| JP2004023907 | ARTICULATED ACTUATOR |
| JP09085673 | ARM DRIVE PART COOLING DEVICE FOR INDUSTRIAL ROBOT |
| JP04105888 | ARM MECHANISM FOR MULTIARTICULATED ROBOT |
MARKERT, Joachim (Lindenberger Straße 6, Augsburg, 86163, DE)
| Manipulator aufweisend mehrere Glieder (12, 14), die durch Gelenke (A1-A6) miteinander verbunden sind, welche durch Antriebe (M1-M6) verstellbar sind, und eine Ge¬ wichtsausgleichsvorrichtung (15), die einem der Gelenke (A1-A6) zugeordnet ist und eine Stange (19) aufweist, die einerseits an ein mit dem Gelenk (A1-A6) verbundenes erstes Glied (12) angekoppelt ist und andererseits mit einer Federeinrichtung (26) verbunden ist, die sich gegen einen Sitz (25) abstützt, der über wenigstens eine Lageranordnung (18) an ein mit dem Gelenk (A1-A6) verbundenes zweites Glied (14) angekoppelt ist, die ein erstes Lagerbauteil (17) und ein an das zweite Glied (14) angeschlossenes zweites Lagerbauteil (16) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz (25) über wenigs¬ tens einen frei tragenden Arm (23, 24) mit dem ersten Lagerbauteil (17) verbunden ist. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsausgleichsvorrichtung (15) mittels zweier gegenüberliegender Lageranordnungen (18) an das zweite Glied (14) angekoppelt ist und der Sitz (25) mit¬ tels wenigstens zweier gegenüberliegender frei tragender Arme (23, 24) mit jeweils einem ersten Lagerbauteile (17) der beiden Lageranordnungen (18) verbunden sind. Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein frei tragender Arm (23, 24) als ein von dem ersten Lagerbauteil (17) ausgehendes, sich in mindestens zwei Teilarme (23.1, 23.2, 24.1, 24.2) verzweigendes Skelettbauteil ausgebildet ist, dessen Teilarme (23.1, 23.2, 24.1, 24.2) mit dem Sitz (25) verbunden sind. Manipulator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine frei tragende Arm (23, 24) zwei Teilarme (23.1, 23.2, 24.1, 24.2) aufweist, die sich unter Einschließen eines spitzen Winkels V-förmig in einer senkrecht zu einer Schwenkachse der wenigstens einen Lageranordnung (18) orientierten Ebene erstrecken. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine frei tragende Arm (23, 24) einstückig mit dem Sitz (25) ausgebildet ist . Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Sitz (25) gegenüberliegendes Ende der Federeinrichtung (26) von einer Fangvorrichtung (32) umgeben ist, die mittels eines oder mehre¬ rer zusätzlicher frei tragender Arme (34, 35) mit dem wenigstens einen ersten Lagerbauteil (17) verbunden ist. Manipulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Arm (34, 35) oder die zusätzlichen Arme (34, 35) jeweils zwei Teilarme (34.1, 34.2, 35.1, 35.2) aufweist, die sich unter Einschließen eines spitzen Winkels V-förmig in einer senkrecht zu einer Schwenkachse der Lageranordnung (18) orientierten Ebene erstrecken . Manipulator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Arm (34, 35) oder die zusätz¬ lichen Arme (34, 35) einstückig mit dem Sitz (25) ausgebildet sind. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (28) zusammen mit der Federeinrichtung (26), dem Sitz (25) , der mindestens einen Lageranordnung (18) und dem wenigstens einen frei tragenden Arm (23, 24, 34, 35) eine mantelfreie Ge¬ wichtsausgleichsvorrichtung (15) bildet. 10. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (26) von einer insbesondere spannungsfrei an der Gewichtsausgleichsvorrichtung (15) angebrachte Schutzhülle (33) umgeben ist. 11. Manipulator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (33) von einem insbesondere rohr- förmigen Mantel aus einem Kunststoff, einem Blech, ins¬ besondere Lochblech, einem Streckmetall, einem Gewebe oder einem Netz gebildet wird. 12. Manipulator nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (33) dünnwandig und/oder flexibel ausgebildet ist. 13. Manipulator nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (33) den wenigstens einen frei tragenden Arm (23, 24, 34, 35) der Gewichtsausgleichsvorrichtung (15) von außen umgibt. 14. Manipulator nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (33) zwischen der Federeinrichtung (26) und dem wenigstens einen frei tra¬ genden Arm (23, 24, 34, 35) der Gewichtsausgleichsvorrichtung (15), insbesondere die Federeinrichtung (26) umhüllend angeordnet ist. |
Die Erfindung betrifft einen Manipulator aufweisend mehrere Glieder, die durch Gelenke miteinander verbunden sind, welche durch Antriebe verstellbar sind, und eine Gewichtsausgleichs ¬ vorrichtung, die einem der Gelenke zugeordnet ist und eine Stange aufweist, die einerseits an ein mit dem Gelenk verbun ¬ denes erstes Glied angekoppelt ist und andererseits mit einer Federeinrichtung verbunden ist, die sich gegen einen Sitz abstützt, der über wenigstens eine Lageranordnung an ein mit dem Gelenk verbundenes zweites Glied angekoppelt ist, die ein erstes Lagerbauteil und ein an das zweite Glied angeschlosse ¬ nes zweites Lagerbauteil umfasst.
