DE1278080B - Wanddurchfuehrung fuer Manipulatoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 25 j

B 66 c

Deutsche Kl.: 35 b-6/25

Nummer: 1278 080

Aktenzeichen: P 12 78 080.2-22 (A 43311)

Anmeldetag: 11. Juni 1963

Auslegetag: 19. September 1968

Die Erfindung betrifft eine Wanddurchführung für Manipulatoren, die an einem in einer Trennwand gelagerten Träger einen Bedienungs- und einen Arbeitsarm aufweisen, wobei der Träger durch ein in der Trennwand drehbar gelagertes, kugelförmiges Gebilde unverschiebbar hindurchgeführt ist.

Bei einer Wanddurchführung für Manipulatoren nach dem Stand der Technik ist bereits ein Träger durch ein in der Trennwand drehbar gelagertes kugelförmiges Gebilde unverschiebbar, jedoch drehbar hindurchgeführt, es ist aber beim Manipulator selbst nur ein linearer Aufbau vorgesehen, so daß die Steuerfunktion begrenzt ist. Auch ist hierbei die Bewegungsmöglichkeit auf eine winkelförmige Verschiebung des Greifers bezüglich des Arbeitsarmes beschränkt, so daß die Anzahl der Freiheitsgrade, die für das Ausführen einer Bewegung des Greifers zur Verfügung steht, begrenzt ist (britische Patentschrift 725 342).

Bei Manipulatoren mit entsprechend beweglich so ausgeführtem Bedienungsarm mit Handgriff und Arbeitsarm mit Greifer sind Wanddurchführungen gekannt, die im wesentlichen aus einem Rohr bestehen, in dem der Manipulator drehbar und gegebenenfalls auch verschiebbar gelagert ist. Hierbei ergibt sich auf Grund des Aufbaues, daß eine wesentliche Größenverringerung schwierig ist, so daß eine nicht nur linear bewegbare relativ billige Ausführung der Wanddurchführung sich nicht herstellen läßt {USA.-Patentschrift 2 764 301).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wanddurchführung für Manipulatoren der angegebenen Art zu schaffen, die sich durch einen besonders einfachen Aufbau und eine größtmögliche Anzahl an Freiheitsgraden der Bewegung auszeichnet.

Die Wanddurchführung für Manipulatoren der genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß Laufringe für die bewegliche Aufnahme des kugelförmigen Gebildes einen ringförmigen Hohlraum begrenzen, in dem zwei Schwenkstifte öng angepaßt aufgenommen sind, die diametral gegenüberliegend zueinander und senkrecht zu der Achse des Trägers einstückig mit dem kugelförmigen ©ebilde verbunden sind.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß die nach oben und unten ausgeführte Bewegung ein hin- und hergehender Vorgang ist, so daß es sich nicht um das Merkmal der gleichzeitigen Bewegung nach oben oder unten von teleskopartig ineinander geführten Rohren der Bedienungs- und des Arbeitsarmes handelt.

Wanddurchführung für Manipulatoren

Anmelder:

American Machine & Foundry Company,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Meissner

und Dipl.-Ing. H. Tischer, Patentanwälte,

1000 Berlin 33, Herbertstr. 22

Als Erfinder benannt:

Ralph Bernard Specht, Byram, Conn.;

Peter Trent Calabretta,

Town of Rye, Port Chester, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 12. Juni 1962 (201 971)

