NL2010970C2 - Magnetisch bolscharnier alsmede robot voorzien van het bolscharnier. - Google Patents

Description

Magnetisch bolscharnier alsmede robot voorzien van het bolscharnier BESCHRIJVING:

Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een magnetisch bolscharnier omvattende twee scharnierbaar met elkaar verbonden scharnierdelen waarvan een eerste schamierdeel is gevormd door een bol en het andere, tweede schamierdeel is voorzien van een uitsparing waarin de bol verdraaibaar is, waarbij de bol uitsluitend krachtgesloten in het tweede schamierdeel wordt vastgehouden.

Stand van de techniek

Een dergelijke bolscharnier is algemeen bekend en wordt onder andere toegepast in een robot. De bol wordt hierbij door een of meer veren in de uitsparing gedrukt of getrokken. Indien de kracht tussen de beide schamierendelen een zekere grens overschrijdt wordt de bol tegen de veerkracht in uit de uitsparing getrokken of geduwd en raken de delen waaraan deze scharnierdelen bevestigd zijn los van elkaar. Het bolscharnier vormt zo dus een beveiliging waardoor bij overbelasting geen of althans minder beschadigingen op kunnen treden.

Samenvatting van de uitvinding

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een bolscharnier van de in de aanhef omschreven soort waarbij de scharnierdelen zonder te beschadigen relatief gemakkelijk van elkaar los kunnen raken en die gemakkelijker toegepast kan worden dan het bekende bolscharnier. Hiertoe is het bolscharnier volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de bol van magnetisch materiaal is en het tweede schamierdeel een permanente magneet omvat die de bol aantrekt. Er zijn dus geen veren nodig om de beide scharnierdelen bij elkaar te houden met alle voordelen van dien, zoals eenvoudiger te assembleren en geen extra delen die in de weg kunnen zitten.

Een gunstige uitvoeringsvorm van het bolschamier volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat het tweede scharnierdeel voorts een magnetisch juk omvat dat de magnetische aantrekking van de bol vergroot.

Bij voorkeur is het magnetische juk rotatiesymmetrisch en heeft het een C-vormige dwarsdoorsnede, waarbij de permanente magneet binnen de C-vorm aanwezig is en in het midden aan het juk is bevestigd en waarbij de bol tussen beide tegenover elkaar aanwezige uiteinden van de C-vorm aanwezig is.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een robot voor pick-and-place toepassingen omvattende: een frame, een aantal met het frame verbonden actuators, een aantal armen die elk met een eerste uiteinde met een van de actuators zijn verbonden, een aantal gelede constructies die elk met het andere tweede uiteinde van de armen zijn verbonden, en ten minste één drager, die is verbonden met ten minste twee van de gelede constructies, waarbij de gelede constructies elk gevormd zijn door een parallellogramconstructie die uit vier elementen is samengesteld, waarvan een eerste element is verbonden met een van de armen en een tweede element, dat tegenover het eerste element aanwezig is, is verbonden met de ten minste ene drager.

Voor wat betreft de robot is de uitvinding gekenmerkt, doordat de elementen van de gelede constructies met elkaar verbonden zijn via magnetische bolschamieren volgens de uitvinding. De magnetische bolscharnieren volgens de uitvinding zijn met name geschikt voor toepassing in een robot omdat het daar gewenst is dat de schamierdelen zonder te beschadigen van elkaar los raken in het geval de belasting op een van de armen of gelede constructies te groot wordt.

Beknopte omschrijving van de tekeningen

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden van de robot en het magnetisch bolschamier volgens de uitvinding. Hierbij toont:

Figuur 1 een uitvoeringsvorm van de robot voorzien van bolschamieren volgens de uitvinding;

Figuur 2 een detail van de in figuur 1 weergegeven robot;

Figuur 3 een exploded view van een van de bolschamieren van de robot;

Figuur 4 het in figuur 3 weergegeven bolschamier in dwarsdoorsnede;

Figuur 5 een tweede uitvoeringsvorm van het bolscharnier in dwarsdoorsnede voorzien van een magnetisch juk; en

Figuur 6 een derde uitvoeringsvorm van het bolschamier in dwarsdoorsnede met een vergrote bol.

Gedetailleerde omschrijving van de tekeningen

In figuur 1 is een uitvoeringsvorm van de robot voorzien van bolschamieren volgens de uitvinding weergegeven. De in figuur 1 getoonde robot is ontworpen voor pick-and-place toepassingen en heeft een frame 1 dat schematisch is weergegeven. Aan het frame zijn vier actuators 3 bevestigd waaraan armen 5 met een eerste uiteinde 5a zijn verbonden. Aan tweede uiteinden 5b van deze armen zijn gelede constructies 7 bevestigd.

Elke gelede constructie is gevormd door een parallellogramconstructie die uit vier elementen is samengesteld. Hiervan is een eerste element 7a bevestigd aan een van de armen en een tweede element 7b, dat tegenover het eerste element aanwezig is, is bevestigd aan een drager 9. Een derde en vierde element 7c en 7d van de gelede constructie zijn parallel aan elkaar en via bolschamieren 11 met de eerste en tweede elementen verbonden.

In figuur 2 is ter illustratie de robot ter plaatse van de dragers 9 in detail weergegeven. Elke drager 9 is voorzien van een gat waardoorheen een schroefspindel 13 steekt. Deze schroefspindel is in het onderste gat gelagerd en in axiale richting gefixeerd. Het bovenste gat is voorzien van inwendige transportdraad. Door de beide dragers 9 naar elkaar toe of van elkaar af te bewegen wordt de schroefspindel 13 verdraaid en daarmee ook de onder aan de schroefspindel bevestigde zuignap 15.

