DE112011101684B4

DE112011101684B4 - Gliedbetätigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112011101684B4
Application number: DE112011101684.0T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Isobe; Takayoshi Ozaki
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: CN102892559A; JP2011240440A; DE112011101684T5; US20130055843A1; WO2011145499A1; CN102892559B; US9073204B2; JP5528207B2

Abstract

Gliedbetätigungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 200), um ein Ausgangselement (105, 205) durch drei oder mehr Sätze von Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) zur Änderung der Haltung mit einem Eingangselement (104, 204) zu verbinden, wobei die Betätigungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 200) umfasst, dassjeder der Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) Endabschnittgliedelemente an einer Eingangsseite (101a, 102a, 103a, 201a, 202a, 203a) und an einer Ausgangsseite (101c, 102c, 103c, 201c, 202c, 203c), wobei ein Ende jedes Elements drehbar mit dem Eingangselement (104, 204) bzw. dem Ausgangselement (105, 205) verbunden ist, und ein Zwischengliedelement (101b, 102b, 103b, 201b, 202b, 203b), mit dem die äußeren Enden der jeweiligen Endabschnittgliedelemente an der Eingangsseite (101a, 102a, 103a, 201a, 202a, 203a) und der Ausgangsseite (101c, 102c, 103c, 201c, 202c, 203c) drehbar verbunden sind, umfasst, wobei ein geometrisches Modell, in dem jedes der Gliedelemente durch eine Linie ausgedrückt ist, eine Form darstellt, bei der ein eingangsseitiger Abschnitt und ein ausgangsseitiger Abschnitt des Zwischengliedelements (101b, 102b, 103b, 201b, 202b, 203b) in Bezug auf einen Mittelabschnitt des Zwischengliedelements zueinander symmetrisch sind;in zwei oder mehr Sätzen von Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) von den drei oder mehr Sätzen der Gliedmechanismen eine Gliedmechanismus-Antriebsquelle (121, 231) bereitgestellt ist, um jeden der Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) der zwei oder mehr Sätze zu betätigen, um die Haltung des Ausgangselements (105, 205) zu steuern; undim Inneren einer Anordnung der drei oder mehr Sätze von Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) ein biegsamer Draht (4A, 4B) hindurchgeführt ist, der über Biegsamkeit verfügt und dazu betriebsfähig ist, eine Drehkraft in einer Richtung entlang einer Anordnungsrichtung des Eingangselements (104, 204) und des Ausganselements (105, 205) zu übertragen, undder biegsame Draht (4A, 4b) durch ein Drahtführungselement (41) geführt wird, das an dem Zwischengliedelement (101b, 102b, 103b, 201b, 202b, 203b) fixiert ist und im Inneren eines jeden der Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) positioniert ist.

Description

QUERVERWEIS AUF DIE VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beruht auf der am 19. Mai 2010 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-115095 , deren gesamte Offenbarung hiermit durch Nennung als Teil dieser Anmeldung aufgenommen wird, und nimmt ihre Priorität gemäß Verbandsübereinkunft in Anspruch.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gliedbetätigungsvorrichtung, die in einem Gliedmechanismus wie etwa zum Beispiel einem Parallelgliedmechanismus oder einem Robotergelenk, das eine Arbeit wie etwa eine komplizierte Bearbeitung oder eine Handhabung eines Gegenstands in einem dreidimensionalen Raum mit einer hohen Geschwindigkeit und mit Genauigkeit ausführt, verwendet wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Beispiel für Arbeitsmaschinen, die einen Parallelgliedmechanismus verwenden, ist in dem nachstehend angeführten Patentdokument 1 offenbart. Die darin offenbarte Arbeitsmaschine ist von einer Art, bei der die Bewegung und die Veränderung der Haltung eines beweglichen Teils durch den Parallelgliedmechanismus bewirkt werden, und bei der ein Werkzeug als End-Wirkglied, ein Stromerzeuger zur Erzeugung von elektrischem Strom, der zur Betätigung des Werkzeugs verwendet wird, ein Servomotor, um dem Stromerzeuger Antriebskraft zu liefern, und so weiter an ihrem beweglichen Teil angebracht sind.
Literatur der Vorläufertechnik

0004 Patentdokument 1: JP 2003 - 231 083 A1
Patentdokument 2: US 7472622 B2
Patentdokument 3: US 4 393 728 A
Patentdokument 4: JP 2010 - 069 580 A
Patentdokument 5: JP 2010 - 063876 A
Patentdokument 6: JP 2005 - 305 585 A
Patentdokument 8: JP 2004 - 223 635 A

Wenn wie in dem oben angeführten Patentdokument 1 offenbart eine Antriebsquelle wie etwa zum Beispiel ein Servomotor an dem beweglichen Teil des Parallelgliedmechanismus angebracht ist, nimmt das Gewicht des beweglichen Teils zu, und nimmt daher das auf den Parallelgliedmechanismus wirkende Trägheitsmoment entsprechend zu. Aus diesem Grund muss die Starrheit des Parallelgliedmechanismus erhöht werden. Außerdem muss die Antriebsquelle des Parallelgliedmechanismus in der Form einer großformatigen Antriebsquelle eingesetzt werden. Als Ergebnis neigt die Vorrichtung als Ganzes dazu, massig zu werden. Je größer die Größe der Vorrichtung ist, desto schwieriger ist die Handhabung der Vorrichtung, und desto schwieriger ist ihre genaue Manipulation. Entsprechend ist sie zum Beispiel nicht zur Verwendung bei medizinischen Geräten geeignet.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Angesichts des Obigen soll sich die vorliegende Erfindung der Bereitstellung einer Gliedbetätigungsvorrichtung widmen, die als ein Mechanismus mit zwei Freiheitsgraden aufgebaut ist, welcher einen beweglichen Teil aufweist, der in zwei zueinander rechtwinkeligen Achsenrichtungen beweglich ist, wobei der bewegliche Teil einen großen Bewegungsbereich aufweist, leichtgewichtig ist und genau positioniert werden kann.
Der nach der vorliegenden Erfindung gestaltete Gliedbetätigungsmechanismus ist ein Gliedbetätigungsmechanismus, um ein Ausgangselement durch drei oder mehr Sätze von Gliedmechanismen zur Änderung der Haltung mit einem Eingangselement zu verbinden, wobei die Betätigungsvorrichtung umfasst, dass jeder der Gliedmechanismen Endabschnittgliedelemente an einer Eingangsseite und an einer Ausgangsseite, wobei ein Ende jedes Elements drehbar mit dem Eingangselement bzw. dem Ausgangselement verbunden ist, und ein Zwischengliedelement, mit dem die äußeren Enden der jeweiligen Endabschnittgliedelemente an der Eingangsseite und der Ausgangsseite drehbar verbunden sind, umfasst, wobei ein geometrisches Modell, in dem jedes der Gliedelemente durch eine Linie ausgedrückt ist, eine Form darstellt, bei der ein eingangsseitiger Abschnitt und ein ausgangsseitiger Abschnitt des Zwischengliedelements in Bezug auf einen Mittelabschnitt des Zwischengliedelements zueinander symmetrisch sind. Die Gliedbetätigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst auch eine Gliedmechanismus-Antriebsquelle, die in zwei oder mehr Sätzen von Gliedmechanismen von den drei oder mehr Sätzen der Gliedmechanismen bereitgestellt ist, um jeden der Gliedmechanismen der zwei oder mehr Sätze zu betätigen, um die Haltung des Ausgangselements zu steuern, und einen biegsamen Draht, der im Inneren einer Anordnung der drei oder mehr Sätze von Gliedmechanismen hindurchgeführt ist und über Biegsamkeit verfügt und dazu betriebsfähig ist, eine Drehkraft in einer Richtung entlang einer Anordnungsrichtung des Eingangselements und des Ausganselements zu übertragen. Das oben genannte Ausgangselement ist zum Beispiel mit einer angetriebenen Vorrichtung versehen, die dazu geeignet ist, durch eine Drehkraft, die von dem biegsamen Draht übertragen wird, angetrieben zu werden. Ein Antriebsmechanismus der angetriebenen Vorrichtung kann entweder ein Drehmechanismus oder ein direkt wirkender Mechanismus sein.
Die Gliedbetätigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann auch wie folgt anders ausgedrückt werden. Das heißt, der Gliedmechanismus wird in drei oder mehr Sätzen eingesetzt, wobei die Endgliedelemente in dem Mechanismus drehbar mit dem Eingangselement und dem Ausgangselement, die an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite bereitgestellt sind, verbunden sind, und die Endabschnittgliedelemente an der Eingangsseite bzw. an der Ausgangsseite drehbar mit dem Zwischengliedelement verbunden sind; wobei die Eingangsseite und die Ausgangsseite des Gliedelements in Bezug auf eine Querschnittebene an einem Mittelabschnitt eines jeden der Gliedmechanismen geometrisch zueinander symmetrisch ausgeführt sind; wobei von den Drehpaaren der einzelnen mit dem Eingangselement verbundenen Gliedmechanismen zwei oder mehr Sätze von Gliedmechanismen mit Gliedmechanismus-Antriebsquellen versehen sind, um die Haltung des Ausgangselements beliebig zu steuern; und wobei der biegsame Draht, der Biegsamkeit aufweist und fähig ist, die Drehkraft von der Eingangsseite zu der Ausgangsseite zu übertragen, so bereitgestellt ist, dass er im Inneren eines jeden der Gliedmechanismen hindurchgeführt ist.
Nach dem oben beschriebenen Aufbau ist ein Mechanismus mit zwei Freiheitsgraden, bei dem ein beweglicher Abschnitt, der aus dem Ausgangselement u.a. besteht, in zwei zueinander rechtwinkeligen Achsenrichtungen beweglich ist, durch die drei oder mehr Sätze von Gliedmechanismen gebildet, und ist in zwei oder mehr Sätzen der Gliedmechanismen eine Gliedmechanismus-Antriebsquelle bereitgestellt. Dieser Mechanismus mit zwei Freiheitsgraden ist so ausgeführt, dass ein großer Bewegungsbereich des beweglichen Abschnitts erhalten werden kann. Beispielweise kann der maximale Arbeitswinkel zwischen der Mittelachse des Eingangselements und der Mittelachse des Ausgangselements etwa ± 90 ° annehmen, und kann der Drehwinkel des Ausgangselements in Bezug auf das Eingangselement auf einen Wert innerhalb des Bereichs von 0 bis 360 ° eingerichtet werden. Da von den Drehpaaren der einzelnen mit dem Eingangselement verbundenen Gliedmechanismen zwei oder mehr Sätze von Gliedmechanismen mit einer Gliedmechanismus-Antriebsquelle versehen sind, um die Haltung des Ausgangselements beliebig zu steuern, kann das Ausgangselement leicht in eine beliebige Haltung gebracht werden. Der Grund, warum die Drehpaare der Gliedmechanismen, die mit den Gliedmechanismus-Antriebsquellen versehen sind, auf zwei oder mehr Sätze eingerichtet sind, liegt daran, dass dies für die Fixierung der Haltung des Ausgangselements in Bezug auf das Eingangselement wesentlich ist.
Wenn der biegsame Draht, der über Biegsamkeit verfügt, durch das Innere eines jeden der Gliedmechanismen hindurch bereitgestellt ist und die Drehkraft durch diesen biegsamen Draht von der Eingangsseite zu der Ausgangsseite übertragen wird, kann die angetriebene Vorrichtung, die in dem beweglichen Abschnitt bereitgestellt ist, angetrieben werden, ohne dass eine Bereitstellung der Antriebsquelle in dem beweglichen Abschnitt nötig ist. Aus diesem Grund kann das Gewicht des beweglichen Abschnitts verringert werden. Als Ergebnis wird das auf die Gliedbetätigungsvorrichtung wirkende Trägheitsmoment verringert und kann leicht eine kompakte Ausführung der Antriebsquelle zum Antrieb der Gliedbetätigungsvorrichtung erzielt werden. Wenn der bewegliche Abschnitt leichtgewichtig ist, ist auch die Handhabung leicht und wird die Positionierungsgenauigkeit des beweglichen Abschnitts erhöht. Wenn die angetriebene Vorrichtung in dem beweglichen Abschnitt bereitgestellt ist, können diese angetriebene Vorrichtung und die Antriebsquelle für die angetriebene Vorrichtung überdies in jeweiligen voneinander entfernten Ebenen eingerichtet werden, wodurch es leicht ist, die angetriebene Vorrichtung in einem sauberen Zustand zu halten.
Da der biegsame Draht über Biegsamkeit verfügt, ist es möglich, die Drehkraft auch dann sicher von der Eingangsseite zu der Ausgangsseite zu übertragen, wenn die Haltung eines jeden der Gliedmechanismen verändert wird, um die Position des beweglichen Abschnitts zu steuern. Falls die Endabschnittgliedelemente an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite eines jeden der Gliedmechanismen aus Gliedmechanismen mit einer Kugelfläche gebildet sind, stimmen die jeweiligen Kugelflächen-Gliedmitten eines jeden der Gliedmechanismen miteinander überein und bleiben die Abstände von diesen Mitten zu zugehörigen Endabschnittgliedelementen gleich. Entsprechend verändern sich die Abstände zwischen den Kugelflächen-Gliedmitten an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite trotz einer Veränderung der Haltung eines jeden der Gliedmechanismen nicht, weshalb keine übermäßige Axialkraft (Zugkraft) auf den biegsamen Draht wirkt und die Drehkraft sicher übertragen werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung ist in jedem aus dem Eingangselement und dem Ausgangselement vorzugsweise eine Durchgangsöffnung bereitgestellt, in welchem Fall der biegsame Draht durch diese Durchgangsöffnungen in dem Eingangs- und dem Ausgangselement geführt wird. Wenn der biegsame Draht durch jeweilige Durchgangsöffnungen in dem Eingangselement und dem Ausgangselement geführt wird, erstreckt sich der biegsame Draht stets im Inneren eines jeden der Gliedmechanismen, auch wenn jeder dieser Gliedmechanismen eine beliebige Haltung einnimmt. Entsprechend wird ein unerwünschter Kontakt des biegsamen Drahts mit einem anderen Element verhindert.
