,4,3 bildet.
Um das zentrische Wälzlager 14 herum sind Lm Deckel 16 die weiteren Wälzlager 59,6o und 61 eingelassen
bzw. angebracht (s. Fig. 8), die die oberen Lagerungen der äußeren Drehwellen8,9 und 1o im Getriebeschlitten
15 bilden. Die besondere Ausbildung dieser und der zugehörigen unteren Lagerung sind
stellvertretend für die Drehwelle 9 und 1o an Hand der Drehwelle 8 in der Fig. 8 dargestellt. Die dort
nicht sichtbaren Lagerungen einschließlich der zugehörigen Rollenbüchsen 54 und 55 (Fig. 5 und Fig. 4)
sind identisch. In den Innenring des Wälzlagers 59 ist das axiale VerlänqerunijiJüLüek 21 e i nqeiiet v:t ,
welches die Form eines langgestreckten llohL/.yl Lnderij
hat, in seinem Innenraum 62 von der Drehwelle 8
durchsetzt wird und auf den Grundkörper 63 der Rollenbüchse 2o aufgesetzt ist. Das zweite Wälzlager
64 für die Lagerung des Verlängerungsstückes 21 bzw. der gesamten Drehwellenführung ist oberhalb des hohlen
Buchsengrundkorpers 63 auf das Verlängerungsstück
21 aufgesetzt und in der unteren Wandung 65 des Getriebegehäuses 15 festgelagt. Bei einer Drehung
der Drehwelle 8 drehen sich somit Rollenbüchse 2o als auch Verlängerungsstück 21. Gleichzeitig können
sie auch auf der Drehwelle 8 auf- und abwandern. Zwischen den Lagern 59 und 64 ist au Γ dem Verlängerungsstück
eine Stirnverzahnung 22 aufgebracht, welche die Drehung auf das Koaxialrohr 4 überträgt.
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-Jb-
Die strichpunktiert dargestellten Stirnverzahnungen 23 und 24 dienen zur Drehübertragung der in der
Fig. 6 nicht sichtbaren Drehwellen 9 und 1o.(Fig. 8.und 9) auf die zugehörigen Koaxialrohre 3 und 5.
Der untere Getriebeboden 18 wird dabei von dem axialen Verlängerungsstück 21 bzw.-stücken drehbar
durchsetzt,ohne ihn zu berühren. In diesem Getriebeboden
18 ist nun, wie bereits erwähnt, das zentrische untere Wälzlager 28 als Hauptlager eingesetzt,
welches das innere Teleskoprohr 1 lagert und hält.
Ni-bcii dioden b' 'üchr Lobonon Lagerungen- bzw. Drehüber—
tra<juny<.-n weist der uetriobeschlitten 15 noch einen
üurchganyskunal 66 auf, welcher von der Hubdrehwelle
36 durchsetzt wird, deren Funktion später erläutert wird.
Wie bereits erwähnt, sind die konzentrischen Rohre 3,4,5 und 6 zusammen zwischen den Wälzlagern 13 und
28 im Gehäuseinnenraum 29 gelagert. Dazu ragt jedes Rohr 4,5 und 6 nach oben jeweils ein Stück aus dem
nächst umgebenden heraus und ist an dieser Stelle juv/oiliJ mit einem zugehörigen kreizylindrischen,
hohlen Zahnkranzträyer 3o,31,32 verbunden, von denen jeder eine Außenstirnverzahnung 27,26,25 gleichen
Durchmessers und insofern übereinanderliegend aufweist. Die Zahnkranzträger 3o,31 und 32 sind ineinander
bzw. übereinander mittels der Wälzlager 11 und 12 gelagert, so daß die Zahnkränze 27,26,25 übereinander
zu liegen kommen und im Eingriff mit den Stirnverzahnungen 23,22 und 24 stehen. Auf diese Art wird
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-P-
jedes der konzentrischen Rohre 3,4 und 5 von der jeweiligen
Drehwelle 9,8 und 1o in Drehung versetzt und kann unter Aufrechterhaltung der Drehübertragung
mit dem Getriebeschlitten zusammen verschoben werden.
