ES2260827T3 - Dispositivo para el desplazamiento relativo de dos elementos. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para el desplazamiento relativo de dos elementos que comprende un arreglo de enlace (5q; 5r) y un arreglo de desplazamiento (6q; 6r) conectado con el arreglo de enlace (5q; 5r), estando proporcionado el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) entre el arreglo de enlace (5q; 5r) y el primero (1q; 1r) de los elementos mientras el arreglo de enlace (5q; 5r) está proporcionado entre el arreglo de desplazamiento y el segundo (2q; 2r) de los elementos, estando formado el segundo elemento por el elemento portador ó funcional (3q; 3r), el arreglo de enlace (5q; 5r) que comprende por lo menos tres enlaces (9q, 14q; 94, 14r) está contactado de manera giratoria a través de las juntas (7, 8, 15, 16) en relación con el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) y el segundo elemento (2q; 2r), estando conectados los citados enlaces (9q, 14q; 9r, 14r) en las primeras juntas (7, 15) con el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) y en las segundas juntas (8, 16) con el segundo elemento (2q; 2r), estando dispuestas las citadas primeras juntas (7, 15) y las segundas juntas (8, 16, respectivamente, en una configuración triangular y estando los citados enlaces (9q, 14q; 9r, 14r) sustancialmente iguales en su longitud y sustancialmente paralelas, estando adaptado el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) para ser amovible en relación con el primer elemento (1q; 1r), comprendiendo los dispositivos los arreglos que aplican la fuerza y estando dispuestos para accionar el arreglo de enlace (5q; 5r) y el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) dispuesto para cambiar la posición relativa entre los elementos (1q, 2q; 1r, 2r) mientras que el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) tiene forma de un brazo de pivote (100; 100r), el dispositivo comprende el primero y el segundo arreglo que aplica la fuerza (17q, 18q; 17r, 18r) para causar que el segundo elemento se mueva en relación con el brazo giratorio y el tercer arreglo que aplica la fuerza (33q; 33r) para girar el brazo giratorio en relación con el primer elemento, losarreglos que aplican la fuerza y que comprenden los respectivos elemento de aplicación de la fuerza consisten de medios de rotación y los elementos que aplican la fuerza (20q, 33q; 20r, 33r) del segundo y del tercer arreglo que aplican la fuerza (18q, 33q; 18q, 33r) tienen sus estatores asegurados en relación al primer elemento (1q; 1r) y sus rotores están dispuestos con sus ejes de rotación sustancialmente en paralelo.

Description

Dispositivo para el desplazamiento relativo de dos elementos.

Campo de la invención

La presente invención está relacionada con un dispositivo para el desplazamiento relativo de dos elementos.

El desplazamiento relativo de los elementos tiene como finalidad colocarlos recíprocamente de manera cuyo propósito se realiza por medio de los arreglos que aplican la fuerza. Más específicamente, el dispositivo de acuerdo con la presente invención pretende formar un dispositivo manipulador ó un robot. La función del segundo elemento consiste en llevar, directa ó indirectamente, a través de una disposición portadora, ó constituir un elemento de trabajo para ejecutar la función que se pretende realizar, por ejemplo, levantamiento, colocación, embalaje y situación en los palets. Sin embargo, se ha podido observar que el elemento de trabajo puede estar adaptado para asimismo llevar el trabajo consistente en otras funciones que las que se acaban de mencionar. El primer elemento puede, de acuerdo con la primera realización, formar un elemento de base ajustado en un espacio pero también podría, de acuerdo con la segunda realización, formar por lo menos una parte del portador amovible relativo al elemento de base. El arreglo que aplica la fuerza sirve entonces para ajustar la posición del portador relativo al elemento de base.

Técnica anterior

Un robot del tipo definido por medio de la introducción está descrito en la Patente US-A-4 522 555 y en la Patente WO-A1-97/33725. El último documento mencionado, WO-A1-97/33725, corresponde al Artículo 54(3) del Convenio Europeo de Patentes (EPC - siglas en inglés).