Die EP 0 947 296 Bl beschreibt eine Federausgleichs- Vorrichtung, die zwischen einer Basis und einem bewegbaren Teil einer Maschine oder zwischen bewegbaren Teilen einer Maschine zu montieren ist, welche Vorrichtung eine Stange, de- ren eines Ende auf der Basis oder dem bewegbaren Teil der Ma ¬ schine zu montieren ist, eine Rückhalteplatte innerhalb eines Gehäuses der Vorrichtung, die an dem anderen Ende der Stange angebracht ist, und zwei oder mehr Federn mit verschiedenen Windungsdurchmessern, die ineinander um die Stange und zwi- sehen der Rückhalteplatte und einem Teil angeordnet sind, das eine Wand des Gehäuses bildet, welches Teil sich auf der der ¬ jenigen Seite, auf der sich die Rückhalteplatte befindet, entgegen gesetzten Seite des Gehäuses befindet, umfasst. Die Rückhalteplatte ist abnehmbar an dem Ende der Stange an ¬ gebracht und in deren Zentrum mit einer Ausnehmung ausgebildet, die sich in Richtung auf ein Teil öffnet, das eine Wand des Vorrichtungs-Gehäuses auf derjenigen Seite desselben bil ¬ det, die der Rückhalteplatte benachbart ist, wobei ein Ende der Stange in die Ausnehmung vorsteht und ein mit Gewinde versehener Teil, der an dem vorstehenden Ende der Stange ausgebildet ist, in Eingriff mit einer Mutter steht, so dass die Rückhalteplatte auf der Stange montiert ist, und ferner das Teil, das die Wand des Vorrichtungs-Gehäuses auf derjenigen Seite desselben bildet, die der Rückhalteplatte benachbart ist, mit einem Durchgangsloch in dem Zentrum desselben ausgebildet ist, so dass die Mutter von außerhalb des Vorrich ¬ tungs-Gehäuses durch das Durchgangsloch betätigt werden kann. Die EP 1 125 696 Bl beschreibt eine Vorrichtung zum Ge ¬ wichtsausgleich eines Roboterarms eines Roboters mit einem Federzylinder mit wenigstens einer Schraubenfeder und zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Einrichtung zum Einsetzen und Entfernen wenigstens einer weiteren, auswech- seibaren Schraubenfeder vorgesehen ist, wobei bevorzugt eine Vorspannung zumindest der auswechselbaren Schraubenfeder einstellbar ist. Diese Vorrichtung gestattet eine Änderung der Federkonstanten des Federzylinders, um eine für den Ge ¬ wichtsausgleich des Roboters gewünschte Kompensationskraft individuell einzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Manipulator mit einer verbesserten Gewichtsausgleichsvorrichtung zu schaffen. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Manipulator aufweisend mehrere Glieder, die durch Gelenke miteinander verbunden sind, welche durch Antriebe verstellbar sind, und eine Gewichtsausgleichsvorrichtung, die einem der Gelenke zugeordnet ist und eine Stange aufweist, die einerseits an ein mit dem Gelenk verbundenes erstes Glied angekoppelt ist und andererseits mit einer Federeinrichtung verbunden ist, die sich gegen einen Sitz abstützt, der über wenigstens eine La ¬ geranordnung an ein mit dem Gelenk verbundenes zweites Glied angekoppelt ist, die ein erstes Lagerbauteil und ein an das zweite Glied angeschlossenes zweites Lagerbauteil umfasst, bei dem der Sitz über wenigstens einen frei tragenden Arm mit dem ersten Lagerbauteil verbunden ist.
