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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Industrieroboter mit einer horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung.
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[Stand der Technik]
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Industrieroboter sind bei Bedarf mit einer mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung ausgestattet, die lediglich einen kleinen Installationsraum relativ zu einer erzielten Länge des Hubs benötigt (z. B. siehe
JP-A-H09-028589 und
JP-A-H11-245189 ). Als eine solche mehrstufige, teleskopische Vorrichtung weist eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung eine Basiskonfiguration, wie grob in
8 dargestellt, auf. Ein Teil (a) von
8 stellt eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung
100 dar, die in einem Zustand ist, bei dem ein Schieber
102 und ein Ausgabearm
104, die nachstehend beschrieben werden, an deren Ausgangspositionen sind (Bewegungsbegrenzungspositionen relativ zu einer durch einen Pfeil X2 angezeigten Richtung). Ein Teil (b) der
8B stellt eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung
100 dar, die in einem Zustand ist, in dem der Ausgabearm
104 an einer gezielten Position des Hubs erstreckt wurde.
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Wie in den Teilen (a) und (b) von 8 gezeigt, weist die horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 100 eine Basis 101 auf, die derart angebracht ist, dass der Schieber 102 in eine Richtung eines Pfeils X1 (horizontal rechts in den Teilen (a) und (b) von 8) und in eine entgegengesetzte Richtung des Pfeils X2 bewegbar ist. Der Schieber 102 enthält einen bewegbaren Block 103, der auch bewegbar in die Richtungen der Pfeile X1 und X2 ausgebildet ist.
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Der Ausgabearm 104 weist einen linken Endabschnitt auf, der an dem bewegbaren Block 103 montiert ist. Mit anderen Worten, der Ausgabearm 104 steht von dem bewegbaren Block 103 in die Richtung des Pfeils X1 hervor. Obwohl in 8 nicht gezeigt, weist der Ausgabearm 104 eine Spitze auf, an der ein Endeffektor, wie z. B. eine Hand oder ein Bohrer, angebracht ist.
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Ferner enthält der Schieber 102 einen Bewegungsmechanismus 105. Der Bewegungsmechanismus 105 wird durch Riemenscheiben 105a und 105b sowie einen Riemen 105c konfiguriert. Die Riemenscheiben 105a und 105b sind an beiden horizontalen Enden des Schiebers 102 drehbar vorgesehen. Der Riemen 105c ist über die Riemenscheiben 105a und 105b vorgesehen und weist zwei zueinander zugewandte Seiten auf. Von den zwei einander bei den Riemen 105c zugewandten Seiten weist eine Seite einen Abschnitt 105h auf, der mit der Basis 101 verbunden ist, während die andere Seite einen Abschnitt 105i einen Abschnitt aufweist, der gegenüber dem Abschnitt 105h liegt, der mit dem bewegbaren Block 103 verbunden ist.
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Die horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 100 enthält einen Antriebsmechanismus 110, der einen Motor 111, einen Drehübertragungsmechanismus 112 und eine Kugelumlaufvorrichtung 113 enthält. Der Motor 111 ist an der Basis 101 über eine Montierendplatte 101a montiert. Die Kugelumlaufvorrichtung 113 enthält eine Kugelumlaufspindel 113a und ein Schraubenmotorgehäuse (nut case) 113b. Das Schraubenmotorgehäuse 113b weist ein Inneres auf, in dem eine Schraubenmutter, die drehbar mit der Schraube 113a in Eingriff steht, drehbar angebracht ist. Die Kugelumlaufspindel 113a weist ein Ende auf, das mit dem Schieber 102 über eine Montierendplatte 102a fixiert ist, während das Schraubenmuttergehäuse 113b an der Basis 101 über die Montierendplatte 101a fixiert ist.
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Der Drehübertragungsmechanismus 112 spielt eine Rolle bei einer Übertragungsdrehung des Motors 111 zu der Schraubenmutter, und enthält eine Riemenscheibe 112a, die an der Drehwelle des Motors 111 montiert ist, eine Riemenscheibe 112b, die an der Schraubenmutter montiert ist, und einen Riemen 112c, der über diese Riemenscheiben vorgesehen ist.
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Wenn der Motor 111 des Antriebsmechanismus 110 in eine vorgegebene Richtung gedreht wird, wird die Schraubenmutter in eine vorgegebene Richtung über den Drehübertragungsmechanismus 112 gedreht. Da sich das Schraubenmuttergehäuse 113b mit der Schraubenmutter nicht bewegt, wird die Kugelumlaufspindel 113a zu der Richtung des Pfeils X1 durch die Drehung der Schraubenmutter gedrückt, wodurch ermöglicht wird, dass sich der Schieber 102 in die Richtung des Pfeils X1 bewegt. Dadurch wird, wie vorstehend erwähnt, möglich, dass der Ausgabearm 104 durch einen Abstand entsprechend eines gezielten Hubs St bewegt wird (siehe das Teil (b) von 8).
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Die Teile (a) und (b) von 9 stellen ein Beispiel dar oder eine tatsächliche Konfiguration der horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung, die in 8 gezeigt ist. Den funktionalen Komponenten, die identisch oder ähnlich zu jenen, die in 8 gezeigt sind, werden die gleichen Bezugszeichen gegeben.
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Beispielsweise wird, wie in einem Teil (a) von 10 gezeigt, die horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 100 an eine Befördervorrichtung 200 und eine Hebevorrichtung 300 zum Konfigurieren eines Industrieroboters zusammengebaut. In diesem Fall wird die Basis 101 an ein Hebeelement 301 der Hebevorrichtung 300 montiert, die in der Befördervorrichtung 200 aufgenommen ist. Die Befördervorrichtung 200 bewegt sich (befördert) die Hebevorrichtung 300 in eine durch einen Pfeil A1 (vorwärts) angezeigte Richtung, und in eine durch einen Pfeil A2 angezeigte entgegengesetzte Richtung. Die Hebevorrichtung 300 bewegt (Anheben und Absenken) die horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 100 in eine durch einen Pfeil B1 (aufwärts) angezeigte Richtung und in eine durch eine Pfeil B2 angezeigte entgegengesetzte Richtung. Ein Endeffektor E, wie z. B. eine Hand oder ein Bohrer, ist an einer Spitze des Ausgabearms 104 der horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 100 montiert.
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Bei einem von einem Teil (a) von 10 gezeigten Zustand ist der Ausgabearm 104 der horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 100 bei einer Ausgangsposition. Aus diesem Zustand wird der Ausgabearm 104 in die Richtung des Pfeils X1 derart bewegt, dass der Endeffektor E des Ausgabearms 104 eine Soll-Koordinate M (siehe ein Teil (c) von 10) erreicht, die in einer Richtung des Pfeils X1 liegt. Ein Teil (b) von 10 zeigt einen Zustand, bei dem der Ausgabearm 104 in der Mitte vom Bewegtwerden liegt. Danach wird die horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 100 zu einer Sollposition in die vertikale Richtung durch die Hebevorrichtung 300 abgesenkt. Anschließend führt der Endeffektor seine Arbeit aus, wie z. B. Greifen eines Werkstücks oder Freigeben des Greifens oder Bohren eines Werkstücks.
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Die in Industrierobotern installierte, horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 100 wird für zusammengebaute Präzisionsvorrichtungen oder einer ausführenden Präzisionsbearbeitung verwendet. Dadurch ist es erforderlich, dass die horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 100 eine hohe Genauigkeitsperformance bereitstellt, oder eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit vom Standpunkt der Produktivität aufweist.
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Allerdings kann bei der horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 100 basierend auf dem Stand der Technik, wenn der Ausgabearm 104 zu der Soll-Koordinate M bewegt wurde, die Spitze des Ausgabearms 104 fein nach oben und unten vibrieren (d. h. Restvibration). Aus diesem Grund ist eine Positionierung bei der Soll-Koordinate M schwierig, was zum Beeinträchtigen des Zusammenbaus oder der Arbeitsgenauigkeit führt. Eine Maßnahme gegenüber dieses Problems kann Warten sein, bis zu einer Konvergenz der Restvibration. Allerdings führt eine solche Maßnahme zum Absenken der Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters und Absenken der Produktivität.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der vorstehend dargelegten Umstände ausgeführt und deren Aufgabe ist es, einen Industrieroboter zu schaffen, der die Restvibration minimieren kann, die auftritt, wenn der Ausgabearm einer horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung zu einer Soll-Koordinate bewegt wird.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten den Faktor der Restvibration. Die Untersuchung ergab die folgenden Punkte. Zunächst veränderten die Erfinder nacheinander den Hub der Bewegung (Länge des Vorsprungs von der Basis 101) des Ausgabearms 104 und maßen die Vibration in der Spitze des Ausgabearms 104. Es kam heraus, dass eine längere Länge des Vorsprungs eine größere Restvibration bewirkt. Als Ergebnis der weiteren Diskussion wird der Faktor der Restvibration auf das Drehmoment der Last in dem Ausgabearm 104 eingeschätzt, wenn die Basis 101 als ein Ende zum Fixieren verwendet wird.
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Beim Studieren des Drehmoments der Last sind die Elemente, die dem Drehmoment der Last bei einem Zustand zugeordnet werden, bei dem der Ausgabearm 104 erweitert wird, der Schieber 102, der bewegbare Block 103 und der Bewegungsmechanismus 105. Diese Elemente sind wesentlich, da sie zum Erweitern und Zusammenziehen des Ausgabearms verwendet werden. Neben diesen Elementen sind die Elemente, die das Drehmoment der Last beeinflussen können, die Kugelumlaufspindel 113a, die an dem Schieber 102 vorgesehen ist und eine Länge aufweist, die im Wesentlichen die gesamte Länge des Schiebers 102 abdeckt, und die Montierendplatte 102a, die die Kugelumlaufspindel 113a trägt. Diese Elemente wurden als Gewichtslast aufgedeckt, um an dem Schieber 102 zu arbeiten und der Faktor der Zunahme des Drehmoments der Last bei der Erweiterung des Ausgabearms zu sein.