Un robot del tipo definido por medio de la introducción está descrito en la Patente US 4 976 582. Para la colocación del segundo elemento, el robot comprende tres arreglos que aplican la fuerza y que comprenden, al unísono, tres elementos que ejercen la fuerza dispuestos en una distribución triangular en el primer elemento. Cada uno de los elementos de fuerza está conectado con el segundo elemento amovible a través de su propia conexión que comprende dos arreglos de enlace y un arreglo de conexión intermedio. Estas tres conexiones acopladas en paralelo están, de igual modo, dispuestas en la distribución triangular. Cada una de estas conexiones comprende el primer arreglo de enlace que incluye los dos primeros enlaces conectados de manera giratoria alrededor de un eje, con el segundo elemento y el segundo enlace que está conectado rígidamente con la parte amovible del elemento que ejerce la fuerza y que, por medio de un arreglo de conexión, está conectado con los dos primeros enlaces. El segundo enlace es móvil respecto a un solo grado de soltura relativo a la parte estacionaria del elemento que ejerce la fuerza. El arreglo de conexión conecta el primer y el segundo enlace en forma de bisagra con dos, pero no más que dos grados de soltura. El arreglo de enlace formado por los primeros enlaces está conectado con el segundo elemento para que dos, pero no más de dos grados de soltura tengan lugar. En realidad, los primeros arreglos de enlace forman sistemas de cuatro enlaces en forma de paralelogramo. Una desventaja de este conocido tipo de robot consiste en el hecho de que el mismo se convierte en comparativamente voluminoso como consecuencia de la distribución triangular comentada con anterioridad en este documento. El ángulo entre los planos de rotación de los segundos enlaces adyacentes debe, por lo tanto, ser siempre menor de 180º. De este modo, resulta muy difícil arreglar dos ó más de estos robots en proximidad uno al otro sin que se produzca una colisión. Otra desventaja consiste en el hecho de que resulta estructuralmente difícil diseñar el robot conocido con la requerida rigidez y fuerza ya que las parte amovibles de los tres elementos que ejercen la fuerza sobresalen en forma de una estrella desde el primer elemento que, respecto al requerimiento del espacio, debería estar formado como una pieza tan pequeña como fuera posible, pero que, por otro lado, debe poder recibir los elementos que ejercen la fuerza. De este modo, esto significa que resulta difícil diseñar los brazos conectados de manera rígida con las partes móviles de los elementos que ejercen la fuerza y con el suficiente ancho en cuanto se refiere a los mencionados brazos así como sus rodamientos en el primer
elemento.

Otra desventaja consiste en el hecho de que todos los largos de los brazos deben de ser iguales. Esto quiere decir que no es posible optimizar el robot para que alcance la norma del movimiento en cuestión. El rendimiento será siempre distribuido simétricamente en el área de funcionamiento simétrica que, económicamente, no es rentable.

Además, el robot conocido no puede ejercitar el movimiento basculante del segundo elemento para recoger objetos situados de manera lateral respecto al robot ó por encima del mismo.

Adicionalmente, son requeridos 3 motores más con el fin de cambiar la inclinación del segundo elemento. Sería deseable poder manejarlo con solamente 1 motor extra con el propósito de conseguir el propósito económicamente rentable.

Como consecuencia de la construcción triangular equilátera del robot conocido, también es difícil disponer el trabajo horizontalmente encima del transportador, palets de carga, etc. Además, se debe de tener en cuenta que si el elemento de trabajo en el segundo elemento vaya a ser accionado por medio de un motor en el primer elemento, el eje que se extiende entre el primero y el segundo elemento debe comprender un acoplamiento que transmita la fuerza de torsión que permita una variación de la longitud del eje. En práctica, el eje está convenientemente diseñado como consistente de dos partes que se pueden desplazar de forma telescópica en relación uno con el otro y la transmisión de la fuerza de torsión que está asegurada por unas lengüetas postizas, ranuras de cuña ó similares. Este hecho complica la realización del invento y provoca que resulte más caro.

Objeto de la invención

La presente invención aspira a proponer formas de desarrollar el dispositivo del tipo definido por medio de la introducción con el fin de eliminar ó por lo menos reducir una ó más desventajas mencionadas con anterioridad en el presente documento. De acuerdo con el aspecto secundario, el propósito consiste en proporcionar mayor flexibilidad en cuanto al diseño del dispositivo para que dos ó más dispositivos puedan ser colocados para trabajar comparativamente cerca uno del otro. De acuerdo con otro subaspecto, se pretende conseguir una perfeccionada movilidad del
robot.

Resumen de la invención

El objetivo de la presente invención se consigue por medio del dispositivo que comprende las características de la reivindicación 1.

El arreglo de enlace forma una interconexión entre el arreglo de desplazamiento y los elementos asociados por medio de por lo menos tres enlaces. Este hecho crea posibilidades de poder hacer un diseño asimétrico del dispositivo de acuerdo con la presente invención y, por consiguiente, un ajuste del área de funcionamiento del mismo para este propósito. Por ejemplo, este carácter asimétrico del dispositivo de acuerdo con la presente invención proporciona posibilidades de un embalaje muy compacto de una pluralidad de los robots. Este hecho diferencia el dispositivo de acuerdo con la presente invención del dispositivo de la Patente US 4 976 582 donde se pretende conseguir la estructura triangular con los lados iguales y donde, en cualquier caso, el ángulo entre los planos de rotación de dos segundos enlaces adyacentes tiene que ser siempre menor que 180º.