In figuur 3 is een exploded view van een van de bolschamieren van de robot weergegeven. Het bolscharnier 11 heeft twee scharnierbaar met elkaar verbonden schamierdelen waarvan een eerste schamierdeel 11a is gevormd door een bol 17 en het andere, tweede schamierdeel 11b is gevormd door een niet magnetisch huis 19 met daarin een cilindrische permanente magneet 21. Het huis 19 is gevormd door een aan de onderzijde open en aan de bovenzijde gesloten cilinder, voorzien van een uitsparing 23 in de bovenzijde. De magneet 21 is in het huis 19 aanwezig en sluit de onderzijde af.

In figuur 4 is het in figuur 3 weergegeven bolscharnier in dwarsdoorsnede weergegeven. De bol 17 is van magnetisch materiaal en wordt door de magneet 21 aangetrokken. Het huis 19 is van niet-magnetisch materiaal en houdt de bol op zijn plaats binnen de begrenzingswand 25 van de uitsparing waarin de bol verdraaibaar is. De bol 17 wordt hierbij uitsluitend krachtgesloten in het tweede schamierdeel 1 lb vastgehouden.

In deze figuur zijn de magnetische veldlijnen 27 weergegeven. Hieruit valt op te maken dat slechts een klein deel van de magnetische flux door de bol 17 gaat en de magnetische aantrekkingkracht dus gering is.

In figuur 5 is een tweede uitvoeringsvorm van het bolscharnier in dwarsdoorsnede weergegeven. Alle onderdelen die gelijk zijn aan die van de eerste uitvoeringsvorm zijn met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. Bij dit bolscharnier 29 is het huis 31 van magnetisch materiaal en vormt het huis een magnetisch juk dat de magnetische flux geleidt.

Het magnetische juk is rotatiesymmetrisch en heeft een C-vormige dwarsdoorsnede. De permanente magneet 21 bevindt zich in de C-vorm en is in het midden ervan aan het juk bevestigd. Het juk heeft samen met de permanente magneet een ω-vormige dwarsdoorsnede, waarbij de magneet de kem vormt. Gezien in deze dwarsdoorsnede bevindt de bol zich tussen de beide tegenover elkaar aanwezige uiteinden van de C-vorm.

Uit het verloop van de magnetische veldlijnen 33 kan afgeleid worden dat de magnetische aantrekkingskracht groter is dan bij de eerste uitvoeringsvorm van het bolscharnier 11.

In figuur 6 is een derde uitvoeringsvorm van het bolscharnier in dwarsdoorsnede weergegeven. Ook hierbij zijn alle onderdelen die gelijk zijn aan die van de tweede uitvoeringsvorm met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. Bij dit bolscharnier 35 is het huis 31 eveneens van magnetisch materiaal en vormt het huis een magnetisch juk dat de magnetische flux geleidt. De bol 37 is in deze uitvoeringsvorm vergroot zodat nog meer magnetische veldlijnen 39 door de bol gaan en de magnetische aantrekkingskracht nog groter is dan bij de tweede uitvoeringsvorm.

De magnetische bolscharnieren volgens de uitvinding zijn met name geschikt voor toepassing waarbij het gewenst is dat de scharnierdelen zonder te beschadigen van elkaar los raken in het geval de belasting op de scharnierdelen te groot wordt.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding is toegelicht aan de hand van de tekeningen, dient te worden vastgesteld dat de uitvinding geenszins tot de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen is beperkt. De uitvinding strekt zich mede uit tot alle van de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen afwijkende uitvoeringsvormen binnen het door de conclusies gedefinieerde kader.

Claims (4)

1. Magnetisch bolscharnier (11 ;29;35) omvattende twee schamierbaar met elkaar verbonden schamierdelen (11a, 11b) waarvan een eerste schamierdeel (11a) is gevormd door een bol (17;37) en het andere, tweede schamierdeel (11b) is voorzien van een uitsparing (23) waarin de bol verdraaibaar is, waarbij de bol uitsluitend krachtgesloten in het tweede schamierdeel wordt vastgehouden, met het kenmerk, dat de bol (17;37) van magnetisch materiaal is en het tweede schamierdeel (11b) een permanente magneet (21) omvat die de bol aantrekt.

2. Magnetisch bolscharnier volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tweede schamierdeel (11b) voorts een magnetisch juk (31) omvat dat de magnetische aantrekking van de bol (17;37) vergroot.

3. Magnetisch bolscharnier volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het magnetische juk (31) rotatiesymmetrisch is en een C-vormige dwarsdoorsnede heeft, waarbij de permanente magneet (21) binnen de C-vorm aanwezig is en in het midden aan het juk is bevestigd en waarbij de bol (17;37) tussen beide tegenover elkaar aanwezige uiteinden van de C-vorm aanwezig is.

4. Robot voor pick-and-place toepassingen omvattende: een frame (1), een aantal met het frame verbonden actuators (3), een aantal armen (5) die elk met een eerste uiteinde (5a) met een van de actuators zijn verbonden, een aantal gelede constructies (7) die elk met het andere tweede uiteinde (5b) van de armen zijn verbonden, en ten minste één drager (9), die is verbonden met ten minste twee van de gelede constructies, waarbij de gelede constmcties (7) elk gevormd zijn door een parallellogramconstmctie die uit vier elementen is samengesteld, waarvan een eerste element (7a) is verbonden met een van de armen en een tweede element (7b), dat tegenover het eerste element aanwezig is, is verbonden met de ten minste ene drager, met het kenmerk, dat de elementen (7a-7d) van de gelede constmcties (7) met elkaar verbonden zijn via magnetische bolschamieren (11 ;29;35) volgens één der voorgaande conclusies.