Die Führung des Getriebeschlittens 15 in dem Rohr erfolgt
wie in der Fig. 8 dargestellt ist, mittels jeweils paarweise am Umfang des Getriebeschlittens 15
bzw. seiner Elemente 16 bis-18 prismatisch zueinander
angeordneter Rollen 44, die auf im Rohr 2 angebrachten Druckschienen 4o spielfrei- rollen, wobei die
Druckschienen 4o mit dachkantprismatisch geformten Oberflächen 45 versehen sind um eine Verdrehsicherung
zu ermöglichen. Die Druckschienen 4o verlaufen in Aussparungen 46 am Umfang des Schlittens 15. Die Auf-
und Abbewegung bzw. die Z-Bewegung des Schlittens 15 gemäß der Fig. 2 erfolgt durch eine Drehung der Hubdrehwelle
36. Diese Hubdrehwelle 36 wird in einem Zwischenboden 35 verschieblich geführt, wobei der
Zwischenboden 35 das Rohr 2 trägt und in einem weiteren Rohr 67 beweglich oder starr angeordnet sein
kann. Im Zwischenboden 35 ist ein Kegelrad 68 drehbar gelagert, welches in einer Vierkantöffnung 69
formschlüssig drehbar verbunden aber axial verschieblich von der Drehwelle 36 durchsetzt wird. Das Kegelrad
68 treibt ein weiteresKegelrad 7o an, auf welchem ein Kettenrad 34 sitzt, beide sind zusammen senkrecht
zur Drehwelle 36 mittels eines Lagerbodens 71 auf dem Boden 35 befestigt. Durch Öffnungen in diesem Boden
35 ist nun eine Kette 33 über das Kettenrad 34 geführt, deren eines Ende 42 am Getriebedeckel 16 des
Getriebeschlittens 15 befestigt ist und deren anderes
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. ' ■ '■■ '-3Q49577
-Ji-
Endο 43 ein Gegengewicht 38 trägt. Durch Drehen der
Welle 36 wird somit der Getriebeschlitten 15 hin
und her, das Gegengewicht 38 aber dazu gegenläufig
bewegt. Dadurch kann beim Ausfahren des inneren TeIeskopes 1 ein Gewichts- bzw. Momentenausgleich erzielt werden.
Welle 36 wird somit der Getriebeschlitten 15 hin
und her, das Gegengewicht 38 aber dazu gegenläufig
bewegt. Dadurch kann beim Ausfahren des inneren TeIeskopes 1 ein Gewichts- bzw. Momentenausgleich erzielt werden.
Die Führung dos Gegengewichtes 38, welches durch eine
seitliche Aussparung 37 dos Getriebeschlittens 15
durch ihn hindurch bzw.an ihm vorbeigleitet, ist aus der Fig. 8 ersichtlich. Er gleitet in einer Art Dreipunktlagerung an der Innenseite des äußeren bzw. oberen Teleskoprohres 2. Eine Rundkopfschiene 39, auf
welcher das am Gewicht 38 drehbar angelenkte Schienenrad 72 seitlich rollt, übernimmt die Radialführung nach innen,die Rollen 41 am Gewicht 38 die Abstützung gegenüber dem Rohr 2 nach außen. Eine ähnliche Gegengewichtskonstruktion kann auch am Bedienungsarm des
Arbeitsarmes angebracht werden, wodurch sich die Momente beider Arme gegenseitig ausgleichen (s. Fig. 2).
durch ihn hindurch bzw.an ihm vorbeigleitet, ist aus der Fig. 8 ersichtlich. Er gleitet in einer Art Dreipunktlagerung an der Innenseite des äußeren bzw. oberen Teleskoprohres 2. Eine Rundkopfschiene 39, auf
welcher das am Gewicht 38 drehbar angelenkte Schienenrad 72 seitlich rollt, übernimmt die Radialführung nach innen,die Rollen 41 am Gewicht 38 die Abstützung gegenüber dem Rohr 2 nach außen. Eine ähnliche Gegengewichtskonstruktion kann auch am Bedienungsarm des
Arbeitsarmes angebracht werden, wodurch sich die Momente beider Arme gegenseitig ausgleichen (s. Fig. 2).
- 1
Claims (8)
1.) Arbeitsarm für einen Manipulator mit teleskopischor
Längenverstellung, wobei das innoro Toil des Teleskops
aus mehreren konzentrisch und drehbar ineinanderliegenden
Rohren für die verschiedenen Funktionen des Arbeitsarmes besteht und die Drehung der
Rohre durch in dem oberen Teil des Teleskops verlaufende Drehwellen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die oberen Enden der das innere Teil (1) des Teleskopes bildenden vier Rohre(3,4,5,6)
mittels übereinander angeordneter Wälzlager (11,12, 13,14,28) in -und gegeneinander in einem Getriebeschlitten
(15) als Basis gelagert sind, der im Außenrohr (2) des oberen Toleskopteiles gleitet
und dabei unter Wahrung seiner Längsverschieblichkeit die Antriebsbewegung der als Vierkantrohre ausgebildeten
nicht in der Mitte gelegenen bzw. äusseren Drehwellen (8,9,1o) mittels am Getriebeschlitten
drehbar gelagerter Rollenbüchsen (2o), die auf den Vierkantrohren (8,9,1ο) gleiten und an
einem axialen Verlängerungsstück (21) St.i rnverzahnungen (22,23,24) aufweisen, auf die, mit jenen
kämmende Stirnverzahnungen (25,2 6,27) aufwei-' senden, ineinanderliegenden Rohre (3,4,5,6) des
inneren Teleskopteiles (2) überträgt.