Además, la solución de acuerdo con la reivindicación 1 permite que el dispositivo entero gire alrededor de un ángulo grande lo que produce una gran área de funcionamiento.

Varios desarrollos preferentes de la presente invención están definidos en las reivindicaciones dependientes. Estos desarrollos y ventajas en conexión con la presente invención están especificados en la descripción que sigue a continuación.

Breve descripción de los dibujos

En relación con los dibujos adjuntos, sigue a continuación una descripción más detallada de las realizaciones ejemplares:

En los dibujos:

Figura 1 es una vista lateral de un robot referente a una realización diferente de la de la presente invención presentada en forma esquemática;

Figura 2 sigue siendo una vista esquemática del robot en perspectiva;

Figura 3 es una vista en perspectiva del robot de acuerdo con la presente invención;

Figura 4 es una vista en perspectiva de una realización alternativa.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

Las realizaciones alternativas del dispositivo de la presente invención están presentadas en las Figuras 3 y 4. La característica esencial del dispositivo de acuerdo con la presente invención es que el arreglo de desplazamiento del dispositivo está formado como un brazo giratorio, según está presentado en estas figuras. Las Figuras 1 y 2 no presentan dispositivos provistos de tal arreglo de desplazamiento. En consecuencia, las Figuras 1 y 2 no presentan el dispositivo de la presente invención per se. Sin embargo, estas figuras presentan diferentes alternativas de los componentes que están ó pueden estar incluidos en el dispositivo de la presente invención.

Con el fin de facilitar la comprensión de esta descripción, los caracteres similares han sido utilizados en las diferentes realizaciones presentadas para designar los componentes similares ó correspondientes pero se ha añadido letras específicas a las realizaciones.

El robot ilustrado en las Figuras de 1 a 4 está destinado para el desplazamiento relativo de dos elementos 1, 2. El elemento 1 está destinado en este ejemplo para formar el elemento de base, en relación con el cual el elemento 2 está destinado para estar colocado en el espacio previsto. El elemento 2 está destinado para llevar, bien directamente, como está indicado en la Figura 1, ó según se especificará más adelante, indirectamente, a través de un arreglo de desplazamiento, un elemento de funcionamiento 3.

El robot comprende un arreglo 4 para la formación de una conexión entre un arreglo de enlace 5 y un arreglo de desplazamiento 6. El arreglo de enlace 5 está proporcionado entre el arreglo de conexión 4 y el segundo elemento 2 mientras que el arreglo de desplazamiento 6 está proporcionado entre el arreglo de conexión 4 y el primer elemento 1. El arreglo de enlace 5 comprende por lo menos dos primeros enlaces 9 conectados de manera giratoria en relación con el arreglo de conexión 4 y el elemento 2 a través de las juntas 7 y 8, respectivamente, formando, los citados primeros enlaces, conjuntamente con el arreglo de conexión 4 y el elemento 2, el primer sistema FS1 de cuatro enlaces. Las juntas 7, 8 de cada uno de estos enlaces 9 están diseñados de tal manera que el enlace en cuestión se convierte en enlace giratorio en todas las direcciones en relación con el arreglo de conexión 4 y el elemento 2.

El arreglo de desplazamiento 6 está adaptado para permitir el desplazamiento relativo entre el arreglo de conexión 4 y el primer elemento 1. Más específicamente, el arreglo de desplazamiento 6 está destinado para ser utilizado para el desplazamiento del arreglo de conexión 4 en relación con el elemento 1. Entonces, se prefiere que el arreglo de desplazamiento 6 sea adaptado para mantener, en tal desplazamiento relativo entre el elemento 1 y arreglo de conexión 4, una relación sustancialmente constante entre los mismos en cuanto a la inclinación se refiere. En otras palabras, el arreglo de conexión 4 está destinado para ser movido cuando funciona el arreglo de desplazamiento 6, en relación con el elemento 1 sin cambiar la orientación del arreglo de conexión 4 en el espacio.

El arreglo de desplazamiento 6 está aquí diseñado como el segundo arreglo de enlace que comprende por lo menos un segundo enlace 10 giratorio en relación con el arreglo de conexión 4 y el primer elemento 1.

El arreglo de enlace 5 comprende por lo menos un tercer enlace 14 conectado de manera giratoria en relación con el arreglo de conexión 4 y el elemento 2 por medio de las juntas 15 y 16, respectivamente. Las juntas 7, 15; 8, 16 del primero y del tercer enlace 9, 14 están dispuestas en una configuración triangular. La configuración triangular con ángulo recto está presentada en las Figuras de 1 a 4 pero los ángulos de la misma también pueden ser más pequeños ó más grandes que el ángulo recto. El criterio mínimo en este aspecto es que las juntas formen la citada configuración triangular, es decir, que las juntas no estén localizadas sobre uno y sobre el mismo plano. La configuración triangular significa que los enlaces 9, 14 llevarán el elemento 2 en por lo menos tres puntos.

