Bezugsquelle für Kugelgelenke

[Joe23]

Hallo zusammen,

ich plane derzeit den Bau eines Delta-Roboters.

Der erste Protoyp zur Test/Experimentieren mit Modellbauservos ist schon fertig, und nun will ich ein etwas professionelleres Modell bauen.

Momentan stoße ich allerdings auf das Problem, das ich keine geeigneten Kugelgelenke (Verbindung von Drehachse, Gestänge und Endeffektor) finde.

Problematisch sind die notwendigen Schwenkwinkel für einen guten Arbeitsbereich...gerade im Grenzbereich, wenn der Endeffektor sich nicht zentrisch unterhalb des Roboters befindet, kann durch einen hohen Schwenkwinkel einiges an Arbeitsraum "dazugewonnen" werden.

Die konstruktive Ausführung des Gelenks spielt keine Rolle -> Gelenkkopf, Winkelgelenk, Kugelkopf+Kugelpfanne...

Bei allen mir bekannten Shops (Modellbauseiten...Conrad, Igus, Mädler, Misumi, RS, Ganther, Zitec) gehen die Winkelbereiche nicht über +-25 Grad hinaus...das würde zur Not gehen, aber besser wäre ein Winkel im Breich von +- 40 Grad.

Bei den professionellen Industrierobotern werden Standart Kugelköpfe und spezielle Kugelpfannen verwendet, die die Kugelköpfe nur zu ca. 180 Grad abdecken. Diese halten zwar dann nicht von selbst auf den Kugelköpfen, aber durch das Parallegestänge (zwei Stangen sind immer neben einander) kann dann eine Feder zwischen die Stangen gehängt werden, die beide Kugelpfannen auf die Kugelköpfen spannt. Mit dieser Konstuktion werden extrem hohe Schwenkwinkel zugelassen.

Solche Gelenke Suche ich eigentlich, aber habe bis jetzt keine gefunden.

Hat irgendjemand eine Idee/Ahnung...wäre um jede Hilfe dankbar.

Vielen Dank vorab

Gruß

[ranke]

Hat irgendjemand eine Idee/Ahnung...wäre um jede Hilfe dankbar

Ahnung weniger, Idee vielleicht:
Ich vermute, die Kreuzgelenke etwa dieser oder ähnlicher Bauart sind typischerweise etwa 90° aus der gestreckten Lage abzuknicken. Die Beschränkung auf 45°, die im Text erwähnt ist, bezieht sich wahrscheinlich nur auf die sinnvolle Übertragung von Drehleistung. Nachdem Du ja kein Drehmoment übertragen willst, sollte das schon geeignet sein (Du musst dann im Gegensatz zum Kugelgelenk auch sicherstellen, dass sich keine Momente durch Verspannung aufbauen können, Du wirst also irgendwo ein zusätzliches Drehlager vorsehen müssen). Im Zweifel kann man ja beim Verkäufer anfragen, oder sich ein Teil als Muster bestellen (und bei Nichtgefallen zurücksenden).

[Joe23]

Hallo ranke,

vielen Dank für deine Hilfe...

Ein Kreuzgelenk/Kardangelenk kann für so etwas verwendet werden. Wie du bereits geschrieben hast, besitzen diese nur 2 Freiheitsgrade, um also ein Kugelgelenk zu simulieren, muss zusätzlich noch ein Drehgelenk in der Aufhängung verwendet werden. Vorteil natürlich der hohe Schwenkwinkel.

Problematisch sehe ich allerdings etwas die konstruktive Umsetzung im Bezug auf die Parallelkinematik (Die Freiheitsgrade müssen alle auf einer Ebene parallel zum Endeffektor liegen). Zudem beschränken die zusätzlichen Lagerungsteile mit der damit verbundenen Massenträgheit erheblich die Dynamik des Roboters. Die Masse am Endeffektor sollte so gering wie möglich sein.

Daher wäre eher ein Kugelkopf mit halboffender Kugelpfanne von Vorteil.
Im Bezug auf die Fertigungsteile wäre es warscheinlich auch noch günstiger, Standart-Kugelpfannen etwas zu modifizieren.

Aber hinsichtlich der auf dem Markt erhältlichen Roboter muss es so etwas irgendwo zu kaufen geben...

[Joe23]

Nachtrag:

Die angegebenen maximalen Winkel von 45 Grad bei den Herstellern sind einzuhalten. Problematisch ist hierbei nicht die Übertragung des Drehmoments sondern die Mechanik des Gelenks selber. Durch die Konstruktion der Kreuzgelenke/Kardangelenke können diese bei einem größeren Schwenkwinkel einfach nicht mehr um die vollen 360 Grad gedreht werden...