DK172652B1 - Anordning ved svingeleddannende organ - Google Patents

Description

DK 172652 B1

Den foreliggende opfindelse angår en anordning ved et trykmediumbetjent (hydraulisk eller pneumatisk) kraftorgan fremstillet af fleksibelt, hult vægmateriale og forsynet med en longitudinal række af hule, med indbyrdes afstande beliggende, indvendige lommetildannelser og en modsvarende longitudinal række af afstiv-5 ningstildannelser, hvilke lommetildannelser er forbundet til en trykmediekilde og en trykaflastningskilde Igennem en tilhørende trykmedieføring og indvendige kanaler, idet hver lommetildannelse er arrangeret til at blive oppustet, dvs. belastet med tryksat fluidum, for at fremkalde en konveks udspændt deformation af lommetildannelsens vægmateriale.

10

Et arrangement af ovennævnte type er vist i US-A-4 815 782 som et holde-aggregat omfattende en elastisk arm udformet af et lukket, oppusteligt rør, hvorom-kring der er arrangeret en flerhed af i regelen parallelle længdeværts fordelte uelastiske bånd til begrænsning af den radiale elastiske udspilning af armen i oppustet 15 tilstand. Et længdeværts uelastisk, sideværts fleksibelt bånd arrangeret på en overflade af armen foranlediger armen i oppustet tilstand til at svøbe omkring et objekt, der skal holdes. Den oppustelige elastiske arm er tilvejebragt med celler af elastisk vægmateriale, der er længdeværts og sideværts udvidelig. Den elastiske udvidelse af den oppustelige arm er begrænset af det længdeværts gående uelastiske bånd 20 og de længdeværts fordelte uelastiske bånd. Omfanget af armens oppustning, idet den begrænses af de uelastiske bånd, bestemmer holdekraften og geometrien af aggregatet. Holdekraften bestemmes udelukkende af en udvidelse af den elastiske arm foranlediget af dens elastiske celler.

25 Den foreliggende opfindelse er i en række forskellige praktiske udførelsesfor mer tilsigtet anvendelser såsom et spanningsapparat, et bøjningsapparat eller et holdeapparat eller kombinationer deraf. Kraftorganet ifølge foreliggende opfindelse er med andre ord ikke begrænset til udelukkende én gribe- og holdeoperation, men kan yderligere generelt blive benyttet til forskellige typer af kraftudøvende apparater 30 til strækning, bøjning, fastholdning og lignende opgaver.

Med opfindelsen søges tilvejebragt et kraftorgan, som er sammentrækkeligt i længdeværts retning ved oppumpning, i modsætning til et kraftorgan, som er ud- 2 DK 172652 B1 spileligt ved oppumpning. Et andet mål for opfindelsen er at tilvejebringe en simpel og samtidig kraftfuld kraftorgankonstruktion anordnet til inkorporering i en robot-armmekanisme og i andre forskellige typer af betjeningsmekanismer.

5 Anordningen ifølge foreliggende opfindelse er kendetegnet ved, at lommetil dannelserne og afstivningstildannelserne er indbygget i et og samme forstærkede, fleksible vægmateriale, at hver lommetildannelse er udformet af to over hinanden beliggende, forholdsvis tyndvæggede vægplader, som perifert omgives af og perifert begrænses afen fælles, forholdsvis tykvægget afstivningstildannelse, og at 10 kraftorganet er omstilbart fra udstrakt til sammentrukket tilstand ved at tryksætte lommetildannelserne til fremkaldelse af en konveks udspændt deformation af lommetildannelsens vægmateriale med modsvarende sideværts og længdeværts sammentrækkende deformation i de tilsvarende afstivningstildannelser.