El enlace 14 forma con cada uno de los enlaces 9, el arreglo de conexión 4 y el elemento 2 un tercer sistema FS3 de cuatro enlaces. Por consiguiente, dos sistemas FS3 de cuatro enlaces están involucrados en el ejemplo. Se hace constar que naturalmente pueden darse casos con más que un enlace 14. Por supuesto, en tales casos se forman más sistemas FS3 de cuatro enlaces. Aparte, pueden crearse más de dos enlaces 9 para que así, por consiguiente, se formen más sistemas FS1 de cuatro enlaces.

Los enlaces 9 son sustancialmente iguales en cuanto a su longitud. Adicionalmente, son sustancialmente paralelos. De este modo el sistema FS1 de cuatro enlaces forma un paralelogramo.

El enlace 14 es sustancialmente igual en cuanto a su longitud que los enlaces 9. Aparte, el enlace 14 es preferente y sustancialmente paralelo a los enlaces 9. Cada uno de los dos sistemas FS3 de cuatro enlaces que se producen en las formas del ejemplo, por consiguiente, son paralelogramos. Se debe tener presente que en el caso de la existencia de varios enlaces 14, los mismos deben tener sustancialmente la misma longitud que los enlaces 9 y ser sustancialmente paralelos a los mismos.

Los enlaces 9, 14 del primer arreglo de enlaces 5 y las juntas 7, 8 y 15, 16, pertenecientes, respectivamente, a los mismos, se forman en este caso entre el arreglo de conexión 4 y las conexiones del segundo elemento 2 lo que permite una rotación relativa alrededor de los ejes sustancialmente paralelos a los enlaces. Tal realización presupone que los enlaces 7, 8, 15, 16 facilitan tres grados de soltura, a saber, la previamente comentada rotación alrededor de dos ejes reales ó virtuales en un ángulo determinado uno respecto al otro más la citada rotación alrededor de los ejes paralelos a los enlaces 9, 14. Tal diseño tiene la ventaja que los enlaces 9, 14 y sus juntas, no necesitan ser dimensionadas con el fin de adoptar las tensiones giratorias. Un ejemplo del diseño de las juntas para este propósito es el que contiene rótulas esféricas. Sin embargo, se debe de tener en cuenta de que el criterio mínimo de la funcionalidad de acuerdo con la presente invención en relación con las juntas 7, 8 y 15, 16 consiste en el hecho de que las mismas deben de facilitar soltura para los enlaces 9, 14 para poder girar en todas las direcciones en relación con el arreglo de conexión 4 y el segundo elemento 2, es decir, que deben existir dos grados de soltura en la forma de rotación alrededor de los dos ejes que forman un ángulo entre los mismos. Cuando no se producen de esta manera más de dos grados de soltura, los enlaces y sus juntas pueden transferir las tensiones rotacionales alrededor de los ejes paralelos a los enlaces. En tal caso, las juntas podrían consistir de juntas de cardan u otras juntas que tuvieran ejes de pivote dobles, no paralelos.

El primero 17 y el segundo 18 arreglo que aplican la fuerza están adaptados para provocar que los enlaces 9, 14 en el arreglo de enlace 5 giren en relación con el arreglo de conexión 4. Los arreglos 17, 18 comprenden, cada uno, un elemento que ejerce la fuerza 19 y 20, que tienen, respectivamente, una parte estacionaria, conectada rígidamente en relación al elemento 1 y a la parte amovible 21 y 22, teniendo, respectivamente, un solo grado de soltura en relación con la parte estacionaria y estando conectados al elemento 2 a través del respectivo arreglo del brazo del enlace 23, 24. Los arreglos que aplican la fuerza 17, 18 están adaptados para accionar el elemento 2 en las direcciones mutuamente diferentes para ajustar los mismos en el espacio previsto.

El arreglo del brazo del enlace 23 en uno de los arreglos que aplican la fuerza, concretamente el que está designado con el número 17, comprende por lo menos dos brazos de enlace 26 que están conectados en forma de bisagra al elemento 2 a través de las juntas 27 y a la parte móvil 21 a través de las juntas 29. Cada una de estas juntas 27, 29 debe de estar diseñada de manera que permita la rotación de cada brazo del enlace individual 29 en todas las direcciones en relación con el segundo elemento 2 y la parte móvil 21, es decir, que por lo menos dos grados de soltura deben de existir, concretamente, la posibilidad para la rotación alrededor de los ejes de rotación dobles y no paralelos. De este modo, las juntas pueden, en este caso, consistir de las juntas de cardan u otras dos juntas de los ejes. Adicionalmente, está incluido dentro del ámbito de la presente invención que cada una de las juntas 27, 29 puede comprender otro grado de soltura en relación con el elemento 2 ó la parte móvil 21, concretamente la rotación alrededor del eje sustancialmente paralelo al brazo del enlace 26 en cuestión. En tal caso las juntas pueden ser formadas, por ejemplo, por juntas esféricas.

