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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkwellenstruktur eines Roboters sowie einen Roboter.
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Stand der Technik
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Es ist eine Gelenkwellenstruktur bekannt, die es einer Handgelenkeinheit am distalen Ende eines Unterarms eines Roboters ermöglicht, sich um eine Längsachse des Unterarms zu drehen (siehe z.B. Patentliteratur PTL1).
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In dieser Gelenkwellenstruktur wird ein ringförmiges Ausgangs-Hypoidzahnrad, das mit der Handgelenkeinheit gekoppelt ist, von einem proximalen Ende des Unterarms durch Lager so getragen, dass es koaxial zur Längsachse des Unterarms drehbar ist. Weiterhin ist eine Einheit mit einem Gehäuseelement, das das Eingangs-Hypoidzahnrad drehbar trägt und auch einen Motor und Getriebe zum Abbremsen und Übertragen der Drehung des Motors auf das Eingangs-Hypoidzahnrad trägt, auf einer proximalen Seitenfläche eines Teils des Unterarms montiert. Dadurch greift das Eingangs-Hypoidzahnrad in das Ausgangs-Hypoidzahnrad ein.
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Zitierte Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Um einen herkömmlichen Roboter mit der oben genannten Gelenkwellenstruktur an eine Anwendung anzupassen, die eine höhere Tragfähigkeit erfordert, ist es notwendig, den Motor durch einen Moto mit einem größeren Drehmoment zu ersetzen oder ein Untersetzungsverhältnis zu erhöhen.
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Ein Motor mit einem größeren Drehmoment hat eine größere Gesamtlänge, wobei die Verwendung eines solchen Motors zur Veränderung der äußeren Form des Roboters führt. Eine Änderung der äußeren Form des Roboters führt zu größeren Störungen mit den umgebenden Geräte, was zu Einschränkungen der Installation oder der Bewegungsbereiche des Roboters führen kann. Unterdessen umfasst die Änderung des Untersetzungsverhältnisses eine geringere Änderung der äußeren Form des Roboters, jedoch umfasst dies Änderungen in Größe und Anzahl der Gänge, was eine Änderung der Formen von Teilen des Unterarms erfordert. Dies erfordert die Entwicklung und Koordinierung einer Vielzahl von Teilen.
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Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Gelenkwellenstruktur eines Roboters sowie einen Roboter bereitzustellen, die es wenigstens ermöglichen, Materialien von Teilen von Robotern mit unterschiedlichen Tragfähigkeiten zu teilen, ohne dass sich die äußeren Formen der Roboter stark verändern.
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Lösung des Problems
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Gelenkwellenstruktur eines Roboters vorgesehen, wobei die Struktur Folgendes umfasst: ein erstes Gelenkelement; ein zweites Gelenkelement, das durch das erste Gelenkelement so unterstützt ist, dass es um eine erste Achse drehbar ist; ein ringförmiges Ausgangs-Hypoidzahnrad, das am zweiten Gelenkelement koaxial zur ersten Achse befestigt ist; eine Zahnradanordnung, die an dem ersten Gelenkelement befestigt ist; und einen Motor, der an der Zahnradanordnung befestigt ist, wobei die Zahnradanordnung ein Gehäuseelement, ein Eingangs-Hypoidzahnrad und Zahnräder umfasst, wobei das Gehäuseelement eine zweite Fügefläche umfasst, die fest mit einer ersten Fügefläche des ersten Gelenkelements mit einem Bolzen verbunden ist, wobei das Eingangs-Hypoidzahnrad durch das Gehäuseelement so unterstützt ist, dass es um eine zweite Achse drehbar ist, wobei die Zahnräder die Drehung des Motors verzögern und die Drehung auf das Eingangs-Hypoidzahnrad übertragen, die erste Fügefläche parallel zur ersten Achse ist, die zweite Fügefläche senkrecht zur zweiten Achse ist, wobei das Gehäuseelement am ersten Gelenkelement befestigt ist, das Eingangs-Hypoidzahnrad an einer Position angeordnet ist, an der das Eingangs-Hypoidzahnrad in das Ausgangs-Hypoidzahnrad eingreift, und wobei der Bolzen radial außerhalb der Zahnräder aller Arten befestigt ist, die als verwendet gelten, wobei diese Arten durch Untersetzungsverhältnisse definiert sind.