15 Oppustning af kraftorganet ifølge den foreliggende opfindelse medfører, at kraftorganet trækker sig sammen i dens længderetning forårsaget af lokale udvidelser af kraftorganet i en tværgående retning relativ til dens længderetning. I overensstemmelse hermed tilvejebringer kraftorganet i en anordning ifølge den foreliggende opfindelse en sammentrækkelig, simpel konstruktionsløsning baseret på 20 princippet om sammentrækning forårsaget af en oppumpning deraf. Denne løsning er bl.a. fordelagtig, fordi kraftorganet kan være indeholdt i et arrangement omfattende en simpel konstruktion udformet af ét stykke, og fordi den som et arrangement omfattende en simpel konstruktion udformet af ét stykke på en nem måde kan blive inkorporeret i forskellige arbejdsredskaber til forskellige formål. Kraftorganet 25 kan yderligere akkumulere en stor betjeningskraft til anvendelse til forskellige kraftfulde sammentrækningsformål. Dette er opnået ved anvendelse af et kraftorgan udført i fleksibelt, forstærket vægmateriale.

Anordningen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at kraftorganets væg-30 materiale er udført af et indre og et ydre lag, hvilke lag er indbyrdes forbundet i af-stivningstildannelseme, og at lommetildannelseme og de tilhørende kanaler er placeret i en begrænset sektion imellem disse lag.

3 DK 172652 B1

Det foretrækkes, at kraftorganet er integreret i vægmaterialet af et rørformet legeme i dettes ene sidedel for at bøje elementet til krummet eller foldet forløb, eller alternativt at kraftorganet er indbygget i vægmaterialet i et klokkelignende element for at ændre elementets form i forhold til et hovedplan igennem elementet.

5

Herved bliver det muligt at lade anordningen indgå i ét stykke med en enkelt robotarm eller en enkelt armkonstruktion med tilhørende gribe- eller holdedel. En særlig fordel er det, at de krumningsfremkaldende organer hhv. de udstrækkende organer kan indbygges i selve anordningens vægmateriale, dvs. i selve vægmateri-10 alet i en robotarm eller selve vægmaterialet i en gribe- eller holdedel.

Yderligere træk ved opfindelsen vil fremgå af den følgende beskrivelse under henvisning til den ledsagende tegning, hvorpå: 15 fig. 1 i udsnit viser en del af en anordning ifølge opfindelsen i planbillede i sin enkleste udformning og i ikke-aktiveret stilling, fig. 2 viser anordningen ifølge fig. 1 i vertikalt snit, fig. 3 anordningen ifølge fig. 1 og 2 i trykbelastet tilstand, 20 fig. 4 anordningen ifølge fig. 3 i vertikalt snit, fig. 5 og 6 viser i afbildning og snit svarende til fig. 3 og 4 en alternativ udførelsesform af anordningen i trykbelastet tilstand, fig. 7 og 8 viser i længdesnit en tredie udførelsesform af anord-25 ningen i hhv. udstrakt og krummet tilstand, og fig. 9 viser anordningen ifølge en fjerde udførelsesform af opfindelsen skematisk og i perspektivisk afbildning.

I fig. 1 og 2 vises et vægmateriale 10 af eksempelvis armeret, vulkaniseret 30 gummimateriale eller lignende bøjeligt materiale bestående af et udvendigt væglag 10a og et indvendigt væglag 10b med en lokalt afgrænset mellemliggende lommetildannelse 11 og en tilhørende føringskanal 12 samt en trykluftledning 13.

4 DK 172652 B1 I fig. 3 og 4 vises vægmaterialets 10 lommetildanneise 11 i trykbelastet tilstand. På grund af oppustningen af lommetildannelsen 11 opnås en kontraktion af materialet 10d i forhold til materialet 10e på modsatte sider af lommetildannelsen 11 og en modsvarende sammenpresning af materialet langs med lommetildannel-5 sens længdesidekanter 10c.

Ved den nævnte kontraktion af anordningens vægmateriale kan der fremkaldes en sideværts, lokal udbulning af vægmaterialet som vist ved pile 14 med tilsvarende lokal længdeværts kontraktion i anordningen som antydet ved pilene 15.

10 I fig. 5 og 6 er der vist en løsning svarende til den i fig. 3 og 4 viste, men med den forskel, at der er benyttet to seriekoblede lommetildanneiser 11 i stedet for én, som det blev vist i fig. 3 og 4. Ved løsningen ifølge fig. 5 og 6 fremgår det, at der opnås dobbelt så stor kontraktion som ved løsningen ifølge fig. 1-4.