El arreglo del brazo de enlace 23 comprende, en este ejemplo, el tercer brazo de enlace 28 que está conectado con los brazos de enlace 26 a través de las juntas 29. Por otro lado, el brazo de enlace 28 está conectado de manera rígida con la parte móvil 21 ó, alternativamente, con la parte 21 a través de la junta 30 que comprende un solo grado de soltura, es decir, en práctica, es una rotación pura.

Los brazos de enlace 26 forman, conjuntamente con las juntas asociadas 27, 29, el sistema de cuatro enlaces. Es preferible que este sistema sea diseñado como un paralelogramo.

Ya que la parte móvil 21 presenta solamente un grado de soltura en relación con el elemento 1, el brazo de enlace 28 mantendrá su orientación en el espacio. La estructura del paralelogramo formada por el citado brazo de enlace y los brazos de enlace 26, en combinación con el elemento 2 implica, por consiguiente, que el arreglo que aplica la fuerza 23 en su totalidad cerrará el segundo elemento 2 contra la rotación en relación con el arreglo de conexión 4 alrededor de los ejes sustancialmente perpendiculares a los planos en los que existen, en los extremos de los enlaces 9, 14 las juntas 7, 15; 8, 16. Esta característica del arreglo del brazo de enlace 23 implica, por consiguiente, que el elemento 2 quedará encerrado en el espacio, siempre que el sistema FS2 se pueda cerrar, en cuanto se trata de todos los grados de soltura, excepto uno adicional que, por consiguiente, debe ser proporcionado por el segundo arreglo que aplica la fuerza 18.

El único grado restante de soltura puede quedar cerrado en el caso de que el arreglo del brazo de enlace 24 comprenda un solo brazo de enlace 31 que está conectado con la parte móvil 22 y el segundo elemento 2 a través de las juntas 32. Estas juntas deberían estar diseñadas de manera que el brazo de enlace 31 quede giratorio en todas las direcciones en relación con la parte móvil 22 así como en relación al elemento 2. Adicionalmente, la junta 32 podría permitir otro grado de soltura en la forma de rotación alrededor del eje paralelo al brazo de enlace 21 en relación con la parte móvil 22 y el elemento 2. En este último caso, tres grados de soltura estarían disponibles. De este modo, las juntas 32 podrían consistir de las juntas de cardan, otras juntos que permitieran la rotación alrededor de los ejes dobles, no paralelos, juntas universales, juntas esféricas, etc. Una alternativa de diseño del arreglo del brazo de enlace 24 como que tiene un solo brazo de enlace 31 consiste en diseñar el mismo de forma análoga al arreglo del brazo de enlace 23. Esto no es necesario con el fin de conseguir el cierre de todos los grados de soltura pero puede ser deseable en algunos casos debido a una estabilidad extra conseguida con los brazos de enlace dobles.

Se recomienda tener en cuenta que de aquí en adelante, las juntas que permiten un sólo grado de soltura a la vez, serán indicadas por medio de un óvalo (véase la junta 30) en vistas perspectivas, mientras que las juntas con dos ó más grados de soltura están indicadas con un círculo.

El elemento que ejerce la fuerza 19 y/o 20 está, en este ejemplo, formado por medios giratorios, cuyo estator forma ó está incluido en la parte móvil 21 y 22, respectivamente. En el presente ejemplo la parte móvil 21, 22 tiene el carácter de un brazo pivotable con un grado de soltura. Sin embargo, se hace constar que las partes móviles 21 y 22, respectivamente, también podrían ser móviles si se tratara de uno sólo, otro, grado de soltura, por ejemplo, traslación. Tal parte 21, 22 amovible en traslación sería entonces conectada de manera análoga, por medio de su final extremo, con el arreglo del brazo de enlace 23 y 24, respectivamente.

El tercer arreglo que aplica la fuerza 33 está adaptado para causar que los segundos enlaces 10, 11 giren en relación con el elemento 1. El arreglo 33 comprende un elemento que ejerce la fuerza y que tiene una parte estacionaria conectada de forma rígida respecto al primer elemento 1 y una parte móvil que está conectada con uno de los enlaces, concretamente, el que está designado con el número 10. El elemento que ejerce la fuerza 33 está formado apropiadamente por un medio giratorio cuyo estator forma la parte estacionaria y cuyo rotor está conectado de forma rígida con el enlace 10.