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Gemäß dem obigen Aspekt, wenn die zweite Fügefläche des Gehäuseelements, das die Zahnradanordnung bildet, die erste Fügefläche des ersten Fügeelements eng berührt, greift das vom Gehäuseelement drehbar gelagerte Eingangs-Hypoidzahnrad in das Ausgangs-Hypoidzahnrad ein, das am zweiten Fügeelement befestigt ist, das vom ersten Fügeelement drehbar gehaltert ist. In diesem Zustand ist der Bolzen zur Befestigung der Zahnradanordnung am ersten Gelenkelement und der Motor am Gehäuseelement befestigt. Dies bildet die Gelenkwellenstruktur.
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Die Drehung des Motors wird durch die Zahnräder verzögert, bevor sie auf das Eingangs-Hypoidzahnrad übertragen wird. Die Drehung des Eingangs-Hypoidzahnrads wird in Abhängigkeit von einem Untersetzungsverhältnis des Eingangs-Hypoidzahnrads zum Ausgangs-Hypoidzahnrads verzögert, bevor sie auf das Ausgangs-Hypoidzahnrads übertragen wird, wodurch sich das zweite Gelenkelement um die erste Achse und relativ zum ersten Gelenkelement dreht.
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In diesem Fall, wenn die Größen und Nummern der Zahnräder geändert werden, um sie an eine Anwendung anzupassen, die eine höhere Tragfähigkeit erfordert, ohne die Größe des Motors zu ändern, wird die Öffnung in der zweiten Fügefläche des Gehäuseelements in ihrer Form verändert. Gemäß dem obigen Aspekt kann der Bolzen, gleich welche Zahnradanordnungen, welche eine unterschiedlich geformte Öffnung aufweisen, am ersten Gelenkelement befestigt sind, außerhalb der Öffnung befestigt sein. Dadurch ist es möglich, die Öffnung abzudichten.
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In dem obigen Aspekt kann wenigstens ein Teil der Zahnräder aus der zweiten Fügefläche herausragen, wobei das erste Fügeelement eine Form aufweisen kann, die die Bildung einer ersten Aussparung ermöglicht, um die Zahnräder der Arten aufzunehmen, die jeweils ein unterschiedliches Untersetzungsverhältnis aufweisen, wobei die erste Fügefläche eine zweite Aussparung umfassen kann, die die Zahnräder wenigstens einer der Arten aufnehmen kann.
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Bei dieser Konfiguration ist, wenn eine Zahnradanordnung von Zahnrädern mit einem Untersetzungsverhältnis an dem ersten Gelenkelement befestigt ist, ein Teil der aus der zweiten Fügefläche herausragenden Zahnräder in der zweiten Aussparung an der ersten Fügefläche aufgenommen, wodurch die erste Fügefläche und die zweite Fügefläche eng miteinander in Kontakt kommen können. Dadurch wird eine Erhöhung der Dicke des Gehäuseelements in Richtung der zweiten Achse vermieden.
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In dem Fall, wo die erste Fügefläche die zweite Aussparung umfasst, die in der Lage ist, die Zahnräder aller Art aufzunehmen, von denen angenommen wird, dass sie verwendet werden, kann eine Zahnradanordnung entfernt und eine andere Zahnradanordnung am ersten Gelenkelement befestigt werden. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung an eine Anwendung, die eine höhere Tragfähigkeit erfordert.
