关节臂的制作方法_4

文档序号:9456950阅读:来源:国知局
支撑件2配合以形成嵌入件54。连接臂的另一端形成与固定至第二支撑件3的座52配合的转体51以形成回转接头51,52。有利地,连接臂形成管。
[0128]第二支撑件3具有绕图4中显示的轴线Rx和Ry的至少两个转动自由维度,转动轴线Rz是第二支撑件4的自然转动轴线。在力吸收结构在其主方向上大体为线形、圆柱形或圆锥形的情况下,轴线Rz平行于该结构所沿的主方向。
[0129]在一具体实施例中,第二支撑件3也可相对于第一支撑件2在垂直于轴线Rx和Ry的轴线Rz上转动。在轴线Rz上的该转动自由维度例如可用于通过由支撑件支撑的工具旋抒元件。
[0130]优选的,当臂100配备有护套200时,将阻止轴线Rz上的转动以避免撕裂护套的风险。例如通过控制线性致动器10消除轴线Rz上的转动。
[0131]尤其有利地,回转接头51、52的中心60位于第二支撑件3的厚度层中。在图4中e2表示第一支撑件的厚度层。例如,在支撑件3形成具有底面31和顶面32的板的情况下,中心60位于这两个表面31,32之间。S卩,回转接头51,52的转动中心60位于相互平行的两个平面之间并穿过第二支撑件3,其中这两个平面平行于由轴线Rx和Ry限定的平面。
[0132]尤其有利地,转体41a,- ,41f, 43a,…,43f的中心分别位于板3的厚度层e2中和板2的厚度层ei中。转体41a,…,41f的中心共面,且中心60在包括转体41a,…,41f的中心的平面内。这有助于减小致动器11a,…,Ilf施加的除移动板3所必须的力之外的力。中心43a,..., 43f也共面。
[0133]因此,本发明消除或至少降低转动中心60、第二支撑件3和转体41a,…,41f的中心之间的杠杆臂,因此限制了需由致动器11a,Ilf平衡的剪切力,该剪切力不利于移动和在第二支撑件3上产生运动所需的力。力吸收结构50尤其吸收外力施加的剪切力,该外力方向为非垂直于第一支撑件2的施加在支撑件3上的外力。S卩,非垂直于由轴线Rx和Ry限定的平面施加的力。
[0134]于是可减小系统的尺寸和重量同时保持其绕轴线Rx和Ry上的转动中的负荷能力。
[0135]优选的,线性致动器10的回转接头41,42与第二支撑件3形成平面轮廓。剪切力吸收结构50的回转接头51,52的中心60布置为垂直于所述平面并穿过中心60也在所述轮廓内穿过的直线。优选的,转体41,42的中心限定一个圆和圆中央的圆心60,,圆心60位于垂直于该圆并穿过该圆心的直线上。第二支撑件3的这种力均匀分散在剪切力吸收结构50上。
[0136]优选的,同样适用于嵌入件54。嵌入件54优选位于由回转接头43,44形成的圆周内。优选的,该圆周形成圆,且嵌入件位于该圆的中央或在垂直于该圆并穿过该圆心的直线上。
[0137]图5和6中显示的实施例与上述参照图4描述的实施例的特征相同。此外,在本实施例中,在第二支撑件3上与致动器10铰接的转体的转动中心41移动靠近第二支撑件3。优选的,转动中心41位于第二支撑件3的平面内或第二支撑件3的厚度层%内。这进一步减小转体和第二支撑件3之间的杠杆臂,因而减小施加在该支撑件3和线性致动器10上的力。在保持在轴线Rx和Ry上的转动能力的同时可减小系统的嵌入和重量。
[0138]同样的,且优选地,在第一支撑件I上与线性致动器10铰接的转体的转动中心43移动靠近第一支撑件2。优选的,转动中心43位于第一支撑件2的平面内或第一支撑件2的厚度层e:内。
[0139]优选的,每个支撑件2和3为金属板,其厚度与系统的高度相比相对较小,系统的高度在Rz方向上。这些金属板可设有加强件增强沿轴线Rx和Ry的刚性,以限制它们在由致动器、力吸收结构和外力产生的力的作用下变形。
[0140]优选的,第一和第二支撑件2,3为附接有回转接头的座42,44以铰接线性致动器10的板。从而,有利于系统的制造。
[0141]优选的,第二支撑件3包括连接件21a。该连接件21a包括将力吸收结构50铰接在第二支撑件3上的回转接头51,52的座52。优选的,该连接件21a也配置为接收力吸收结构50的另一端以与后者形成嵌入件。因此同样的连接件可用于形成回转接头和形成嵌入件。因此,第一和第二支撑件2,3也可类似,这有利于系统的制造和其成本降低。
[0142]有利地,第一支撑件2也包括连接件21b。因此,在系统组装前第一和第二支撑件2,3相同。