15 I fig. 7 og 8 anvendes der tre seriekoblede lommetildannelser 11 på den ene side 16a af et rørformet legeme 16 fremstillet af et materiale svarende til det. som blev vist i fig. 1-4 (hhv. i fig. 5 og 6). De nævnte lommetildannelser 11 er arrangeret længdeværts på række parallelt med legemets længdeakse, dvs. i et forholdsvis 20 begrænset, strimmelformet parti på legemets ene side 16a. Dette strimmelformede parti kan udgøre det i beskrivelsesindledningen og i kravene angivne parti af den første type. Legemets øvrige vægparti er opbygget af et modsvarende materiale opbygget af de nævnte to lag 10a og 10b og kan udgøre den anden type vægparti, som nævnt i beskrivelsesindledningen og I kravene. Ved opblæsning af lommetil-25 dannelserne 11 på legemets ene side 16a opnås en kontraktion af legemets ene side 16a, mens der tilsvarende fremkaldes en bøjning af legemets modsatte side 16b. Resultatet er, at der frembringes en bøjningsbue på omtrent 90°.

Ved aflastning aftrykket i lommetildannelseme 11 ifølge fig. 7 og 8 er legemet 30 16 indrettet til at kunne tilbagestilles fra stillingen i fig. 8 til en udgangstilstand som vist i fig. 7 ved hjælp af iboende spændekræfter frembragt i stillingen i fig. 8. Herved kan der ved en simpel trykmediebelastning af lommetildannelserne 11 opnås en effektiv krumning af legemet 16 fra den i fig. 7 til den i fig. 8 viste stilling og tilsva- 5 DK 172652 B1 rende ved en enkel trykmedieaflastning af lommetildannelserne 11 på ny opnås en udretning af legemet til den oprindelige tilstand som vist i fig. 7.

Trykmediekilden og styreorganer i forbindelse med denne er ikke nærmere 5 vist, idet sådant udstyr er fagmæssigt velkendt og ikke vil frembyde nogen vanskeligheder.

Selv om det ikke udtrykkeligt er vist, er det klart, at hulrummet 17 inden i det rørformede legeme eventuelt kan trykmediebelastes efter behov og ønske mere 10 eller mindre uafhængigt af trykmediebelastningen i lommetildannelserne. Alternativt kan hulrummet 17 eksempelvis, hvis legemet bruges som robotarm, optage ledninger til apparaturer, som skal samvirke med robotarmen eller bæres af robotarmen.

Det er også muligt at optage forskellige typer af udfyldningsmateriale i hulrummet, såsom skumstofmateriale eller andet materialet, som har mulighed for en vis grad 15 af deformation på en vis kontrolleret måde. Det er også muligt at anvende yderlige re afstivningsorganer, eventuelt leddelte, langsgående afstivningsorganer eller ringformede afstivningsorganer til lokal afstivning af hulrummet.

I fig. 9 vises en alternativ udførelsesform, hvor anordningen har form af et 20 tragtformet legeme 18. Skematisk er der på den ene side 18a af legemet 18 vist to lommetildannelser 11, som er arrangeret på række længdeværts i legemet 18 og serieforbundet med hinanden gennem en kanal 19 og tilknyttet en fælles trykme-diekanal 20 og en fælles trykmedieledning 21. På den modsatte side 18b af legemet er der vist en kanal 22, som forløber længdeværts i legemet 18 og står i forbin-25 delse med en ringformet kanal 23 ved legemets 18 bredeste frie yderende 18d. Ved 24 vises en trykmedieledning, som er fysisk adskilt fra trykmedieiedningen 21, og som kan tilføres trykmedium separat. I området 18c (et område 18c på hver sin modsatte side af legemet) imellem de to modstående sider 18a og 18b er der arrangeret en kanal 25, som forgrenes stjerneformet som vist ved 25a-25g over store 30 dele af området 18c. Kanalen 25 tilføres trykmedium separat igennem en tredie trykmedieledning 26.