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Andererseits, wenn die erste Fügefläche die zweite Aussparung umfasst, die nur die Zahnräder einer Art aufnehmen kann, kann die Aussparung so bearbeitet werden, dass sie sogar Zahnräder anderer Untersetzungsverhältnisse aufnehmen kann, und dadurch kann eine Zahnradanordnung von Zahnrädern mit einem anderen Untersetzungsverhältnis an dem ersten Gelenkelement befestigt werden. Mit anderen Worten, die Verwendung des ersten Gelenkelements mit einer Form, die die Bildung der ersten Aussparung ermöglicht, um Zahnräder mehrerer Arten aufzunehmen, die jeweils ein unterschiedliches Untersetzungsverhältnis aufweisen, ermöglicht es wenigstens, dass Materialien von den ersten Gelenkelementen vor einer Bearbeitung gemeinsam genutzt werden.
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In dem obigen Aspekt kann die zweite Aussparung eine Größe aufweisen, die derjenigen der ersten Aussparung entspricht.
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Diese Konfiguration ermöglicht es, eine Zahnradanordnung zu entfernen und eine weitere Zahnradanordnung am ersten Gelenkelement anzubringen. Dadurch ist es möglich, den Roboter in einfacher Weise an eine Anwendung anzupassen, die eine höhere Tragfähigkeit erfordert. Bei der Anpassung des Roboters ist eine zusätzliche Bearbeitung des ersten Gelenkelements nicht erforderlich; die Zahnradanordnung kann vor Ort ausgetauscht werden, um die Tragfähigkeit leicht zu erhöhen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Roboter vorgesehen, der wenigstens ein Gelenk mit einer Gelenkwellenstruktur eines der oben genannten Aspekte umfasst.
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Positive Wirkungen der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen es wenigstens, dass Materialien von Teilen von Robotern mit unterschiedlichen Tragfähigkeiten gemeinsam genutzt werden, ohne große Änderungen an den äußeren Formen der Roboter vorzunehmen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht, die einen beispielhaften Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 2 ist eine vertikale Teil-Querschnittsansicht, die eine beispielhafte Gelenkwellenstruktur des Roboters aus 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Zahnradanordnung der Gelenkwellenstruktur von 2 von einer zweiten Seite der Fügefläche aus gesehen.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Zahnradanordnung mit einer hohen Tragfähigkeit, die für die Gelenkwellenstruktur von 2 verwendet wird, bezogen auf die zweite Seite der Fügefläche.
- 5 ist eine Vorderansicht der zweiten Fügefläche der Zahnradanordnung von 3, betrachtet aus einer Richtung entlang einer Achse des Eingangs-Hypoidzahnrads.
- 6 ist eine Vorderansicht der zweiten Fügefläche der Zahnradanordnung von 4, betrachtet aus der Richtung entlang der Achse des Eingangs-Hypoidzahnrads.
- 7 ist eine vertikale Teil-Querschnittsansicht, die ein modifiziertes Beispiel der Gelenkwellenstruktur von 2 darstellt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden werden mit Bezug auf die Zeichnungen eine Gelenkwellenstruktur 10 eines Roboters 1 und der Roboter 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, ist der Roboter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein aufrechter Knickarmroboter. Der Roboter 1 umfasst: eine Basis 2, die auf einer Installationsfläche, wie beispielsweise einem Boden, installiert ist; einen Drehkörper 3, der um eine vertikale Nummer-Eins-Achse A und relativ zu der Basis 2 drehbar ist; einen ersten Arm 4, der um eine horizontale Achse B und relativ zu dem Drehkörper 3 schwenkbar ist; einen Unterarm (das erste Gelenkelement) 5, der an einem distalen Ende des ersten Arms 4 vorgesehen ist und um eine horizontale Achse C und relativ zu dem ersten Arm 4 schwenkbar ist; einen zylindrischen zweiten Arm (das zweite Gelenkelement) 6, der an einem distalen Ende des Unterarms 5 vorgesehen ist und sich um eine Nummer-Vier-Achse (die erste Achse) D drehen kann, die sich entlang einer Ebene senkrecht zur Nummer-Drei-Achse C erstreckt; ein zweites Handgelenkelement 7, das an einem distalen Ende des zweiten Arms 6 vorgesehen ist und um eine Nummer-Fünf-Achse E senkrecht zur Nummer-Vier-Achse D schwenken kann; und ein drittes Handgelenkelement 8, das sich um eine Nummer-Sechs-Achse senkrecht zur Nummer-Fünf-Achse E drehen kann.
