NO843052L - Robotledd - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører generelt industriroboter og mer spesielt et håndledd, albueledd eller skulderledd for en slik robot.

Det er blitt stadig mer vanlig å benytte forskjellige typer "roboter" eller plasserings- og/eller posisjoneringsinn-retninger ved massefremstilling av deler eller ved sammensetning av deler, eller for løfting og plassering av tunge eller uhånd-terlige gjenstander eller ved maling, lakking eller ved gjennom-føring av andre operasjoner. Arbeidsoperasjonene kan være svært forskjellige, men blir utført på en helt tilfredsstillende måte. Det er herved ønskelig å benytte enkle, kompakte og effektive robotledd som skal utgjøre leddelene i slike materialhåndterings-apparater, f.eks. virke som håndledd, albueledd eller skulderledd.

Det er derfor en hovedhensikt med den foreliggende opp-finnelse å tilveiebringe et forbedret robotledd som kan utføre bevegelse om to akser, såsom svinge- eller dreiebevegelser,

eller hvilken som helst kombinasjon av to slike bevegelser,

som kan benyttes som håndledd, albueledd og/eller skulderledd i en industrirobot.

En videre hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe

et forbedret robotledd som innbefatter en dobbelt inngang, koniske tannhjul, utgang, og mellomliggende innretninger for sty-ring såvel av rotasjonen som dreiningen av tannhjulutgangen i samsvar med valgte hastigheter og retninger for rotasjonen av den dobbelte inngang.

En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et robotledd som innbefatter et hus, dobbelte innganger på motsatte sider av det faste hus, en sylindrisk utgang, et eksenter som er festet for rotasjon med hver av inngangene inne i huset, et første par koniske tannhjul som er forbundet for rotasjon fra det respektive eksenter, og et andre par motsatt plasserte koniske tannhjul som hvert er beregnet for inngrep med begge tannhjul av de to første koniske tannhjul, hvor den sylindriske utgang er festet til et hjul i det andre par koniske tannhjul,

og hvor hastighet og rotasjonsretning for dens sylindriske utgang og hevning og senkning av denne styres av de relative hastigheter og rotasjonsretninger for de respektive innganger.

Disse hensikter oppnås ved et robotledd som er kjenneteg-net ved det som fremgår av kravene.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til et utførelseseksempel som er fremstilt på teg-ningen, som viser: fig. 1 generelt en robotanordning som kan innbefatte oppfinnelsen ,

fig. 2 et tverrsnitt gjennom et ledd i henhold til oppfinnelsen, og

fig. 3 et tverrsnitt langs planet III-III på fig. 2, sett i retning av pilene.

Det skal nå vises mer detaljert til tegningene, hvor fig.

1 illustrerer en robotmekanisme 10 som er beregnet på å ta opp og plassere en gjenstand, såsom en stabel pappkartongemner, f.eks. i en arbeidsposisjon, såsom i et magasin i en vanlig formings-, fyllings- og avtetningsmaskin. Robotmekanismen 10 innbefatter et "håndledd" 12, en "albue" 14, og en "skulder" som er betegnet med 16. En "hånd" eller opptaksmekanisme 18

er drivforbundet med håndleddet 12. Med unntak av størrelsen er håndledd, albue og skulder i det vesentlige like. En slik enhet er vist mer detaljert på fig. 2, hvor en egnet inngang er vist i form av en skiveanordning 20. Hvis ønsket, kan det som alternativ anordning benyttes en inngang som består av to snekker og to tannhjul (ikke vist), istedetfor skiveanordningen 20. Hver enhet 12, 14 og 16 kan utføre en svinge- eller dreiebevegelse eller en vilkårlig kombinasjon av disse to bevegelser, slik det vil bli forklart nedenfor.

Det vises igjen til fig. 2 som illustrerer hvordan inn-gangsskiven 20 er montert på en^stasjonær aksel 22 og er plassert nærliggende til et fast hus 24. Et eksenter 25 er dreibart montert rundt akselen 22 på et lager 26 og en tetning 27 og er festet med en skrue 28 for dreining eller rotasjon med skiven 20. Et par nærliggende tannhjul 29 og 30 er utformet på en ytre omkrets av et felles nav 31 som er montert på eksenteret 26

ved hjelp av lageret 35. Tennene på tannhjulet 29 er vist i inngrep på venstre side av fig. 3 med tilsvarende tannlommer som er dannet av avstandsplasserte tapper 32 som er anbragt rundt det indre av huset 24. Følgelig vil tannhjulet 29 "gå

rundt" i huset 24.