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Der Grund, warum die Kugelumlaufspindelvorrichtung 113 in der Konfiguration basierend auf dem Stand der Technik verwendet wird, ist wie folgt. Bei einem Konzept ist der Motor 111 als eine Antriebsquelle an der Basis 101 fixiert, die eine Trägerbasis für individuelle Elemente in der horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 100 ist. Dieses Konzept basiert darauf, um die Drehung des Motors 111 in eine Linearbewegung zum direkten Bewegen (Übertragen) des Schiebers 102 durch einen Abstand entsprechend eines erforderlichen Hubs umzuwandeln, ist es erforderlich, die Kugelumlaufspindel 113a zu verwenden, die eine Länge der direkten Vermittlung des erforderlichen Hubs zu dem Schieber 102 aufweist. Dieses Konzept macht es notwendig, wie vorstehend erwähnt, die Kugelumlaufspindel 113a mit einer Länge, die es ermöglicht, den Schieber 102 mit einem Abstand entsprechend eines vorbestimmten Hubs zu bewegen, und die Montierendplatte 102a zum Tragen der Kugelumlaufspindel zu verwenden, was zu der Erhöhung des Drehmoments der Last führt.
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Daher suchten die Erfinder ein Schema zum Bewegen eines Schiebers, das alternativ zu dem Schema ist, bei dem ermöglicht wird, dass die Kugelumlaufspindel 113 direkt den Schieber 102 für dessen Bewegung drückt und zieht. Die Erfinder waren auf ein alternatives Schema fokussiert, das den Schieber 102 durch Drehen der Riemenscheibe 105b bewegen könnte (selbstantreiben), die an einem Ende des Schiebers 102 in eine Richtung des Pfeils X2 positioniert ist (bezugnehmend auf 8).
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In diesem Fall ist erforderlich, dass die Riemenscheibe 105b durch einen Motor rotiert wird. Eine Konfiguration, die die Rotation des Motors zu der Riemenscheibe 105b überträgt, kann ein Drehübertragungsmechanismus sein, wie z. B. ein Riemenübertragungsmechanismus oder ein Getriebeübertragungsmechanismus. Allerdings bewegt sich, wenn der Motor an der Basis gemäß dem herkömmlichen Konzept bei einer Drehübertragungsvorrichtung fixiert ist, die Riemenscheibe 105b unvermeidbar mit dem Schieber 102. Dies variiert die Richtung zwischen dem Motor und der Riemenscheibe 105b, was die Verwendung des Drehübertragungsmechanismus deaktiviert, in dem ein Drehübertragungsabstand unverändert ist, und dadurch ist die Drehübertragung von dem Motor zu der Riemenscheibe 105b deaktiviert.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung wird unter Berücksichtigung der vorstehend dargelegten Umstände vorgesehen.
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Ein Industrieroboter enthält einen an einem Schieber 32, nicht an einer Basis 31 montierten Motor 36 und enthält ein Drehübertragungselement 37, das auch an dem Schieber 32 montiert ist. Das Drehübertragungselement 37 überträgt die Drehung des Motors 36 zu einem zweiten Rotor 34b zum Drehen des zweiten Rotors 34b. Mit der Bereitstellung des Motors 36 an dem Schieber 32 wird der Abstand zwischen dem Motor 36 und dem zweiten Rotor 34b unverändert zu dem Schieber 32, was den Gebrauch des Drehübertragungselements 37 ermöglicht. Demgemäß kann der Schieber 32 ohne Verwendung der herkömmlichen Kugelumlaufspindelvorrichtung bewegt werden. Die Beseitigung der herkömmlichen Kugelumlaufspindelvorrichtung führt zur Reduzierung des Gewichts entsprechend einer Kugelumlaufspindel und einer Montierendplatte, wodurch das Drehmoment der Last reduziert wird. In dieser Struktur gibt es Bedenken, dass die Bestimmung des Drehübertragungselements 37 dementsprechend das Gewicht erhöht. Allerdings erhöht, da die herkömmliche Kugelumlaufspindelvorrichtung ursprünglich auch ein Drehübertragungselement enthält, das Drehübertragungselement nicht das Gewicht.
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Der Motor 36 und das Drehübertragungselement 37 werden an ein Ende des Schiebers 32 in die zweite Richtung X2 vorgesehen. Demgemäß sind, wenn ein Ausgabearm 35 einer horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 30 mit einem maximalen Hub erweitert wird, der Motor 36 und das Drehübertragungselement 37 an einer gegenüberliegenden Seite des Ausgabearms 35 relativ zu der Basis 31 positioniert. Daher wirken der Motor 36 und das Drehübertragungselement 37 nicht als neues Drehmoment der Last an dem Ausgabearm 35. Dadurch wird die Restvibration verringert, wenn der Ausgabearm 35 der horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 30 zu einer Sollkoordinate bewegt wurde.
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Wie vorstehend beschrieben, kann die Reduzierung des Drehmoments der Last die auf die individuellen Teile der horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 30 auferlegte Last reduzieren, wodurch die Lebensdauer als Industrieroboter verlängert wird. Ferner führt die Beseitigung der Kugelumlaufspindelvorrichtung zum Reduzieren der Anzahl der Teile.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Bei den begleitenden Figuren zeigt:
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1 perspektivische Ansichten, die einen Industrieroboter bei einem Zustand, bei dem ein Ausgabearm einer horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung bei einer Ausgangsposition ist, in der Mitte vom Bewegt werden darstellt, und jeweils eine Sollkoordinate gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erreicht;
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2 eine perspektivische Ansicht, die eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung bei einem Zustand darstellt, bei dem sie sich in der Ausgangsposition befindet;
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3 eine perspektivische Ansicht, die den Ausgabearm in einem Zustand darstellt, bei dem er zu einer Sollkoordinate bewegt wurde;
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4 eine Rückansicht der Vorrichtung bei Betrachtung von einer Richtung eines Pfeils D von 2;
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5 Diagramme, die schematisch die Basiskonfiguration der Vorrichtung zum Erläutern deren Bewegung darstellen, wobei die Vorrichtung in einem Zustand ist, bei dem der Ausgabearm bei der Ausgangsposition ist, bzw. um einen Abstand entsprechend eines gezielten Hubs bewegt wird;
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6 Diagramme, die die Bewegung des Roboters in einer chronologischen Reihenfolge darstellen;
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7 Diagramme, die die Bewegung des Roboters in einer chronologischen Reihenfolge darstellen;
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8 Diagramme, die ein Beispiel einer horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung basierend auf dem Stand der Technik darstellen, wobei die Diagramme den in 5 gezeigten Diagrammen entsprechen;
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9 perspektivische Ansichten, die die Vorrichtung bei einem Zustand darstellt, bei dem der Ausgabearm bei einer Ausgangsposition ist, bzw. bewegt wurde;
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10 Diagramme gemäß der in 1 gezeigten Ansichten;
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11 ein Diagramm, das eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei das Diagramm 3 entspricht;
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12 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine erste Riemenscheibe gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
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13 ein Diagramm, das eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei das Diagramm 3 entspricht;
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14 eine Frontansicht, die ein Ritzel gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
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15 ein Diagramm, das eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei das Diagramm 3 entspricht;
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16 ein Diagramm, das eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei das Diagramm 3 entspricht;
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17 eine perspektivische Ansicht, die die Vorrichtung mit Verzicht auf einen Motor gemäß der fünften Ausführungsform darstellt;
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18 ein Diagramm, das eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei das Diagramm 17 entspricht;
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19 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine ersten Riemenscheibe gemäß der sechsten Ausführungsform darstellt;
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20 ein Diagramm, das eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei das Diagramm 17 entspricht;
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21 eine Frontansicht, die ein Ritzel gemäß der siebten Ausführungsform darstellt;
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22 ein Diagramm, das eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung mit Verzicht auf einen Motor und einen Bewegungsmechanismus darstellt, wobei das Diagramm 2 entspricht;
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23 eine Frontansicht, die erste Nockenstößel gemäß der achten Ausführungsform darstellt;
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24 eine Frontansicht, die zweite Nockenstößel gemäß der achten Ausführungsform darstellt;
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25 ein Diagramm, das eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei das Diagramm 3 entspricht;
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26 eine perspektivische Ansicht, die die Vorrichtung mit Verzicht auf einen Motor gemäß der neunten Ausführungsform darstellt;
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27 ein Diagramm, das eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei das Diagramm 3 entspricht;
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28 eine perspektivische Ansicht, die die Vorrichtung mit Verzicht auf einen Motor gemäß der zehnten Ausführungsform darstellt; und
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29 Diagramme, die Referenzen als Beispiele darstellen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Bezug auf die begleitenden Figuren werden nachstehend einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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Zunächst bezugnehmend auf die 1 bis 7 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 stellt einen Industrieroboter 1 der ersten Ausführungsform dar. Wie in diesen Figuren gezeigt, enthält der Industrieroboter 1 eine Befördervorrichtung 10, eine Hebevorrichtung 20 und eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 30. Die Befördervorrichtung 10 enthält eine Beförderschiene 11 als Beförderspur, ein Beförderelement 12, das bewegbar an der Beförderschiene 11 montiert ist, und einen Beförderantriebsmechanismus 13 mit einem Motor 13a zum Bewegen des Beförderelements 12 in eine durch einen Pfeil A1 angezeigte Richtung und in eine dazu entgegengesetzte durch einen Pfeil A2 angezeigte Richtung.
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Die Hebevorrichtung 20 enthält einen Hebekörper 21, ein Hebeelement 22 und einen Hebeantriebsmechanismus 23. Das Hebeelement 22 ist an den Hebekörper 21 derart montiert, dass es in eine durch einen Pfeil B1 (Aufwärts) angezeigte Richtung und in eine durch einen Pfeil B2 (Abwärts) angezeigte Richtung bewegbar ist. Der Hebeantriebsmechanismus 23 weist einen Motor 23a zum Bewegen des Hebeelements 22 in die Richtungen der Pfeile B1 und B2 auf. Der Hebekörper 21 ist an das Beförderelement 12 der Trägervorrichtung 10 montiert.