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Die Gelenkwellenstruktur 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Struktur auf, die beispielsweise den zweiten Arm 6 antreibt, um sich in Bezug auf den Unterarm 5 zu drehen. Genauer gesagt, wie in den 2 und 3 dargestellt, umfasst die Gelenkwellenstruktur 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Unterarm 5, den zweiten Arm 6, ein ringförmiges Ausgangs-Hypoidzahnrad 11, das an einem proximalen Ende des zweiten Arms 6 koaxial zur Nummer-Vier-Achse D befestigt ist, eine Zahnradanordnung 12, die am Unterarm 5 befestigt ist, und einen Motor 13, der an der Zahnradanordnung 12 befestigt ist.
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Der Unterarm 5 umfasst eine erste Fügefläche 14 auf seiner Seitenfläche. Die erste Fügefläche 14 liegt parallel zur Nummer-Vier-Achse D und ist mit der Zahnradanordnung 12 montiert. Die erste Fügefläche 14 ist mit einer Durchgangsbohrung 15 versehen, die das Einsetzen eines Eingangs-Hypoidzahnrads 19 (siehe unten) ermöglicht, und einer Aussparung (die erste Aussparung, die zweite Aussparung) 16, die eine Zahnradgruppe 21 aufnehmen kann (wird weiter unten beschrieben).
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Die Zahnradanordnung 12 umfasst: ein Gehäuseelement 18 mit einer zweiten Fügefläche 17, die fest auf der ersten Fügefläche 14 des Unterarms 5 montiert ist; das Eingangs-Hypoidzahnrad 19, das um eine Achse (die zweite Achse) G senkrecht zur zweiten Fügefläche 17 des Gehäuseelements 18 drehbar gelagert ist; ein Motorbefestigungsteil 20, das mit dem Motor 13 montiert ist; und die Zahnradgruppe (die Zahnräder) 21, die die Drehung des Motors 13 verzögert und die Drehung auf das Eingangs-Hypoidzahnrad 19 überträgt.
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Im Falle einer Standardtragfähigkeit besteht die Zahnradgruppe 21 beispielsweise aus einem kleinen Zahnrad (die Zahnräder) 22, das ein Stirnzahnrad ist, das an einer Welle des Motors 13 befestigt ist, und einem großen Zahnrad (die Zahnräder) 23, das ein Stirnzahnrad ist, das koaxial am Eingangs-Hypoidzahnrad 19 befestigt ist. Das Eingangs-Hypoidzahnrad 19 ist durch das Gehäuseelement 18 über Lager 24 um die Achse G drehbar gelagert.
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Das Motorbefestigungsteil 20 umfasst eine Montagefläche 25 parallel zur zweiten Fügefläche 17. Die Montagefläche 25 ist mit Schraubenlöchern (in der Abbildung nicht dargestellt) versehen, an denen jeweils Bolzen (in der Abbildung nicht dargestellt) zur Befestigung des Motors 13 angebracht sind. Das Motorbefestigungsteil 20 ist ferner mit einem Aufnahmeloch 26, in das ein Gegenstück des Motors 13 eingesetzt ist, und einer Durchgangsbohrung 27 versehen, die das Einsetzen der Welle und des kleinen Zahnrades 22 ermöglicht. Die Welle und das kleine Zahnrad 22 werden durch die Durchgangsbohrung 27 eingeführt, das Gegenstück des Motors 13 wird in das Aufnahmeloch 26 eingesetzt, und ein Flansch des Motors 13 wird eng mit der Montagefläche 25 in Kontakt gebracht. Dadurch rastet das kleine Zahnrad 22 in das große Zahnrad 23 ein. In diesem Zustand werden die Bolzen an den jeweiligen Schraubenlöchern befestigt, wobei der Motor 13 am Gehäuseelement 18 befestigt werden kann.