Bei der vorliegenden Erfindung wird der biegsame Draht durch ein Drahtführungselement, das an dem Zwischengliedelement fixiert ist und im Inneren eines jeden der Gliedmechanismen positioniert ist, geführt. Die Zwischengliedelemente in zumindest zwei Gliedmechanismen der drei oder mehr Gliedmechanismen verlaufen ungeachtet der Haltung eines jeden der Gliedelemente entlang einer einzelnen kreisförmigen Bahnkurve. Aus diesem Grund kann dann, wenn der biegsame Draht durch das Drahtführungselement, das im Inneren eines jeden der Gliedelemente positioniert ist und an den Zwischengliedelementen fixiert ist, ein störender Eingriff zwischen dem biegsamen Draht und einem externen Element wie etwa zum Beispiel dem Zwischengliedelement und/oder den Endgliedelementen vermieden werden.
Die Mitte des oben genannten Drahtführungselements kann an einer Position bereitgestellt sein, die mit einer Mitte der kreisförmigen Bahnkurve des Zwischengliedelements übereinstimmt. Da die Mitte der kreisförmigen Bahnkurve des Zwischengelenkselements stets auf einer geraden Linie liegt, die eine Verbindung zwischen jeweiligen Kugelflächen-Gliedmitten an der Eingangsseite und der Ausgangsseite herstellt, und der Abstand zwischen den kugelförmigen Gliedmitten selbst dann konstant ist, wenn sich die Haltung eines jeden der Gliedelemente verändert, macht es eine Positionierung des Drahtführungselements auf die oben beschriebene Weise möglich, den biegsamen Draht mit dem geringsten Abstand an einer Position, an der keine Abstandsveränderung auftritt, anzuordnen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es empfehlenswert, wenn der biegsame Draht ein biegsames Außenrohr und einen biegsamen Innendraht, dessen entgegengesetzte Enden ein Eingangsende und ein Ausgangsende für jeweilige Drehungen definieren, und der durch mehrere Wälzlager drehbar in dem Außenrohr gehalten wird, und Federelemente, die zwischen den benachbarten Wälzlagern bereitgestellt sind, um eine Vorspannung auf die Wälzlager auszuüben, aufweist. Wenn der Innendraht, der eine Drehwelle des biegsamen Drahts bildet, im Inneren des Außenrohrs bereitgestellt ist, kann der Innendraht geschützt werden. Die Verwendung der Federelemente, die zwischen benachbarten Wälzlagern positioniert sind, wobei der Innendraht durch mehrere Wälzlager drehbar gehalten wird, ist wirksam, um zu verhindern, dass die Eigenfrequenz des Innendrahts verringert wird, was gestattet, dass der Innendraht mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird.
Das oben genannte Federelement umfasst vorzugsweise ein Innenring-Federelement, um die Vorspannung auf einen Innenring des Wälzlagers auszuüben, und ein Außenring-Federelement, um die Vorspannung auf einen Außenring auszuüben, in welchem Fall das Innenring-Federelement und das Außenring-Federelement in einer Längsrichtung des Innendrahts abwechselnd anzuordnen sind. Das abwechselnde Positionieren des Innenring-Federelements und des Außenring-Federelements in der Längsrichtung des Innendrahts gestattet eine Bereitstellung der Federelemente, ohne dass der Durchmesser des Außenrohrs übermäßig erhöht wird.
An einer Eingangsendseite des biegsamen Drahts kann eine Drehantriebsquelle zum Drehen des Innendrahts bereitgestellt sein und mit dem Eingangsende des Innendrahts verbunden sein. Die Bereitstellung der Drehantriebsquelle ist wirksam, um leistungsfähig ein Drehmoment auf den Innendraht auszuüben.
An einer Ausgangsendseite des biegsamen Drahts kann ein Untersetzungsgetriebe zur Verringerung der Drehung des Innendrahts bereitgestellt sein und mit dem Ausgangsende des Innendrahts verbunden sein. Die Bereitstellung des Untersetzungsgetriebes an einer Ausgangsendseite des biegsamen Drahts ist wirksam, um zu gestatten, dass auch dann ein hohes Drehmoment erzeugt wird, wenn das Drehmoment, das durch den Innendraht übertragen werden soll, gering ist. Aus diesem Grund kann dann, wenn an der Ausgangsseite des Untersetzungsgetriebes eine angetriebene Vorrichtung, die einen Drehmechanismus aufweist, angebracht ist, ein großes Rotationsdrehmoment erhalten werden, während dann, wenn an der Ausgangsseite des Untersetzungsgetriebes eine angetriebene Vorrichtung mit einem direkt wirkenden Mechanismus bereitgestellt ist, eine große Schubkraft erhalten werden kann. Da im Hinblick auf die Reibung, die in dem Drehmechanismus und/oder dem direkt wirkenden Mechanismus auftritt, eine Kraft, die zur Überwindung dieser Reibung nötig ist, erzeugt werden kann, wird kaum ein Stick-Slip-Effekt auftreten, obwohl die Verwindungssteifheit des Innendrahts gering ist. Außerdem macht es die Bereitstellung des Untersetzungsgetriebes möglich, einen dünnen Innendraht zu verwenden, und kann bei einem kompakt ausgeführten Aufbau ein biegsamer Draht mit einer höheren Biegsamkeit ausgeführt werden. Zusätzlich kann für die Drehantriebsvorrichtung, die an der Eingangsseite des biegsamen Drahts angebracht wird, ein kompakter und billiger Motor eingesetzt werden.
Zudem können dann, wenn die Betriebsposition des Antriebsmechanismus für den Drehmechanismus oder den direkt wirkenden Mechanismus für die angetriebene Vorrichtung durch ein Rückkopplungsschema gesteuert wird, die folgenden Funktionen und Wirkungen erhalten werden. Im Besonderen werden aufgrund des Umstands, dass die Geschwindigkeit der Antriebskraft durch das Untersetzungsgetriebe verringert wird, bevor die Antriebskraft zu der Ausgangsseite übertragen wird, an einer Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes auftretende Einflüsse, die durch ein Verdrehen des Innendrahts herbeigeführt werden, auf ein Mindestmaß verringert und ist die Positionierungsauflösung der Betriebsposition des Antriebsmechanismus hoch, wodurch eine Rückkopplungssteuerung auf hohem Niveau erzielt wird.
Da die Gliedbetätigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung die oben beschriebenen Funktionen und Wirkungen aufweist, ist sie zu zur Verwendung bei medizinischen Geräten geeignet.
Durch Gestalten eines ferngesteuerten Roboters von einer Art, bei der eine Betätigungsvorrichtung, die durch die Drehkraft, welche von dem biegsamen Draht übertragen wird, angetrieben werden kann, in dem Ausgangselement des Gliedmechanismus bereitgestellt ist, kann diese angetriebene Vorrichtung durch Fernsteuerung betrieben werden.
Figurenliste
Jedenfalls wird die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen davon, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird, besser verstanden werden. Die Ausführungsformen und die Zeichnungen dienen jedoch nur dem Zweck der Erläuterung und der Erklärung und sollen keineswegs als Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung, deren Umfang durch die beiliegenden Ansprüche bestimmt werden soll, aufgefasst werden. In den beiliegenden Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um über die mehreren Ansichten hinweg gleiche Teile zu bezeichnen, wobei

1 eine vordere Aufrissansicht ist, die eine Gliedbetätigungsvorrichtung nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung teilweise geschnitten zeigt;
2 eine vordere Aufrissansicht ist, die den Gliedbetätigungsmechanismus von 1 in einem anderen Betriebszustand als dem in 1 gezeigten teilweise geschnitten zeigt;
3 eine perspektivische Ansicht ist, die den Gliedbetätigungsmechanismus von 1 zeigt;
4 eine längsgeschnittene Ansicht ist, die ein Eingangselement, ein Endgliedelement an einer Eingangsseite und ein Zwischengliedelement der Gliedbetätigungsvorrichtung von 1 zeigt;
5A eine längsgeschnittene Ansicht ist, die einen biegsamen Draht der Gliedbetätigungsvorrichtung von 1 zeigt;
5B eine quer geschnittene Ansicht ist, die einen in 5A durch VB eingekreisten Abschnitt des biegsamen Drahts in einem vergrößerten Maßstab zeigt;
5C eine quer geschnittene Ansicht ist, die einen in 5A durch VC eingekreisten anderen Abschnitt des biegsamen Drahts in einem vergrößerten Maßstab zeigt;
6A eine längsgeschnittene Ansicht ist, die eine Kopplung in einem gelösten Zustand zeigt;
6B eine in der durch den Pfeil VIB in 6A gezeigten Richtung gesehene Endansicht der Kopplung ist;
6C eine in der durch den Pfeil VIC in 6A gezeigten Richtung gesehene Endansicht der Kopplung ist;
7 eine längsgeschnittene Ansicht ist, die die Kopplung in einem verbundenen Zustand zeigt;
8 ein Diagramm ist, das einen schematischen Aufbau eines ferngesteuerten Roboters zeigt, der mit der Gliedbetätigungsvorrichtung von 1 ausgerüstet ist;
9 eine vordere Aufrissansicht ist, die die Gliedbetätigungsvorrichtung, welche gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, teilweise geschnitten zeigt;
10 eine quergeschnittene Ansicht entlang der Linie X-X in 9 ist;
11 eine vordere Aufrissansicht ist, die die Gliedbetätigungsvorrichtung, welche gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, teilweise geschnitten zeigt;
12 eine perspektivische Ansicht des Gliedbetätigungsmechanismus von 11 ist;
13 eine längsgeschnittene Ansicht ist, die einen Drehpaarabschnitt zwischen dem Eingangselement und dem Endgliedelement an der Eingangsseite der Gliedbetätigungsvorrichtung von 11 zeigt;
14 eine perspektivische Ansicht ist, die die Gliedbetätigungsvorrichtung, welche gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, zeigt;
15 eine perspektivische Ansicht ist, die die Gliedbetätigungsvorrichtung, welche gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, zeigt;
16 eine perspektivische Ansicht ist, die die Gliedbetätigungsvorrichtung, welche gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, zeigt;
17 eine perspektivische Ansicht ist, die die Gliedbetätigungsvorrichtung, welche gemäß einer siebenten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, zeigt;
18A eine längsgeschnittene Ansicht ist, die einen unterschiedlichen biegsamen Draht zeigt;
18B eine quergeschnittene Ansicht ist, die einen in 18A durch XVIIIB eingekreisten Abschnitt des biegsamen Drahts in einem vergrößerten Maßstab zeigt;
18C eine quergeschnittene Ansicht ist, die einen in 18A durch XVIIIC eingekreisten anderen Abschnitt des biegsamen Drahts in einem vergrößerten Maßstab zeigt;
19 eine längsgeschnittene Ansicht ist, die den biegsamen Draht, eine Antriebsvorrichtung, die mit einem Ende des Drahts verbunden ist, und eine Drehantriebsquelle, die mit dem anderen Ende des Drahts verbunden ist, zeigt;
20 eine längsgeschnittene Ansicht ist, die den biegsamen Draht, eine unterschiedliche Antriebsvorrichtung, die mit einem Ende des Drahts verbunden ist, und eine Drehantriebsquelle, die mit dem anderen Ende des Drahts verbunden ist, zeigt;
21A eine längsgeschnittene Ansicht ist, die einen anderen unterschiedlichen biegsamen Draht zeigt;
21 B eine quergeschnittene Ansicht ist, die einen in 21A durch XXIB eingekreisten Abschnitt in einem vergrößerten Maßstab zeigt;
21C eine quergeschnittene Ansicht ist, die einen in 21A durch XXIC eingekreisten anderen Abschnitt in einem vergrößerten Maßstab zeigt; und
22 eine längsgeschnittene Ansicht ist, die noch einen weiteren unterschiedlichen biegsamen Draht zeigt.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter besonderer Bezugnahme auf 1 bis 5A bis 5C wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben werden. Wie in 1 und 2 gezeigt umfasst eine allgemein durch 1A bezeichnete Gliedbetätigungsvorrichtung einen Antriebsabschnitt 2, der eine Basis der Vorrichtung bildet, einen Gliedmechanismusabschnitt 3 mit einer Eingangsseite, die durch den Antriebsabschnitt 2 getragen wird, und einen biegsamen Draht 4A, der durch das Innere des Gliedmechanismusabschnitts 3 bereitgestellt ist, um eine Drehkraft hindurch zu übertragen. Der Gliedmechanismusabschnitt 3 weist auch eine Ausgangsseite auf, an der eine angetriebene Vorrichtung (nicht gezeigt) wie etwa zum Beispiel ein Bearbeitungsgerät angebracht ist, und dieser Antriebsmechanismus wird ein beweglicher Abschnitt, der in Bezug auf den Antriebsabschnitt 2 beweglich ist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird eine Anzahl von zwei biegsamen Drähten 4A eingesetzt, doch kann die Anzahl der biegsamen Drähte 4A nicht notwendigerweise auf die gezeigte beschränkt sein, sofern einer oder mehr biegsame Drähte eingesetzt werden. Es muss bemerkt werden, dass in 1 und 2 jeweils unterschiedliche Betriebspositionen der gleichen Gliedbetätigungsvorrichtung 1A gezeigt sind.
Der Antriebsabschnitt 2 umfasst eine Basiseinheit 5, die aus einem Basiseinheit-Hauptkörper 5a und einem oberen und einem unteren Flanschabschnitt 5b und 5c, die jeweils an dem oberen Ende bzw. dem unteren Ende des Basiseinheit-Hauptkörpers 5a bereitgestellt sind, besteht. Der obere Flanschabschnitt 5b ist auf eine herabhängende Weise mit Gliedmechanismus-Antriebsquellen 121 versehen, wie später näher ausgeführt werden wird, und der untere Flanschabschnitt 5c ist auf eine orthostatische Weise mit Drehantriebsquellen 6 versehen, die eine Drehkraft erzeugen, welche der biegsame Draht 4A überträgt.