Tal y como el robot haya sido descrito hasta ahora y basándonos en la Figura 1, la rotación de los enlaces 10, 11 por medio del elemento de fuerza 33, causa que el arreglo de conexión 4 se mueva en el espacio y de forma paralela, mientras mantiene su orientación y la correspondencia es relevante respecto al elemento 2 mediante la intermediación del arreglo del enlace 5.

Sin embargo, el robot comprende un diseño por medio del cual el elemento 2 puede ser cambiado en cuanto a su orientación se refiere, es decir, inclinado, y esto se produce más específicamente como consecuencia de un cambio de forma del arreglo del enlace 6. Con este propósito, el primer elemento 1 está formado por dos partes 1A y 1B que están conectadas, una con la otra, en forma de bisagra, alrededor de un eje coincidiendo con el eje de la bisagra 12 del enlace 10. El cuanto el arreglo que aplica la fuerza 34, está adaptado para girar la segunda parte 1B en relación con la primera de las partes, 1A. Esta segunda parte 1B forma un enlace en el sistema FS2 de cuatro enlaces ya que está conectada en forma de bisagra con los dos enlaces 11. El arreglo 34 comprende un elemento que ejerce la fuerza y que tiene una parte estacionaria conectada de forma rígida a la parte 1A del elemento y una parte móvil conectada de forma rígida con la parte 1B. Más específicamente, el elemento de fuerza 34 está formado por un medio giratorio, estando el estator conectado a la parte 1A y cuyo rotor está conectado a la parte 1B.

Observando la Figura 2, resulta que el elemento 2 puede moverse en el plano XY por medio de la rotación de los enlaces 9, 14 mediante los arreglos que aplican la fuerza 17, 18.

El dispositivo, de acuerdo con la presente invención, está presentado en la Figura 3.

La Figura 3 presenta una variante del robot que corresponde al que está descrito y presentado con la ayuda de las Figuras 1 y 2 en cuanto se trata al arreglo de enlace 5q y los arreglos, primero y segundo, que aplican la fuerza, 17q y 18q. La diferencia consiste en el arreglo de desplazamiento 6q que en el presente caso no está diseñado como sistema FS2 sino, a su vez, como un brazo giratorio 100 dispuesto de manera giratoria respecto al primer elemento 1q que está formado como elemento de base, alrededor del eje 101. Este brazo giratorio 100, a la vez, desempeñará la función del arreglo de conexión 4 en la realización descrita previamente ya que el primero y el tercer enlace, 9q, 14q están conectados con el brazo giratorio 100 por medio de juntas. En este aspecto se hace constar que la longitud del brazo giratorio 100 presentado en la Figura 9 puede ser ajustada al área de funcionamiento deseada del robot. El arreglo que ejerce la fuerza 33q que realiza la rotación del brazo giratorio 100 alrededor del eje 100 comprende un elemento que ejerce la fuerza cuyo estator está conectado con el primer elemento 1q mientras que el rotor del mismo está conectado con el brazo giratorio 100. Aparte de eso, se hace constar que el elemento 19q, que ejerce la fuerza, comprendido en el arreglo que aplica la fuerza 17q, está también conectado con el rotor del elemento 33q que ejerce la fuerza con el fin de acompañar el rotor en su rotación. El elemento 19q, que ejerce la fuerza, tiene su peso centrado en relación con el eje del pivote 101 con el propósito de minimizar la inercia que se produce cuando el brazo del pivote 100 gira.

En el presente ejemplo, el brazo giratorio 100 está presentado como orientado sustancialmente de manera perpendicular al eje del pivote. Sin embargo, este hecho no constituye una necesidad.

Es preferible, aunque no necesario, que el eje del elemento 20q, que ejerce la fuerza, sea coaxial respecto al eje del elemento 33q, que también ejerce la fuerza.

Se hace constar que ya que el arreglo de desplazamiento que corresponde al arreglo designado con el número 6 en las Figuras 1 y 2 y que está formado como brazo giratorio 100, lleve a cabo el movimiento giratorio alrededor del eje 101 y que el elemento funcional 3q, como consecuencia de lo anterior, sea girado dependiendo del movimiento giratorio, compensando las vueltas del elemento funcional 3q y que es necesario, dependiendo de las circunstancias, evitar el movimiento giratorio del brazo giratorio 100 para situar el elemento funcional 3q en orientaciones (posiciones rotacionales) que no son deseadas. De este modo, la realización del brazo giratorio del arreglo de desplazamiento 6, de acuerdo con las Figuras 1 y 2, normalmente resulta económica cuando el dispositivo operativo para dar las vueltas al elemento funcional 3q en relación con el segundo elemento 2q está requerido por otras razones. Esta desventaja está compensada en las aplicaciones por el hecho que la solución que comprende el brazo giratorio permite que todo el robot pueda girar alrededor en un ángulo grande (hasta 360º) y en algunas realizaciones más de una revolución (incluso varias revoluciones) lo que facilita un gran área y una posibilidad de recurrir siempre a la ruta más directa independientemente del hecho en que revolución se encuentra el brazo giratorio.