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Wie in 3 dargestellt, ist die zweite Fügefläche 17 des Gehäuseelements 18 mit einer Öffnung 28 versehen, die das kleine Zahnrad 22 und das große Zahnrad 23 freilegt, welche ineinander eingreifen. Die Öffnung 28 hat eine Form, die das kleine Zahnrad 22 und das große Zahnrad 23 mit einem bestimmten Spalt umgibt, der in radialer Richtung nach außen hin gebildet ist.
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Mit dem Eingangs-Hypoidzahnrad 19, welches das große Zahnrad 23 aufweist, und mit dem Motor 13, welcher das kleine Zahnrad 22 aufweist, befestigt am Gehäuseelement 18, ragen wenigstens ein Teil des Eingangs-Hypoidzahnrads 19, das große Zahnrad 23 und das kleine Zahnrad 22 in eine Richtung senkrecht zur zweiten Fügefläche 17 heraus.
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Um den Roboter 1 und die Gelenkwellenstruktur 10 des Roboters 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an eine Anwendung anzupassen, die eine erhöhte Tragfähigkeit (Schwerlastkapazität) erfordert, ohne den Motor 13 zu wechseln, muss übrigens ein Untersetzungsverhältnis der Zahnradgruppe 21 geändert werden. So ist beispielsweise ein zweistufiges Getriebe 29 zwischen dem am Motor 13 befestigten kleinen Zahnrad 22 und dem am Eingangs-Hypoidzahnrad 19 befestigten großen Zahnrad 23 angeordnet, wie in 4 dargestellt.
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In diesem Fall umfasst das zweistufige Getriebe 29 integral ein Nummer-Zwei-Großes-Zahnrad 30, das in das kleine Zahnrad 22 eingreift, und ein Nummer-Zwei-Kleines-Zahnrad 31, das in das große Zahnrad 23 eingreift. Das zweistufige Getriebe 29 ist von einem Gehäuseelement 33 unterstütz, das anders geformt ist als das Gehäuseelement 18, durch Lager (in der Abbildung nicht dargestellt), die um eine Achse parallel zur Achse G des Eingangs-Hypoidzahnrads 19 drehbar sind.
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Weiterhin ist in diesem Fall die zweite Fügefläche 17 des Gehäuseelements 33 mit einer Öffnung 32 versehen, die das kleine Zahnrad 22, das große Zahnrad 23 und das zweistufige Getriebe 29 freilegt, wie in 4 dargestellt.
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Die Aussparung 16 der ersten Fügefläche 14 auf der Seitenfläche des Unterarms 5 liegt in dem Bereich, der sowohl die Öffnung 28 der zweiten Fügefläche 17 bei der in 3 dargestellten Standardtragfähigkeit als auch die Öffnung 32 der zweiten Fügefläche 17 bei der in 4 dargestellten Schwerlasttragfähigkeit abdeckt. Außerdem ist die Tiefe der Aussparung 16 der ersten Fügefläche 14 von der Oberseite der ersten Fügefläche 14 größer eingestellt als das vorstehende Maß der aus der zweiten Fügefläche 17 des Gehäuseelements 33 vorstehenden Zahnradgruppe 21.