Hierbei sind sieben Bewegungs- oder Richtungsfreiheitsgrade möglich, wie dies der Fall bei herkömmlichen Anordnungen mit einem Bedienungsund Arbeitsarm ist. Erfindungsgemäß wird im wesentlichen der bisher zum Erzielen dieser Bewegungen notwendige Aufbau abgeändert und erheblich vereinfacht. An Stelle des Aufbaues, der nach dem Stande der Technik angewandt wird, um die senkrechte Bewegung der Arme zu bewirken, finden erfindungsgemäß ortsfeste Arme mit einer gerichteten Befestigung des waagerechten Bauteils Anwendung, das die zwei Arme miteinander verbindet. Die Ausrichtung der Befestigung ist notwendig, um eine Begrenzung der Drehkraft zu erzielen, die sich flicht durch die ungehemmte Schwenkwirkung einer »Gelenkbefestigting« ergibt, z. B. bei einer nicht gefesselten Kugelbefestigung.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung weist ein relativ geringes Gewicht auf und zeigt außerordentliche Bewegungsmöglichkeiten bei der Handhabung, wobei gleichzeitig eine Einbuße an den normalen entsprechenden Arbeitsgängen der mechanischen Arme nicht eintritt, wie dies bei den verwickelten bekannten Vorrichtungen der Fall ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Arme eine bestimmte festgelegte Länge aufweisen, trotzdem enthält die Wanddurchführung Mittel für die Bewegung der Arme in einer praktisch senkrechten und auch waagerechten Richtung, wo-

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durch sich eine Bewegung der Art ergibt, wie sie bei Pole (d. h. die Schwenkstifte 2S) vorliegen, durch die den herkömmlichen, aus zwei Teilen bestehenden eine gesteuerte hin- und hergehende Bewegung des Armen auftreten, die von einem waagerechten Bau- Trägers 24 bewirkt wird. Die Schwenkstifte 25 teil getragen werden. führen somit zu der notwendigen Hemmung der Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise 5 Drehkraft zwecks Beaufschlagen einer Kraft an unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. einem am Arbeitsarm 27 vorgesehenen Greifer 40. F i g. 1 zeigt einen Aufriß, der die Vorrichtung in Wenn keine Hemmung an der Befestigung für die einer Schutzwand angeordnet darstellt; waagerechte Abstützung 19 vorliegen würde, wäre F i g. 2 zeigt vergrößert einen teilweisen Schnitt die Vorrichtung nicht steuerbar, wenn Gegenstände einer Schwenkverbindung für die waagerechte Ab- io von einer Lage in eine andere Lage in einer Ebene Stützung, die die Bewegung der Arme in den X- und übergeführt werden sollen, die praktisch waagerecht Z-Richtungen ermöglicht. ist. Mit anderen Worten, ohne diese Ausrichtung des Gemäß F i g. 1 weist die erfindungsgemäß ausge- kugelförmigen Gebildes 23 würde die Ankupplungsbildete Vorrichtung eine waagerechte Abstützung 19, wirkung der Kräfte zwischen dem Bedienungsarm eine Wanddurchführung 20 für die Abstützung 19, 15 26 und dem Arbeitsarm 27 zu einer Schwenkbeweeinen Bedienungsarm 26 und einen Arbeitsarm 27 gung um das kugelförmige Gebilde 23 führen, woauf. Obgleich die Abstützung 19 in einer waage- durch die Beaufschlagung einer Drehkraft an dem rechten Lage geneigt ist, in der dieselbe allgemein an- Greifer 40 in einer Ebene parallel zu der X-Bewegung gewandt wird, kann sie auch senkrecht oder schräg verhindert würde. Der Ausdruck »gerichtet« oder geneigt angeordnet werden. 20 »Ausrichtung« wird hier angewandt, um die be-Die Anordnung der erfindungsgemäßen Wand- schränkte Bewegung der waagerechten Abstützung durchführung 20 in einer Höhe entweder für eine 19 zu kennzeichnen, wie sie durch die Wanddurch-Steh- oder Sitzlage der Bedienungsperson wird da- führung 20 gesteuert wird. Einstellschrauben 30, die durch erreicht, daß die Wanddurchführung 20 in so angeordnet sind, daß dieselben aus den Schwenkentsprechender Höhe an einer Trennwand 31 oder am 35 stiften 25 entfernt werden können, ermöglichen das oberen Ende einer Wand vorgesehen wird, wobei Füllen des kugelförmigen Gebildes 23 mit einem Anpaßvorrichtungen Anwendung finden, wie sie auf Bleischild, wenn dies bei der Anwendung in der dem einschlägigen Gebiet für diesen Zweck bekannt Kerntechnologie zweckmäßig ist. Es können z. B. sind. Bei Anordnung der Wanddurchführung 20 am andere Baumaterialien angewandt werden, und so oberen Ende einer Wand kann eine Laufkatze vor- 30 können z. B. die gesamten Befestigungen aus Blei gesehen werden, durch die eine querseitige Bewe- oder Kunststoff bestehen. Zusätzlich kann ein Abgung über die Länge der Trennwand ermöglicht schirmen durch entsprechendes Einführen von Bauwird, falls eine derartige Bewegung zweckmäßig ist. elementen aus dichten Materialien durchgeführt wer-Die Wanddurchführung 20 weist ein Kugelgehäuse den, und so können z. B. die Lauf ringe 22 aus Blei 21 auf, in dessen Inneren ein Paar Laufringe 22 35 bestehen, und es können Bleistopfen mit geeigneten (Fig. 1 und 2) befestigt sind, die so zusammen- öffnungen im Inneren des Trägers 24 angeordnet gebaut sind, daß zwischen denselben ein bestimmter sein.

