可利用流体运行的操纵器制造技术

本发明专利技术涉及一种可利用流体运行的由多个沿着延伸曲线(10)以堆叠的方式布置的操纵器节段(5;70;80)形成的操纵器，操纵器节段(5;70;80)分别包括至少一个联结板(19;73)和至少两个横向于延伸曲线(10)成间距地布置在联结板(19;73)处的以在流体方面分离的方式构造的流体腔(20;71;81)，其中，流体腔(20;37;71)的每一个具有至少一个可弹性地变形的壁区域(25;72)，该壁区域(25;72)构造成，在利用流体加载各个流体腔(20;37;71)时使的流体腔(20;37;71)的体积变化成为可能以用于基本上平行于延伸曲线(10)的线性运动，并且其中，联结板(19;73)的主延伸面(26)设置成用于至少基本上垂直于延伸曲线(10)布置。根据本发明专利技术设置成，至少两个流体腔(20;71;81)与至少一个联结板(19;73)一起构造成单件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可利用流体运行的包括多个沿着延伸曲线以堆叠的方式布置的操纵器节段(Manipulatorsegment)的操纵器，操纵器节段分别包括至少一个联结板和至少两个横向于延伸曲线成间距地布置在联结板处的以在流体方面分离的方式构造的流体腔，其中，流体腔的每一个具有至少一个可弹性地变形的壁区域，其构造成，在利用流体加载各个流体腔时使流体腔体积变化成为可能以用于基本上平行于延伸曲线的线性运动，并且其中，联结板的主延伸面设置成用于至少基本上垂直于延伸曲线布置。
技术介绍
从文件DE 198 33 340 Al中已知蠕虫状的工作机械，其可摆动并且可在其长度上调整。该工作机械包括三个执行器，其分别由一系列彼此贴靠的盒(Tasche)或垫组成并且可填充有气体的或液体的压力介质。由柔性的、易弯曲的(biegeschlaffen)材料制成的执行器安装在形状稳定的支撑结构处，其用于保持执行器的间距并且对于确定工作机械的外部的形状具有影响力。文件W096/35877公开了一种操纵机构，其由多个彼此成行的形状稳定的承载元件和沿着承载元件的堆叠方向构造的、由易弯曲的材料制成的泵器械构建而成。通过利用压力流体为泵元件的至少一个加载压力，可实现操纵器械的弯曲。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种可利用流体运行的操纵器，其具有简单的结构形式。该目的针对带有权利要求I的特征的开头提及的类型的流体的操纵器而实现。在此设置成，至少两个流体腔与至少一个联结板一起构造成单件。通过使流体腔与联结板设计成单件，可如此设计在流体腔的可弹性地变形的壁区域和形状稳定的联结板之间的力流(Kraftfluss)，即，避免在可弹性地变形的壁区域中的应力峰值，从而在大量载荷循环(Lastspielen)之后也保证操纵器的耐久性。优选地，通过材料强度的变化一方面预设可弹性地变形的壁区域的变形特性以及另一方面预设形状稳定的联结板的变形特性。补充地，在形状稳定的联结板处也可构造三维的支撑结构、尤其地框架结构，以用于在重量小和材料消耗低的情况下实现高的刚性。流体腔和联结板的单件的实施方案的另一正面的效果在于，可简单地设计流体腔的密封，因为由于单件的实施方案，尤其地在流体腔和联结板之间的过渡处不需要附加的密封措施。尤其地，当流体腔和联结板在共同的制造过程中由相同的材料制成时，将流体腔和联结板称为单件。本专利技术的有利的改进方案为从属权利要求的对象。适宜的是，流体腔的优选地可弹性地变形的壁区域构造成用于尤其地以单件的形式连接相邻地布置的联结板。由此，流体腔具有双重功能，因为除了在利用流体加载时提供至少基本上线性的伸展运动之外，其也用于机械地连接邻近的联结板。由此，可取消附加的外部的和/或内部的支撑结构，从而就此保证根据本专利技术的操纵器的简单的结构。优选地，流体腔的壁区域至少几乎可完全地弹性变形，以便在利用液态的或气态的流体进行压力加载时至少可使流体腔的显著的一部分变形以用于流体腔的体积变化。相应地，如此实施联结板，即，在压力加载流体腔时联结板不经历明显的外形变化，并且由此联结板可称为形状稳定的。流体腔与彼此相邻的联结板构造成单件的方案是尤其有利的。由此，可取消在流体腔和联结板之间高成本的密封措施。