Wie in 3 gezeigt umfasst der Gliedmechanismusabschnitt 3 drei Sätze von Gliedmechanismen 101, 102 und 103 (nachstehend durch 101 bis 103 bezeichnet). Es muss bemerkt werden, dass in 1 und 2 nur ein Satz von Gliedmechanismus 101 veranschaulicht ist. Die drei Sätze dieser Gliedmechanismen 101 bis 103 weisen jeweilige Formen auf, die geometrisch untereinander identisch sind. Mit anderen Worten weist jeder der Gliedmechanismen 101 bis 103 eine derartige Form auf, dass geometrische Modelle eines jeden der Gliedelemente 101a bis 103a, 101b bis 103b und 101c bis 103c, wenn diese schematisch durch Linien ausgedrückt werden, derart sind, dass ein eingangsseitiger Abschnitt und ein ausgangsseitiger Abschnitt in Bezug auf einen Zwischenabschnitt der Zwischengliedelemente 101b bis 103b zueinander symmetrisch sind. Die Eingangsseiten der Gliedmechanismen 101 bis 103 sind an dem oberen Flanschabschnitt 5b der Basiseinheit 5 angebracht.
Jeder der Gliedmechanismen 101, 102 und 103 besteht aus einem Endabschnittgliedelement 101a, 102a und 103a (nachstehend durch 101a bis 103a bezeichnet) an der Eingangsseite, einem Zwischengliedelement 101b, 102b und 103b (nachstehend durch 101b bis 103b bezeichnet) und einem Endabschnittgliedelement 101c, 102c und 103c (nachstehend durch 101c bis 103c bezeichnet) an der Ausgangsseite, und bildet einen dreigliedrigen Kettenmechanismus, der aus vier Drehpaaren besteht. Jedes der Endabschnittgliedelemente 101a bis 103a, 101b bis 103b an der Eingangsseite und der Endabschnittgliedelemente 101c bis 103c an der Ausgangsseite ist ein Kugelflächen-Gliedaufbau. Die erstgenannten drei Gliedelemente 101a bis 103a weisen eine gemeinsame Kugelflächen-Gliedmitte PA auf, und die letztgenannten drei Gliedelemente 101c bis 103c weisen eine gemeinsame Kugelflächen-Gliedmittel PC auf. In jedem der drei Gliedmechanismen 101 bis 103 sind die Abstände von der zugehörigen Mitte PA oder PC zu den jeweiligen drei Endabschnittgliedelementen 101a bis 103a oder 101c bis 103 gleich. Die Achsen der Drehpaare, die Gelenke zwischen dem Endabschnittgliedelement 101a bis 103a oder 101c bis 103c und dem Zwischengliedelement 101b bis 103b bilden, können einen bestimmten Achsenkreuzungswinkel aufweisen oder zueinander parallel sein. Es muss jedoch bemerkt werden, dass die jeweiligen Formen der Zwischengliedelemente 101b bis 103b in den drei Sätzen der Gliedmechanismen 101 bis 103 untereinander identisch sind.
Ein Satz von Gliedmechanismen 101 bis 103 umfasst ein Eingangselement 104, das an der Eingangsseite angeordnet ist und an dem oberen Flanschabschnitt 5b der Basiseinheit 5 angebracht ist, ein Ausgangselement 105, das an der Ausgangsseite angeordnet ist, die beiden Endabschnittgliedelemente 1001a bis 103a und 101c bis 103c, die drehbar mit dem Eingangselement 104 bzw. dem Ausgangselement 105 verbunden sind, und das Zwischengliedelement 101b bis 103b, das drehbar mit den jeweiligen Endabschnittgliedelementen 101a bis 103a und 101c bis 103c verbunden ist und die beiden Endabschnittgliedelemente 101a bis 103a und 101c bis 103c miteinander verbindet.
Der bei dieser bevorzugten Ausführungsform eingesetzte Gliedmechanismus 101 bis 103 ist vom rotationssymmetrischen Typ, und die Positionsbeziehung zwischen einer eingangsseitigen Gruppe aus dem Eingangselement 104 und dem Endabschnittgliedelement 101a bis 103a und einer ausgangsseitigen Gruppe aus dem Ausgangselement 105 und dem Endabschnittgliedelement 101c bis 103c ist derart, dass ein positioneller Aufbau gebildet wird, in dem die Positionsbeziehung in Bezug auf eine Mittellinie A des Zwischengliedelements 101b bis 103c rotationssymmetrisch ist. 1 veranschaulicht einen Zustand, in dem eine Mittelachse B des Eingangselements 104 und eine Mittelachse C des Ausgangselements 105 auf der gleichen Linie liegen, und 2 veranschaulicht einen Zustand, in dem die Mittelachse C des Ausgangselements 105 in Bezug auf die Mittelachse B des Eingangselements 104 einen vorherbestimmten Arbeitswinkel einnimmt. Selbst wenn sich jeder der Gliedmechanismen 101 bis 103 in seiner Haltung verändert, ändert sich der Abstand L zwischen den Kugelflächen-Gliedmitten PA und PC an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite nicht.
Wie in 4 gezeigt ist das Eingangselement 104 so aufgebaut, dass sein Mittelabschnitt mit einer Durchgangsöffnung 106 zum derartigen Einsetzen eines biegsamen Drahts, dass sich dieser in einer Achsenrichtung erstreckt, ausgeführt ist; außerdem weist es eine derartige Außenform auf, dass es die Form eines ringförmigen Kreisrings darstellt; ferner weist es in der Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete Durchgangsöffnungen 108 zum derartigen Einsetzen jeweiliger Wellenelemente, dass sich diese in einer radialen Richtung erstrecken, auf; und sind die Wellenelemente 110 durch zugehörige Lager 109 in die Durchgangsöffnungen 108 eingesetzt. Das Ausgangselement 105 weist einen ähnlichen Aufbau wie jenen des Eingangselements 104 auf, wobei eine Einsetzdurchgangsöffnung 106 (am besten in 3 gezeigt) für den biegsamen Draht so in seinem Mittelabschnitt definiert ist, dass sie sich in einer Achsenrichtung erstreckt.
Jedes der Lager 109 besteht aus einem Lageraußenring, der in die entsprechende Durchgangsöffnung 108 in dem Eingangselement 104 eingesetzt ist, einem Lagerinnenring, der außen an dem Wellenelement 110 angebracht ist, und Wälzelementen wie etwa zum Beispiel Kugeln, die rollend zwischen den Lageraußenring und den Lagerinnenring eingefügt sind. Ein Endabschnitt des Wellenelements 110 springt von dem Eingangselement 104 nach außen vor; und das Endabschnitt-Gelenkelement 101a, 102a oder 103a und ein Zahnradelement 111 sind mit dem einen Endabschnitt des entsprechenden Wellenabschnitts 110 verbunden und durch eine Mutter 113, die an dem Wellenelement 110 befestigt ist, unter Ausübung eines vorherbestimmten Vorspannungsausmaßes auf das zugehörige Lager 109 fixiert. Wie später ausführlich beschrieben werden wird, bildet das Zahnradelement 111 einen Teil eines Winkelsteuermechanismus 120 für den Gliedmechanismus 101 bis 103. Das Lager 109, um das Wellenelement 110 in Bezug auf das Eingangselement 104 drehbar zu halten, ist durch einen Haltering 112 so an das Eingangselement 104 gesperrt, dass es sich nicht von dem Eingangselement 104 trennt.
Das Wellenelement 110, das Endabschnittgliedelement 101a bis 103a und das Zahnradelement 111 sind zum Beispiel durch eine Klemmverbindungstechnik verbunden. Alternativ kann die Verbindung durch die Verwendung von Keilen oder Kerbverzahnungen bewerkstelligt werden. In einem solchen Fall kann ein unerwünschtes Lockern des Verbindungsaufbaus verhindert werden und das Übertragungsdrehmoment erhöht werden.
Die Bereitstellung des Zahnradelements 111 in dem äußeren Endabschnitt des Wellenelements 110 macht es möglich, an einer Stelle, die von der Einsetzdurchgangsöffnung 106 für den biegsamen Draht in dem Eingangselement 104 und dem zugehörigen Gliedmechanismus 101 bis 103 einwärts gerichtet liegt, einen großen inneren Raum S zu bilden. Der biegsame Draht 4A ist durch diesen inneren Raum S geführt.
Für jedes der Lager 109 kann außer der gezeigten Verwendung von zwei Kugellagern ebenso ein Schrägkugellager, ein Rollenlager oder ein Gleitlager eingesetzt werden. Es muss bemerkt werden, dass das Ausgangselement 105 einen Aufbau aufweist, der mit jenem des Eingangselements 104 identisch ist, außer dass in einem äußeren Endabschnitt des Wellenelements 110 kein Zahnradelement 111 bereitgestellt ist. Die jeweiligen Positionen der Wellenelemente 110 in der Umfangsrichtung müssen nicht notwendigerweise gleichmäßig voneinander beabstandet sein, doch es erforderlich, dass das Eingangselement 104 und das Ausgangselement 105 die gleiche Positionsbeziehung in der Umfangsrichtung aufweisen müssen. Das Eingangselement 104 und das Ausgangselement 105 werden durch die drei Sätze von Gliedmechanismen 101 bis 103 gemeinsam benutzt, und die Endabschnittgliedelemente 101a bis 103a und 101c bis 103c sind mit jedem der Wellenelemente 1101 verbunden.
Jedes der Endabschnittgliedelemente 101a bis 103a und 101c bis 103c weist eine L-förmige Gestaltung auf, wobei eine Seite mit dem zugehörigen Wellenelement 110, das von dem Eingangselement 104 oder dem Ausgangselement 105 vorspringt, verbunden ist, während die andere Seite mit dem Zwischengliedelement 101b bis 103b verbunden ist. Jedes der Endabschnittgliedelemente 101a bis 103a und 101c bis 103c weist eine Form auf, bei der ein gebogenes Basisende im Inneren eines Schenkelabschnitts 115, der auf Seiten einer Gliedmitte positioniert ist, groß ausgeschnitten ist, so dass ein großer Bewegungswinkel erhalten werden kann.
Das Zwischengliedelement 101b bis 103b weist eine im Wesentlichen L-förmige Gestaltung auf, wobei in beiden Seiten eine Durchgangsöffnung 114 definiert ist. Dieses Zwischengliedelement 101b bis 103b weist eine derartige Form auf, dass seine umfängliche Seitenfläche groß ausgeschnitten ist, um zu ermöglichen, dass es einen großen Bewegungswinkel aufweist. Der Schenkelabschnitt 115, der so einstückig ausgeführt ist, dass er sich von der anderen Seite des Endabschnittgliedelements 101a bis 103a und 101c bis 103c biegt, ist durch ein entsprechendes Lager 116 in die Durchgangsöffnung 114 in dem Zwischengliedelement 101b bis 103b eingesetzt.
Jedes dieser Lager 116 besteht aus einem Lageraußenring, der in die Durchgangsöffnung 114 in dem Zwischengliedelement 101b bis 103b eingesetzt ist, einem Lagerinnenring, der außen an dem Schenkelabschnitt 115 des Endgliedelements 101a bis 103a und 101c bis 103c angebracht ist, und Wälzelementen zum Beispiel in der Form von Kugeln, die rollend zwischen den Lageraußenring und den Lagerinnenring eingefügt sind. Das Lager 116, um das Zwischengliedelement 101b bis 103b in Bezug auf das Endabschnittgliedelement 101a bis 103a und 101c bis 103c drehbar zu halten, wird durch einen Haltering 117 so in seiner Position gehalten, dass es sich nicht von dem Zwischengliedelement 101b bis 103b trennt.
In jedem der Gliedmechanismen 101 bis 103 können der Winkel und die Länge des Wellenelements 110 und die geometrische Form des Endgliedelements 1014a bis 103a und 101c bis 103c an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite untereinander gleich sein, und kann sogar das Zwischengliedelement 101b bis 103b eine Eingangs-und eine Ausgangsseite aufweisen, die einander in der Form ähnlich sind. Außerdem kann die Winkelpositionsbeziehung in Bezug auf die Symmetrieebene des Zwischengliedelements 101b bis 103b zwischen dem Zwischengliedelement 101b bis 103b und den Endabschnittgliedelementen 101a bis 103a und 101c bis 103c, die mit dem Eingangs- und dem Ausgangselement 104 und 105 verbunden sind, an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite gleich sein. In einem solchen Fall werden sich die eingangsseitige Gruppe aus dem Eingangselement 104 und dem Endabschnittgliedelement 101a bis 103a und die ausgangsseitige Gruppe aus dem Ausgangselement 105 und dem Endabschnittelement 101c bis 103c aufgrund der geometrischen Symmetrie auf die gleiche Weise bewegen und werden sich die eingangs- und die ausgangsseitige Gruppe auf die gleiche Weise mit einer konstanten Geschwindigkeit im gleichen Winkel bewegen. Die Symmetrieebene des Zwischengliedelements 101b bis 103b, wenn sich dieses mit der konstanten Geschwindigkeit dreht, wird als isokinetische Halbierungsebene bezeichnet.
Aufgrund dessen sind die Zwischengliedelemente 101b bis 103b dann, wenn mehrere Gliedmechanismen 101 bis 103 mit der gleichen geometrischen Form, die gemeinsam über das Eingangs- und das Ausganselement 104 und 105 verfügen, an einem Umfang angeordnet sind, im Hinblick auf die Position, an der sich diese Gliedmechanismen 101 bis 103 konfliktfrei bewegen können, auf die Bewegung an der isokinetischen Halbierungsebene beschränkt, und kann somit die isokinetische Drehung selbst dann erhalten werden, wenn die eingangs- und die ausgangsseitige Gruppe beliebige Arbeitswinkel einnehmen.