Tennene til tannhjulet 30 er tilpasset til lommene 33

som er utformet i en ringdel 34 og bevirker at sistnevnte dreies på lageret 36 av tannhjulet 30. Delen 34 innbefatter et nav 38 som er festet, f.eks. ved sveising, til en konisk inngang eller drivtannhjul 40 som er dreibart montert via lageret 41

på den stasjonære aksel 22. Sistnevnte tannhjul 40 er på sin side innpasset i to motsatt plasserte koniske utganger eller drevne tannhjul 42 og 44 som er montert via lageret 46 på respektive stanglignende deler 47 og 48 som utstrekker seg i motsatte retninger ut fra en blokkdel 49 som er løst montert rundt den stasjonære aksel 22. En sylindrisk forlengelse 50 er utformet på det koniske tannhjul 44 og utstrekker seg utover gjennom en åpning 52 som er tilformet i et roterbart hus 54 inne i huset 24 og er understøttet via et lager 56 på den utoverragende ende av delen 48 og er således konsentrisk til denne. Den indre ende 58 av delen 47 er understøttet i en lomme 59 som er utformet i huset 54. Blokkdelen 49 er forbundet med sine ender med huset

54. Et par av tetninger 60 er montert mellom det faste hus 24

og avstandsplasserte spor 62 som er utformet i huset 54.

Forsåvidt som det er en identisk inngang fra den andre halvdel av drivenheten som er vist på fig. 2 kan, i avhengighet av de relative inngangshastigheter og retninger fra de motsatt plasserte inngangsskiver 20 den sylindriske forlengelse 50 bli bragt til å rulle eller dreie seg om sin akse i begge retninger, eller til å svinge eller vippe, dvs. i realiteten bevege seg inn og ut av papirplanet om aksen for akselen 22.

Mer spesielt kan det sies at hvis f.eks. skiven 20 og følgelig de to inngangsdrivtannhjul 40 ble dreiet i samme retning med samme hastighet, så ville utgangstannhjulene 42 og 44 bli fastholdt derimellom på ikke roterende eller ikke dreiende måte, men, slik det kan utledes av fig. 3 vil de dreie seg om akselen 22 og bevirke at den sylindriske forlengelse 50 på tannhjulet 44 vil heve seg eller senke seg i avhengighet av rotasjonsretningen for drivtannhjulene 40. Hvis drivtannhjulene 40 ble dreiet med samme hastighet i motsatte retninger, så ville utgangstannhjulene 42 og 44 og følgelig den sylindriske forlengelse 50 bli dreiet derimellom rundt de stavlignende deler 47 og 48 uten noen hevning eller senkning om' akselen 22. Variasjoner i hastighetene og rotasjonsretningene for inngangstannhjulene 40 vil bevirke en kombinasjon av hevning eller senkning av den sylindriske forlengelse 50 mens den dreies enten med urviserretning eller mot urviserretning, forutsatt at det er valgt en kombinert svinge- eller vippebevegelse og dreie- eller rota-sjonsbevegelse slik det er ønsket for de forskjellige håndte-ringsanvendelser. Med hensyn til hastighetene kan det anføres at hvis RR = omdreininger pr. minutt for utgangen til den høyre drivinnretning, og RL = omdreininger pr. minutt for utgangen til den venstre drivinnretning, så vil omdreininger pr. minutt

RR+RL

for hevning være lik —^— og omdreininger pr. minutt for rota-

n .. RR-RL

sjon lik —2—•

Hvis nå anordningen som er vist på fig. 3 ble antatt å være plassert ved håndleddet 12 til robotmekanismen 10 (fig. 1), skulle det være klart at hvis albuen 14 skulle foreta en rota-sjons- eller dreiebevegelse, så ville dette resultere i en "gir-ende" bevegelse eller vinkelbevegelsen i et horisontalplan rundt normalaksen for hele håndleddsenheten 12. Følgelig skulle det være klart at virkelig enhver kombinasjon av bevegelser i de tre akseretninger er mulig hvis det benyttes såvel albueenhet 14 som håndleddsenhet 12.