6 DK 172652 B1 f

Ved trykbelastning af kanalerne 22 og 25 gennem de tilhørende trykmedie-ledninger 24 og 26 kan der opnås en udspiling af det tragtformede legeme 18 som vist i fig. 9. Ved endvidere at trykbelaste lommetildannelseme 11 gennem trykme-dieledningen 21 kan der opnås en lokal kontraktion i legemets 18 ene side. Dette vil 5 medføre, at legemets frie yderende 18d vrides med åbningen mod venstre i fig. 9 med tragtformen bibeholdt uændret eller omtrent uændret bortset fra legemets ene længdeværts sammentrukne side 18a.

Ved at trykbelaste kanalerne 19 og 25 og trykaflaste kanalen 23 i større eller 10 mindre grad kan åbningen ved legemets frie yderende deformeres efter behov, samtidig med at legemet 18 i øvrigt deformeres på en bestemt måde bestemt af kanalen 25 med forgreningerne 25a-25g på hver sin modsatte side af legemet.

Ved at trykbelaste kanalerne 19 og 23 hhv. trykaflaste kanalerne 25 (på mod-15 satte sider af legemet) eller ved blot at trykaflaste den ene af kanalerne 25 kan man tilsvarende regulere formen på legemet 18, mens åbningen ved legemets frie yder-ende holdes forholdsvis jævnt udspilet.

Det er selvfølgelig muligt ved hjælp af separat trykmedietilførsel hhv. trykme-20 dieaflastning at bevæge hhv. ændre formen af legemet 18, således at dette kan udføre forskellige ønskede arbejdsoperationer som gribe- eller holdedel eller som en bæredel for andet dertil forbundet apparatur. Selve apparaturet kan f.eks. være optaget afskærmet inden for legemet 18. Ved omsvingning af åbningen til legemet 18 kan apparaturet da omsvinges modsvarende.

25 I stedet for den viste tragtform af legemet 18 kan der anvendes et legeme med cylindrisk form, med mangekantet form (trekantet, firkantet osv.), elipseform eller anden tværsnitsform, hvor formen kan være bestemmende for, i hvilken retning legemet skal krummes eller på anden vis formændres.

30

Claims (4)

1. Anordning ved trykmediumbetjent (hydraulisk eller pneumatisk) kraftorgan (16) fremstillet af fleksibelt, hult vægmateriale og forsynet 5 med en longitudinal række af hule, med Indbyrdes afstande beliggende, Indvendige lommetildannelser (11) og en modsvarende longitudinal række af afstivningstildannelser (10c), hvilke lommetildannelser (11) er forbundet til en trykmediekilde og en trykaflastningskilde Igennem en tilhørende trykmedieføring (13) og Indvendige kanaler (12), idet hver lom-10 metildannelse (11) er arrangeret til at blive oppustet, dvs. belastet med tryksat fluidum, for at fremkalde en konveks udspændt deformation af lommetildannelsens vægmateriale, KENDETEGNET ved, at lommetildannelserne (11) og afstivningstildannelserne (10c) er indbygget i ét og samme forstærkede, fleksible vægmateriale, at hver lommetildannelse er udformet 15 af to over hinanden beliggende, forholdsvis tyndvæggede vægplader, som perifert omgives af og perifert begrænses af en fælles, forholdsvis tyk-vægget afstivningstildannelse (10c), og at kraftorganet (16) er omstilbart fra udstrakt til sammentrukket tilstand ved at tryksætte lommetildannelserne til fremkaldelse af en konvekst udspændt deformation af lora-20 metildannelsens vægmateriale med modsvarende sideværts og længdeværts sammentrækkende deformation 1 de tilsvarende afstivningstildannelser (10c).

2. Anordning ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at kraftorganets (16) 25 vægmateriale er udført af et indre (10b) og et ydre (10a) lag, hvilke lag er indbyrdes forbundet i afstivningstildannelserne (10c), og at lommetildannelserne (11) og de tilhørende kanaler (12) er placeret 1 en begrænset sektion Imellem disse lag.

3. Anordning ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at kraftorganet (16) er Integreret 1 vægmaterialet af et rørformet legeme (fig. 7 og 8) 1 dettes ene sidedel for at bøje elementet til krummet eller foldet forløb. 7 DK 172652 B1

4. Anordning ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at kraftorganet (16) er indbygget i vegmaterialet i et klokkelignende element (fig. 9) for at ændre elementets form i forhold til et hovedplan igennem elementet. J