[0143]根据具体实施例,连接件21a,21b为具有两端的套筒形式。第一端210a,210b配置为接收形成力吸收结构50的回转接头51,52的座52和转体51。第二端211a,211b配置为接收结构50的端53以与后者形成嵌入件。通常,通过将剪切力吸收结构50拧入连接件21a, 21b中形成该嵌入件54。例如可设有销以消除剩余的转动自由维度。
[0144]有利地,同样的连接件配置为同时接收第一结构50以形成回转接头和接收第二结构50以形成嵌入件。
[0145]因此,同样的连接件21和同样的支撑件可用于串联连接的两个六足结构。
[0146]图7清楚地显示出本发明的优点。在该图中,第二支撑件3支撑连接件21,连接件21与连接至支撑件2的力吸收结构50配合同时与连接至支撑件4的另一力吸收结构50配合。多关节臂100的这种特殊布置具有减小的质量并有利于组装。
[0147]图8显示出在工作构型中的图7的多关节臂100,其中由臂100的远端支撑的物体M的重量横向于臂100延伸的主方向Rz。重量和产生的剪切力显示在该图中。
[0148]力吸收结构50充分发挥其角色并吸收物体M的重量和多关节臂100的固有重量产生的剪切力。于是线性致动器10的负荷能力得到保持并可完全用于产生使物体M在Rx和Ry方向上转动的臂的运动或在这些相同的转动中在臂100的外部元件上施加动作。
[0149]图9显示出一个实施例,其中每个关节I包括用于吸收剪切力的结构50,且其中关节封装在护套200内。
[0150]为生产用于在钠冷反应堆中进行ISIR操作的多关节臂,有可能例如采用如下特征:
[0151]-关节数量:10?30;
[0152]-多关节臂总长度:10?30米;
[0153]-支撑件横向最大尺寸/直径:300?800毫米,优选为600毫米;
[0154]-在机械致动器展开构型中的关节长度:300?800毫米,优选为600毫米;
[0155]-由不锈钢波形管形成的护套;
[0156]-可由各线性致动器在其工作方向产生的力:0?100kN。
[0157]图10显示出一个具体实施例,其中关节I仅包括一个线性致动器10。在该实施例中,力吸收结构50尤其有利,因为线性致动器10的数量限制为仅一个且剪切力将必须由这一个致动器吸收,这将限制多关节臂100的负荷能力。一具体实施例装配有手拉紧转体以锁住绕Rz的转动,因为这种运动与波纹管的运动矛盾。另一方面,如果该转动运动未被锁住,可以设想能够拧紧。
[0158]图11显示出可选的但是特别有利的实施例。在本实施例中,力吸收结构50完全中空。每个六足系统I因此具有通道61。这减轻了关节I的整体重量并因此减轻了多关节臂的重量或允许增加等重量的负荷能力。这也使能够在连接件的中心穿过缆线或管。因此关节绕轴线Rz (即绕力吸收结构大体延伸的轴线)的转动不引起穿过它的缆线或管扭曲,SP使这些缆线或管从多关节臂的一端延伸至另一端。此外,将缆线定位在关节的中心避免了在关节转动期间拉伸它们。这些缆线例如为电缆,使能够力图控制置于臂上的工具或使能够与由臂支撑的传感器通信。管可使能够控制和驱动设于臂上的例如气动或液动的工具。这些管还可使从臂的端部注入取出或抽取流体。
[0159]根据图11中示出的非限制性实施例,力吸收结构50与参照图5和6描述的基本相同。
[0160]连接件21a是中空的。其包括贯通的内孔。
[0161]连接件的第二端21 Ia包括内螺纹59,内螺纹59与位于力吸收结构的中空管55的第一端53外表面的外螺纹配合。
[0162]连接件的第一端210a包括收缩截面,其防止转体51从由连接件形成的孔中露出。
[0163]中空管55包括内表面具有螺纹57的第二端,该螺纹57配置成与互补螺纹配合,互补螺纹设在形成用于转体51的转体支撑件56的部分的外表上。转体支撑件56因此由螺丝固定至中空管55。该实施例大大简化了关节的制造和组装。
[0164]转体支撑件56包括用于接收转体51的部分。转体51主要形成球体,该球体包括与该接收部分互补的孔并在该转体支撑件56的末端装配至孔。还设有保持止挡以防止转体51退回。该止挡优选包括具有外螺纹的螺钉,该外螺纹与转体51的支撑件56的孔承载的内螺纹配合。因此该螺钉固定在转体51的支撑件56的端部。螺钉头的横截面大于转体51的孔的横截面。因此转体51抵靠螺钉头的底表面。优选的,螺钉头58与转体51间具有垫圈。
[0165]尤其有利地,螺钉是中空的。包括两个连接件21a,21b、中空管55、用于转体51的支撑件56、转体51和螺钉58的力吸收
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