Raum, nämlich eine kreisförmige Aussparung41, An den äußeren Enden des Trägers 24 (s. Fig. 1) verbleibt. Die Aussparung 41 ist um den Umfang sind der Bedienungsarm 26 und der Arbeitsarm 27 eines kugelförmigen Gebildes 23 geführt, das in be- 40 angeordnet, die einander mit der Ausnahme gleich liebiger Weise an einem durch dieselbe hindurch- sind, daß dieselben Rücken-an-Rücken angeordnet geführten Träger 24 der waagerechten Abstützung sind, d. h., Azimuth-Rollen 46 und 47 jedes Armes 19, z. B. vermittels Verlöten mit Silber oder anderer 26,27 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Befestigungsanordnung befestigt ist. Zwei Führungs- Jeder Arm 26, 27 wird (in einer Y-Bewegung) um oder Schwenkstifte 25 sind ebenfalls vermittels 45 eine Welle 28 geschwenkt, die in einem Paar BeLöten an dem kugelförmigen Gebilde 23 befestigt. festigungsblöcken 29 angeordnet ist. Die Bewegung Diese Anordnung ermöglicht es, daß das kugelför- senkrecht zu der Trennwand 31 oder die Y-Bewemige Gebilde 23 und die waagerechte Abstützung 19 gung der Arme 26 und 27 in der senkrechten Ebene bzw. der Träger 24 eine unbegrenzte Dehnung im des Trägers 24 wird durch geeignete Verbindungs-Inneren des Kugelgehäuses 21 ausführen können. 50 kabel oder, wie gezeigt, durch vier Lenkgestänge 34 Die Schwenkstifte 25 sind ebenfalls im Inneren der bewirkt. Jedes der zwei Paar Lenkgestänge 34 verkreisförmigen Aussparung 41, die sich durch die bindet die Arme über Kettenteile 35, die über zwei Laufringe 22 ergibt, drehbar. Diese Bewegung der Kettenzahnräder geführt sind, die an jedem der Schwenkstifte 25, während dieselben dem Verlauf Arme 26,27 befestigt sind. Die winkelförmige Beweder kreisförmigen Aussparung 41 folgen, stellt eme 55 gung des Bedienungsarms 26 um die Welle 28 führt X-Bewegung dar, wie es in den Fig. 1 und 3 durch zu einer gleichen parallelen Verschiebung des eingezeichnete Pfeile angezeigt wird. Für jede Arbeitsarmes 27 um die entsprechende Welle 28 auf winkelförmig gedrehte Lage des kugelförmigen Ge- Grund der linearen Verschiebung der Lenkgestänge bildes 23 und der Schwenkstifte 25 in der Ebene der 34, die zu einem Drehen der Kettenteile 35 um die kreisförmigen Aussparung 41 vermag der Träger 24 60 Kettenzahriräder führen. Einen Teil des Bedienungsin einer Ebene senkrecht zu der kreisförmigen Aus- arms 26 bilden zwecks Wiedergabe der Handbewesparung vermittels Versehieben um die Achse der gungen der Bedienungsperson ein Handgelenk 37 Schwenkstifte 25 geschwenkt zu werden. Die winkel- und ein Handgriff 38. Die dem Handgriff 38 vermitförmige Verschiebung des waagerechten Trägers 24 telten Bewegungen werden durch den Manipulator um die Schwenkstifte 25 ist begrenzt, wenn der 65 vermittels entsprechender Verbindungen, wie Kabel Träger 24 mit den Laufringen 22 in Berührung oder Bänder (in Kombination mit den Lenkgestängen kommt. Diese als Z-Bewegung bekannte Bewegung 34 und dem Kettenteil 35), auf den Arbeitsarm 27, ist dadurch ausgerichtet, daß zwei Drehpunkte oder sein Händgelenk 39 und den Greifer 40 übertragen.