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Die horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 30 weist eine, wie in den 2 bis 4 gezeigte Konfiguration auf. Bezugnehmend auf diese Figuren wird die Konfiguration beschrieben. Die horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung 30 enthält eine Basis 31, einen Schieber 32, einen bewegbaren Block 33 entsprechend des Ausgabearmträgers, einen Bewegungsmechanismus 34, einen Ausgabearm 35, einen Motor 36 und einen Drehübertragungsmechanismus 37 entsprechend dem Drehübertragungselement. Die Basis 31 ist durch Montieren eines Führungsblocks 31b entsprechend des Schieberträgers an einen Basiskörper 31a konfiguriert. Der Führungsblock 31b ist mit einer Führungsnut 31c vorgesehen, an dem der Schieberaufnehmer 31d (siehe 4) mit guten Schiebeeigenschaften montiert ist. Obwohl nicht spezifisch gezeigt, ist der Schieberaufnehmer 31d durch ein direkt wirkendes Kugellager konfiguriert, indem eine Mehrzahl von Kugeln in eine direkt wirkende Richtung angebracht sind.
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Der Schieber 32 weist einen Schieberkörper 32a in einer langen plattenförmigen Form auf. Der Schieberkörper 32a weist eine Oberfläche auf (untere Oberfläche in den 2 bis 4), die mit einer Schieberführung 32b mit einer hervorstehenden Form vorgesehen ist. Die Schieberführung 32b weist im Wesentlichen die gleiche Länge wie die Länge des Schieberkörpers 32a in eine Längsrichtung auf und ist an den Schieberkörper 32a durchgehend an dessen Länge in Längsrichtung montiert. Der Schieberkörper 32a weist die andere Oberfläche auf (obere Oberfläche in den 2 bis 4), die mit einer Ausgabearmführung 32c mit einer hervorstehenden Form vorgesehen ist. Die Ausgabearmführung 32c weist im Wesentlichen die gleiche Länge wie die Länge des Schieberkörpers 32a in Längsrichtung auf und ist an dem Schieberkörper 32a durchgehend an dessen Körper in Längsrichtung montiert. Es wird sichergestellt, dass der Schieber 32 horizontale Breitenabmessungen aufweist, die größer als jene der Basis 31 sind.
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Die Schieberführung 32b des Schiebers 32 ist bewegbar in dem Schieberaufnehmer 31d der Führungsnut 31d der Basis 31 eingeführt und darin abgestützt. Der Schieber 32 ist bewegbar in eine mit einem Pfeil X1 angezeigte horizontale Richtung und in eine dazu entgegengesetzte durch einen Pfeil X2 angezeigte Richtung bewegbar.
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2 zeigt einen Zustand, bei dem der Schieber 32 bei einer Bewegungsbegrenzungsposition als Ausgangsposition in die Richtung des Pfeils X2 ist.
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Der Ausgabearm 35 weist eine lange plattenförmige Form auf und weist ein Ende in Richtung des Pfeils X2 auf (entsprechend der zweiten Richtung), wobei das Ende integral mit dem bewegbaren Block 33 vorgesehen ist. Der Ausgabearm 35 wird von dem bewegbaren Block 33 in die Richtung des Pfeils X1 erweitert (entsprechend der ersten Richtung).
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Der bewegbare Block 33 weist horizontale Abmessungen auf, die kleiner als jene des Schiebers 32 sind, und ist mit einer Führungsnut 33a an dessen einer Oberfläche und mit einem Ausgabearmaufnehmer 33b (siehe 4) mit guten Gleiteigenschaften vorgesehen, der an der Führungsnut 33a montiert ist. Obwohl nicht spezifisch gezeigt, ist der Ausgabearmaufnehmer 33b durch ein direkt wirkendes Kugellager konfiguriert, in dem eine Mehrzahl von Kugeln in eine direkt wirkende Richtung angebracht sind.
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Der Ausgabearmaufnehmer 33b ist bewegbar in die Ausgabeführung 32c des Schiebers 32 zum Abstützen des bewegbaren Blocks 33 eingefügt.
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Der Ausgabearm 35 weist ein Ende in die Richtung des Pfeils X1 auf, an dem ein Endeffektor, wie z. B. eine Hand oder ein Bohrer, montiert ist (siehe Teile (a) bis (c) von 1).
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Der Bewegungsmechanismus 34 ist durch eine erste Riemenscheibe 34a als erster Rotor, eine zweite Riemenscheibe 34b als zweiter Rotor und ein geschlossener Schleifenriemen 34c als Linearelement konfiguriert. Die erste und zweite Riemenscheibe 34a und 34b weisen entsprechende äußere Peripherien auf, die jeweils mit konkaven/konvexen Eingriffsabschnitten vorgesehen sind, während der Riemen 34c eine innere Oberfläche aufweist, die mit den konkaven/konvexen Eingriffsabschnitten vorgesehen ist.
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Die erste Riemenscheibe 34a ist drehbar an einem Montierelement 34d montiert, das an einem Ende des Schiebers 32 in die Richtung des Pfeils X1 vorgesehen ist. Die zweite Riemenscheibe 34b ist drehbar an einem Montierelement 34e montiert, die an dem anderen Ende des Schiebers 32 in die Richtung des Pfeils X2 vorgesehen ist. Der Riemen 34c ist über die Riemenscheibe 34a und 34b montiert. Ein Teil des Riemens 34c ist mit der Basis 31 über einen Verbinder 34f verbunden. Ein weiteres Teil des Riemens 34c, das an dem die Basis 31 über einen Verbinder 34f verbindenden Teil gegenüberliegt, ist mit dem bewegbaren Block 33 über einen Verbinder 34g verbunden. Der Bewegungsmechanismus 34 ist derart konfiguriert, dass, wenn sich der Schieber 32 in die Richtung des Pfeils X1 oder X2 bewegt, der bewegbare Block 33 und der Ausgabearm 35 in die gleiche Richtung relativ zu dem Schieber 32 bewegt werden.
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Wenn der Schieber 32 durch den Bewegungsmechanismus 34 von der Ausgangsposition zu der Richtung des Pfeils X1 bewegt wird, wird der Ausgabearm 35 in die Richtung des Pfeils X1 mit einem Abstand, der gleich oder größer als ein Hub der Bewegung des Schiebers 32 ist, durch die Bewegung des bewegbaren Blocks 33 relativ zu dem Schieber 32 in die Richtung des Pfeils X1 bewegt.
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Der Motor 36 ist mit einem Ende des Schiebers 32 in die Richtung des Pfeils X2 (zweite Richtung) über ein Montierelement 36a montiert. In diesem Fall wird der Schieber 32 oberhalb der Basis 31 positioniert, während der Ausgabearm 35 oberhalb des Schiebers 32 positioniert ist. Der Motor 36 ist in der Höhe von der oberen Oberfläche (obere Oberfläche in den 2 und 3) des Schiebers 32 durch Dazwischenanordnen des Montierelements 36a derart beabstandet vorgesehen, dass er nicht die Bewegungsregionen des bewegbaren Blocks 33 und des Ausgabearms 35 behindert. Die Drehrichtung des Motors 36 kann umgekehrt werden.
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Der Drehübertragungsmechanismus 37 als Drehübertragungselement ist durch einen riemenartigen Drehübertragungsmechanismus konfiguriert. Der Drehübertragungsmechanismus 37 enthält eine Antriebsriemenscheibe 37a (entsprechend dem Antriebsrotor), eine angetriebene Riemenscheibe 37b (entsprechend dem angetriebenen Rotor) und einen Riemen 37c (entsprechend dem Übertragungslinearelement). Die Antriebsriemenscheibe 37a weist eine äußere Peripherie auf, die mit konkaven/konvexen Eingriffsabschnitten mit einem vorbestimmten Abstand vorgesehen ist. Die angetriebene Riemenscheibe 37b weist eine äußere Peripherie auf, die ähnlich mit konkaven/konvexen Eingriffsabschnitten mit einem vorbestimmten Abstand vorgesehen ist. Der Riemen 37c ist ein geschlossener Schleifenriemen und weist eine innere Oberfläche auf, die ähnlich mit konkaven/konvexen Eingriffsabschnitten mit einem vorbestimmten Abstand vorgesehen ist. Die Antriebsriemenscheibe 37a ist an eine Drehwelle des Motors 36 montiert, während die angetriebene Riemenscheibe 37b an einer Drehwelle (nicht gezeigt) der zweiten Riemenscheibe 34b montiert ist. Der Riemen 37c ist über die Antriebsriemenscheibe 37a und die angetriebene Riemenscheibe 37 montiert. Der Drehübertragungsmechanismus 37 ist bei einem Ende des Schiebers 32 in die Richtung des Pfeils X2 vorgesehen, und überträgt die Drehung des Motors 36 an die zweite Riemenscheibe 34b zum Drehen und Antreiben der zweiten Riemenscheibe 34b.
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Wie in den Teilen (a) bis (c) von 1 dargestellt, ist bei der horizontalten mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 30, die wie vorstehend konfiguriert ist, die Basis 31 an dem Hebeelement 22 der Hebevorrichtung 20 montiert.
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Nachstehend wird ein Betrieb der horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 30 eigenständig beschrieben. 5 zeigt Diagramme, die schematisch die Basiskonfiguration der horizontalen, mehrstufigen, teleskopischen Vorrichtung 30 darstellen (nachstehend auch lediglich als teleskopische Vorrichtung 30 bezeichnet). Ein Teil (a) von 5 zeigt einen Zustand, bei dem der Schieber 32 und der Ausgabearm 35 bei deren Ausgangsposition sind. Wenn der Motor 36 in eine durch einen Pfeil Xa angezeigte Richtung von diesem Zustand gedreht wird, wird die zweite Riemenscheibe 34b des Bewegungsmechanismus 34 in die gleiche Richtung gedreht (eine Richtung, die durch einen Pfeil Xb angezeigt wird) über den Drehübertragungsmechanismus 37.