La variante de la realización de la Figura 3 presentada en la Figura 4 implica las diferencias "a.o." en cuanto al diseño del arreglo de accionamiento se refiere. Como antes se ha descrito, el dispositivo comprende el primer y el segundo arreglo que aplica la fuerza, 17r, 18r para conseguir que el segundo elemento 2r se mueva en relación con el brazo giratorio 100r (arreglo de desplazamiento 6r). El tercer arreglo 33r, que aplica la fuerza, sirve para hacer girar el brazo giratorio 100r en relación con el primer elemento 1r. Estos diferentes arreglos que aplican la fuerza comprenden los elementos que ejercen la fuerza 19r, 20r y 33r, consistentes, respectivamente, del medio de accionamiento con estatores y rotores. Los medios de accionamiento 19r, 20r y 33r tienen sus estatores ajustados en relación al primer elemento 1r, es decir, en el presente ejemplo un tipo de base que, en sí mismo, puede ser móvil. Los rotores del medio giratorio están dispuestos con sus ejes de rotación sustancialmente en paralelo y preferentemente coinciden, según está indicado en la Figura 10, con el eje 101.

El rotor del medio de rotor 19r está adaptado para accionar, a través de un mecanismo de transmisión angular 112, 113, al segundo elemento a través del arreglo 17r del brazo de enlace. La primera rueda del mecanismo de transmisión 112 incluida en el mecanismo de transmisión angular está ajustada al rotor del medio de rotor 19r mientras que la segunda rueda del mecanismo de transmisión 113 incluida en el mecanismo de transmisión está soportada de manera giratoria por el portador 110 que está adaptado para ponerse en movimiento giratorio cuando se gira el brazo del pivote 100r a través del medio de rotación 33r. En otras palabras, el rotor del medio de rotor 33r está conectado con el portador 110 para estar asegurado contra la relativa rotación al mismo. El eje de rotación del la rueda del mecanismo de transmisión 113 está designado con el número 111.

El brazo de enlace 148 comprendido en el arreglo del brazo de enlace 17r está conectado de forma rígida con la rueda del mecanismo de transmisión 113 para ponerla en movimiento giratorio cuando la rueda del mecanismo de transmisión gira.

La realización descrita de acuerdo con la Figura 4 tiene la ventaja de que los estatores de los medios rotatorios no necesitan estar puestos en movimiento cuando el dispositivo debe moverse sino que son solamente los rotores de los medios de rotatorios que realizan las funciones que son requeridas. Este hecho produce una realización que tiene un mínimo de la inercia de la masa. Se debe tener en cuenta que el portador 110 y el mecanismo de transmisión angular 112, 113 pueden estar puestos en funcionamiento con sustancialmente menos masa que el estator del medio de rotación. En la realización de acuerdo con la Figura 3, existe la desventaja de que la totalidad de los medios de rotación 19q debe estar puesta en rotación mediante los medios de rotación 33q.

Adicionalmente, la variante presentada en la Figura 4 difiere de la realización de acuerdo con la Figura 3 debido a que el sistema FS4 de cuatro enlaces diseñado como un paralelogramo está presente en vez de un brazo de enlace 21q (véase la Figura 3) conectado con el rotor de los medios de rotación 18q para estar sujeto contra la relativa rotación del mismo. El rotor de los medios de rotor 19r está conectado con uno de los enlaces 148, 150, concretamente con él que está designado con el número 148 en FS4.

El sistema FS4 de cuatro enlaces está acoplado al sistema de enlace 23r en su extremo rechazado desde los medios giratorios 19r. Los enlaces 148 y 150 son móviles en relación al portador 110 con un grado de soltura, concretamente girando alrededor de los ejes paralelos. Se puede decir que el portador 110 forma un enlace en el sistema FS4. El enlace restante 152 del mismo está conectado a uno de los enlaces en el arreglo del brazo de enlace 23r.

De este modo, el medio giratorio 19r es capaz de causar que el sistema FS4 de cuatro enlaces gire sobre el pivote.

Se ha de tener presente que la solución que comprende un eje y un brazo 21q de acuerdo con la Figura 2, es decir, sin paralelogramo, también se puede conseguir con un rotor estacionario de 19r y el mecanismo de transmisión angular 112, 113.

Es común en todas las realizaciones descritas el hecho de que una unidad de control apropiada, particularmente en forma de un ordenador, está dispuesta para controlar los elementos que ejercen la fuerza en varias realizaciones del robot con el fin de causar de que el segundo elemento 2 ó elementos acoplados directa ó indirectamente al mismo se muevan por los recorridos predeterminados.