Unter „frei tragend" werden Ausführungen verstanden, die ein Konstruktionselement aufweisen, das zur Erfüllung seiner
Funktion ohne weitere äußere Lastaufnahmeelemente auskommt. Dazu soll es insbesondere derart ausgeführt werden, dass sämtliche im Betrieb aufkommenden Funktionsbelastungen allein durch das Konstruktionselement aufgenommen werden.
Erfindungsgemäß wird dieses Konstruktionselement ganz allge ¬ mein als Arm bezeichnet. Das als Arm bezeichnete Konstrukti ¬ onselement umfasst Ausgestaltungen, die beispielsweise hohle oder massive Druckstäbe und/oder Zugstäbe aufweisen können. Diese Druckstäbe und/oder Zugstäbe können als Schweißkon ¬ struktion oder als Gusskonstruktion insbesondere fachwerkar- tig ausgebildet sein. Der erfindungsgemäße wenigstens eine frei tragenden Arm soll dabei die Kräfte welche die Federein ¬ richtung zwischen dem erstes Glied und dem zweiten Glied des Manipulators aufbringt von dem Sitz auf das erste Lagerbau ¬ teil leiten. Diese Kräfte welche die Federeinrichtung zwischen dem erstes Glied und dem zweiten Glied des Manipulators aufbringt sollen insbesondere vollständig und ausnahmslos über den erfindungsgemäßen wenigstens einen frei tragenden Arm geleitet werden.
Dies Bedeutet, dass weder eine Schutzhülle noch eine Fangvor ¬ richtung bzw. ein Boden eines topfartigen Gehäuses der Gewichtsausgleichsvorrichtung zur Übertragung derjenigen Kräf- te, welche die Federeinrichtung zwischen dem erstes Glied und dem zweiten Glied des Manipulators aufbringt, beiträgt. Im Ergebnis können die Schutzhülle, die Fangvorrichtung und/oder der Boden deutlich kleiner, leichter und filigraner ausgebildet werden, als dies nötig wäre, um die Kräfte welche die Fe- dereinrichtung zwischen dem erstes Glied und dem zweiten Glied des Manipulators aufbringt übertragen zu müssen. Im Er ¬ gebnis kann die gesamte Gewichtsausgleichsvorrichtung leichter, kostengünstiger und funktionsoptimierter gestaltet werden. Insbesondere kann der eine frei tragende Arm bzw. können die frei tragenden Arme hinsichtlich der Kraftflussrichtungen derjenigen Kräfte welche die Federeinrichtung zwischen dem erstes Glied und dem zweiten Glied des Manipulators aufbringt in ihren Positionen, Orientierungen und Dimensionierungen optimiert werden. So kann der eine frei tragende Arm bzw. kön- nen die frei tragenden Arme fachwerkartig, kragarmartig oder stützskelettartig ausgebildet sein.
Der eine frei tragende Arm bzw. die frei tragenden Arme kön ¬ nen insbesondere eine offen zugängliche Bauteilstruktur bil- den, welche wenigstens einen Durchbruch oder auch mehrere
Durchbrüche aufweisen kann, über welche die Federeinrichtung unter Weglassung einer Schutzhülle zugänglich ist. Dabei kann die Federeinrichtung der frei tragenden Arme konstruktiv bedingt zunächst beispielsweise bei der Montage zugänglich sein, jedoch später durch eine insbesondere nicht-tragende
Schutzhülle unzugänglich sein, um einen Eingriffschütz in die Federeinrichtung bereitzustellen. Die Schutzhülle weist dabei insbesondere eine Festigkeit, Steifigkeit und/oder Wandstärke auf, die einen manuellen Eingriff verhindern kann, jedoch zu schwach ist, um diejenigen Kräfte welche die Federeinrichtung zwischen dem erstes Glied und dem zweiten Glied des Manipula ¬ tors aufbringt übertragen zu können.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird mit der erfindungsgemäßen Gewichtsausgleichsvorrichtung, die einen oder mehrere frei tragende Arme aufweist eine Trennung der Teilfunktion Kraft- fluss und Fangschutz von der Teilfunktion Schutzhülle erreicht. Der Fangschutz dient dazu, bei einem Bruch der Stange ein Herausspringen von Federn oder Federteilen aus der Ge- wichtsausgleichsvorrichtung zu verhindern. Der oder die frei tragenden Arme können beispielsweise durch eine Schweiß- oder Gusskonstruktion hergestellt werden. Ein solch gebildetes Skelett kann im unmittelbaren Bereich des Kraftflusses zur Aufnahme der Federkräfte und deren Ableitung in die Lager- punkte d.h. Lageranordnungen bzw. in die Lagerbauteile die ¬ nen. Die Lagerpunkte können dabei integriert oder einbaubar sein. Optional können die Lageranordnungen bzw. die Lagerbauteile auch zur Aufnahme der Kräfte aus der Fangfunktion bei Stangenbruch dienen.