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Anschließend dreht die zweite Riemenscheibe 34b den Riemen 34c über deren unteren Seite 34ca (siehe das Teil (a) von 5A) in die Richtung des Pfeils Xa. In diesem Fall erzeugt, da ein Teil der unteren Seite 34ca mit der Basis 31 verbunden ist, die Drehung der zweiten Riemenscheibe 34b relativ zu dem Riemen 34c eine Reaktionskraft in dem Riemen 34c. Die Reaktionskraft ermöglicht der zweiten Riemenscheibe 34b sich relativ zu dem Riemen 34c in die Richtung des Pfeils X1 zusammen mit dem Schieber 32 zu bewegen. In diesem Fall bewegt sich eine obere Seite 34cb des geschlossenen Schleifenriemens 34c relativ zu dem Schieber 32 in eine Richtung des Pfeils X1 (die untere Seite 34ca bewegt sich in die Richtung des Pfeils X2). Dadurch bewegt sich der bewegbare Block 33, der mit der oberen Seite 34cb des Riemens 34c verbunden ist, weiter in die Richtung des Pfeils X1 relativ zu dem Schieber 32, der sich in die Richtung des Pfeils X1 bewegt. Auf diese Weise wird, wie in einem Pfeil (b) von 5 gezeigt, ermöglicht, dass sich der Ausgabearm 35 mit einem Abstand entsprechend eines gezielten Hubs St bewegt. Wenn der Motor 36 in eine Richtung, die umgekehrt zu dem Pfeil Xa ist, von dem in dem Teil (b) von 5 gezeigten Zustand gedreht wird, wird ein Betrieb, der das Gegenteil von dem der vorstehend beschrieben wurde ist, ausgeführt, um zu dem in dem Teil (a) von 5 gezeigten Zustand zurückzukehren. In diesem Fall bewegt sich der Motor 36 und der Drehübertragungsmechanismus 37 zusammen mit dem Schieber 32. Allerdings bewegen sich, falls der Ausgabearm 35 mit einem Abstand entsprechend einem maximalen Hub bewegt wird, der Motor 36 und der Drehübertragungsmechanismus 37 nicht weiter als die Basis 31 in die Richtung des Pfeils X1, da der Motor 36 und der Drehübertragungsmechanismus 37 bei einem Ende des Schiebers 32 in die Richtung des Pfeils X2 positioniert sind.
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Bezugnehmend nun auf die 6 und 7 wird nachstehend durch ein Beispiel ein Betrieb des Industrieroboters 1 beschrieben, der durch die Kombination der Befördervorrichtung 10, der Hebevorrichtung 20 und der teleskopischen Vorrichtung 30 konfiguriert ist. Die Reihenfolge des Betriebs ist: 6 Teil (a); zu 6 Teil (b); zu 6 Teil (c); zu 6 Teil (d); zu 6 Teil (e); zu 6 Teil (f); zu 7 Teil (a); zu 7 Teil (b); zu 7 Teil (c); zu 7 Teil (d); und zu 7 Teil (e); (der der gleiche wie 6 Teil (a) ist). Es soll beachtet werden, dass 1 Teil (a) den gleichen Zustand wie den in 6 Teil (a) darstellt; 1 Teil (c) den gleichen Zustand wie den in 6 Teil (b) darstellt und 1 Teil (b) einen Zustand in der Mitte des Übergangs von dem Zustand von 1 Teil (a) zu dem Zustand von 1 Teil (c) darstellt.
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In 6 Teil (a) ist der Industrieroboter 1 in der Ausgangsposition, d. h. der Schieber 32 und der Ausgabearm 35 sind bei deren Ausgangspositionen, während die teleskopische Vorrichtung 30 in einer vorbestimmten Position P1 oberhalb der Beförderschiene 11 ist. Aus diesem Zustand wird der Ausgabearm 35 in die Richtung des Pfeils X1 mit der Steuerung des Motors 36 der teleskopischen Vorrichtung 30 bewegt, so dass der Endeffektor E eine in 6 Teil (b) gezeigte horizontale Sollkoordinate M1 erreicht. Anschließend wird die teleskopische Vorrichtung 30 (in die Richtung des Pfeils B2) durch die Hebevorrichtung 20 abgesenkt, so dass der Endeffektor E eine vertikale Sollkoordinate M2 (6 Teil (c)) erreicht. Der Endeffektor E fahrt einen vorgegebenen Betrieb bei der Koordinate M2 aus. Danach wird die teleskopische Vorrichtung 30 durch die Hebevorrichtung 20 (in die Richtung des Pfeils B1) zum Zurückkehren zum ursprünglichen Niveau (6 Teil (d)) angehoben.
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Anschließend wird die teleskopische Vorrichtung 30 zum Zurückkehren des Ausgabearms 35 zu der Ausgangsposition betätigt (siehe 6 Teil (e)). Danach wird die Befördervorrichtung 10 zum Transferieren der teleskopischen Vorrichtung 30 in die Richtung des Pfeils A1 betätigt, um die teleskopische Vorrichtung 30 zu einer nächsten Sollarbeitsposition P2 zu bringen (6 Teil (f)). Anschließend wird die teleskopische Vorrichtung 30 zum Bewegen des Ausgabearms 35 in die Richtung des Pfeils X1 betätigt, wodurch ermöglicht wird, dass der Endeffektor E eine horizontale Sollkoordinate M3 erreicht (7 Teil (a)). Anschließend wird die Hebevorrichtung 20 zum Absenken der teleskopischen Vorrichtung 30 (in die Richtung des Pfeils B2) betätigt, um zu ermöglichen, dass die teleskopische Vorrichtung 30 eine vertikale Sollkoordinate M4 erreicht (7 Teil (b)). In diesem Zustand führt der Endeffektor E einen vorgegebenen Betrieb aus.
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Danach wird die teleskopische Vorrichtung 30 zu dem ursprünglichen Niveau durch die Hebevorrichtung 20 (7 Teil (c)) angehoben und anschließend wird die teleskopische Vorrichtung 30 betätigt, so dass der Ausgabearm 35 zu der Ausgangsposition zurückkehrt (7 Teil (d)). Anschließend wird die Befördervorrichtung 10 zum Zurückkehren der teleskopischen Vorrichtung 30 zu der ursprünglichen Position P1 oberhalb der Beförderschiene 11 betätigt (7 Teil (e)). Anschließend werden die vorstehenden Bewegungen wiederholend ausgeführt.
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Bei den vorstehend beschriebenen Bewegungen ist es, wenn der Ausgabearm 35 der teleskopischen Vorrichtung 30 zu der horizontalen Sollkoordinate M1 von der Ausgangsposition erweitert wurde (1 Teil (c) und 6 Teil (b)) bei dem Stand der Technik gewöhnlich, dass die Spitze des Ausgabearms leicht nach oben und nach unten vibriert (d. h. Restvibration). Allerdings kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Restvibration, wie vorstehend beschrieben, minimiert werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, ohne der Idee des Fixierens eines Motors an der Basis zu verfolgen, der Motor 36 an den Schieber 32 montiert, der ein bewegbares Element ist. Zudem enthält, anstelle des Standes der Technik des direkten Drückens oder Schiebens eines Schiebers mittels der Kugelumlaufspindelvorrichtung, der Schieber 32 den Drehübertragungsmechanismus 37, der die Drehung des Motors 36 zu der zweiten Riemenscheibe 34b des Bewegungsmechanismus 34 überträgt. Demgemäß wird sichergestellt, dass der Schieber 32 durch Antreiben und Drehen der zweiten Riemenscheibe 34b bewegt wird (selbst angetrieben wird). Dadurch kann der Schieber ohne Verwendung der Kugelumlaufspindel 113 des Standes der Technik bewegt werden. Auf diese Weise kann, wenn die herkömmliche Kugelumlaufspindelvorrichtung 113 beseitigt werden kann, das Gewicht entsprechend der Kugelumlaufspindel und der Montierendplatte reduziert werden.
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Insbesondere werden bei der vorliegenden Ausführungsform der Motor 36 und der Drehübertragungsmechanismus 37 an ein Ende des Schiebers 32 in eine Richtung des Pfeils X2 vorgesehen (entsprechend der zweiten Richtung). Daher liegen bei einem Zustand, bei dem die teleskopische Vorrichtung 30 den Ausgabearm 35 mit einem Abstand entsprechend dem maximalen Hub erweitert wird, der Motor 36 und der Drehübertragungsmechanismus 37 an der anderen Seite des Ausgabearms 35 relativ zu der Basis 31. Dadurch wirken der Motor 36 und der Drehübertragungsmechanismus 37 nicht als Drehmoment der Last auf den Ausgabearm 35.
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Demgemäß wird das Drehmoment der Last abgeschwächt, wenn der Ausgabearm 35 von der Ausgangsposition zu der horizontalen Sollkoordinate M1 oder M3 erweitert wird. Dadurch wird die Restvibration an der Spitze des Ausgabearms 35 abgeschwächt. Dadurch kann unmittelbar nach der Erweiterung des Ausgabearms 35 von der Ausgangsposition zu der horizontalen Sollkoordinate M1 oder M3 die Wartezeit für die Konvergenz der Restvibration erheblich verkürzt werden. Dadurch wird die Bewegungsgeschwindigkeit als Roboter erhöht, wodurch dies zur Erhöhung der Produktivität beiträgt. Dank der Abschwächung des Drehmoments der Last, wie vorstehend beschrieben, kann die auf die Teile der teleskopischen Vorrichtung 30 auferlegte Last abgeschwächt werden, um dadurch die Lebensdauer des Roboters zu verlängern. Ferner kann die Beseitigung der Kurbelumlaufspindelvorrichtung zur Reduzierung der Anzahl der Teile sowie der Kosten führen.
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Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die zweite Riemenscheibe 34b des Bewegungsmechanismus 34 zum Bewegen des Schiebers 32 angetrieben. Demgemäß kann der Bewegungsmechanismus 34 zum Bewegen des bewegbaren Blocks 32 und des Ausgabearms 35 als ein Bewegungsmechanismus des Schiebers 32 verwendet werden.
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Wenn die teleskopische Vorrichtung 30 durch die Hebevorrichtung 20 bei einem Zustand abgesenkt und angehoben wird, bei dem der Schieber 32 und der Ausgabearm 35 der teleskopischen Vorrichtung 30 erweitert wird, wird ein Drehmoment der Last weiter aufgrund der Anwendung der vertikalen Beschleunigung auf den Schieber 32 und den Ausgabearm 35 erhöht. Allerdings wird, da ein intrinsisches Drehmoment der Last, wie vorstehend beschrieben, abgeschwächt wurde, die Restvibration des Ausgabearms 35 auch beim Absenken und Anheben der teleskopischen Vorrichtung 30 abgeschwächt.
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Es gibt Bedenken, dass der Übergang des Drehübertragungsmechanismus 37 bei der vorliegenden Ausführungsform das Gewicht demgemäß erhöht. Allerdings wird unter Berücksichtigung, dass eine verwendete Kugelumlaufspindelvorrichtung ebenfalls einen Drehübertragungsmechanismus enthält, der Drehübertragungsmechanismus 37 der vorliegenden Ausführungsform nicht als Gewichtslast neu auferlegt.