Jeder der Gliedmechanismen 101 bis 103 weist drehbare Abschnitte von vier Drehpaaren auf, die einen ersten Gelenkabschnitt zwischen dem Endabschnittgliedelement 101a bis 103a und dem Eingangselement 104, einen zweiten Gelenkabschnitt zwischen dem Endabschnittgliedelement 101c bis 103c und dem Ausgangselement 105, einen dritten Gelenkabschnitt zwischen dem Endabschnittgliedelement 101a bis 103a und dem Zwischengliedelement 101b bis 103b und einen vierten Gelenkabschnitt zwischen dem Endabschnittgliedelement 101c bis 103c und dem Zwischengliedabschnitt 101b bis 103b umfassen. Durch Gestalten dieser vier drehbaren Abschnitte als jeweiligen Lageraufbau ist es möglich, den Drehwiderstand zu verringern, während der Reibungswiderstand an diesen Gelenkabschnitten unterdrückt wird; und daher kann nicht nur eine glatte Kraftübertragung sichergestellt werden, sondern auch die Haltbarkeit erhöht werden.
In diesem Lageraufbau werden ein radialer Spalt und ein Druckspalt durch Ausüben einer Vorspannung auf ein Mindestmaß verringert, wodurch ein Klappern an den Gelenkabschnitten unterdrückt wird und nicht nur die Konstantgeschwindigkeitseigenschaft ohne Phasenunterschied zwischen dem Eingang und dem Ausgang aufrechterhalten werden kann, sondern auch die Erzeugung von Schwingungen und Geräuschen unterdrückt werden kann. Im Besonderen kann in dem Lageraufbau von der oben besprochenen Art jegliches Spiel, das zwischen dem Eingang und dem Ausgang auftreten würde, auf ein Mindestmaß verringert werden, indem der Lagerspalt als negativer Spalt ausgeführt wird.
Der Gliedmechanismusabschnitt 3 in der Gliedbetätigungsvorrichtung 1A steuert die Haltung in den zwei Freiheitsgraden des Ausgangselements 105, wenn der Winkel des Endabschnittgliedelements 101a bis 103a an der Eingangsseite im Hinblick auf zwei oder mehr Gliedmechanismen der Gliedmechanismen 101 bis 103 in Bezug auf das Eingangselement 104 gesteuert wird. Bei der nun besprochenen Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 bis 4 werden die Winkel der Endabschnittgliedelemente 101a bis 103a aller Gliedmechanismen 101 bis 103 gesteuert. Ein Winkelsteuermechanismus 102 des jeweiligen Endabschnittgliedelements 101a bis 103a ist so ausgeführt, dass die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 wie in 3 gezeigt so an dem oberen Flanschabschnitt 5b der Basiseinheit 5 bereitgestellt ist, dass sie abwärts ausgerichtet ist, ein Kegelrad 123 an einer über den oberen Flanschabschnitt 5b vorspringenden Ausgangswelle 122 der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 angebracht ist, und ein Zahnabschnitt des Zahnradelements 111, das an dem Wellenelement 110 des Eingangselements 104 angebracht ist, mit dem Kegelrad 123 verzahnt ist. Die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 wird zum Beispiel in der Form eines elektrisch angetriebenen Motors eingesetzt. Durch das Drehen der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 werden ihre Drehungen durch das Kegelrad 123 und das Zahnradelement 111 zu dem Wellenelement 110 übertragen, und verändert das Endabschnittgliedelement 101a bis 103a seinen Winkel in Bezug auf das Eingangselement 104.
Gemäß dem Gliedmechanismusabschnitt 3 mit dem oben beschriebenen Aufbau kann der Bewegungsbereich des Ausgangselements 105 in Bezug auf das Eingangselement 104 groß gestaltet werden. Beispielsweise kann der zwischen der Mittelachse B des Eingangselements 104 und der Mittelachse C des Ausgangselements 105 definierte maximale Biegewinkel so gestaltet werden, dass er etwa ± 90 ° beträgt. Außerdem kann der Drehwinkel des Ausgangselements 105 in Bezug auf das Eingangselement 104 auf den Bereich von 0 bis 360 ° eingerichtet werden. Da die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 für eine beliebige Steuerung der Haltung des Ausgangselements 105 in dem Drehpaar der Gliedmechanismen 101 bis 103, das mit dem Eingangselement 104 verbunden ist, bereitgestellt ist, kann das Ausgangselement 105 leicht auf eine beliebige Haltung eingerichtet werden. Da eine Kraft mit einer konstanten Geschwindigkeit von dem Eingangselement 104 zu dem Ausgangselement 105 übertragen wird, erfolgt der Betrieb des Ausgangselements 105 glatt. Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform eine Bereitstellung der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 in jedem Satz von Drehpaaren der Gliedmechanismen 101 bis 103 und des Eingangselements 104 gezeigt und beschrieben wurde, muss jedoch bemerkt werden, dass eine Bereitstellung der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 in zwei oder mehr Sätzen wirksam ist, um eine Fixierung der Haltung des Ausgangselements 105 in Bezug auf das Eingangselement 104 möglich zu machen.
Außerdem ist der Gliedmechanismusabschnitt 3 mit dem oben beschriebenen Aufbau von einer Art, bei der nicht nur die Lageraußenringe in dem Eingangs- und dem Ausgangselement 104 und 105 eingekapselt sind, sondern auch die Lagerrinnenringe mit den Endabschnittgliedelementen 101a bis 103a und 101c bis 103c verbunden sind, wobei die Lageraufbauten jeweils in dem Eingangs- und dem Ausgangselement 104 und 105 eingebettet sind und daher die Außenform des Eingangs- und des Ausgangselements 104 und 105 vergrößert werden kann, ohne die Außenform des Ganzen übermäßig zu vergrößern. Aus diesem Grund ist es leicht, einen Anbringungsraum, in dem das Eingangselement 104 an dem oberen Flansch 5b der Basiseinheit 5 angebracht ist, und einen Anbringungsraum, in dem eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) an dem Ausgangselement 105 angebracht ist, sicherzustellen.
Die Einzelheiten des oben erwähnten biegsamen Drahts 4A sind in 5A bis 5C gezeigt. Der biegsame Draht 4A umfasst ein biegsames Außenrohr 11, einen biegsamen Innendraht 12, der an einer Mittelposition in dem Außenrohr 11 bereitgestellt ist, und mehrere Wälzlager 13, um den Innendraht 12 in Bezug auf das Außenrohr 11 drehbar zu halten. Der Innendraht 12 weist entgegengesetzte Enden auf, die zu einem Eingangsende 12a bzw. einem Ausgangsende 12b für die Drehung werden. Auf Seiten des Ausgangsendes 12b des Innendrahts ist ein nachstehend näher besprochenes Untersetzungsgetriebe 32 bereitgestellt. Das Außenrohr 11 besteht zum Beispiel aus einem Harzmaterial. Für den Innendraht 12 wird ein Draht, der zum Beispiel aus Metall, Harz oder Glasfasern besteht, eingesetzt. Der Draht kann in der Form eines Einzeldrahts oder eines verdrehten Drahts ausgeführt sein.
Die Wälzlager 13 sind entlang einer Mittellinie des Außenrohrs 11 angeordnet und voneinander beabstandet, und zwischen den benachbarten Wälzlagern 13 sind Federelemente 141 und 140 zur Ausübung jeweiliger Vorspannungen auf diese Wälzlager 13 bereitgestellt. Die Federelemente 141 und 140 sind zum Beispiel in der Form von Druckspiralfedern ausgeführt und so bereitgestellt, als ob ein Wicklungsdraht um einen Außenumfang des Innendrahts 12 gewickelt wäre. Die Federelemente umfassen ein Innenring-Federelement 141, um die Vorspannung in dem Innenring des Wälzlagers 13 zu erzeugen, und ein Außenring-Federelement 140, um die Vorspannung in dem Außenring zu erzeugen; und sie sind abwechselnd angeordnet.
Die entgegengesetzten Enden des Außenrohrs 11 sind jeweils mit einem Kopplungselement 15 zur Verbindung des Außenrohrs 11 mit einem externen Element versehen. Das Kopplungselement 15 besteht aus einem Außengewindeelement 106 und einem Innengewindeelement 23. Das Außengewindeelement 16 weist die Form eines rohrförmigen Elements auf, das einen mit einer Durchgangsöffnung 17 ausgeführten Innenumfang aufweist, und ist an seinem Außenumfang an einer Zwischenstelle in seiner Achsenrichtung mit einem Außengewindeabschnitt 18 ausgeführt. Ein Ende, d.h., ein erstes Ende, des Außengewindeelements 16 in der Achsenrichtung ist mit einem zylinderförmigen Abschnitt 19, der sich in der Achsenrichtung erstreckt, versehen. Der Außendurchmesser dieses zylinderförmigen Abschnitts 19 ist so gewählt, dass er einen Wert aufweist, der ausreicht, dass er an einen Innendurchmesserabschnitt des Außenrohrs 1 pressgepasst wird. Außerdem ist das entgegengesetzte Ende, d.h., ein zweites Ende, des Außengewindeabschnitts 16 in der Achsenrichtung mit einem Flanschabschnitt 20, der sich radial auswärts erstreckt, versehen. Dieser Flanschabschnitt 20 bildet eine Verbindungseinheit zur Verbindung mit einem externen Element auf und weist mehrere umfängliche Abschnitte auf, die mit jeweiligen Einsetzöffnungen 21 zum Einsetzen von Fixierelementen wie etwa zum Beispiel Schrauben ausgeführt sind. Die vorher erwähnte Durchgangsöffnung 17 weist einen Innendurchmesser auf, der schrittweise so abnimmt, dass der Reihe nach von der Seite des zylinderförmigen Abschnitts 19 zu der Seite des Flanschabschnitts 20 ein Abschnitt 17a mit einem kleinen Durchmesser, ein Abschnitt 17b mit einem Zwischendurchmesser und ein Abschnitt 17c mit einem großen Durchmesser definiert wird. In den Abschnitt 17b mit dem Zwischendurchmesser ist ein Wälzlager 22 eingesetzt, um den Innendraht 12 drehbar zu halten.
Das Innengewindeelement 23 wiederum weist die Form eines rohrförmigen Elements auf, das einen zylinderförmigen Abschnitt 24 und einen kragenförmigen Abschnitt 25, der sich von einem Ende des zylinderförmigen Abschnitts 24 in eine davon radial einwärts verlaufende Richtung erstreckt, aufweist; und an einem Innenumfang eines Spitzenendabschnitts des zylinderförmigen Abschnitts 24 ist ein Innengewindeabschnitt 26 gebildet, der mit dem Außengewindeabschnitt 18 des Außengewindeelements 16 eingreifen kann. Der kragenförmige Abschnitt 25 weist einen Innendurchmesser auf, der so gewählt ist, dass er auf den Außenumfang des Außenrohrs pressgepasst wird.
Um das Außenrohr 11 mit dem externen Element zu verbinden, wird zuerst der zylinderförmige Abschnitt 19 des Außengewindeelements 16 in einem Innendurchmesserabschnitt des Außenrohrs 11 in Eingriff gebracht und dann der kragenförmige Abschnitt 25 des Innengewindeelements 23 mit einem Außendurchmesserabschnitt des Außenrohrs 11 in Eingriff gebracht; und von diesem Zustand ausgehend werden der Außengewindeabschnitt 18 des Außengewindeelements 16 und der Innengewindeabschnitt 26 des Innengewindeelements 23 miteinander in Eingriff gebracht. Dadurch wirkt der zylinderförmige Abschnitt 19 des Außengewindeelements 16 mit dem kragenförmigen Abschnitt 25 des Innengewindeelements 23 zusammen, um ein Ende des Außenrohrs 11 von innen und außen her fest einzuklemmen. Der Innendraht 12 wird durch die Durchgangsöffnung 17 des Außengewindeelements 16 geführt und durch das in den Abschnitt 17b mit dem Zwischendurchmesser der Durchgangsöffnung 17 eingesetzte Wälzlager 22 gehalten. Danach wird der Flanschabschnitt 20 des Außengewindeelements 16 mit einem anzuschließenden Objekt wie zum Beispiel der Drehantriebsquelle 6 oder jeder beliebigen anderen angetriebenen Vorrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Diese Verbindung wird durch ein Fixierelement (nicht gezeigt) wie etwa zum Beispiel eine durch die Einsetzöffnung 21 eingesetzte Schraube bewerkstelligt. Auf diese Weise wird der Anschluss zwischen dem Außenrohr 11 und dem externen Element abgeschlossen und der wie in 5A gezeigte Zustand hergestellt.
Von diesem Zustand ausgehend wird das Außenrohr 11 aus der dann durch den zylinderförmigen Abschnitt 19 des Außengewindeelements 16 und den kragenförmigen Abschnitt 25 des Innengewindeelements 23 bewerkstelligten Beschränkung freigegeben, wenn der Außengewindeabschnitt 18 von dem Innengewindeabschnitt 26 gelöst wird, und dadurch der Anschluss zwischen dem Außenrohr 11 und dem anzuschließenden Objekt getrennt. Der Verbindungs- und der Trennvorgang zwischen dem Außenrohr 11 und dem externen Element sind leicht durchführbar.
Außerdem können von dem Zustand, in dem das Außenrohr 11 und das Kopplungselement 15 miteinander verbunden sind, ausgehend der Verbindungs- und der Trennvorgang zwischen dem biegsamen Draht 4A und dem externen Element durch eine Verbindungseinheit (den Flanschabschnitt 20) des Außengewindeelements 16 durchgeführt werden. Dennoch werden der Verbindungs- und der Trennvorgang zwischen dem biegsamen Draht 4A und dem externen Element leicht durchführbar.