Eine hinzufügbare Schutzhülle in Art eines Hohlkörpers kann unabhängig der Übertragung von Federkräften vorgesehen sein. Die Schutzhülle kann beispielsweise geschlitzt oder geschlos ¬ sen, einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Des weiteren kann zusätzlich ein Fangkörper beispielsweise in Art eines Deckels über zusätzliche erfindungsgemäße Arme mit den La ¬ geranordnungen bzw. den Lagerbauteilen verbunden sein. Der Fangkörper kann offen oder geschlossen, flach oder konturiert ausgeführt sein.
Eine solche Gewichtsausgleichsvorrichtung wiegt nur einen Bruchteil bekannter Gewichtsausgleichsvorrichtungen. Sie kann somit bei Bearbeitung und Montage leichter gehandhabt werden und kann dabei gleiche oder sogar höhere Festigkeit aufwei- sen, als die bekannten Gewichtsausgleichsvorrichtungen. Mit dem Fangkörper kann außerdem die Schutzhülle einfach gegen das Skelett gefügt bzw. geklemmt werden. Die Schutzhülle kann sehr leicht und preiswert z.B. aus Blech oder Kunststoff her ¬ gestellt werden. Die Schutzhülle kann z.B. als insbesondere einteiliges Rohr ausgebildet oder aus Halbschalen gebildet werden, die zusammengefügt werden.
Die erfindungsgemäße Gewichtsausgleichsvorrichtung kann gegenüber den bekannten Gewichtsausgleichsvorrichtungen ein ge- ringes Gewicht aufweisen, mit geringen Herstellkosten herge- stellt werden und/oder in einfacher Weise bei Montage und Be ¬ trieb gehandhabt werden. Alle Teilfunktionen können dabei ohne Einschränkung von Funktion und Sicherheit erfüllt werden. Die Gewichtsausgleichsvorrichtung kann mittels zweier gegenüberliegender Lageranordnungen an das zweite Glied angekoppelt sein und der Sitz mittels wenigstens zweier gegenüberliegender frei tragender Arme mit jeweils einem ersten Lagerbauteil der beiden Lageranordnungen verbunden sein.
Obwohl ganz allgemein der Sitz beispielsweise über einen einseitig vorgesehenen, schwingenartigen Arm mit einem einzigen ersten Lagerbauteil verbunden sein kann, ist es insbesondere zweckmäßig die Gewichtsausgleichsvorrichtung von mehreren Seiten, beispielsweise von zwei gegenüberliegenden Seiten über zwei Lageranordnungen an das zweite Glied anzukoppeln. In diesen Fällen kann der Sitz über wenigstens zweier gegenüberliegender frei tragender Arme mit jeweils einem von zwei ersten Lagerbauteilen der beiden Lageranordnungen verbunden sein. Dabei wird der Sitz von zwei Seiten gehalten, so dass der Sitz als solches sehr stabil als Teil der gesamten Ge ¬ wichtsausgleichsvorrichtung gehalten ist.
Wenigstens ein frei tragender Arm kann als ein von dem ersten Lagerbauteil ausgehendes, sich in mindestens zwei Teilarme verzweigendes Skelettbauteil ausgebildet sein, dessen Teilar ¬ me mit dem Sitz verbunden sind. Das als Arm bezeichnete frei tragende Konstruktionselement muss nicht zwingend massiv kom ¬ pakt ausgebildet sein, sondern kann vielmehr ast- oder git- terartig verzweigend ausgebildet sein. So kann der Arm bei ¬ spielsweise fachwerkartig oder gabelförmig ausgebildet sein.