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Da die Beseitigung der Kugelumlaufspindelvorrichtung von der teleskopischen Vorrichtung 30 das Gewicht demgemäß reduziert, kann die auf die Hebevorrichtung 20 und die Befördervorrichtung 10 auferlegte Last reduziert werden. Dies trägt auch zur Verlängerung der Lebensdauer des Roboters bei.
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Es kann Bedenken geben, dass das Gewicht des Roboters zunimmt, da der Durchmesser der angetriebenen Riemenscheibe 37b größer als der der Antriebsriemenscheibe 37a ist. Allerdings können die Bedenken durch Vorsehen einer Gewichtsreduzierungsstruktur, wie z. B. Ausbilden von Vertiefungen oder Löcher, in der angetriebenen Riemenscheibe 37b ausgeräumt werden. Dagegen ist es bei der herkömmlichen Kugelumlaufspindelvorrichtung 113 schwierig, Löcher oder Vertiefungen in eine Gewindestange auszubilden und dadurch gab es eine Begrenzung der Gewichtsreduzierung.
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Bei der ersten Ausführungsform ist eine Positionsbeziehung derart eingerichtet, dass der Schieber 32 oberhalb der Basis 31 positioniert ist, während der Ausgabearm 35 oberhalb des Schiebers 32 positioniert ist. Daher ist der Motor 36 von der oberen Oberfläche des Schiebers 32 in der Höhe derart beabstandet vorgesehen, dass er nicht die Bewegungsregion des Ausgabearms 35 behindert.
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Bei der ersten Ausführungsform überträgt der Drehübertragungsmechanismus 37 (Drehübertragungselement) das Drehmoment des Motors 36, der von der oberen Oberfläche des Schiebers 32 in der Höhe beabstandet ist, zu der zweiten Riemenscheibe 34b als zweiter Rotor. Der Drehübertragungsmechanismus 37 ist durch Montieren der Antriebsriemenscheibe 37a als Antriebsrotor zu der Drehwelle des Motors 36, die an der angetriebenen Riemenscheibe 37b montiert ist, als angetriebener Rotor, um koaxial und integral mit der zweiten Riemenscheibe 34b zu sein und damit zu rotieren, und durch Montieren des Riemens 37c als Übertragungslinearelement über die Antriebsriemenscheibe 37a und die angetriebene Riemenscheibe 37b konfiguriert.
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Dadurch kann das Drehmoment des Motors 36, der von der oberen Oberfläche des Schiebers 37 in der Höhe beabstandet ist, zu der zweiten Riemenscheibe 34b des Bewegungsmechanismus 34 übertragen werden.
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Bei der ersten Ausführungsform werden die erste Riemenscheibe 34a als der erste Rotor und die zweite Riemenscheibe 34b als der zweite Rotor bei dem Bewegungsmechanismus 34 derart konfiguriert, dass sie konkave/konvexe Eingriffsabschnitte mit einem vorbestimmten Abstand in der äußeren Peripherie aufweisen. Darüber hinaus ist der Riemen 34c als das lineare Element derart konfiguriert, dass er konkave/konvexe Eingriffsabschnitte mit dem gleichen vorbestimmten Abstand in der inneren Oberfläche aufweist. Die Konfiguration ermöglicht beispielsweise Einstellungen der Länge des Riemens 34c und des Abstands zwischen den Verbindungspositionen bei dem Riemen 34c relativ zur Basis 31 und relativ zu dem bewegbaren Block 33, oder ermöglicht Veränderungen bei der Einstellung.
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Insbesondere kann, wenn die Eingriffsabschnitte des Riemens 34c mit einem vorbestimmten Abstand angebracht sind, die Länge des Riemens 34c hinsichtlich der Anzahl der Eingriffsabschnitte eingestellt werden. Ferner kann, wo die Verbindungsposition bei dem Riemen 34c relativ zur Basis 31 und relativ zu dem Bewegungsblock 33 bei gegenüberliegenden Positionen festgelegt sind, die gegenüberliegenden Positionen hinsichtlich der Anzahl der Eingriffsabschnitte bestimmt werden. Auf diese Weise werden die Einstellungen sowie die Veränderungen bei den Einstellungen ermöglicht.
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Da die erste und zweite Riemenscheibe 34a und 34b sowie der Riemen 34c derart konfiguriert sind, dass sie Eingriffsabschnitte aufweisen, tritt im Gegensatz zu einer Reibungsübertragung kaum ein Schlupf der Riemenscheiben gegenüber dem Riemen auf. Dies erhöht die Drehreaktionsfähigkeit und Drehsynchronität der ersten und zweiten Riemenscheiben 34a und 34b, um dadurch die Betriebsgenauigkeit als Industrieroboter zu erhöhen.
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Bei der ersten Ausführungsform sind die Antriebsriemenscheibe 37a als Antriebsrotor und die angetriebene Riemenscheibe 37b als angetriebener Rotor des Drehübertragungsmechanismus 37 jeweils derart konfiguriert, dass sie konkave/konvexe Eingriffsabschnitte mit einem vorbestimmten Abstand in der äußeren Peripherie aufweisen, während der Riemen 37c als Übertragungslinearelement derart konfiguriert ist, dass er konkave/konvexe Eingriffsabschnitte mit einem vorbestimmten Abstand in der inneren Oberfläche aufweist. Demgemäß tritt im Gegensatz zur Reibungsübertragung kaum ein Schlupf der Riemenscheibe gegenüber dem Riemen auf und es wird kein Versatz bzw. Offset bei der Drehmomentübertragung von dem Motor 36 zu der zweiten Riemenscheibe 34b verursacht, wodurch ermöglicht wird, dass sich der Bewegungsmechanismus 34 ohne Zeitverzögerung ansprechbar bewegt.
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[Zweite Ausführungsform]
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Die 11 und 12 stellen eine teleskopische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Es soll verstanden werden, dass bei der zweiten und den anschließenden Ausführungsformen die Komponenten, die identisch oder ähnlich zu jenen der ersten Ausführungsform sind, gleiche Bezugszeichen zwecks des Verzichts einer unnötigen Erläuterung gegeben wird.
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Die teleskopische Vorrichtung der zweiten Ausführungsform enthält einen Bewegungsmechanismus 40 und einen Drehübertragungsmechanismus 41, die von dem Bewegungsmechanismus 34 und dem Drehübertragungsmechanismus 37 der ersten Ausführungsform jeweils verschieden sind.
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Bei dem Bewegungsmechanismus 40 sind eine erste Riemenscheibe 40a als erster Rotor und eine zweite Riemenscheibe 40b als zweiter Rotor jeweils als eine V-Riemenscheibe konfiguriert. Ferner ist das Linearelement durch einen geschlossenen Schleifen-V-Riemen 40c konfiguriert.
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Bei dem Drehübertragungsmechanismus 41 sind eine Antriebsriemenscheibe 41a als Antriebsrotor und eine angetriebene Riemenscheibe 41b als angetriebener Rotor jeweils durch eine V-Riemenscheibe konfiguriert, während ein Riemen 41c als Übertragungslinearelement als V-Riemen konfiguriert ist.
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Industrieroboter sind erforderlich zum Ausüben einer anfänglich beabsichtigten Beschleunigungs- und Verzögerungsperformance. Diesbezüglich sind gemäß der zweiten Ausführungsform die erste und zweite Riemenscheibe 40a und 40b jeweils als erste und zweite Rotoren des Bewegungsmechanismus 40 jeweils als V-Riemenscheibe konfiguriert, während der Riemen 40c als Linearelement durch einen V-Riemen, konfiguriert ist. Dadurch wird im Gegensatz zu einer Konfiguration mit einem flachen Riemen ein Schlupf durch eine Keilwirkung reduziert. Diese Konfiguration passt gut zu einem Roboter, der eine hohe Übertragungsperformance und Beschleunigungs- und Verzögerungsperformance ohne Schlupf erfordert.
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Industrieroboter können durch Vibrationen in verschiedenen Richtungen bei individuellen Teilen in Abhängigkeit des Typs des Werkstücks, Kurvenwand der Bewegung oder Umgebungen des Gebrauchs leiden. Demgemäß können Riemenscheiben durch eine Vibration in Axialrichtung leiden (Richtung eines Pfeils F in 11). In diesem Fall können, wo der Riemen ein flacher Riemen ist und die Kurvenscheiben flache Riemenscheiben sind, sich die Riemenscheiben allmählich von dem Riemen in Axialrichtung aufgrund der Vibration trennen und kann sich der Lagerbereich zwischen jedem der Riemenscheiben und des Riemens reduzieren. Da der Riemen in diesem Fall die Drehübertragung mit dem kleinen Lagerbereich aufnehmen muss, wird die Verschlechterung des Riemens beschleunigt. Diesbezüglich entfernt sich, gemäß der zweiten Ausführungsform mit der Konfiguration, wie vorstehend beschrieben, der V-Riemen 40c nicht in Axialrichtung relativ zu den ersten und zweiten Riemenscheiben 40a und 40b, ungeachtet der in Axialrichtung wirkenden Vibration. Dadurch wird verhindert, dass die Verschlechterung des Riemens beschleunigt wird, was zur Verlängerung der Lebensdauer des Industrieroboters 1 beiträgt. Die gleiche Wirkung kann bei dem Drehübertragungsmechanismus 41 ausgeübt werden.
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[Dritte Ausführungsform]
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Die 13 und 14 stellen eine teleskopische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die teleskopische Vorrichtung einer dritten Ausführungsform enthält einen Bewegungsmechanismus 42 und einen Drehübertragungsmechanismus 43, die jeweils von dem Bewegungsmechanismus 34 und dem Drehübertragungsmechanismus 37 der ersten Ausführungsform verschieden sind.
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Der Bewegungsmechanismus 42 enthält Ritzel 42a und 42b jeweils als erste und zweite Rotoren und eine Kette 42c als Linearelement, das mit den Ritzeln 42a und 42b in Eingriff steht. Der Drehübertragungsmechanismus 43 enthält Ritzel 43a und 43b jeweils als Antriebsrotor und angetriebener Rotor und eine Kette 43c als Übertragungslinearelement, das mit den Ritzeln 43a und 43b in Eingriff steht.