Det skulle være klart at oppfinnelsen tilveiebringer et effektivt, robust og kompakt robotledd med to bevegelsesakser, som når de kombineres med egnede gripe- eller "hånd"-innretninger kan tjene som et håndledd, en albue, eller en skulder på en robotmekanisme som anvendes for opptak og plassering av forskjellige laster fra et sted til et annet.

Ovenstående er en beskrivelse av en generell utførelses-form for oppfinnelsen og det er klart at mange modifikasjoner er mulige innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (4)

1. Robotledd, karakterisert ved at det omfatter et hus, en dobbelt inngang på de motsatte sider av huset, en enkelt utgang, reduksjonsanordninger anbragt for rotasjon med hver av inngangene i huset, et første par koniske tannhjul som er drivforbundet til den respektive reduksjonsanord-ning for rotasjon med denne, og et andre par motsatt plasserte koniske tannhjul hvor hvert av dem har inngrepspasning til begge de to koniske tannhjul, at den ene utgang er forbundet med et av nevnte andre par koniske tannhjul, og at hastighet og rotasjonsretning for den ene utgang og/eller hevning og senkning av denne styres av de relative hastigheter og rotasjonsretninger for de respektive innganger.

2. Robotledd ifølge krav 1, karakterisert ved at reduksjonsinnretningen er et eksentrisk tannhjul i inngrep med tennene på huset.

3. Robotledd, karakterisert ved at det omfatter et stasjonært hus, en stasjonær aksel som utstrekker seg gjennom huset, et eksenter som er dreibart montert på hver ende av akselen og beregnet på å "gå rundt" en indre flate i huset, en inngang som drivmessig er forbundet med hvert eksenter på utsiden av de motsatte sider av huset, et første par koniske tannhjul som er dreibart montert mellom aksel og hus og beregnet på å dreies av eksenteret, et roterbart hus som er fritt montert i det stasjonære hus, en stavlignende del som er dreibart montert rundt den stasjonære aksel og med en ende forbundet til det roterbare hus, og et andre par koniske tannhjul som er montert ved avstandsplasserte punkter langs den stavlignende del og hvor hvert tannhjul passer til begge av de første par av koniske tannhjul, og en utgangsforlengelse som er festet til et av nevnte andre par koniske tannhjul, og som utstrekker seg gjennom en åpning utformet i det roterbare hus, hvorved det kan oppnås en hvilken som helst kombinasjon av henholdsvis hevning eller senkning og dreining i urviserretning eller mot urviserretning for utgangsforlengelsen, i avhengighet av de relative hastigheter og rotasjonsretninger for de respektive innganger.

4. Robotledd, karakterisert ved at det omfatter et stasjonært hus, en stasjonær aksel som utstrekker seg gjennom huset, et eksenter som er dreibart montert på hver ende av akselen, innganger som drivmessig er forbundet med hvert eksenter utenfor de motsatte sider av huset, et par tannhjul med forskjellig diameter som er utformet ved siden av hverandre på den ytre omkrets av hvert eksenter, tanninnretninger utformet på en vegg i huset for samvirke med det større tannhjul i paret av tannhjul med forskjellig diameter, for derved å bevirke at eksentrene vandrer rundt husets vegg, et par ringformede deler som er dreibart montert i huset, tanninnretninger tilformet på hver ringformede del for samvirke med det mindre tannhjul i hvert par av tannhjul med forskjellig, diameter, et par koniske inngangstannhjul som er dreibart montert på den stasjonære aksel og festet for dreining med de respektive ringformede deler, et indre hus som er dreibart montert i det stasjonære hus, en blokkdel som er dreibart montert den stasjonære aksel, et par stavlignende deler som utstrekker seg i motsatte retninger fra nevnte blokkdel, med en av delene forløpende gjennom en åpning som er utformet i det indre hus og den andre del understøttet ved den indre ende i det indre hus, et par motsatt plasserte koniske utgangstannhjul som er montert ved avstandsplasserte punkter langs de stavlignende deler, idet hvert tannhjul er utformet for samvirke med begge tannhjul i paret av koniske inngangstannhjul, en sylindrisk forlengelsesdel som er festet til et tannhjul i paret av koniske utgangstannhjul, og som rager ut fra det stasjonære og indre hus, hvorved en hvilken som helst kombinasjon av valgvis dreining i en retning og/eller heving eller senking av den sylindriske forlengelsesdel kan oppnås, i avhengighet av de relative hastigheter og rotasjonsretningen for den respektive inngang.