Das Eingangs- und das Ausgangsende 12a und 12b des Innendrahts 12 ist jeweils mit einer Kopplung 29 zur Verbindung mit einer Drehwelle versehen. Die Drehwelle, die mit dem Eingangsende 12 des Innendrahts 12 verbunden werden kann, ist die Ausgangswelle 6a der oben erwähnten Drehantriebsquelle 6, und die Drehwelle, die mit dem Ausgangsende 12b des Innendrahts 12 verbunden werden wird, ist eine Eingangswelle 32a des später näher besprochenen Untersetzungsgetriebes 32. Es muss bemerkt werden, dass in der folgenden Beschreibung die Ausgangswelle 6a der Drehantriebsquelle 6 und die Eingangswelle 32a des Untersetzungsgetriebes 32 gemeinsam als Drehwelle 28 bezeichnet werden.
Im veranschaulichten Fall weist die Kopplung 29 eine Durchgangsöffnung 29a, die sich in ihre Achsenrichtung erstreckt, auf, und sind zwei Gewindeöffnungen 29b, die axial beabstandet sind, so zwischen dieser Durchgangsöffnung 29a und einer äußeren Umfangsfläche bereitgestellt, dass sie sich radial erstrecken. Der Innendraht 12 und die Drehwelle 28 sind von beiden Seiten her in die Durchgangsöffnung 29a eingesetzt, und eine Spitze eines Gewindeelements (nicht gezeigt) wie etwa zum Beispiel einer Schraube, die in der Gewindeöffnung 29b in einem Gewindeeingriff steht, wird mit dem Innendraht 12 und der Drehwelle 28 in Kontakt gehalten, um letztere zu pressen und dadurch den Innendraht 12 und die Drehwelle 28 miteinander zu verbinden.
Es muss auch bemerkt werden, dass die Kopplung 29 jeden beliebigen anderen Aufbau als den oben beschriebenen aufweisen kann, sofern sie dazu wirkt, den Innendraht 12 und die Drehwelle 28 zur gemeinsamen Drehung damit miteinander zu verbinden. Beispielsweise kann die Kopplung 29 einen wie in 6A bis 6C und 7 gezeigten Aufbau aufweisen. Diese Kopplung 29 besteht aus einem drahtseitigen Element 30, das zusammen mit dem Innendraht 12 drehbar ist, und einen wellenseitigen Element 31, das zusammen mit der Drehwelle 28 drehbar ist. Das drahtseitige Element 30 und der Innendraht 12, das wellenseitige Element 31 und die Drehwelle 28 sind durch eine Presspassung oder durch ein Fixierungselement (nicht gezeigt) wie etwa zum Beispiel eine Schraube fest miteinander verbunden. Jeweilige Endflächen des drahtseitigen Elements 30 und des wellenseitigen Elements 31, die einander gegenüberliegen, sind mit einer radialen Nut 30a bzw. einem Vorsprung 31a, der in der radialen Nut 30a eingreifen kann, ausgeführt. In dem gezeigten Fall sind die radiale Nut 30a und der Vorsprung 31a jeweils an zwei Stellen in einer Umfangsrichtung der radialen Nut 30a und des Vorsprungs 31a bereitgestellt.
Um den Innendraht 12 mit der Drehwelle 28 zu verbinden, müssen das drahtseitige Element 30 und das wellenseitige Element 31, die so in Position gehalten werden, dass sie einander wie in 6A gezeigt gegenüberliegen, in der Achsenrichtung relativ in eine Richtung zueinander bewegt werden, damit sie sich einander nähern und die radiale Nut 30a, die in 6B gezeigt ist, und der Vorsprung 31a, der in 6C gezeigt ist, miteinander in Eingriff gebracht werden, wodurch die Verbindung zwischen dem drahtseitigen Element 30 und dem wellenseitigen Element 31 untereinander abgeschlossen wird, so dass das Drehmoment dazwischen übertragen werden kann. Um die Drehwelle 28 von dem Innendraht 12 zu lösen, müssen das drahtseitige Element 30 und das wellenseitige Element 31 auf eine Weise, die zu der oben beschriebenen umgekehrt ist, in der Achsenrichtung relativ in eine Richtung voneinander weg bewegt werden, um den Vorsprung 31a aus der radialen Nut 30a zu lösen. Das Verbinden und Lösen zwischen dem Innendraht 12 und der Drehwelle 28 sind leicht durchführbar.
Wie in 5A bis 5C gezeigt ist die Ausgangsseite des biegsamen Drahts 4A mit dem Untersetzungsgetriebe 32 zur Verringerung der Drehung des Innendrahts 12 versehen. Dieses Untersetzungsgetriebe 32 weist ein Untersetzungsgetriebegehäuse 32c, um eine Eingangswelle 32a und eine Ausgangswelle 32b, die von dem Untersetzungsgetriebegehäuse 32c nach vorne bzw. nach hinten vorspringen, zu stützen, und ein Umdrehungsverringerungs- und -übertragungssystem (nicht gezeigt), das in dem Untersetzungsgetriebegehäuse 32c bereitgestellt ist, um die Umdrehungen der Eingangswelle 32a zu verringern und sie dann zu der Ausgangswelle 32b zu übertragen, auf. In dem gezeigten Fall sind die Eingangswelle 32a und die Ausgangswelle 32b auf der gleichen Achse angeordnet. Für das Umdrehungsverringerungs- und -übertragungssystem des Untersetzungsgetriebes 32 kann ein Planetenradmechanismus, ein Gleitkeilgetriebe oder dergleichen eingesetzt werden. Die Eingangswelle 32a des Untersetzungsgetriebes 32 ist durch die Kopplung 29 mit dem Ausgangsende 12b des Innendrahts 12 verbunden. Die Ausgangswelle 32b des Untersetzungsgetriebes 32 ist mit einer externen Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden.
Da der biegsame Draht 4A des oben beschriebenen Aufbaus derart ausgeführt ist, dass an der Ausgangsseite des Innendrahts 12 von dem Untersetzungsgetriebe 32 Gebrauch gemacht wird, um die Umdrehungen des Innendrahts 12 zu verringern und dann auszugeben, kann ein hohes Drehmoment erzeugt werden, obgleich das Drehmoment, das durch den Innendraht 12 übertragen werden soll, gering ist. Wenn das Drehmoment, das durch den Innendraht 12 übertragen werden soll, gering ist, kann ein dünner Innendraht 12 verwendet werden. Aus diesem Grund kann ein biegsamer Draht 4A mit einer hohen Biegsamkeit bei einem kompakten Aufbau ausgeführt werden. Und da die Federelemente 141 und 140 zur Ausübung der Vorspannungen auf die Wälzlager 13 zwischen den benachbarten Wälzlagern 13 bereitgestellt sind, ist es möglich, zu verhindern, dass die Eigenfrequenz des Innendrahts 12 abnimmt, und kann der Innendraht 12 daher mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht werden. Da das Innenring-Federelement 141 und das Außenring-Federelement 140 in der Längsrichtung des Innendrahts 12 abwechselnd angeordnet sind, können die Federelemente 141 und 140 bereitgestellt werden, ohne dass der Durchmesser des Außenrohrs 11 übermäßig erhöht wird.
Diese Gliedbetätigungsvorrichtung 1A weist einen wie oben beschriebenen Aufbau auf; und wie zum Beispiel in 8 gezeigt ist eine angetriebene Vorrichtung 81 durch ein Anbringungselement 80 für die angetriebene Vorrichtung an dem Ausgangselement 105 angebracht und wird sie zum Beispiel als ferngesteuerter Roboter für eine medizinische Einrichtung verwendet. Die angetriebene Vorrichtung 81 ist eine Vorrichtung zur Betätigung eines Bearbeitungswerkzeugs (nicht gezeigt) wie etwa zum Beispiel eines Bohrers oder jedes beliebigen anderen Geräts, und ein angetriebener Mechanismus (nicht gezeigt) dafür kann entweder ein Drehmechanismus oder ein direkt wirkender Mechanismus sein. Die Eingangsseite des biegsamen Drahts 4A ist mit der Drehantriebsquelle 6 verbunden, und seine Ausgangsseite ist durch ein Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) mit dem angetriebenen Mechanismus für die angetriebene Vorrichtung verbunden. Das Ausgangselement 105, das Anbringungselement 80 für die angetriebene Vorrichtung und die angetriebene Vorrichtung 81 wirken zusammen, um einen beweglichen Abschnitt 82 zu definieren, der in Bezug auf den Antriebsabschnitt 2 beweglich ist. Durch Steuern der Drehantriebsquelle 6 und eines Ausgangs der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 durch eine Steuerung 83 werden die Positionierung und die Haltungsänderung des beweglichen Abschnitts 82 (genauer des Bearbeitungswerkzeugs oder -geräts) und die Steuerung des angetriebenen Mechanismus für die angetriebene Vorrichtung 81 durch Fernsteuerung bewerkstelligt.
Der oben erwähnte ferngesteuerte Roboter ist derart ausgeführt, dass durch die drei Sätze von Gliedmechanismen 101 bis 103 und die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121, die für jeden dieser Gliedmechanismen 101 bis 103 bereitgestellt ist, ein Mechanismus mit zwei Freiheitsgraden gebildet wird, der gestattet, dass sich der bewegliche Abschnitt 82 in zwei zueinander rechtwinkelige Achsenrichtungen bewegt. Dieser Mechanismus mit zwei Freiheitsgraden weist einen großen Bewegungsbereich für den beweglichen Abschnitt 82 auf. Aus diesem Grund kann die Positionierung des beweglichen Abschnitts 82 genau bewerkstelligt werden.
Da der biegsame Draht 4A durch den inneren Raum S eines jeden der Gliedmechanismen 101 bis 103 bereitgestellt werden kann und dann die Drehkraft durch den biegsamen Draht 4A von der Eingangsseite zu der Ausgangsseite übertragen werden kann, kann die angetriebene Vorrichtung 81 des beweglichen Abschnitts 82 durch die in dem Antriebsabschnitt 2 bereitgestellte Drehantriebsquelle 6 angetrieben werden. Daher wird das Gewicht des beweglichen Abschnitts 82 verringert. Als Ergebnis wird das Trägheitsmoment, das auf die Gliedmechanismen 101 bis 103 wirkt, klein und kann die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 vom Aufbau her kompakt ausgeführt werden. Und wenn der bewegliche Abschnitt 82 leichtgewichtig ist, ist er leicht handzuhaben und nimmt die Positionierungsgenauigkeit der angetriebenen Vorrichtung 81 zu. Da zudem die angetriebene Vorrichtung 81 und die Drehantriebsquelle 82 und die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 121 voneinander um einen wesentlichen Abstand beabstandet angeordnet werden können, kann die angetriebene Vorrichtung 81 leicht in einem sauberen Zustand behalten werden. Da der biegsame Draht 4A so bereitgestellt ist, dass er durch die inneren Räume S in den Gliedmechanismen 101 bis 103 geführt wurde, kann der biegsame Draht 4A leicht verlegt werden und kann verhindert werden, dass der biegsame Draht 4A ein Hindernis bildet.
Da der biegsame Draht 4A Biegsamkeit aufweist, kann außerdem die Drehkraft sogar dann sicher von der Eingangsseite zu der Ausgangsseite übertragen werden, wenn die jeweiligen Haltungen der Gliedmechanismen 101 bis 103 verändert werden, um die Positionssteuerung des beweglichen Abschnitts 82 zu erleichtern. Doch da sich der Abstand L zwischen den kugelförmigen Gliedmitten an der Eingangsseite und der Ausgangsseite auch dann nicht verändert, wenn sich die jeweiligen Haltungen der Gliedmechanismen 101 bis 103 verändern, besteht keine Möglichkeit, dass eine große axiale Kraft (eine Zugkraft) auf den biegsamen Draht 4A wirkt, weshalb die Drehkraft sicher übertragen werden kann.
9 und 10 veranschaulichen eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die nun allgemein durch 1B bezeichnete Gliedbetätigungsvorrichtung ist so ausgeführt, dass ein Drahtführungselement 41 fest in dem Zwischengliedelement 101b eines Gliedmechanismus 101 bereitgestellt ist, so dass der biegsame Draht 4A durch das Drahtführungselement 41 geführt werden kann. Das Drahtführungselement 41 besteht aus einer Halteeinheit 41b, deren Basisende an dem Zwischengliedelement 101b fixiert ist, und einer C-förmigen Führungseinheit 41b, die einstückig mit einer Spitze der Halteeinheit 41a bereitgestellt ist. Die Führungseinheit 41b weist einen Schlitz 41ba von einer Größe auf, die ausreicht, um dem biegsamen Draht 4A keinen Durchgang zu gestatten, und ist mit einer runden Öffnung 41c, die in ihrer Mitte definiert ist, für den Durchgang des biegsamen Drahts 4A ausgeführt. Die runde Öffnung 41c weist eine Mitte auf, die mit einer Mitte O einer kreisförmigen Bahnkurve 43 der Bewegung des Zwischengliedelements 101b ausgerichtet ist.
Unabhängig von den jeweiligen Haltungen, die durch die Gliedmechanismen 101 bis 103 eingenommen werden, bewegen sich die Zwischengliedelemente von zumindest zwei Gliedmechanismen der drei Gliedmechanismen 101 bis 103 entlang einer kreisförmigen Bahnkurve 43. Aus diesem Grund kann, wenn der biegsame Draht 4A durch das an dem Zwischengliedelement 1014b fixierte Drahtführungselement 41 geführt wird, ein störender Eingriff des biegsamen Drahts 4A mit irgend einem anderen Element, zum Beispiel den verbleibenden Zwischengliedelementen 102b und 103b und/oder den Endabschnittgliedelementen 102a, 102c, 103a und 103c, vermieden werden. Und da die Mitte O der kreisförmigen Bahnkurve 43 des Zwischengliedelements 101b stets auf der geraden Linie liegt, die die Kugelflächen-Gliedmitten an der Eingangsseite und der Ausgangsseite verbindet, und der Abstand L zwischen den Kugelflächen-Gliedmitten selbst dann konstant bleibt, wenn sich die Haltung eines jeden der Gliedmechanismen 101 bis 103 verändert, macht es die Ausrichtung der Mitte der Führungseinheit 41b des Drahtführungselements 41 mit der Mitte O der kreisförmigen Bahnkurve 43 des Zwischengliedelements 101b möglich, den biegsamen Draht 4A bei einem Mindestabstand an der Position, an der keine Abstandsveränderung auftritt, anzuordnen.