Der wenigstens eine frei tragende Arm kann zwei Teilarme auf ¬ weisen, die sich unter Einschließen eines spitzen Winkels V- förmig in einer senkrecht zu einer Schwenkachse der wenigs- tens einen Lageranordnung orientierten Ebene erstrecken. Von dem Sitz können sich somit zwei gegenüberliegende, lateral an dem Sitz angebrachte Arme erstrecken. Jeder der beiden Arme kann als ein V-förmiges Bauteil mit zwei in einem spitzen Winkel angeordneter Teilarme ausgebildet sein. Mit anderen Worten können die beiden Teilarme jeden Armes in einem Abstand voneinander mit dem Sitz verbunden sein und in Richtung auf die Lageranordnung zusammengeführt sein. Die Teilarme laufen also an dem jeweiligen ersten Lagerbauteil der La- geranordnung zusammen. Man kann auch sagen, dass die jeweiligen Teilarme ausgehend von dem ersten Lagerbauteil der La ¬ geranordnung speichenartig sich in Richtung des Sitzes erstrecken . In allen erfindungsgemäßen Ausführungen kann der wenigstens eine frei tragende Arm einstückig mit dem Sitz ausgebildet sein. Der wenigstens eine frei tragende Arm oder die mehreren frei tragenden Arme können beispielsweise als Gussbauteil einteilig mit dem Sitz hergestellt sein. In einer alternati- ven Ausgestaltung kann der wenigstens eine frei tragende Arm oder die mehreren frei tragenden Arme als separate Bauteile hergestellt und an den Sitz angeschweißt werden.
In einer Weiterbildung kann ein dem Sitz gegenüberliegendes Ende der Federeinrichtung von einer Fangvorrichtung umgeben sein, die mittels eines oder mehrerer zusätzlicher frei tragender Arme mit dem wenigstens einen ersten Lagerbauteil ver ¬ bunden ist. Die Federeinrichtung wird bei einer auf die Stange wirkenden Zugkraft mittels eines Federtellers, der mit der Stange verbunden ist, zusammengedrückt. Die Federeinrichtung ist also zwischen dem Federteller und dem Sitz vorgespannt gehalten. Um zu verhindern, dass bei einem Bruch der Stange sich der Federteller löst und die Federeinrichtung sich in unerwünschter Weise plötzlich entspannt und explosionsartig aus der Gewichtsausgleichsvorrichtung heraus getrieben wird, ist eine Fangvorrichtung hinterhalb der Federeinrichtung bzw. des Federtellers angeordnet, um sich plötzlich entspannende Teile der Federeinrichtung aufhalten zu können. Dazu muss die Fangvorrichtung sehr fest gehalten sein. Die Fangvorrichtung kann dazu erfindungsgemäß mittels eines oder mehrerer zusätz ¬ licher frei tragender Arme mit dem wenigstens einen ersten Lagerbauteil verbunden sein. Die frei tragenden Arme, welche die Fangvorrichtung mit dem ersten Lagerbauteil verbindet, können analog der Arme ausgebildet werden, welche den Sitz mit dem ersten Lagerbauteil verbinden. Die zusätzlichen frei tragender Arme können sich entgegen der Richtung der anderen frei tragenden Arme von dem ersten Lagerbauteil weg erstre ¬ cken . Der zusätzliche Arm oder die zusätzlichen Arme können jeweils zwei Teilarme aufweisen, die sich unter Einschließen eines spitzen Winkels V-förmig in einer senkrecht zu einer Schwenkachse der Lageranordnung orientierten Ebene erstrecken. Die sich von dem ersten Lagerbauteil weg erstreckenden Enden der zusätzlichen Arme können sich in zueinander parallelen Richtungen erstreckend enden. Mit anderen Worten enden die zusätzlichen Arme an der Fangvorrichtung in einer zur ebene der Fangvorrichtung senkrechten Ausrichtung. Der zusätzliche Arm oder die zusätzlichen Arme können einstückig mit dem Sitz ausgebildet sein. Die zusätzlichen Arme können beispielsweise als Gussbauteil einteilig mit dem Sitz bzw. dem Sitzbauteil, umfassend die weiteren Arme, herge ¬ stellt sein. In einer alternativen Ausgestaltung können die zusätzlichen Arme als separate Bauteile hergestellt und an den Sitz angeschweißt werden.