Se ha de tener en cuenta de que las expresiones "elementos que ejercen la fuerza" y "medios de accionamiento", respectivamente, deben ser interpretados en un sentido extremadamente amplio a no ser que esté especificado de otra manera. Cuando estos elementos y medios se mencionan como los que comprenden estatores y rotores, esto incluye que entre los citados estatores y rotores, están acoplados los apropiados mecanismos de transmisión con el propósito de conseguir la relación de transmisión del mecanismo de transmisión apropiada.

Posibles modificaciones

Resulta evidente que la invención no está limitada solamente a las realizaciones comentadas con anterioridad. Las realizaciones preferentes están especificadas en las reivindicaciones dependientes.

Claims (7)

1. Un dispositivo para el desplazamiento relativo de dos elementos que comprende un arreglo de enlace (5q; 5r) y un arreglo de desplazamiento (6q; 6r) conectado con el arreglo de enlace (5q; 5r), estando proporcionado el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) entre el arreglo de enlace (5q; 5r) y el primero (1q; 1r) de los elementos mientras el arreglo de enlace (5q; 5r) está proporcionado entre el arreglo de desplazamiento y el segundo (2q; 2r) de los elementos, estando formado el segundo elemento por el elemento portador ó funcional (3q; 3r), el arreglo de enlace (5q; 5r) que comprende por lo menos tres enlaces (9q, 14q; 94, 14r) está contactado de manera giratoria a través de las juntas (7, 8, 15, 16) en relación con el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) y el segundo elemento (2q; 2r), estando conectados los citados enlaces (9q, 14q; 9r, 14r) en las primeras juntas (7, 15) con el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) y en las segundas juntas (8, 16) con el segundo elemento (2q; 2r), estando dispuestas las citadas primeras juntas (7, 15) y las segundas juntas (8, 16, respectivamente, en una configuración triangular y estando los citados enlaces (9q, 14q; 9r, 14r) sustancialmente iguales en su longitud y sustancialmente paralelas, estando adaptado el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) para ser amovible en relación con el primer elemento (1q; 1r), comprendiendo los dispositivos los arreglos que aplican la fuerza y estando dispuestos para accionar el arreglo de enlace (5q; 5r) y el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) dispuesto para cambiar la posición relativa entre los elementos (1q, 2q; 1r, 2r) mientras que el arreglo de desplazamiento (6q; 6r) tiene forma de un brazo de pivote (100; 100r), el dispositivo comprende el primero y el segundo arreglo que aplica la fuerza (17q, 18q; 17r, 18r) para causar que el segundo elemento se mueva en relación con el brazo giratorio y el tercer arreglo que aplica la fuerza (33q; 33r) para girar el brazo giratorio en relación con el primer elemento, los arreglos que aplican la fuerza y que comprenden los respectivos elemento de aplicación de la fuerza consisten de medios de rotación y los elementos que aplican la fuerza (20q, 33q; 20r, 33r) del segundo y del tercer arreglo que aplican la fuerza (18q, 33q; 18q, 33r) tienen sus estatores asegurados en relación al primer elemento (1q; 1r) y sus rotores están dispuestos con sus ejes de rotación sustancialmente en paralelo.

2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los elemento que aplican la fuerza (20q, 33q; 20r, 33r) del segundo y del tercer arreglo que aplica la fuerza (18q, 33q; 18r, 33r) tienen sus rotores dispuestos con sus ejes de rotación coincidentes.

3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que los primeros enlaces (9q; 9r) en el arreglo de enlaces forman por lo menos un primer sistema de cuatro enlaces.

4. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el primer elemento que aplica la fuerza (19q) está adaptado para acompañar el brazo giratorio (100) cuando el tercer elemento que aplica la fuerza (33q) provoca que el brazo del pivote empiece a girar.

5. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el primer elemento que aplica la fuerza (19r) tiene su estator sujeto al primer elemento (1r) y su rotor adaptado para accionar el segundo elemento (2r) a través de un mecanismo de transmisión (112, 113).

6. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el primer mecanismo de transmisión (112) comprendido en el mecanismo de transmisión angular está sujeto al rotor del primer elemento que aplica la fuerza (19r) mientras que el segundo mecanismo de transmisión (113) comprendido en el mecanismo de transmisión angular está soportado de manera giratoria por un portador que está adaptado para ser accionado a realizar el movimiento giratorio, girando sobre el brazo del pivote (100r) mediante del tercer elemento que aplica la fuerza (33r).

7. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que está formado por un robot industrial, cuyo segundo elemento (2) lleva directa ó indirectamente, por lo menos, un elemento funcional (3).