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Wenn das Drehmoment der Lasten und die Gewichtslast, die auf den Industrieroboter 1 angewandt werden, groß sind, ist es erforderlich, dass der Motor 36 ein großes Ausgabedrehmoment aufweist. Dort wo der Drehübertragungsmechanismus und der Bewegungsmechanismus durch einen Riemenübertragungsmechanismus konfiguriert werden, kann ein solches großes Ausgabedrehmoment einen Schlupf der Riemenscheiben gegenüber den Riemen herbeiführen oder kann den Riemen strecken. Diesbezüglich ist der Bewegungsmechanismus 42 der dritten Ausführungsform, wie vorstehend erwähnt, durch die Ritzel 42a und 42b jeweils als erste und zweite Rotoren und die Kette 42c als Linearelement, das mit den Ritzeln 42a und 42b in Eingriff steht, konfiguriert. Diese Konfiguration kann das Auftreten des Schlupfs der Ritzel 42a und 42b gegenüber der Kette 42, oder das Auftreten des Streckens der Kette 42c unter der Bedingung, dass die Mutter 36 ein großes Ausgabedrehmoment erzeugt, beseitigt werden.
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Die gleichen vorteilhaften Wirkungen werden ebenfalls bei dem Drehübertragungsmechanismus 43 ausgeübt. Folgerichtig können die anfänglichen gegebenen Bewegungen über eine lange Zeitperiode unter der Bedingung garantiert werden, dass auf dem Industrieroboter 1 eine große Last aufgebracht wird.
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[Vierte Ausführungsform]
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15 stellt eine teleskopische Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die teleskopische Vorrichtung der vierten Ausführungsform enthält einen Bewegungsmechanismus 44 und ein Drehübertragungselement 45, die von jenen in der ersten Ausführungsform verschieden sind. Das Drehübertragungselement 45 enthält eine Antriebsriemenscheibe 45a als Antriebsrotor, der an der Drehwelle des Motors 36 montiert ist, und eine Richtungsveränderungsriemenscheibe 45b als ein Richtungsveränderungsrotor, der drehbar in der Nähe einer nachstehend beschriebenen zweiten Riemenscheibe 44b als der zweite Rotor vorgesehen ist.
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Der Bewegungsmechanismus 44 wird durch Montieren eines Riemens 44c (flacher Riemen) als das Linearelement über eine erste Riemenscheibe 44a (flache Riemenscheibe) als der erste Rotor und die zweite Riemenscheibe 44b (flache Riemenscheibe) als der zweite Rotor und auch über die Antriebsriemenscheibe 45a (flache Riemenscheibe) und die Richtungsveränderungsriemenscheibe 45b (flache Riemenscheibe) konfiguriert. Die Richtungsveränderungsriemenscheibe 45b wird zum Verändern der Bewegungsrichtung des flachen Riemens 44c, d. h. eine Richtung von dem Motor 36 in Richtung der ersten Riemenscheibe 44a oder umgekehrt, verwendet.
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Bei der vierten Ausführungsform wird der Riemen 44c zwischen dem Bewegungsmechanismus 44 und dem Drehübertragungselement 44 geteilt. Mit anderen Worten, der ausschließlich geschlossene Schleifenriemen 44c übernimmt die Rolle zum Übertragen des Drehmoments von dem Motor 36 zu der zweiten Riemenscheibe 44b und zum Betätigen des Bewegungsmechanismus 44. Die vierte Ausführungsform weist die nachstehend vorteilhaften Wirkungen außer jenen der ersten Ausführungsform auf.
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Insbesondere ist der Riemen 44 der vierten Ausführungsform länger als die Riemen 34c und 37c der ersten Ausführungsform und er wird ausschließlich verwendet. Demgemäß tritt, wenn der Riemen aufgrund des Betriebs des Roboters gelockert wird, die Lockerheit an einem Abschnitt auf und der Betrag der Lockerheit ist proportional zur Länge des Riemens 44. Andererseits wird bei der ersten Ausführungsform die Lockerheit in den Riemen 34c und 37c verursacht, jedoch ist der Betrag der Lockerheit in beiden Riemen klein, da diese Riemen kürzer als der Riemen 44 ist. Allerdings ist der Gesamtbetrag der Lockerheit im Wesentlichen der gleiche als der Betrag der Lockerheit bei der vierten Ausführungsform. Obwohl der Gesamtbetrag der Lockerheit im Wesentlichen der gleiche zwischen den ersten und vierten Ausführungsformen ist, ist es wahrscheinlich, dass die Lockerheit bei der ersten Ausführungsform nicht bemerkt wird, da die Lockerheit jedes Riemens klein ist, wohingegen bei der vierten Ausführungsform die Lockerheit bemerkt wird, da der Betrag der Lockerheit groß ist. Demgemäß kann der Wartungszeitpunkt zu einer früheren Gelegenheit in der ersten Ausführungsform herausgefunden werden.
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Die Bestimmung der zwei Riemen bei der ersten Ausführungsform macht es notwendig, zwei riemenspannungsvermittelende Mechanismen vorzusehen. Allerdings muss bei der vierten Ausführungsform der Gebrauch des ausschließlichen Riemens 44 lediglich einen riemenspannungsvermittelnden Mechanismus verwenden.
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Bei der vierten Ausführungsform können der erste und der zweite Rotor, der Antriebsrotor und der Richtungsveränderungsrotor jeweils durch ein Ritzel konfiguriert sein, währen das Linearelement durch eine Kette konfiguriert sein kann.
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[Fünfte Ausführungsform]
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16 und 17 stellen eine teleskopische Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die verschieden von der ersten Ausführungsform in den nachstehenden Punkten ist. Bei der fünften Ausführungsform ist der Motor 36 eine Seitenfläche des Schiebers 32, so dass er die Bewegungsregionen des bewegbaren Blocks 33 und des Ausgabearms 35 nicht behindert. Die teleskopische Vorrichtung der fünften Ausführungsform enthält ein Drehübertragungselement 46, das derart konfiguriert ist, dass z. B. die zweite Riemenscheibe 34b des Bewegungsmechanismus 34 direkt durch den Motor 36 durch eine direkte Verbindung der Drehwelle des Motors 36 zu der Drehwelle der zweiten Riemenscheibe 34b, oder durch eine direkte Verbindung der Drehwelle des Motors 36 zu der zweiten Riemenscheibe 34b gedreht wird.
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Gemäß der fünften Ausführungsform ist der Motor 36 an einer Seitenfläche des Schiebers 32 derart montiert, dass er nicht die Bewegungsregionen des bewegbaren Blocks 33 und des Ausgabearms 35 behindert. Demgemäß kann das Drehübertragungselement 46 eine Konfiguration verwenden, in der die zweite Riemenscheibe 34b direkt durch den Motor 36 gedreht wird. Dadurch kann der Bewegungsmechanismus 34 direkt durch den Motor 36 angetrieben werden, wodurch die Genauigkeit des Betriebs als Industrieroboter 1 verbessert wird.
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[Sechste Ausführungsform]
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18 und 19 stellen eine teleskopische Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die einen Bewegungsmechanismus 47 mit einer Konfiguration enthält, die von der der fünften Ausführungsform verschieden ist. Es soll beachtet werden, dass bei der Darstellung von 18 auf dem Motor 36 verzichtet wurde. Der Bewegungsmechanismus 47 der sechsten Ausführungsform ist durch eine erste Riemenscheibe 47a als der erste Rotor, eine zweite Riemenscheibe 47b als der zweite Rotor und einen V-Riemen 47c als das Linearelement konfiguriert.
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Wie bei der zweiten Ausführungsform beschrieben, kann die Konfiguration der sechsten Ausführungsform eine hohe Übertragungsperformance dank einer Keilwirkung ausüben, und dies passt gut zu einem Industrieroboter, bei dem es erforderlich ist, Beschleunigungs- und Verzögerungsperformance ohne Schlupf aufzuweisen. Demgemäß entfernt sich unter der Bedingung, dass die Vibration in Axialrichtung (Richtung des Pfeils F), wie vorstehend erwähnt, auf dem Industrieroboter 1 oder dem Bewegungsmechanismus 47 wirkt, der V-Riemen 47c nicht in Axialrichtung relativ zu den ersten und zweiten Riemenscheiben 47a und 47b. Dadurch leidet der V-Riemen 47c nicht von einer Verschlechterung im frühen Stadium, was zur Verlängerung der Lebensdauer des Industrieroboters 1 beiträgt.
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[Siebte Ausführungsform]
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Die 20 und 21 stellen eine teleskopische Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die einen Bewegungsmechanismus 80 mit einer Konfiguration enthält, die verschieden von der fünften Ausführungsform ist. Bei der Darstellung von 20 wird auf den Motor 36 verzichtet. Der Bewegungsmechanismus 80 der siebten Ausführungsform enthält Ritzel 80a und 80b jeweils als die ersten und zweiten Rotoren und eine Kette 80c als das Linearelement, das mit den Ritzeln 80a und 80b in Eingriff steht.
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Bei der siebten Ausführungsform wird weder ein Schlupf bei den Ritzeln 80a und 80b relativ zu der Kette 80c noch eine Streckung der Kette 80c unter der Bedingung verursacht, dass das Ausgabedrehmoment des Motors 36 groß ist. Dadurch kann bei dem Ereignis, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors 36 erhöht wird, wenn auf den Industrieroboter 1 eine große Last aufgebracht wird, die anfänglichen vorgegebenen Bewegungen des Roboters über eine lange Zeitperiode garantiert werden.
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[Achte Ausführungsform]
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Die 22 bis 24 stellen eine teleskopische Vorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die verschieden von der ersten Ausführungsform in den Trägerkonfigurationen des Schiebers 32 und des Ausgabearms 35 sind. Die teleskopische Vorrichtung der achten Ausführungsform enthält eine Schieberführung 48 mit ersten bis vierten flachen Oberflächen 48a bis 48d, die sich in Längsrichtung erstrecken. Ein wesentlich rechter Winkel ist zwischen den benachbarten Oberflächen ausgebildet, d. h. zwischen den Oberflächen 48a und 48b, zwischen den Oberflächen 48b und 48c, zwischen den Oberflächen 48c und 48d und zwischen den Oberflächen 48d und 48a.