此外，通过单件的设计方案以简单的方式保证在流体腔和联结板之间的力传递。有利的是，邻近的操纵器节段的沿着延伸曲线布置的流体腔以流通的方式相互连接。由此，以简单的方式使通过共同的输入管路利用压力流体共同地加载多个流体腔成为可能。通过流体加载可引起各个流体腔的体积变化，其表现为流体腔的伸展或压缩并且可通过该体积变化至少基本上平行于延伸曲线引起流体腔的长度变化。在本专利技术的改进方案中设置成，以在流体方面分离地且可独立地操控的方式构造邻近的操纵器节段的沿着延伸曲线布置的流体腔。利用可选择地操控流体上分离的流体腔，可实现操纵器的尤其灵敏的偏转。此外，可通过恒定的压力加载将操纵器的单个的流体腔保持在预定的体积或长度伸展上，由此例如可在可预定的空间方向预加载操纵器。有利的是，在联结板的径向地位于外部的表面处构造有至少一个引导器件以用于容纳曲率传感器(Kriimmungssensor)的传感构件。由此，使至少一个曲率传感器在操纵器处简单的且成本最适宜的安装成为可能。借助于该曲率传感器例如可获得在两个联结板之间的操纵器的局部的弯曲或操纵器在其总长度或其长度的一部分上的局部的弯曲。优选地，引导器件设置成用于容纳用于测量长度的传感构件(例如应变片、线性电位计、励磁线圈组件)或与长度测量装置相联结的拉索(Seilzug)。在本专利技术的另一设计方案中设置成，利用生成式制造方法(generat ivenHerstellungsverfahren,也称为快速原型成型制造方法(rapid prototype production))(例如借助于选择性激光烧结)制造操纵器节段。生成式制造方法为原型成型方法(Urformverfahren),在其中，通过将能量引入无形状的物质(例如反应树脂(Reaktionsharz)或塑料或金属粉末)中直接地且在不应用模具的情况下尤其地以成层的方式制造操纵器节段。这种方法例如为选择性激光烧结，在其中，激光光束使薄的粉末层通过局部地熔化连接成连续的结构。在应用生成式制造方法时有利的是，可以简单的方式通过改变用于制造过程的数据记录(例如CAD数据)改变操纵器节段的几何形状。由此，实现用于针对操纵器节段的根据应用情况特定的变型的高的灵活性。此外，在使用生成式制造方法时可以简单的方式制造底切的(hinterschnitten)几何形状。适宜的是，操纵器节段的由流体腔和联结板确定的横截面构造成在相应地垂直于延伸曲线取向的横截面平面中沿着延伸曲线逐渐变细。通过彼此成行的操纵器节段沿着延伸曲线逐渐变细，实现用于操纵器的重量优化。优选地，在操纵器的远侧的、即远离操纵器的锚定部位的区段(在该处尤其地安装有工具或工具架)处设置比在操纵器的近侧的、直接邻近锚定部位的区段处更小的用于操纵器节段的横截面。这与这样的事实有关，即，除了待从操纵器传递到工具或工件上的力，附加地在近侧的区段处也必须承载远侧的区段的重力。有利的是，联结板具有布置在流体腔之间的凹口，其优选地构造成用于沿着延伸 曲线使供给线路(Versorgungsleitung)通过。凹口使供给线路、尤其地流体的和/或电的供给线路布置在操纵器的中性纤维(neutrale Faser)附近成为可能。中性纤维为操纵器的这样的延伸曲线，即，其在操纵器弯曲时不经历长度变化。通过供给线路布置在中性纤维附近，在操纵器弯曲时，在供给线路和限制凹口的联结板之间仅仅发生小的相对运动，这有利地影响用于操纵器的运动阻力和供给线路的磨损。优选地，流体腔的至少一个可弹性地变形的、构造在邻近的联结板之间的壁区域构造成波纹管形、优选地旋转对称、尤其地带有双S的轮廓。由此，可实现在各个流体腔的最小和最大伸展(尤其地在长度伸展方向上)之间的有利的比例。在最小的伸展(其例如也可用作中间位置)时流体腔的可弹性地变形的壁区域也具有这样的邻近的部分区段，即，其面法线优选地包夹锐角。在流体腔的体积变化(在其中从最小的伸展起出现流体腔的长度变化)时可弹性地变形的壁区域的邻近的部分区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M菲舍尔，R卡明斯基，R诺伊曼，A希尔德布兰特，
申请(专利权)人：费斯托股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：