In allen erfindungsgemäßen Ausführungen kann die Stange zusammen mit der Federeinrichtung, dem Sitz, der mindestens ei- nen Lageranordnung und dem wenigstens einen frei tragenden Arm eine mantelfreie Gewichtsausgleichsvorrichtung bilden. Die mantelfreie Gewichtsausgleichsvorrichtung kann beispielsweise als Gussbauteil einteilig hergestellt sein. In einer alternativen Ausgestaltung kann die mantelfreie Gewichtsaus- gleichsvorrichtung aus separaten Bauteilen hergestellt und zusammengeschweißt sein.
In allen erfindungsgemäßen Ausführungen kann die Federeinrichtung von einer insbesondere spannungsfrei an der Ge- wichtsausgleichsvorrichtung angebrachte Schutzhülle umgeben sein. Mit anderen Worten kann die Gewichtsausgleichsvorrichtung ihre Funktion generell ohne eine Schutzhülle erfüllen. Die Schutzhülle dient erfindungsgemäß lediglich als Eingriff ¬ schutz und Staubschutz. Die Schutzhülle kann erfindungsgemäß deshalb deutlich kleiner, leichter und filigraner ausgebildet werden, als dies nötig wäre, um die Kräfte welche die Feder ¬ einrichtung zwischen dem erstes Glied und dem zweiten Glied des Manipulators aufbringt, übertragen zu müssen. Bei der Be ¬ festigung der Schutzhülle muss lediglich die Selbsthaltungs- kraft berücksichtigt werden, so dass die Befestigungsmittel entsprechend klein und/oder leicht ausgeführt werden können.
Die Schutzhülle kann insbesondere von einem Mantel aus einem Kunststoff, einem Blech, insbesondere Lochblech, einem
Streckmetall, einem Gewebe oder einem Netz gebildet werden. Die Schutzhülle kann dabei beispielsweise von einem rohrför- migen Mantel aus einem Kunststoff, einem Lochblech, einem Streckmetall, einem Gewebe oder einem Netz gebildet werden. Die Schutzhülle kann dünnwandig und/oder flexibel ausgebildet sein. Die Schutzhülle kann den wenigstens einen frei tragen ¬ den Arm der Gewichtsausgleichsvorrichtung von außen umgeben. Dabei kann die Schutzhülle entfernt werden, ohne die Ge ¬ wichtsausgleichsvorrichtung demontieren zu müssen. Insbesondere kann dann die Schutzhülle vom betriebsfertigen Manipula- tor entfernt bzw. an diesen montiert werden, ohne dass die Gewichtsausgleichsvorrichtung von dem Manipulator entfernt werden muss.
Die Schutzhülle kann zwischen der Federeinrichtung und dem wenigstens einen frei tragenden Arm der Gewichtsausgleichs ¬ vorrichtung angeordnet sein. Die Schutzhülle kann insbesonde ¬ re die Federeinrichtung umhüllend zwischen der Federeinrichtung und dem wenigstens einen frei tragenden Arm der Gewichtsausgleichsvorrichtung angeordnet sein.
Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung ist an Hand der Figuren 1 bis 3 beschrieben. Aus der detaillierten Beschreibung dieses konkreten Ausführungsbeispiels ergeben sich auch weitere generelle Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung .
Es zeigen: eine perspektivische Ansicht eines Manipulators mit einer erfindungsgemäßen Gewichtsausgleichsvorrichtung; eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen GewichtsausgleichsVorrichtung,· eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Gewichtsausgleichsvorrichtung gemäß Fig. 2 im Zusammenbau .