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Weiterhin sind die Bolzen zur Befestigung der Zahnradanordnung 12 am Unterarm 5 in den jeweiligen Bolzenlöchern außerhalb der Aussparung 16 der ersten Fügefläche 14 befestigt, wobei die erste Fügefläche 14 und die zweite Fügefläche 17 fest miteinander in Kontakt stehen. Die Bolzenlöcher sind von der Aussparung 16 nach außen beabstandet, wobei ein Dichtungselement (in der Abbildung nicht dargestellt) in den Raum eingesetzt ist. Dadurch werden die erste Fügefläche 14 und die zweite Fügefläche 17 flüssigkeitsdicht abgedichtet.
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Eine Bedienung des Roboters 1 und der Gelenkwellenstruktur 10 des Roboters 1 gemäß der vorliegenden, wie oben beschriebenen Ausführungsform wird im Folgenden erläutert.
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Im Roboter 1 wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Motor 13 betätigt, um den zweiten Arm 6 um die Nummer-Vier-Achse D und bezogen auf den Unterarm 5 zu drehen.
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Die Drehung des Motors 13 wird bei dem Untersetzungsverhältnis, das dem Untersetzungsverhältnis des kleinen Zahnrads 22 zum großen Zahnrad 23 entspricht, verzögert, wenn sie durch das kleine Zahnrad 22, das auf der Welle des Motors 13 befestigt ist, auf das große Zahnrad 23 übertragen wird. Dadurch dreht sich das am großen Zahnrad 23 befestigte Eingangs-Hypoidzahnrad 19, wodurch sich das mit dem Eingangs-Hypoidzahnrad 19 in Eingriff stehende Ausgangs-Hypoidzahnrad 11 um die Nummer-Vier-Achse D dreht. Dies ermöglicht es, den zweiten Arm 6, an dem das Ausgangs-Hypoidzahnrad 11 befestigt ist, um die Nummer-Vier-Achse D und relativ zum Unterarm 5 zu drehen.
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In diesem Fall wird die Zahnradanordnung 12 ausgetauscht, wenn es notwendig ist, das Drehmoment des zweiten Arms 6 zu erhöhen, um den Roboter 1 und die Gelenkwellenstruktur 10 des Roboters 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an eine Anwendung anzupassen, die eine höhere Tragfähigkeit erfordert.
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Beim Austausch der Zahnradanordnung 12 wird der zweite Arm 6 zu dem Winkel gedreht, bei dem das Drehmoment des zweiten Arms 6 minimiert ist. In diesem Zustand wird der Motor 13 vom Gehäuseteil 18 entfernt, wobei die Bolzen, die das Gehäuseteil 18 am Unterarm 5 befestigen, entfernt werden. Die Zahnradanordnung 12 wird somit vom Unterarm 5 entfernt.
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Anschließend wird am Unterarm 5 eine weitere Zahnradanordnung 12 befestigt, die eine Zahnradgruppe 21 mit einem anderen Untersetzungsverhältnis umfasst. Obwohl wenigstens ein Teil des Eingangs-Hypoidzahnrads 19 und der Zahnradgruppe21 aus der zweiten Fügefläche 17 des Gehäuseelements 18 der Zahnradanordnung 12 herausragt, ist die erste Fügefläche 14 des Unterarms 5 mit der Aussparung 16 versehen, die so bemessen ist, dass sie auch die neue Zahnradgruppe 21 aufnehmen kann. Das Ausrichten des Eingangs-Hypoidzahnrads 19 mit der Durchgangsbohrung 15 des Unterarms 5 und das Bewegen der zweiten Fügefläche 17 in die Nähe der ersten Fügefläche 14 führt somit dazu, dass die Zahngruppe 21 in der Aussparung 16 der ersten Fügefläche 14 untergebracht ist. Wenn die erste Fügefläche 14 und die zweite Fügefläche 17 in engem Kontakt miteinander stehen, greift das Eingangs-Hypoidzahnrad 19 in das Ausgangs-Hypoidzahnrad 11 ein. Anschließend ermöglicht die Befestigung der Bolzen die Befestigung der Zahnradanordnung 12 am Unterarm 5.