O
INSPECTED
2. Arbeitsarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Getrxebeschlitten (15) aus einem Gehäuse (17) besteht, das mit einem oberen Dekkel
(16) und mit einem Boden (18) versehen ist,
wobei das äußere Lager (28) des äußersten Rohres
(3) in der Mitte des Getriebebodens (18), das äußere Lager (14) des innersten Rohres (6) hingegen
die dieses führende Rollenbüchse (19) umfassend in der Mitte des Getriebes (16) angeordnet
ist und das Getriebegehäuse (17) in seinem Inneren
(29) die die Rohre (3,4,5,6) konzentrisch an den Innen- bzw. Außenseiten der Zahnkranzträger (3o,
31,32) aufnehmenden Wälzlager (11,12,13) übereinanderliegend
enthält.
3. Arbeitsarm nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite des Getriebedeckels
(16) das eine Ende (42) der Zugkette (33) befestigt ist, die über ein angetriebenes Kettenrad
(34) läuft, welches auf einem oberhalb des Getriebeschlittens (15) im äußeren Teleskoprohr (2)
. fest oder' beweglich eingesetzten Zwischenboden (35)
befestigt ist und von einer weiteren Drehwelle (36) im äußeren Rohr 2 für die Auf- und Abbewegung des
Getriebeschlittens (15) angetrieben wird.
4. Arbeitsarm nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebeschlitten (15) eine
seitliche Aussparung (37) aufweist, in welcher ein
entgegengesetzt zu der Bewegung des Getriebeschlittens (15) verfahrbares Gegengewicht (38) im
äußeren Teleskoprohrteil (2) auf- und abläuft, welches von einer Schiene (39) im Rohr (2) geführt
wird und sich gegenüber diesem mittels Rollen (41) abstützt und welches am anderen Ende (43) der Kette
(33) befestigt ist.
5. Arbeitsarm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Gegengewichtes (38) gleichgroß
dem Gewicht des Getriebeschlittens (15) mit seinen bewegten Teilen ist.
6. Arbeitsarm nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebeschlitten (15) im Rohr (2) mittels
weiterer Rollen (44) geführt ist, die auf am ■ Innenumfang des Rohres (2) verteilten Druckschienen
(4o) laufen, die eine prismatische Oberfläche (45) aufweisen.
7. Arbeitsarm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnut,
daß der Getriebeschlitten (15) an seinem Umfang zu den prismatischen Oberflächen (45) korrespondierende
Einschnitte (4 6) aufweist.
8. Arbeitsarm nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der mittleren Rollenbüchse (19) am
Außenumfang unterhalb des Wälzlagers (14) das Wälzlager
(13) für die innere Lagerung der Teleskoprohre (3,4,5) aufgesetzt ist.
-Ί-
Arbeitsariti nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehwellen (7,8,9,1o) aus einem inneren (47) und einem äußeren Vierknntrohr
(48) bestehen, wobei die Rollenbüchsu-η
(19,2o) auf dem äußeren gleiten und die Drehung formschlüssig übertragen.
— 5 "~
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803049577 DE3049577A1 (de) | 1980-12-31 | 1980-12-31 | Arbeitsarm fuer einen manipulator mit teleskopischer laengenverstellung |
| FR8122433A FR2497138B1 (fr) | 1980-12-31 | 1981-11-30 | Bras de travail pour manipulateur avec reglage telescopique de sa longueur |
| US06/332,447 US4421445A (en) | 1980-12-31 | 1981-12-21 | Operating arm for a manipulator with length adjustment by telescoping means |
| GB8138611A GB2093429B (en) | 1980-12-31 | 1981-12-22 | Operating arm for a manipulator with length adjustment by telescoping means |
| JP56216095A JPS57132979A (en) | 1980-12-31 | 1981-12-28 | Working arm for manipulator with telescopic length regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803049577 DE3049577A1 (de) | 1980-12-31 | 1980-12-31 | Arbeitsarm fuer einen manipulator mit teleskopischer laengenverstellung |
Publications (2)
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