11 bis 13 veranschaulichen eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die nun allgemein durch 1C bezeichnete Gliedbetätigungsvorrichtung weist einen Gliedmechanismusabschnitt 3 auf, dessen Aufbau sich von dem bei der Ausführung der vorhergehenden Ausführungsformen eingesetzten unterscheidet. Wie am besten in 12 gezeigt ist, macht der Gliedmechanismusabschnitt 3, der bei dieser Gliedbetätigungsvorrichtung 1C verwendet wird, von drei Sätzen von Gliedmechanismen 201, 202 und 203 (nachstehend durch 201 bis 203 bezeichnet) Gebrauch. Es muss bemerkt werden, dass 11 nur einen Satz von Gliedmechanismus 201 veranschaulicht. Diese drei Sätze von Gliedmechanismen 201 bis 203 weisen eine geometrisch identische Form auf. Die Eingangsseite des Gliedmechanismus 201 bis 203 ist an dem Flanschabschnitt 5b der Basiseinheit 5 angebracht.
Jeder der Gliedmechanismen 201, 202 und 203 besteht aus einem Endabschnittgliedelement 201a, 202a und 203a (nachstehend durch 201a bis 203a bezeichnet) an der Eingangsseite, der drehbar mit einem scheibenförmigen Eingangselement 204 verbunden ist, einem Endabschnittgliedelement 201c, 202c und 203c (nachstehend durch 201c bis 203c bezeichnet) an einer Ausgangsseite, der drehbar mit einem scheibenförmigen Ausgangselement 204 verbunden ist, und einem Zwischengliedelement 201b, 202b und 203b (nachstehend durch 201b bis 203b bezeichnet), das drehbar mit den gegenüberliegenden Endabschnittgliedelementen 201a bis 203a und 201c bis 203c verbunden ist und die gegenüberliegenden Endabschnittgliedelemente 201a bis 203a und 201c bis 203c miteinander verbindet. Jeder der Gliedmechanismen 201, 202 und 203 umfasst einen dreigliedrigen Kettenmechanismus, der vier Drehpaare 206a, 207a und 208a (nachstehend durch 206a bis 208a bezeichnet), 206b1, 207b1 und 208b1 (nachstehend durch 206b1 bis 208b1 bezeichnet), 206b2, 207b2 und 208b2 (nachstehend durch 206b2 bis 208b2 bezeichnet), und 206c, 207c und 208c (nachstehend durch 206c bis 208c bezeichnet) umfasst. Es muss bemerkt werden, dass die Drehpaare 208a und 208c in 12 nicht gezeigt sind, da sie verdeckt sind. Das Drehpaar 208a ist jedoch in 13 gezeigt. Dem Drehpaar 208c wurde das Bezugszeichen in dieser Beschreibung aus Klarheitsgründen verliehen, obwohl es in den beiliegenden Zeichnungen nicht gezeigt ist.
Jedes der Endabschnittgliedelemente 201a bis 203a und 201c bis 203c weist einen Kugelflächen-Gliedaufbau auf; und die jeweiligen Kugelflächen-Gliedmitten in den drei Sätzen von Gliedmechanismen 201 bis 203 entsprechen einander und auch die Abstände von diesen Mitten zu zugehörigen Endabschnittgliedelementen 201a bis 203a und 201c bis 203c bleiben gleich. Verbindungswellen der Drehpaare 206b1 bis 208b1 und 206b2 bis 208b2 mit den Endabschnittgliedelementen 201a bis 203a und 201c bis 203c können einen gekreuzten Achsenwinkel bilden oder zueinander parallel sein. Die jeweiligen Formen der Zwischengliedelemente 201b bis 203b in den drei Sätzen von Gliedmechanismen 201 bis 203 sind untereinander geometrisch identisch.
Der Gliedmechanismus 201 bis 203 nach dieser Ausführungsform ist vom spiegelsymmetrischen Typ, und die Positionsbeziehung zwischen einer eingangsseitigen Gruppe aus dem Eingangselement 204 und dem Endabschnittgliedelement 201a bis 203a an der Eingangsseite und einer ausgangsseitigen Gruppe aus dem Ausgangselement 205 und dem Endabschnittgliedelement 201c bis 203c an der Ausgangsseite ist derart, dass sie einen Positionsaufbau mit Spiegelsymmetrie in Bezug auf die Mittellinie des Zwischengliedelements 201b bis 203b darstellt. In 12 ist das Ausgangselement 205 so gezeigt, dass es einen vorherbestimmten Arbeitswinkel in Bezug auf das Eingangselement 204 einnimmt.
13 veranschaulicht die Drehpaare 206a bis 208a des Eingangselements 204 und des Endabschnittgliedelements 201a bis 203a an der Eingangsseite. An einer oberen Fläche des scheibenförmigen Eingangselements 204 ist für jeden der Gliedmechanismen 201 bis 203 ein Paar von Halteelementen 211a, 212a und 213a (nachstehend durch 211a bis 213a bezeichnet) angeordnet. Obwohl die Halteelemente 211a bis 213a bei dieser Ausführungsform einen Aufbau aufweisen, der durch Schrauben abnehmbar an dem Eingangselement 204 angebracht werden kann, können sie einstückig mit dem Eingangselement 204 ausgeführt sein. An dem Halteelementepaar 211a bis 213a ist ein jeweiliges Lager 217a, 218a und 219a (nachstehend durch 217a bis 219a bezeichnet) angebracht, und durch dieses Paar von Lagern 217a bis 219a wird eine Haltestange 214a, 215a und 216a (nachstehend durch 214a bis 216a bezeichnet) drehbar gehalten, wobei ein Armendabschnitt des L-förmigen Endabschnittgliedelements 201a bis 203 mit der Haltestange verbunden ist, während er zwischen das Paar der Halteelemente eingefügt ist.
Außerdem ist an der Außenseite des Paars von Halteelementen 211a bis 213a an den Haltestangen 214a bis 216a ein Zahnradelement 234 angeschlossen, das, wie später ausführlich besprochen werden wird, einen Teil eines Winkelsteuermechanismus 230 bildet. Der Armendabschnitt des Endabschnittgliedelements 201a bis 203a und das Zahnradelement 234 sind zum Beispiel durch eine Halteschraube an der Haltestange 214a bis 216a fixiert.
Zusätzlich sind Muttern 220a, 221a und 222a (nachstehend durch 220a bis 222a bezeichnet) mit den jeweiligen äußeren Endabschnitten der Haltestangen 214a bis 216a verschraubt, und werden durch zugehörige Distanzstücke oder dergleichen, die als Resultat des Befestigens der Muttern 220a bis 222a eingefügt sind, vorherbestimmte Vorspannungsausmaße einstellbar auf die Lager 217a bis 219a ausgeübt.
Obwohl die Positionen der Halteelemente 211a bis 213 in der Umfangsrichtung nicht in einem gleichen Abstand beabstandet sein müssen, ist es nötig, dass das Eingangselement 204 und das Ausgangselement 205 die gleiche umfängliche Positionsbeziehung der Halteelemente 211a bis 213a aufweisen. Das Eingangselement 204 und das Ausgangselement 205 werden durch die drei Sätze von Gliedmechanismen 201 bis 203 gemeinsam verwendet, und die Endabschnittgliedelemente 201a bis 203a und 201c bis 203c sind jeweils mit den Halteelementen 211a bis 213a und 211c bis 213c verbunden. Obwohl bei dieser Ausführungsform gezeigt und beschrieben ist, dass das Eingangselement 204 und das Ausgangselement 205, woran die Halteelemente 211a bis 213a und 211c bis 213c angebracht sind, in der Form von scheibenförmigen Elementen eingesetzt werden, können sie jede beliebige geeignete Form aufweisen, sofern Anbringungsräume für die Halteelemente 211a bis 213a und 211c bis 213c sichergestellt werden können. Bei dieser Ausführungsform ist sowohl das Eingangselement 204 als auch das Ausgangselement 205 so ausgeführt, dass es die Form einer perforierten Scheibe mit einer in ihrem Mittelabschnitt definierten Durchgangsöffnung 204a (die Durchgangsöffnung in dem Ausgangselement 205 ist nicht gezeigt) darstellt, und der biegsame Draht 4A (am besten in 11 gezeigt) ist durch die Durchgangsöffnungen 204a in dem Eingangselement 204 und dem Ausgangselement 205 und die inneren Räume S in den Gliedmechanismen 201 bis 203 hindurch bereitgestellt.
Das Drehpaar 206c bis 208c, das ein Gelenk zwischen dem Ausgangselement 205 und dem Endabschnittgliedelement 201c bis 203c an der Ausgangsseite ist, ist vom Aufbau her mit dem Drehpaar 206a bis 208a, das ein Gelenk zwischen dem Eingangselement 204 und dem Endabschnittgliedelement 201a bis 203a an der Eingangsseite ist, identisch, weshalb die Einzelheiten der Kürze halber nicht wiederholt werden.
In dem Drehpaar 206b1 bis 208b1 des Endabschnittgliedelements 201a bis 203a an der Eingangsseite und eines Endabschnitts des Zwischengliedelements 201b bis 203b ist der andere Armendabschnitt des Endabschnittgliedelements 201a bis 203a an der Eingangsseite mit einem Endabschnitt des im Wesentlichen L-förmigen Zwischengliedelements 201b bis 203b verbunden. Dieser eine Endabschnitt dieses Zwischengliedabschnitts 201b bis 203b ist mit einem Paar von Halteelementen 211b1 bis 213b1 versehen. An diesem Paar von Halteelementen 211b1 bis 213b1 sind Lager (nicht gezeigt) angebracht, und der andere Armendabschnitt des L-förmigen Endabschnittgliedelements 201a bis 203a ist an Haltestangen 214b1, 215b1 und 216b1 (nachstehend durch 214b1 bis 216b1 bezeichnet), die zwischen dem Paar von Lagern drehbar gehalten werden, angebracht, während er zwischen das Paar von Halteelementen 211b1 bis 213b1 eingesetzt angeordnet ist. Das Halteelement 211b1 bis 213b1, auf das oben Bezug genommen wurde, kann ein Aufbau sein, der durch eine Schraube in Bezug auf das Zwischengliedelement 201b bis 203b abnehmbar ist, oder kann ein einstückiger Aufbau sein.
Der Armendabschnitt des Endabschnittgliedelements 201a bis 203a ist durch eine Stellschraube an der Haltestange 214b1 bis 216b1 fixiert. Das Verfahren zu seiner Fixierung kann unter Verwendung eines Keils oder eines D-Schnitts anstelle der Verwendung der oben genannten Stellschraube ausgeführt werden. Außerdem ist ein Ende der Haltestange 214b1 bis 216b1 verstellbar, wobei durch ein Distanzstück, das als Ergebnis des Befestigens einer Mutter eingefügt wird, ein vorherbestimmten Vorspannungsausmaß auf das Lager ausgeübt wird.
Das Drehpaar 206b2 bis 208b2, das ein Gelenk zwischen dem anderen Armendabschnitt des Endabschnittgliedelements 201c bis 203c an der Ausgangsseite und dem anderen Endabschnitt des Zwischengliedelements 201b bis 203b ist, ist vom Aufbau her mit dem Drehpaar 206b1 bis 208b1 zwischen dem anderen Armendabschnitt des vorher beschriebenen Endabschnittgliedelement 201a bis 203a und dem einen Ende des Zwischengliedelements 201b bis 203b identisch, weshalb die Einzelheiten der Kürze halber nicht wiederholt werden.
Wenn in dem oben beschriebenen Gliedmechanismus 201 bis 203 die Winkel und die Längen der Haltestangen 214a bis 216a und 216c bis 216c des Eingangselements 204 und des Ausgangselements 205 und die geometrischen Formen der Endabschnittgliedelemente 201a bis 203a an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite untereinander gleich sind und auch die Form des Zwischengliedelements 201b bis 203b an der Eingangs- und an der Ausgangsseite gleich ist, und auch die Winkelpositionsbeziehungen zwischen dem Zwischengliedelement 201b bis 203b und den Endabschnittgliedelementen 201a bis 203a und 201c bis 203c, die mit dem Eingangs- bzw. dem Ausgangselement 204 und 205 verbunden sind, in Bezug auf die Symmetrieebene des Zwischengliedelements 201b bis 203b an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite gleichartig ausgeführt sind, werden sich die eingangsseitige Gruppe aus dem Eingangselement 204 und dem Endgliedelement 201a bis 203a und die ausgangsseitige Gruppe aus dem Ausgangselement 205 und dem Endabschnittgliedelement 201c bis 203c aufgrund der geometrischen Symmetrie auf die gleiche Weise bewegen und werden sich die eingangs-und die ausgangsseitige Gruppe im gleichen Winkel auf die gleiche Weise mit einer konstanten Geschwindigkeit drehen. Die Symmetrieebene des Zwischengliedelements 201b bis 203b, wenn sich dieses mit der konstanten Geschwindigkeit dreht, wird als isokinetische Halbierungsebene bezeichnet.
Aus dem oben besprochenen Grund ist das Zwischengliedelement 101b bis 103b dann, wenn mehrere Gliedmechanismen 201 bis 203 mit der gleichen geometrischen Form, die gemeinsam über das Eingangs- und das Ausganselement 204 und 205 verfügen, an dem Umfang angeordnet sind, im Hinblick auf eine Position, an der sich diese Gliedmechanismen 201 bis 203 konfliktfrei bewegen können, auf die Bewegung an der isokinetischen Halbierungsebene beschränkt, und kann demgemäß die isokinetische Drehung selbst dann erhalten werden, wenn die eingangs- und die ausgangsseitige Gruppe beliebige Arbeitswinkel einnehmen.