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Anschließend wird der entfernte Motor 13 an der Montagefläche 25 des Motorbefestigungsteils 20 befestigt. Dadurch kann das kleine Zahnrad 22, das auf der Welle des Motors 13 befestigt ist, in das Nummer-Zwei-Großes-Zahnrad 30 eingreifen, das am Gehäuseelement 33 befestigt ist. Dadurch wird die Drehung des Motors 13 vor der Übertragung auf das Eingangs-Hypoidzahnrad 19 stärker verzögert, so dass der Roboter 1 und die Gelenkwellenstruktur 10 des Roboters 1 an eine Anwendung angepasst werden können, die eine höhere Tragfähigkeit erfordert.
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Das heißt, allein durch den Austausch der Zahnradanordnung 12 können der Roboter 1 und die Gelenkwellenstruktur 10 des Roboters 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an Anwendungen angepasst werden, die jeweils eine andere Tragfähigkeit erfordern. In diesem Fall kann das Eingangs-Hypoidzahnrad 19, das mit dem Ausgangs-Hypoidzahnrad 11 in Eingriff steht, von zwei Zahnradanordnungen 12 gemeinsam genutzt werden, und das große Zahnrad 23, das am Eingangs-Hypoidzahnrad 19 und anderen Teilen mit Lagern, die diese Zahnräder 19, 23 drehbar am Gehäuseelement 18 oder 33 befestigen, kann ebenfalls gemeinsam genutzt werden.
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Weiterhin sind, wie in den 5 und 6 dargestellt, die Positionen und Größen der Zahnräder 22, 23, 30 und 31, die aus der zweiten Fügefläche 17 herausragen, zwischen den beiden Zahnradanordnungen 12 unterschiedlich, je nach Vorhandensein des zweistufigen Getriebes 29 zum Ändern des Untersetzungsverhältnisses. Dementsprechend ist die Aussparung 16 der ersten Fügefläche 14 so bemessen, dass sie sogar eines der Zahnräder 22, 23, 30 und 31 aufnehmen kann. Weiterhin sind die Bolzen zur Befestigung der Zahnradanordnung 12 am Unterarm 5 außerhalb der Öffnung 28 oder 32 zur Aufnahme der Zahnräder 22, 23, 30, 31 angeordnet und befestigt. Dadurch ist es möglich, die erste Fügefläche 14 und die zweite Fügefläche 17 fest in Kontakt zu bringen und in einen abgedichteten Zustand zu versetzen, unabhängig davon, welches der beiden Zahnradanordnungen 12 verwendet wird.
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Infolgedessen bieten der Roboter 1 und die Gelenkwellenstruktur 10 des Roboters 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Vorteil, dass sie an verschiedene Anwendungen angepasst werden können, die unterschiedliche Tragfähigkeiten erfordern, indem einfach die Zahnradanordnung 12 dort ausgetauscht wird, wo der Roboter 1 installiert ist. Das heißt, zwei Arten von Robotern 1 mit unterschiedlichen Tragfähigkeiten können sich die gleichen Teile des Unterarms 5 teilen. Der gleiche Motor 13 kann auch gemeinsam genutzt werden, was den Vorteil hat, dass eine große Änderung der äußeren Form vermieden werden kann.
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Weiterhin ragt in der vorliegenden Ausführungsform wenigstens ein Teil der Zahnräder 22, 23 aus der zweiten Fügefläche 17 heraus, wobei die Aussparung 16 zur Aufnahme dieses vorstehenden Teils der Zahnräder 22, 23 auf der ersten Fügefläche 14 vorgesehen ist. Dadurch entfällt die komplette Aufnahme der Zahnräder 22, 23 im Gehäuseelement 18 und das zu ersetzende Gehäuseelement 18 wird dünner. Dies hat den Vorteil, dass die Zahnradanordnung 12 leichter sein kann, um den Austausch zu erleichtern.
