DD241993A3 - Anordnung zur spielfreien mechanischen drehmomentenuebertragung, insbesondere fuer roboter und manipulatoren - Google Patents

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung darin besteht, o. g. Anordnung so auszubilden, dass sie einen einfachen Aufbau aufweist und mit geringem Aufwand herstellbar ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur spielfreien mechanischen Uebertragung von Drehmomenten, insbesondere fuer Roboter und Manipulatoren zu schaffen, mit der grosse Drehmomente auf engem Raum mit hohen Geschwindigkeiten ueber einen Drehwinkel von nahezu 360 uebertragen werden koennen. Dieses wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass mindestens zwei Baender (siehe Figur 2) gegenlaeufig gespannt und parallel zueinander angeordnet sowie beidseitig unter Bildung eines Umschlingungswinkels von mindestens 180 um die Treibscheiben gelegt und mittels Form- und Kraftschluss bewirkenden Spannelementen in den Treibscheiben befestigt sind. Fig. 2

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist allgemein anwendbar zur spielfreien mechanischen Übertragung von Drehmomenten, vorzugsweise zur Übertragung von Drehmomenten bei Robotern und Manipulatoren vom Antrieb zu den Gelenken bzw. von Gelenk zu Gelenk.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Fürdie mechanische Übertragung von Drehmomenten ist eine Vielzahl von Lösungen bekannt, wie z. B.Getriebe, Riementriebe, Bandantriebe, Kettentriebe u.dgl.

So ist z. B. eine Anordnung bekannt zur mechanischen Drehmomentübertragung über eine Anzahl in Reihe schaff barer Einheiter von denen jede aus zwei parallelen Wellen mit Gelenkscheiben besteht, die über zwei Gelenkstangen und auf den Gelenkscheiben befindlichen Gelenkachsen miteinander verbunden sind, wobei die Länge der Gelenkstangen bedeutend größe als der Durchmesser der Gelenkscheiben sein kann und die Gelenkachsen jeweils auf der Seite der Gelenkscheiben angebrach sind, die der drehmomentübertragenden Welle abgewandt ist (vgl. Franke, Dr.: Vom Aufbau der Getriebe, Düsseldorf/BRD, II.Band, S.22).

Eine Weiterentwicklung dieser Lösung zur Anwendung bei Robotern, insbesondere mit einem Drehwinkel annähernd 360° ist i der DE-OS 2422939 beschrieben. Die Realisierung dieser Lösung erfordert einen hohen Fertigungsaufwand und stelle darüber hinaus hohe Anforderungen an die Einhaltung geringerToleranzen bei der Fertigung.

Weiterhin ist es aus den DE-OSen 3034912; 2945189 und 2531991 bekannt, Seile als Übertragungsmittel einzusetzen. Die beschriebenen Lösungen sind kompliziert aufgebaut und eignen sich nur zur Übertragung von Bewegungsabläufen geringer Geschwindigkeit. Nachteilig ist ferner, daß die Übertragung nicht spielfrei erfolgt.

Die Verwendung von Ketten und Endlostrieben, wie z. B. in den DE-OSen 2831361; 3038419 und 2249894 bzw. in der DD-PS 9283 beschrieben, gewährleistet ebenfalls keine spielfreie Übertragung von Drehmomenten und erfordert darüber hinaus größere Abmessungen bei der Übertragung größerer Drehmomente.

Weiterhin ist aus der DD-PS 0154342 eine Antriebsvorrichtung für die Gelenke eines Manipulators bekannt, bei der mittels an sich bekannterflexibler Übertragungselemente, wie z.B. Stahlbänder, Stahlflachseile, Fieberriemen und dgl., die beidseitig gespannt und vorzugsweise in den Armen des Manipulators angeordnet sind, über in den Gelenken der Manipulatorarme angeordnete Treibscheiben eine Bewegungsübertragung erfolgt. Aufgrund der spezifischen konstruktiven Gestaltung ist diese Lösung nur zur Übertragung geringer Drehmomente, wie sie für die Feinwerktechnik und Optik üblich sind, einsetzbar. Nachteili ist ferner der eingeschränkte Drehwinkel < 180°, der auf der gewählten konstruktiven Lösung basiert.