Die Fig. 1 zeigt einen Manipulator 1 mit einem Grundgestellt 2 an dem ein Karussell 3 um ein erstes vertikales Gelenk AI drehbar gelagert und mittels eines ersten Antriebsmotors Ml drehangetrieben ist. An dem Karussell 3 ist eine Schwinge 4 um ein zweites horizontale Gelenk A2 auf und ab schwenkbar gelagert und mittels eines zweiten An ¬ triebsmotors M2 drehangetrieben. Die Schwinge 4 trägt einen Arm 5, der um ein drittes horizontale Gelenk A3 auf und ab schwenkbar gelagert und mittels eines dritten Antriebsmo ¬ tors M3 drehangetrieben ist. An dem Arm 5 ist ein viertes Gelenk A4 vorgesehen, welche in Längserstreckung des Armes 5 verläuft und über einen vierten Antriebsmotors eine Hand 7 des Arms 5 drehantreibt. An der Hand 7 erstrecken sich ein erster Schenkel 8 und ein zweiter Schenkel 9 gabelförmig nach hinten. Die beiden Schenkel 8 und 9 tragen eine Lagerung für ein freies Ende 10 der Hand 7. Die Lagerung definiert ein fünftes Gelenk A5 des Manipulators 1, um wel ¬ che die Hand 7 mittels eines fünften Antriebsmotors M5 schwenkbar bewegt werden kann. Ergänzend weist die Hand 7 ein sechstes Gelenk A6 auf, um einen Befestigungsflansch 11 mittels eines sechsten Antriebsmotors M6 drehbar antreiben zu können.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Karussell 3, das ein zweites Glied 14 des Gelenks A2 bildet, und der Schwinge 4, die ein erstes Glied 12 des Gelenks A2 bildet, eine Gewichtsausgleichsvorrichtung 15 angeordnet. Die Ge- wichtsausgleichsvorrichtung 15 kann jedoch zwischen zwei beliebigen benachbarten Gliedern wenigstens eines der Gelenke AI bis A6 des Manipulators 1 angeordnet sein. Um die Ge ¬ wichtsausgleichsvorrichtung 15 schwenkbar an dem Karussell 3 zu lagern ist ein zweites Lagerbauteil 16 mit dem Karussell 3 verbunden. Ein erstes Lagerbauteil 17 ist an dem zweites La ¬ gerbauteil 16 drehbar gelagert. Das erste Lagerbauteil 17 und das zweite Lagerbauteil 16 bildet eine Lageranordnung 18. Ei ¬ ne Stange 19 der Gewichtsausgleichsvorrichtung 15 ist mittels eines Kugelgelenks 20 mit der Schwinge 4, d.h. dem ersten Glied 12 des Gelenks A2 verbunden.
In der Fig. 2 sind die Einzelteile einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Gewichtsausgleichsvorrichtung 15 dargestellt. Repräsentativ ist ein einzelnes zweites Lagerbauteil 16 gezeigt, das in der Ausführung gemäß Fig.l an dem Karussell 3 zu befestigen ist. Die Befestigung des zweiten Lagerbauteils 16 bzw. zweier Lagerbauteile 16 kann mittels Schrau ¬ ben 21 erfolgen. Über eine Lager 22 ist das zweite Lagerbau- teile 16 mit dem ersten Lagerbauteil 17 drehbar bzw. schwenkbar verbunden. Von dem ersten Lagerbauteil 17 erstrecken sich jeweils zwei Teilarme 23.1, 23.2 und 24.1, 24. 2 auf einen Sitz 25 zu. An einer gemäß Fig. 2 rückwärtigen Seite des Sitzes 25 liegend in zusammengebauten Zustand beispielhaft ins- gesamt drei Federn 26.1, 26.2 und 26.3 an. Die Federn 26.1, 26.2 und 26.3 bilden in diesem Aufführungsbeispiel eine Fe ¬ dereinrichtung 26. Die rückseitigen Enden der Federn 26.1, 26.2 und 26.3 liegen an einem Federteller 27 auf. Der Federteller 27 ist mit einer Stange 28 verbunden. Die Verbindung erfolgt über eine Bohrung 29 im Federteller 27 und zweier
Kontermuttern 30, welche zusammen mit dem Federteller 27 auf einen Gewindeabschnitt 31 der Stange 28 geschraubt wird. Be ¬ vor eine Fangvorrichtung 32 montiert wird, kann eine erfindungsgemäße Schutzhülle 33 über die Federn 26.1, 26.2 und 26.3 bzw. die Federeinrichtung 26 gezogen werden. Um die
Fangvorrichtung 32 zu befestigen sind zusätzliche frei tragende Arme 34 und 35 vorgesehen. Der zusätzliche Arm 34 weist zwei zusätzliche Teilarme 34.1 und 34.2 auf. Der zusätzliche Arm 35 weist zwei zusätzliche Teilarme 35.1 und 35.2 auf. Die Enden der zusätzliche Teilarme 34.1, 34.2, 35.1 und 35.2 bil ¬ den vier Aufnahmestellen für Bohrungen und Schrauben um die Fangvorrichtung 32 zu befestigen. Dadurch ist die Fangvorrichtung 32 einerseits mit dem ersten Lagerbauteil 17 und an ¬ dererseits auch mit dem Sitz 25 verbunden. Die Fig. 3 zeigt abschließend die Gewichtsausgleichsvorrichtung 15 im Zusammenbau.
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