Der Gliedmechanismusabschnitt 3 der Gliedbetätigungsvorrichtung 1C steuert die Haltung in den zwei Freiheitsgraden des Ausgangselements 205, wenn der Winkel des Endabschnittgliedelements 201a bis 203a an der Eingangsseite im Hinblick auf zwei oder mehr Gliedmechanismen der Gliedmechanismen 201 bis 203 in Bezug auf das Eingangselement 204 gesteuert wird. Bei der in 11 bis 13 gezeigten Ausführungsform wird der Winkel des Endabschnittgliedelements 201a bis 203a aller Gliedmechanismen 201 bis 203 gesteuert. Der Winkelsteuermechanismus 230 des entsprechenden Endabschnittgliedelements 201a bis 203a ist so ausgeführt, dass wie in 11 gezeigt eine Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 so an dem oberen Flanschabschnitt 5b der Basiseinheit 5 bereitgestellt ist, dass sie abwärts ausgerichtet ist, ein Kegelrad 233 an einer über den oberen Flanschabschnitt 5b vorspringenden Ausgangswelle 232 der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 angebracht ist, und ein Zahnradabschnitt des Zahnradelements 234, das an der Haltestange 214a bis 216a angebracht ist, mit dem Kegelrad 233 verzahnt ist. Die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 wird zum Beispiel in der Form eines elektrisch betriebenen Motors eingesetzt. Durch das Drehen der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 werden ihre Drehungen durch das Kegelrad 233 und das Zahnradelement 234 zu der Haltestange 214a bis 216a übertragen und verändert das Endabschnittgliedelement 201a bis 203a entsprechend seinen Winkel in Bezug auf das Eingangselement 204.
Gemäß diesem Gliedmechanismusabschnitt 3 kann ein Bewegungsbereich des Ausgangselements 205 in Bezug auf das Eingangselement 204 groß gestaltet werden. Beispielsweise kann der zwischen der Mittelachse B des Eingangselements 204 und der Mittelachse C des Ausgangselements 205 definierte maximale Biegewinkel so gestaltet werden, dass er etwa ± 90 ° beträgt. Außerdem kann der Drehwinkel des Ausgangselements 205 in Bezug auf das Eingangselement 204 auf den Bereich von 0 bis 360 ° eingerichtet werden. Da die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 für eine beliebige Steuerung der Haltung des Ausgangselements 205 in dem Drehpaar 206a bis 208a des Eingangselements 204 und eines jeden der Gliedmechanismen 201 bis 203 bereitgestellt ist, kann das Ausgangselement leicht auf eine beliebige Haltung eingerichtet werden. Da eine Kraft mit einer konstanten Geschwindigkeit von dem Eingangselement 204 zu dem Ausgangselement 205 übertragen wird, wird der Betrieb des Ausgangselements 205 glatt. Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform eine Bereitstellung der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 in jedem Satz von Drehpaaren 206a bis 208a der Gliedmechanismen 201 bis 203 und des Eingangselements gezeigt und beschrieben wurde, muss jedoch bemerkt werden, dass die Bereitstellung der Gliedmechanismus-Antriebsquellen 231 in zwei oder mehr Sätzen wirksam ist, um eine Fixierung der Haltung des Ausgangselements 205 in Bezug auf das Eingangselement 204 möglich zu machen.
Jeder der Gliedmechanismen 201 bis 203 weist drehbare Abschnitte der vier Drehpaare 206a bis 208a, 206b1 bis 208b1, 206b2 bis 208b2 und 206c bis 208c auf, die einen ersten Gelenkabschnitt zwischen dem Endabschnittgliedelement 201a bis 203a und dem Eingangselement 204, einen zweiten Gelenkabschnitt zwischen dem Endabschnittgliedelement 201a bis 203a und den Zwischengliedelementen 201b bis 203b, einen dritten Gelenkabschnitt zwischen dem Endabschnittgliedelement 201c bis 203c und den Zwischengliedelementen 201b bis 203b und einen vierten Gelenkabschnitt zwischen dem Endabschnittgliedelement 201c bis 203c und dem Ausgangselement 205 umfassen. Durch Gestalten dieser vier drehbaren Abschnitte als jeweiligen Lageraufbau ist es möglich, den Drehwiderstand zu verringern, während der Reibungswiderstand an diesen Gelenkabschnitten unterdrückt wird; und deshalb kann nicht nur eine glatte Kraftübertragung sichergestellt werden, sondern kann auch die Haltbarkeit erhöht werden.
Darüber hinaus kann angesichts des Umstands, dass die Lager in den Drehpaaren 206a bis 208a, 206b1 bis 208b1, 206b2 bis 208b2 und 206c bis 208c angeordnet sind, so dass die Drehpaare 206a bis 208a, 206b1 bis 208b1, 206b2 bis 208b2 und 206c bis 208c der Gliedmechanismen 201 bis 203 an beiden Enden gehalten werden können, die Lagerstarrheit erhöht werden. Außerdem kann die Zusammensetzbarkeit verbessert werden, da ein Abnehmen von Bauteilen an anderen Abschnitten als den Drehpaaren möglich wird. Als Ergebnis der Verbesserung der Zusammensetzbarkeit kann auch leicht eine kompakte Ausführung der Gliedmechanismen 201 bis 203 verwirklicht werden.
Für den biegsamen Draht 4A kann ebenso der in Verbindung mit der Gliedbetätigungsvorrichtung 1A nach der ersten beschriebenen Ausführungsform besprochene eingesetzt werden. Auch diese Gliedbetätigungsvorrichtung 1C wird als ferngesteuerter Roboter bei einer medizinischen Einrichtung benutzt, wenn auf die gleiche Weise wie jene nach der vorher beschriebenen Ausführungsform eine angetriebene Vorrichtung (nicht gezeigt) an dem Ausgangselement 205 angebracht ist. In einem solchen Fall können Funktionen und Wirkungen, die jenen, die durch die vorher beschriebene Ausführungsform geleistet werden, ähnlich sind, erhalten werden.
Obwohl der nach der in 12 gezeigten dritten Ausführungsform gestaltete Gliedmechanismusabschnitt 3 derart ausgeführt ist, dass die Gliedmechanismen 201 bis 203 wie vorher beschrieben vom spiegelsymmetrischen Typ sind, kann der Gliedmechanismus 201 bis 203 von einem rotationssymmetrischen Typ sein, wie er in dem Gliedmechanismusabschnitt 3, der nach einer in 14 gezeigten vierten bevorzugten Ausführungsform gestaltet ist, eingesetzt wird. Die Gliedmechanismen 201 bis 203 vom rotationssymmetrischen Typ sind derart ausgeführt, dass die Positionsbeziehung zwischen einer eingangsseitigen Gruppe aus dem Eingangselement 204 und den Endabschnittgliedelementen 201a bis 203a und einer ausgangsseitigem Gruppe aus dem Ausgangselement 208 und den Endabschnittgliedelementen 201c bis 203c einen positionalen Aufbau aufweist, in dem die eingangs- und die ausgangsseitige Gruppe untereinander um eine Mittellinie der Zwischengliedelemente 201b bis 203b rotationssymmetrisch sind. 14 zeigt einen Zustand, in dem das Ausgangselement 205 einen vorherbestimmten Arbeitswinkel in Bezug auf das Eingangselement 204 einnimmt. Es muss bemerkt werden, dass 14 einen Gliedmechanismusabschnitt 3 zeigt, bei dem an den Haltestangen 214a bis 216a, die durch das Eingangselement 204 gehalten werden, kein Zahnradelement 234 bereitgestellt ist.
15 und 16 veranschaulichen eine fünfte bzw. eine sechste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Gliedmechanismusabschnitt 3 von einer Art ist, bei der die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 an dem Eingangselement 204 angebracht ist. Bei diesen Ausführungsformen sind zwei Gliedmechanismus-Antriebsquellen 231 eingerichtet und sind jeweilige Ausgangswellen dieser Gliedmechanismus-Antriebsquellen 231 koaxial mit den Haltestangen 214a bis 216a verbunden, die mit den Armendabschnitten der beiden Endabschnittgliedelemente 201a und 203a an der Eingangsseite verbunden sind. Durch Steuerung der Drehwinkelposition der Endabschnittgliedelemente 201a bis 203a durch die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 wird die Haltung einer angetriebenen Vorrichtung (nicht gezeigt), die an dem Ausgangselement 205 angebracht ist, gesteuert.
Die Gliedmechanismen 201 bis 203 des Gliedmechanismusabschnitts 3 sind von einem spiegelsymmetrischen Typ, bei dem das Eingangselement 204 und die Drehpaare 206a bis 208a an der Eingangsseite und das Ausgangselement 205 und die Drehpaare 206c bis 208c an der Ausgangsseite in einer Umfangsrichtung (eine wesentliche Strecke in einer Breitenrichtung) bewegt werden, und die Drehachsen der Drehpaare 206b1 bis 208b1 und 206b2 bis 208b2 der Endgliedelemente 201c bis 203c an der Ausgangsseite und der Zwischengliedelemente 201b bis 203b zu der Mittelachse des Eingangselements 204 ausgerichtet sind. Aus diesem Grund stellen die Eingangsseite und die Ausgangsseite geometrisch die gleiche Form dar, obwohl der Armwinkel (der Winkel, der durch beide Achsenlinien in beiden Armendabschnitten des Endabschnittgliedelements eingenommen wird) nicht 90 ° beträgt. Als Ergebnis davon ist es möglich, einen unerwünschten störenden Eingriff zwischen den Zwischengliedelementen 201b bis 203b und den Endabschnittgliedelementen 201a bis 203a und 201c bis 203c zu vermeiden. Im Besonderen weist die in 16 gezeigte sechste bevorzugte Ausführungsform die Vorteile auf, dass die inneren Räume S der Gliedmechanismen 201 bis 203 groß sind und entsprechend die Einrichtung der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231, eines Drehwinkeldetektors (nicht gezeigt) u.a. leicht vorgenommen werden kann und der Bereich des Schwerpunkts, innerhalb welchen Bereichs die gesamte Vorrichtung stabilisiert ist, groß wird.
17 veranschaulicht eine siebente bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Gliedmechanismusabschnitt 3 derart ausgeführt ist, dass die Gliedmechanismen 201, 202, 203, 201', 202' und 203' in sechs Sätzen eingesetzt werden, so dass der Bereich des Schwerpunkts, innerhalb welchen Bereichs die gesamte Vorrichtung stabilisiert ist, groß gemacht ist und auch die Starrheit erhöht werden kann.
Als eine andere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in den Haltestangen 214a bis 216a zum Halten der Endabschnittgliedelemente 201a bis 203a an der Eingangsseite ein Drehwinkelsensor (nicht gezeigt) bereitgestellt sein. Dadurch muss in der Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 kein Servomechanismus vorhanden sein und kann die Gliedmechanismus-Antriebsquelle 231 kompakt ausgeführt werden, und wird beim Einschalten des elektrischen Stroms auch keine Indizierung des Ursprungspunkts erforderlich.
Die vorher erwähnten Haltestangen 214a bis 216a werden durch jeweilige drehbare Lagerringe der Lager 217a bis 219a gehalten, und an den Halteelementen 211a bis 213a des Eingangselements 204 sind jeweilige stationäre Lagerringe dieser Lager 217a bis 219a fixiert. Der Drehwinkelsensor besteht aus einem festzustellenden Element, das in einem inneren Endabschnitt der Haltestange 214a bis 216a bereitgestellt ist, und einem Detektor, der in einer gegenüberliegenden Beziehung mit dem festzustellenden Element an dem Eingangselement 204 angebracht ist. Obwohl beschrieben wurde, dass das festzustellende Element und der Detektor an einer drehbaren Seite bzw. einer stationären Seite eingerichtet sind, muss jedoch bemerkt werden, dass der Detektor und das festzustellende Element an der drehbaren Seite bzw. der stationären Seite eingerichtet werden können, da sich das festzustellende Element lediglich über einen Winkel von ± 45 ° dreht.
Dieses festzustellende Element ist vom einem radialen Typ und weist eine Ringform auf und besteht aus einem ringförmigen Trägermetall und einem Magnetismuserzeugungselement mit magnetischen Nord- und Südpolen, die abwechselnd an einer äußeren Umfangsseite des Trägermetalls magnetisiert sind. Das festzustellende Element ist durch das Trägermetall an der Haltestange 214a bis 216a fixiert. Es kann ausreichen, wenn das oben erwähnte Magnetismuserzeugungselement in einer Form verwendet wird, bei der zum Beispiel ein Gummimagnet durch Vulkanisierung an das Trägermetall gebunden ist; und dieses Magnetismuserzeugungselement kann auch durch einen Kunststoffmagnet oder einen gesinterten Magnet gebildet sein, in welchem Fall das Trägermetall nicht unbedingt erforderlich ist.
Der oben erwähnte Detektor umfasst einen Magnetsensor mit rechteckigem Ausgang von dem Typ, der durch nur ein Magnetfeld betrieben wird, oder von dem Typ, der durch ein alternierendes Magnetfeld betrieben wird, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das der Magnetflussdichte entspricht. Dieser Magnetsensor ist an einem Magnetfeststellschaltungsträger (nicht gezeigt) angebracht und wird nach seinem gemeinsamen Einsetzen mit dem Magnetfeststellschaltungsträger in ein Harzgehäuse in Harz eingegossen. Durch Fixieren dieses Harzgehäuses an dem Eingangselement 204 werden der Magnetsensor und der Magnetfeststellschaltungsträger an dem Eingangselement 204 angebracht. Der Magnetfeststellschaltungsträger ist ein Träger, auf dem eine Schaltung zur Lieferung von elektrischem Strom zu dem Magnetsensor und zur Ausgabe des Ausgangssignals des Magnetsensors, nachdem dieses verarbeitet wurde, nach außen ausgebildet sind. Die Verdrahtung oder dergleichen wurde durch Benutzen des inneren Raums S in dem Gliedmechanismus 201 bis 203 vorgenommen.