Ziel der Erfindung

Das Ziel derErfindung besteht darin, eine Anordnung zur spielfreien mechanischen Drehmomentübertragung,insbesondere füi Roboter und Manipulatoren so auszubilden, daß sie einen einfachen Aufbau aufweist und mit geringerem Aufwand herstellba ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur spielfreien mechanischen Übertragung von Drehmomenten, insbesondere für Roboter und Manipulatoren zu schaffen, die es ermöglicht, große Drehmomente auf engem Raum mit hoher Geschwindigkeiten über einan Drehwinkel von nahezu 360° zu übertragen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens zwei Bänder gegenläufig gespannt und parallel zueinander angeordnet sowie beidseitig unter Bildung eines Umschlingungswinkels von mindestens 180° um die Treibscheiber gelegt und mittels Form- und Kraftschluß bewirkenden Spannelementen in den Treibscheiben befestigt sind.

Neben einer spiel-und schlupffreien Übertragung von Drehmomenten bringt diese Anordnung den Vorteil der Erzielung eines Schwenkbereiches von nahezu 360°, wodurch sich günstige Bedingungen beim Einsatz in Robotern und Manipulatoren ergeber Die Anordnung zeichnet sich darüber hinaus durch eine gute Servicefreundlichkeit aus.

Der konstruktiv einfache Aufbau ermöglicht eine Fertigung mit geringerem Aufwand gegenüber herkömmlichen Lösungen.

Durch die einen Form- und Kraftschluß bewirkenden Spannelemente wird eine hohe Zuverlässigkeit bei der Drehmomentenübertragung erreicht.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß mehrere Bänder übereinander angeordnet sind, wobei die Bänder

übereinanderliegend angeordnet sein können. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Bänder übereinander geschichtet anzuordnen.

Ferner zeichnet sich die Anordnung dadurch aus, daß die Bänder an ihren Enden voneinander unabhängig spannbar sind.

Die Bänder können aus Stahl oder Stahllegierungen bestehen. Es besteht auch die Möglichkeit, Bänder aus textilem Gewebe mit verstärkten Einlagen aus Stahl oder Kunststoff einzusetzen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Figur 1: die parallele Anordnung der Bänder;

Figur 2: die Mittelstellung das gegenläufige Spannen der Bänder;

Figur 3: in Seitenansicht die Anordnung in einem Oberarm eines Gelenkroboters;

Figur 4: die Draufsicht nach Figur 3.

In den Figuren 1 und 2 ist die räumliche Anordnung der Bänder 1; 2 an den beiden Treibscheiben 3; 4 und den Spannelementen 5 dargestellt. Aus der in Figur 2 dargestellten Mittelstellung ist ersichtlich, daß eine Drehbewegung von ca. 180° nach links bzw. nach rechts möglich ist.

Figur 3 veranschaulicht die Anordnung in einem Oberarm 6 eines Gelenkroboters. Es besteht hierbei die Möglichkeit, die Antriebe 7 hinter dem Drehpunkt 9 des Oberarms/Unterarms so anzuordnen, daß sie gleichzeitig als Gewichtsausgleich dienen.

Claims (5)

1. -1- 24199:

   Erfindungsanspruch:

   1. Anordnung zur spielfreien mechanischen Drehmomentenübertragung, insbesondere für Roboter und Manipulatoren, wöbe flexible Übertragungselemente eingesetzt sind, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens zwei Bänder (1; 2) gegenläufig gespannt und parallel zueinander angeordnet sowie beidseitig unter Bildung eines Umschlingungswinkels von mindestens 180° um die Treibscheiben (3; 4) gelegt und mittels Form- und Kraftschluß bewirkenden Spannelementen (5) in den Treibscheiben (3; 4) befestigt sind.
2. 2. Anordnung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß die Bänder (1 bzw. 2) übereinander angeordnet sind.
3. 3. Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Bänder (1 bzw. 2) übereinander liegend angeordnet sind.
4. 4. Anordnung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Bänder (1 bzw. 2) übereinander geschichtet angeordnet sind
5. 5. Anordnung nach den PunkterTi bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Bänder (1; 2) an ihren Enden voneinander unabhängii spannbar sind.