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Die teleskopische Vorrichtung enthält ferner eine Ausgabearmführung 49, die ähnlich zu der Schieberführung 48 erste bis vierte flache Oberflächen 49a bis 49d aufweist, die sich in eine Längsrichtung erstrecken. Ähnlich zu der Schieberführung 48 bilden die benachbarten Oberflächen der Ausgabearmführung 49 im Wesentlichen einen rechten Winkel.
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Die teleskopische Vorrichtung enthält auch einen Führungsblock 31b entsprechend des Schieberträgers, der durch Segmentblöcke 31b1 und 31b2 konfiguriert ist, die separat links und rechts positioniert sind.
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Der bewegbare Block 33 entsprechend dem Ausgabearmträger ist durch Segmentblöcke 33h und 33i konfiguriert, die separat links und rechts positioniert sind.
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Die teleskopische Vorrichtung enthält ferner einen Schieberaufnehmer 50, der durch zwei Sätze von Nockenstößel konfiguriert ist, wobei ein Satz vier erste Nockenstößel 50a bis 50d enthält und der andere Satz vier erste Nockenstößel 50e bis 50h enthält. Der Satz der ersten Nockenstößel 50a bis 50d ist an einem Ende des Führungsblocks 31b der Basis 31 derart vorgesehen, dass sie jeweils in Kontakt mit den Oberflächen 48a bis 48d der Schieberführung 48 stehen. Der Satz der ersten Nockenstößel 50e bis 50h ist an dem anderen Ende des Führungsblocks 31b der Basis 31 derart vorgesehen, dass sie jeweils in Kontakt mit den Oberflächen 48a bis 48d des Schieberblocks 48 stehen. Der Satz der ersten Nockenstößel 50a bis 50d ist räumlich getrennt durch einen vorbestimmten Abstand L1 von dem Satz der zweiten Nockenstößel 50e bis 50h. Die ersten Nockenstößel 50a bis 50h sind jeweils durch ein Drehteil 50r und ein Befestigungsteil 50t konfiguriert, wobei beide eine zylindrische Form aufweisen, wobei das Montierteil 50t an dem Führungsblock 31b montiert ist.
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Die Nockenstößel 50a bis 50h sind im linearen Kontakt mit den entsprechenden Oberflächen 48a bis 48d.
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Der Armaufnehmer 51 ist durch zwei Sätze von Nockenstößel konfiguriert, wobei ein Satz vier zweite Nockenstößel 51a bis 51d enthält und der andere Satz vier zweite Nockenstößel 51e bis 51h enthält. Der Satz der zweiten Nockenstößel 51a bis 51d ist an einem Ende des bewegbaren Blocks 33 als der Ausgabearmträger derart vorgesehen, dass sie jeweils in Kontakt mit den Oberflächen 49a bis 49d der Ausgabearmführung 49 stehen. Der Satz der zweiten Nockenstößel 51e bis 51h ist mit dem anderen Ende des bewegbaren Blocks 33 derart vorgesehen, dass sie jeweils mit den Oberflächen 49a bis 49d der Ausgabearmführung 49 in Kontakt stehen. Der Satz der zweiten Nockenstößel 51a bis 51d ist entfernt durch einen vorbestimmten Abstand L2 von dem Satz der zweiten Nockenstößel 51e bis 51h beabstandet. Die zweiten Nockenstößel 51a bis 51h sind durch ein Drehteil 51r und ein Montierteil 51t konfiguriert, die beide eine zylindrische Form aufweisen, wobei das Montierteil 51t an dem bewegbaren Block 33 montiert ist.
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Die Nockenstößel 51a bis 51h sind im linearen Kontakt mit den entsprechenden Oberflächen 49a bis 49d.
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Bei den Darstellungen von den 22 bis 24 werden auf den Motor 36 und den Bewegungsmechanismus 34 verzichtet. In der 22 betätigt der nicht gezeigte Motor 36 den Bewegungsmechanismus 34 zum Bewegen des Schiebers 32 in die Richtung des Pfeils X1, wie vorstehend beschrieben, während der Ausgabearm 35 schneller als der Schieber 32 bewegt wird. Mit der Bewegung der Schieberführung 48 des Schiebers 32 drehen sich die ersten Nockenstößel 50a bis 50d bei einem Zustand eines linearen Kontakts mit den entsprechenden Oberflächen 48a und 48d der Schieberführung 49, wodurch ermöglicht wird, dass der Schieber 32 im Wesentlichen ohne Widerstand bewegt wird. Ferner verursacht die Bewegung des Ausgabearms 35 relativ zu dem Schieber 32, dass sich die zweiten Nockenstößel 51a bis 51h in einem Zustand bei einem linearen Kontakt mit der Ausgabearmführung 49 drehen, während bewirkt wird, dass sich die zweiten Nockenstößel zusammen mit dem Ausgabearm 35 bewegen. Dadurch bewegt sich auch der Ausgabearm 35 im Wesentlichen mit keinem Widerstand relativ zu dem Schieber 32.
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Falls der Schieberaufnehmer vier direkt wirkende Kugellager aufweist, deren Kugel jeweils in eine direkt wirkende Richtung angebracht sind, und falls die direkt wirkenden Kugellager so konfiguriert sind, dass sie in Kontakt mit den in 23 gezeigten entsprechenden Oberflächen 48a bis 48d stehen, wird es ermöglicht, dass die Kugeln der direkt wirkenden Kugellager in einem Punktkontakt mit den individuellen Oberflächen 48a bis 48d stehen. Dies ermöglicht eine Konzentration der Gewichtslast des Roboters und eine Spannung aufgrund des Drehmoments der Last beim Erweitern des Ausgabearms 35 auf den Punktkontaktabschnitten in den Oberflächen 48a bis 48d.
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Dadurch kann der Gebrauch des Roboters über eine lange Zeitperiode mit einer großen Last beulenförmige, kontinuierlich konkave Pfade entlang der Bewegungsorte der individuellen Kugel in jeder der Oberflächen 48a bis 48d ausbilden. Das bewirkt eine Gegenreaktion in der Vorrichtung und die Gegenreaktion kann dazu führen, dass eine fehlerhafte Bewegungskurve des Schiebers 32 erzeugt wird. Der Gebrauch von solchen direkt wirkenden Kugelumlaufspindeln als Ausgabearmaufnehmer kann auch zu ähnlichen Fehlern führen.
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Diesbezüglich stehen bei der achten Ausführungsform die ersten Nockenstößel 50a bis 50h in Kontakt mit den entsprechenden Oberflächen 48a bis 48d der Schieberführung 48. Demgemäß können die ersten Nockenstößel 50a bis 50h die entsprechenden Oberflächen 48a bis 48d der Schieberführung 48 bei einem Zustand eines linearen Kontakts dazwischen tragen, um dadurch die Spannung zu verteilen. Darüber hinaus kann der Abstand des Satzes der ersten Nockenstößel 50a bis 50d von dem Satz der zweiten Nockenstößel 50e bis 50h durch den Abstand L1 auch zur Verteilung der Spannung gegenüber dem Drehmoment der Last beim Erweitern des Schiebers 32 und des Ausgabearms 35 beitragen. Dadurch wird beim dem Fall, bei dem der Roboter über eine lange Zeitperiode mit einer großen Last verwendet wird, verhindert dass der Schieber 32 eine fehlerhafte Bewegungsbahn erzeugt.
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Beispielsweise gibt es bei dem Fall, bei dem ein Drehmoment der Drehung, wie durch einen Pfeil W in 23 angezeigt, auf den Schieber 32 wirkt, bedenken, dass der Schieber 32 in die Richtung des Pfeils W versetzt wird. Allerdings werden bei der achten Ausführungsform die benachbarten der Oberflächen 48a bis 48d der Schieberführung 48 derart ausgebildet, dass sie im Wesentlichen dazwischen einen rechten Winkel bilden, und die ersten Nockenstößel 50a bis 50h werden mit den entsprechenden Oberflächen 48a bis 48d in linearen Kontakt derart gebracht, dass sie unterschiedlich entlang der Richtung des Pfeils W orientiert sind. Demgemäß wird bei dem Ereignis, das ein Biegedrehmoment als Drehmoment der vorstehend erwähnten Drehung erzeugt wird, verhindert, dass der Schieber 32 in die Drehrichtung versetzt wird.
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Ähnlich wie bei den ersten Nockenstößel 50a bis 50h stehen auch die zweiten Nockenstößel 51a bis 51h in linearem Kontakt mit der Ausgabearmführung 49. Demgemäß wird ein ähnlicher Effekt, wie vorstehend beschrieben, bei den Abschnitten der zweiten Nockenstößel 51a bis 51h ausgeübt.
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Es soll beachtet werden, dass bei einer Technik ein Mechanismus zum Antreiben eines Schiebers durch Montieren eines Motors und einer Riemenscheibe an einer Basis konfiguriert sein kann, wobei die Riemenscheibe durch den Motor gedreht wird, wodurch beide Enden eines einzelnen Riemens an den Schieber an zwei Positionen verbunden wird, und der Riemen um die basisseitige Riemenscheibe montiert ist. Mit dieser Konfiguration wird die Riemenscheibe durch den Motor zum Ziehen des Riemens in eine vorbestimmte Richtung gedreht, wodurch der Schieber durch die basisseitige Riemenscheibe bewegt wird. Allerdings basiert diese Technik nicht nur auf einem Konzept des Montierens eines Motors an einem fixierten Element, und dadurch wird der Schieber lediglich konfiguriert, dass er durch die an der Basis vorgesehene Riemenscheibe bewegt wird. Diesbezüglich ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein Schieber einen Motor und ein Drehübertragungselement zum Drehen einer Riemenscheibe (zweite Riemenscheibe) eines in dem Schieber installierten Bewegungsmechanismus enthält, und dass demgemäß ein vorhandener Bewegungsmechanismus als ein Bewegungsmechanismus des Schiebers verwendet werden kann. Daher ist die vorstehende Technik komplett von der vorliegenden Erfindung verschieden.
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[Neunte Ausführungsform]
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Die 25 und 26 stellen eine teleskopische Vorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die teleskopische Vorrichtung der neunten Ausführungsform enthält einen Bewegungsmechanismus 60, der von dem Bewegungsmechanismus 34 der ersten Ausführungsform verschieden ist. Der Bewegungsmechanismus 60 enthält einen Schwingarm 61.