An Hand der Zeichnung ist erkennbar, daß die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung durch die Anwendung einer gerichteten Schwenkabstützung für die waagerechte Abstützung 19 arbeitet, an dem die Arme 26, 27 schwenkbar angelenkt sind. Die gerichtete Bewegung führt beim Zusammenwirken mit den anderen vorhandenen Bewegungen zu einem Nachahmen der üblichen sieben Bewegungsfreiheitsgrade, die man bei derartigen Vorrichtungen mit Bedienungsarm 20 und Arbeitsarm 27 findet.

Die im Manipulator zur Verfügung stehenden Bewegungen sind die folgenden:

1. X-Bewegung — gleichzeitige Seite-an-Seite-Bewegung der Arme 26, 27 in einer Ebene parallel zu der Trennwand 31.

2. Y-Bewegung — gleichzeitige nach hinten und vorn gerichtete Bewegung der Arme 26, 27 in einer Ebene senkrecht zu der Trennwand 31.

3. Z-Bewegung — hin- und hergehende Bewegung nach oben und unten beider Arme 26,27, die schwenkbar um die in der waagerechten Abstützung 19 angeordnete Schwenkbefestigung liegen. Die Arme 26,27 bleiben parallel für alle oben beschriebenen Bewegungen.

4. Azimuth-Drehung — gleichzeitige axiale Dre- as hung des drehbaren Teils der Arme 26,27.

5. Anheben der Handgelenke 37, 39 — gleichzeitige winkelförmige, nach oben und unten ausgeführte Verschiebung des Handgriffs 38 und des Greifers 40 um die Mittelpunkte der Handgelenke37,39 in der Ebene beider Arme 26,27.

6. Drehen der Handgelenke 37, 39 — gleichzeitige Drehbewegung des Handgriffs 38 und des Greifers 40 axial um das Handgelenk 37,39.

7. Schließen des Greifers 40 — dem Greifer 40 wird eine zusammendrückende Wirkung von dem Handgriff 39 aus durch Verschieben eines entsprechenden Verbindungskabels vermittelt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wanddurchführung für Manipulatoren, die an einem in einer Trennwand gelagerten Träger einen Bedienungs- und einen Arbeitsarm aufweisen, wobei der Träger durch ein in der Trennwand drehbar gelagertes, kugelförmiges Gebilde unverschiebbar hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Lauf ringe (22) für die bewegliche Aufnahme des kugelförmigen Gebildes (23) einen ringförmigen Hohlraum (41) begrenzen, in dem zwei Schwenkstifte (25) eng angepaßt aufgenommen sind, die diametral gegenüberliegend zueinander und senkrecht zu der Achse des Trägers (24) einstückig mit dem kugelförmigen Gebilde (23) verbunden sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 789 993;
   französische Patentschriften Nr. 1 241 723 und
   Zusatz Patentschrift Nr. 77 576;
   französische Patentschrift Nr. 1 294 266;
   britische Patentschriften Nr. 725 342, 874 104;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 632 574, 2 764 301.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   809 617/105 9.68 © Bimdesdruckerei Berlin