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Die vorliegende Ausführungsform hat beispielhaft den Fall des Austauschs von zwei Zahnradanordnungen 12 beschrieben, die jeweils aus den Zahnradgruppen 21 mit voneinander abweichenden Untersetzungsverhältnissen bestehen. Stattdessen kann die vorliegende Erfindung auf den Fall angewendet werden, dass drei oder mehr Zahnradanordnungen 12 ausgetauscht werden. Auch in diesem Fall kann die Aussparung 16 zur Aufnahme der Zahnräder 22, 23 jeder Zahnradanordnung 12 auf der ersten Fügefläche 14 des Unterarms 5 vorgesehen sein, wobei die Bolzen außerhalb der Öffnung 28 befestigt sein können, die auf der zweiten Fügefläche 17 jeder Zahnradanordnung 12 zur Aufnahme der Zahnräder 22, 23 vorgesehen ist.
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Anstatt wenigstens ein Teil der Zahnräder 22, 23 aus der zweiten Fügefläche 17, wie vorstehend beschrieben, herausragt, kann auch nur das Eingangs-Hypoidzahnrad 19 aus der zweiten Fügefläche 17 herausragen, wobei andere Zahnräder 22, 23 in der Öffnung 28 aufgenommen sein können, um nicht aus der zweiten Fügefläche 17 herauszuragen, wie in 7 dargestellt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Aussparung 16 auf der ersten Fügefläche 14 zur Aufnahme der Zahnräder 22, 23 vorzusehen, was die Konfiguration des Unterarms 5 vereinfacht.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Fügefläche 14 des Unterarms 5 mit der Aussparung 16 versehen, die so geformt ist, dass sie die Zahngruppe 21 jeder der mehreren Zahnradanordnungen 12 aufnehmen kann, die als verwendet angenommen werden. Stattdessen kann die erste Fügefläche 14 mit einer Aussparung (die zweite Aussparung) 16 versehen werden, die so geformt ist, dass sie die Zahnradgruppe 21 einer beliebigen Zahnradanordnung 12 aufnehmen kann, und der Unterarm 5 kann eine Form aufweisen, die die Bildung einer weiteren Aussparung (die erste Aussparung) 16 ermöglicht, die die Zahnradgruppe 21 einer jeden anderen Zahnradanordnung 12 aufnehmen kann, die als verwendet gilt. Das heißt, diese Konfiguration ermöglicht es wenigstens, Materialien des Unterarms 5 von Robotern 1 mit unterschiedlichen Tragfähigkeiten zu teilen, was wiederum eine einfache Teileverwaltung ermöglicht.
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In diesem Fall ist es schwierig, den Roboter 1 derart vor Ort anzupassen, dass er eine unterschiedliche Tragfähigkeit aufweist. Der Roboter 1 kann jedoch einfach durch Hinzufügen der Aussparung 16 zur ersten Fügefläche 14 des Unterarms 5 und Wechseln der Zahnradanordnung 12 an eine andere Tragfähigkeit angepasst werden.
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Obwohl die Stirnräder als Beispiel für die Zahnräder 22, 23, die die Zahnradgruppe 21 bilden, angegeben wurden, kann jedes andere Zahnrad verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Roboter
- 5
- Unterarm (erstes Gelenkglied)
- 6
- Zweiter Arm (zweites Gelenkelement)
- 10
- Gelenkwellenstruktur
- 11
- Ausgangs-Hypoidzahnrad
- 12
- Zahnradanordnung
- 13
- Motor
- 14
- Erste Fügefläche
- 16
- Aussparung (erste Aussparung, zweite Aussparung)
- 17
- Zweite Fügefläche
- 18, 33
- Gehäuseelement
- 19
- Eingangs-Hypoidzahnrad
- 21
- Zahnradgruppe (Zahnräder)
- 22
- Kleines Zahnrad (Zahnräder)
- 23
- Großes Zahnrad (Zahnräder)
- D
- Nummer-Vier-Achse (erste Achse)
- G
- Achse (zweite Achse)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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