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Der Schwingarm 61 enthält einen Schwingschaft 61a an einem Zwischenabschnitt in einer Längsrichtung und erste und zweite Führungen 61b und 61c, die sich von dem Schwingschaft 61a entgegengesetzt erstrecken. Der Schwingschaft 61a des Schwingarms 61 weist einen Mittelabschnitt auf, der drehbar an einer Spindel 32b montiert ist, die von einem horizontalen Zwischenabschnitt des Schiebers 32 hervorsteht.
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Die ersten und zweiten Führungen 61b und 61c sind in einer armförmigen Form und weisen jeweils Schlitze 61b1 und 61c1 auf. Die Basis 31 ist mit einem davon hervorstehenden Bolzen 31p vorgesehen und gleitbar in den Schlitz 31b1 der ersten Führung 61b eingefügt, so dass die erste Führung 61b gleitbar mit der Basis 31 verbunden ist. Ferner ist der Ausgabearm 35 mit einem davon hervorstehenden Bolzen 35p vorgesehen und ist gleitbar in den Schlitz 61c1 der zweiten Führung 61c eingefügt, so dass die zweite Führung 61c mit dem Ausgabearm 35 verbunden ist.
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Der Schieber 32 weist eine Seitenfläche auf, an der eine Motormontierplatte 63 angebracht ist. Der Motor 36 ist an der Motormontierplatte 63 derart montiert, dass er an einer Position positioniert ist, die dem drehbar bewegbaren Schaft 61a zugewandt ist. Der Motor 36 ist so konfiguriert, dass er direkt den drehbar bewegbaren Schaft 61a des drehbar bewegbaren Arms 61 dreht. Die Drehrichtung des Motors 36 kann umgekehrt werden.
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Mit dem drehbar bewegbaren Schaft 61a, der durch den Motor 36 gedreht wird, bewegt der Bewegungsmechanismus 60 den Schieber 32 relativ zur Basis 31, während die Bewegung des Ausgabearms 35 mit einem Abstand bewegt wird, der gleich oder größer als ein Hub der Bewegung des Schiebers ist. 26 stellt einen Zustand dar, bei dem der Schieber 32 und der Ausgabearm 35 maximal in die Richtung des Pfeils X1 bewegt wurde. Wenn der drehbar bewegbare Schaft 61a in eine Richtung eines Pfeils T gedreht wird, werden die Führungen 61b und 61c unidirektional zum Bewegen des Schiebers 32 und des Ausgabearms 35 in eine Richtung, die entgegengesetzt der Richtung des Pfeils X1 ist, relativ zu dem Bolzen 31p bei einem fixierten Zustand zum Zurückkehren zu den Ausgangspositionen gedreht.
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Bei der neunten Ausführungsform ist der Bewegungsmechanismus 60, wie vorstehend beschrieben, derart konfiguriert, dass er die nachstehenden vorteilhaften Wirkungen ausübt.
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Eine horizontale, mehrstufige, teleskopische Vorrichtung ist im Allgemeinen durch drehbares Montieren eines Schiebers an eine Basis und drehbares Montieren eines Ausgabearms an den Schieber konfiguriert. Eine solche teleskopische Vorrichtung enthält ferner einen Bewegungsmechanismus, der die Bewegung des Ausgabearms mit der Bewegung des Schiebers kuppelt und den Ausgabearm mit einem Abstand bewegt, der gleich oder größer als der Hub der Bewegung des Schiebers ist. Die teleskopische Vorrichtung enthält auch einen Motor, der zum Bewegen des Schiebers oder des Ausgabearms für die Betätigung des Bewegungsmechanismus verwendet wird.
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Der vorstehend erwähnte Bewegungsmechanismus enthält einen ersten und einen zweiten Rotor, die an beide Enden des Schiebers in dessen Bewegungsrichtung vorgesehen sind, und ein oberhalb der Rotoren montiertes Linearelement. Ein Teil des Linearelements ist mit der Basis verbunden und das andere Teil, das gegenüber dem erst erwähnten Teil liegt, ist mit dem Ausgabearm verbunden. Der langfristige Gebrauch der teleskopischen Vorrichtung mit einer solchen Konfiguration kann eine Lockerung bei dem Linearelement verursachen. Das Verhältnis des Hubs der Bewegung des Ausgabearms relativ zu dem Schieber wird basierend auf einer Positionsbeziehung zwischen den Verbindungspositionen des Riemens für die Basis und für den Ausgabearm bestimmt. Allerdings kann es schwierig sein, bei einer Bestimmung einer Beziehung zwischen der Positionsbeziehung und dem Verhältnis des Hubs der Bewegung.
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Diesbezüglich ist bei der neunten Ausführungsform der Bewegungsmechanismus 60 derart konfiguriert, dass er den drehbar bewegbaren Arm 61 verwendet. Demgemäß entsteht im Gegensatz zu der Konfiguration bei der Verwendung eines Linearelements ein Problem der Lockerheit bei der neunten Ausführungsform und dadurch wird ein Betrieb über eine lange Zeitperiode sichergestellt. Ferner wird, wie in 26 gezeigt, das Verhältnis des Hubs der Bewegung des Ausgabearms 35 relativ zu dem Schieber 32 (maximales Hubverhältnis) durch einen Abstand R1 von dem Bolzen 31p der Basis 31 an der Spindel 32p als eine Mitte der Drehung und ein Abstand R2 von dem Bolzen 31p der Basis 31 zu dem Bolzen 35p des Ausgabearms 35 ausgedrückt.
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Demgemäß kann das Verhältnis des Hubs der Bewegung des Ausgabearms 35 relativ zu dem Schieber 32 auf einfache Weise bestimmt werden.
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[Zehnte Ausführungsform]
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Die 27 und 28 stellen eine teleskopische Vorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die teleskopische Vorrichtung der zehnten Ausführungsform enthält einen Bewegungsmechanismus 70, der sich von dem Bewegungsmechanismus der neunten Ausführungsform unterscheidet. Der Bewegungsmechanismus 70 enthält einen drehbar bewegbaren Arm 71. Der drehbar bewegbare Arm 71 enthält einen drehbar bewegbaren Schaft 71a an einem Ende (Ende der Basis 31) in Längsrichtung und eine Führung 71b, die sich in eine Richtung von dem drehbar bewegbaren Schaft 71a erstreckt. Der drehbar bewegbare Schaft 71a des drehbar bewegbaren Arms 71 weist einen Mittelabschnitt auf, der drehbar an einer von der Basis 31 hervorstehenden Spindel 31j drehbar montiert ist. Die Führung 71b weist eine armförmige Form auf und weist einen Schlitz 71b1 auf.
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Der Schieber 32 weist einen Zwischenabschnitt auf, von dem ein Bolzen 31j hervorsteht, während der Ausgabearm 35 mit einem davon hervorstehenden Bolzen 35j vorgesehen ist. Diese Bolzen 32j und 35j sind gleitbar in dem Schlitz 71b1 der Führung 71b eingefügt. Mit anderen Worten, der Zwischenabschnitt des Schiebers 32 und des Ausgabearms 35 ist gleitbar mit der Führung 71b verbunden.
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Die teleskopische Vorrichtung enthält einen an einer Motormontierplatte 73 montierten Motor 36A, der an einer Seitenfläche der Basis 31 so angebracht ist, dass er an einer Position positioniert ist, die dem drehbar bewegbaren Schaft 71a zugewandt ist. Der Motor 36A ist derart konfiguriert, dass er den drehbar bewegbaren Schaft 71a des drehbar bewegbaren Arms 71 dreht.
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Mit dem drehbar bewegbaren Schaft 71a, der durch den Motor 36A bewegt wird, bewegt der Drehmechanismus 70 den Schieber 32 relativ zur Basis 31, während der Ausgabearm 35 durch einen Abstand bewegt wird, der gleich oder größer als der Hub der Bewegung des Schiebers 32 ist. 28 zeigt einen Zustand, bei dem der Schieber 32 und der Ausgabearm 35 maximal in eine Richtung des Pfeils X1 bewegt wurde. Wenn der drehbar bewegbare Schaft 71a in eine Richtung eines Pfeils U von diesem Zustand gedreht wird, wird die Führung 71b in die gleiche Richtung zum Bewegen des Schiebers 32 und des Ausgabearms 35 in eine Richtung, die der Richtung des Pfeils X1 entgegengesetzt ist, zum Zurückkehren zu den Ausgangspositionen gedreht.
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Auch bei der zehnten Ausführungsform können die vorteilhaften Wirkungen, die ähnlich zu jenen der neunten Ausführungsform sind, erhalten werden. Bei der zehnten Ausführungsform ist der Motor 36A vorteilhaft an der Basis 31 derart vorgesehen, dass er eine Last auf dem Bewegungsmechanismus 70 auferlegt.
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Beim Vergleich der neunten und der zehnten Ausführungsform ist die neunte Ausführungsform darin vorteilhaft, wie vorstehend beschrieben, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors 36 kleiner als das Ausgangsdrehmoment des Motors 36A der zehnten Ausführungsform sein kann. Ein Teil (a) von 29 stellt den Fall dar, bei dem der drehbar bewegbare Arm 61 durch den Motor 36 der neunten Ausführungsform gemacht wird. Ein Teil (b) von 29 stellt den Fall dar, bei dem der drehbar bewegbare Arm 71 durch den Motor 36A der zehnten Ausführungsform gedreht wird. Bei dem Fall des Teils (a) von 29 benötigt, wenn ermöglicht wird, dass eine Kraft Pw an den Punkten 31p und 35p in dem drehbar bewegbaren Arm 61 wirkt, der Motor 36 ein Drehmoment, wie folgt ausgedrückt: m × Pw + m × Pw = 2 × (m × Pw)
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Bei dem Fall des Teils (b) von 29 benötigt der Motor 36A ein Drehmoment, wie folgt ausgedrückt: m × Pw + 2m × Pw = 3 × (m × Pw)
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Wie aus dem Vorstehenden verstanden wird, kann die teleskopische Vorrichtung der neunten Ausführungsform das Ausgangsdrehmoment des Motors 36 verglichen mit der zehnten Ausführungsform reduzieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 09-028589 A [0002]
- JP 11-245189 A [0002]