Folglich wird dann, wenn sich das festzustellende Element durch die Drehung der Haltestange 214a bis 216a dreht, durch den Detektor ein Ausgangssignal erzeugt, das der Magnetflussdichte des Magnetismuserzeugungselements entspricht, so dass der Drehwinkel der Haltestange 214a bis 216a, das heißt, der Drehwinkel des Endabschnittgliedelements 201a bis 203a, festgestellt werden kann. Es muss bemerkt werden, dass der Magnetsensor, der den Detektor bildet, selbst lediglich als Codierer mit einem A-Phasen- oder Z-Phasen-Ausgang wirkt, dass es aber die Verwendung eines anderen Magnetsensors als des Magnetsensors möglich macht, einen Codierer mit einem AB-Phasen-Ausgang bereitzustellen. Außerdem kann anstelle des festzustellenden Elements und des Detektors eine Vorrichtung, die zur Feststellung des absoluten Drehwinkels fähig ist, zum Beispiel ein in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-148999 offenbartes Verfahren, ein Detektor vom optischen Typ oder ein Detektor vom Wicklungstyp wie etwa ein Drehmelder eingesetzt werden.
Nachstehend werden unterschiedliche Aufbauten des biegsamen Drahts ausführlich beschrieben werden. Der in 18A bis 18C gezeigte und durch 4B bezeichnete biegsame Draht ist von einer Art, bei der das Kopplungselement 15 an der Ausgangsseite und das Untersetzungsgetriebe 32 direkt miteinander verbunden sind. Das Untersetzungsgetriebe 32 verfügt über einen Flanschabschnitt 33, der mit dem Untersetzungsgetriebegehäuse 32c einstückig ausgeführt ist, und mehrere Einsetzöffnungen 34, die in dem Flanschabschnitt 33 für den Durchgang von entsprechenden Fixierelementen zum Eingriff in den zugehörigen Öffnungen 21 in dem Kopplungselement 15 definiert sind. Jede der Einsetzöffnungen 21 in dem Kopplungselement 15 weist die Form eines Schraubenlochs auf. Wenn der Flanschabschnitt 20 des Kopplungselements 15 und der Flanschabschnitt 33 des Untersetzungsgetriebes aneinander anliegend gehalten werden, werden Schrauben 35, die von der Seite des Untersetzungsgetriebes 32 her durch die Einsetzöffnungen 34 eingesetzt werden, in die die Einsetzöffnungen 21, bei denen es sich ebenfalls um Schraubenlöcher handelt, geschraubt, so dass das Kopplungselement 15 und das Untersetzungsgetriebe 32 miteinander verbunden werden können.
Außerdem ist bei dem oben erwähnten biegsamen Draht 4B das Ausgangsende 12b des Innendrahts 12 direkt mit der Eingangswelle 32a des Untersetzungsgetriebes 32 verbunden. Mit anderen Worten ist das Ausgangsende 12b des Innendrahts 12 mit einem Zahnrad 36 anstelle des vorher beschriebenen Kopplungselements 19 versehen und ist dieses Zahnrad 36 mit einem in der Eingangswelle 32b bereitgestellten Zahnrad 37 verzahnt. Im den gezeigten Fall weist das Zahnrad 36 die Form eines Zahnrads mit Außenverzahnung auf, während das Zahnrad 37 die Form eines Zahnrads mit Innenverzahnung aufweist.
Der biegsame Draht 4B des oben beschriebenen Aufbaus wird mit dem an das externe Element fixierten Untersetzungsgetriebe 32 verwendet. Für das Fixierungsverfahren bestehen keine Beschränkungen. Da die Anzahl der Einzelteile nach diesem Aufbau verringert ist, kann der gesamte Aufbau kompakt ausgeführt werden. Im Übrigen ist der Aufbau den vorher beschriebenen Ausführungsformen ähnlich. Es muss bemerkt werden, dass das Untersetzungsgetriebe 32 und das Außengewindeelement 16 miteinander vereinigt werden können, anstatt das Außengewindeelement 16 des Kopplungselements 15 ein von dem Untersetzungsgetriebe 32 gesondertes Element sein zu lassen. Genauer wird empfohlen, dass das Untersetzungsgetriebegehäuse 32b mit dem Außengewindeabschnitt 18 und dem zylinderförmigen Abschnitt 19 versehen wird.
19 veranschaulicht ein Beispiel für die Verwendung des biegsamen Drahts der Ausführungsform. Bei diesem Beispiel wird ein Drehmechanismus 40, bei dem der letzte Ausgangsabschnitt ein drehbarer Abschnitt ist, durch den biegsamen Draht, der in 18A gezeigt und unter besonderer Bezugnahme darauf beschrieben ist, fernsteuerbar gemacht. Der Drehmechanismus 40 ist in der angetriebenen Vorrichtung 81 (am besten in 8 gezeigt) bereitgestellt. Dieser Drehmechanismus 40 umfasst eine Schnecke 42, deren entgegengesetzte Enden durch jeweilige Lager 41 gehalten werden, ein mit der Schnecke 42 verzahntes Schneckenrad 43, eine Drehwelle 44, die als der letzte Ausgangsabschnitt zum Halten des Schneckenrads wirkt, und einen Drehcodierer 45, der ein Positionsdetektor zur Feststellung des Drehwinkels des Schneckenrads 43 ist. Die Ausgangswelle 32b des Untersetzungsgetriebes 32 in dem biegsamen Draht 4B ist durch ein Kopplungselement 46 mit einem Ende des Werkstücks 42 verbunden. Ein Arbeitsgerät wie zum Beispiel ein Werkzeug oder ein Messwerkzeug ist direkt oder indirekt an der Drehwelle 44 angebracht.
Das Eingangsende 12a des Innendrahts ist durch ein Kopplungselement 29 mit der Drehantriebsquelle 6 verbunden, und der Innendraht 12 wird durch diese Drehantriebsquelle 6 gedreht. Die Drehantriebsquelle 6 wird durch die Steuerung 83 (am besten in 8 gezeigt) gesteuert. Das Drehmoment des Innendrahts 12 wird zu dem Drehmechanismus 40 übertragen, nachdem seine Geschwindigkeit durch das Untersetzungsgetriebe 32 verringert wurde, und infolgedessen wird die Drehwelle 44 gedreht. Da es die Verwendung des Untersetzungsgetriebes 32 möglich macht, ein großes Drehmoment zu erzeugen, kann die Drehwelle 44 mit einem hohen Drehmoment gedreht werden. Und da eine Kraft erzeugt wird, die fähig ist, die in dem Drehmechanismus 40 auftretende Reibung zu überwinden, wird selbst dann kaum Stick-Slip auftreten, wenn die Verwindungssteifigkeit des Innendrahts 12 gering ist.
Ein anderes Verwendungsbeispiel für den biegsamen Draht ist in 20 gezeigt. Bei diesem Beispiel wird durch den in 18A gezeigten biegsamen Draht 4B dafür gesorgt, dass ein direkt wirkender Mechanismus 50, in dem der letzte Ausgangsabschnitt ein direkt wirkender Abschnitt ist, durch Fernsteuerung gesteuert wird. Der direkt wirkende Mechanismus 50 ist in der angetriebenen Vorrichtung 81 (am besten in 8 gezeigt) bereitgestellt. Der direkt wirkende Mechanismus 50 umfasst einen Kugelgewindetriebmechanismus 54, der aus einem Kugelgewindetrieb 52, dessen entgegengesetzte Enden durch jeweilige Lager 51 gehalten werden, und einer Mutter 53, die mit dem Kugelgewindetrieb 52 eingreifen kann, besteht; und ein direkt wirkendes Element 55, das als der letzte Ausgansabschnitt wirkt, ist durch eine Schraube (nicht gezeigt) an der Mutter 53 fixiert. Durch diesen Kugelgewindetriebmechanismus 54 wird eine Drehbewegung des Kugelgewindetriebs 52 in eine geradlinige Bewegung umgewandelt und wird das direkt wirkende Element 55 entsprechend geradlinig in eine Achsenrichtung des Kugelgewindetriebs 52 bewegt. Das direkt wirkende Element 55 ist mit einer Linearskale 56 versehen, und Kalibrierungen auf dieser Linearskale 56 werden durch einen Linearcodierer 57, der ein Positionsdetektor ist, gelesen. Die Ausgangswelle 32b des Untersetzungsgetriebes 32 in dem biegsamen Draht 4B ist durch das Kopplungselement 46 mit einem Ende des Kugelgewindetriebs 52 verbunden. An dem direkt wirkenden Element 55 ist ein Arbeitsgerät wie etwa zum Beispiel ein Werkzeug oder ein Messwerkzeug direkt oder indirekt angebracht.
Die Drehantriebsquelle 6 ist durch das Kopplungselement 29 mit der Eingangsseite des Innendrahts 12 verbunden, und der Innendraht 12 wird durch diese Drehantriebsquelle 6 gedreht. Die Drehantriebsquelle 6 wird durch die Steuerung 83 (am besten in 8 gezeigt) gesteuert. Das direkt wirkende Element 55 erfährt durch das Drehmoment des Innendrahts 12, das nach einer Verringerung der Geschwindigkeit durch das Untersetzungsgetriebe 32 zu dem direkt wirkenden Mechanismus 50 übertragen wird, eine geradlinige Bewegung. Da es die Verwendung des Untersetzungsgetriebes 32 möglich macht, ein großes Drehmoment zu erzeugen, kann eine durch das direkt wirkende Element 55 ausgeübte starke Schubkraft erhalten werden. Und da eine Kraft erzeugt wird, die fähig ist, die in dem direkt wirkenden Mechanismus 50 auftretende Reibung zu überwinden, wird selbst dann kaum Stick-Slip auftreten, wenn die Verwindungssteifigkeit des Innendrahts 12 gering ist.
Bei der Durchführung der Fernsteuerung des Drehmechanismus 40 oder des direkt wirkenden Mechanismus 50 kann das Ausmaß des Ausgangs der Drehantriebsquelle 6 durch manuelles Eingeben eines Steuerbefehls in die Steuervorrichtung 83a (am besten in 8 gezeigt) gesteuert werden, doch wenn dafür gesorgt wird, dass das Ausmaß des Ausgangs der Drehantriebsquelle 6 durch Rückkopplung eines Ausgangswerts des Linearcodierers 57 oder des Drehcodierers 45 zu der Steuervorrichtung 83a automatisch gesteuert wird, ist es möglich, die Positionierungsgenauigkeit des Geräts, das ein Objekt darstellt, welches durch Fernsteuerung gesteuert werden soll, zu erhöhen. Und da die Geschwindigkeit der Drehung des Innendrahts 12 durch das Untersetzungsgetriebe 32 verringert wird und somit Einflüsse auf den Drehmechanismus 40 oder den direkt wirkenden Mechanismus 50, die durch ein Verdrehen des Innendrahts herbeigeführt werden, verringert werden, kann die Positionierungsauflösungsfähigkeit des Drehcodierers 45 oder des Linearcodierers 57 auf einem hohen Niveau gehalten werden und kann als Ergebnis eine hochgradige Rückkopplungssteuerung bewerkstelligt werden. Aus diesem Grund kann der Drehmechanismus 40 oder der direkt wirkende Mechanismus 50 durch Fernsteuerung genau gesteuert werden.
Obwohl 19 und 20 jeweilige Bespiele für die Verwendung des biegsamen Drahts 4B veranschaulichen, kann der Drehmechanismus 40 oder der direkt wirkende Mechanismus 40 auch durch den biegsamen Draht 4A ebenso genau durch Fernsteuerung gesteuert werden, wie später unter Bezugnahme auf 21A bis 21C beschrieben werden wird. Jeder dieser biegsamen Drähte 4A und 4B ist zur Verwendung als Drehkraftübertragungsvorrichtung zur Fernsteuerung des Arbeitsgeräts zum Beispiel auf dem Gebiet der medizinischen oder der maschinellen Bearbeitung geeignet. Durch Verwenden dieser biegsamen Drähte 4A und 4B können die genaue Positionierung und der genaue Betrieb des Arbeitsgeräts ermöglicht werden.
In das Außenrohr 11 eines jeden der biegsamen Drähte 4A und 4B kann ein Schmiermittel für die Wälzlager 13 gefüllt sein. 21A bis 21C veranschaulichen ein Beispiel für die Verwendung des biegsamen Drahts 4A. Unter Bezugnahme auf 21A bis 21C sind zwischen das Eingangsende 12a und das Ausgangsende 12b des Innendrahts 12 und das Kopplungselement 15 Dichtungselemente 60 eingesetzt, um das Innere des Außenrohrs 11 zu einem abgedichteten Aufbau zu machen; und entsprechend kann ein unerwünschtes Auslaufen des Schmiermittels nach außen vermieden werden. In dem gezeigten Fall ist das Dichtungselement 60 zwischen ein zylinderförmiges Element, das um den Außenumfang eines jeden aus dem Eingangs-und dem Ausgangsende 12a und 12b des Innendrahts 12 angebracht ist und das Außengewindeelement 16 des entsprechenden Kopplungselements 15 eingefügt. Anstelle des verwendeten Dichtungselements 60 kann zwischen jedem aus dem Eingangsende 12a und dem Ausgangsende 12b des Innendrahts 12 und dem Kopplungselement 15 von einem Gleitlager (nicht gezeigt) Gebrauch gemacht werden, um das Innere des Außenrohrs 11 zu einem abgedichteten Aufbau zu machen. Was das Schmiermittel betrifft, wird die Verwendung eines Fetts ohne Fließvermögen bevorzugt. Wie oben beschrieben kann dann, wenn das Schmiermittel in das Innere des Außenrohrs 11 gefüllt ist, die Leistungsfähigkeit der Wälzlager 13 in einem guten Zustand behalten werden.
Außerdem kann dem Schmiermittel für die Wälzlager 13 wie in 22 gezeigt gestattet werden, in dem Außenrohr 11 zu fließen. Auf eine Weise, die der oben beschriebenen ähnlich ist, wird von einem Dichtungselement (nicht gezeigt) zwischen dem Kopplungselement 15 und jedem aus dem Eingangs- und dem Ausgangsende 12a und 12 des Innendrahts 12 Gebrauch gemacht, um das Innere des Außenrohrs 11 zu einem abgedichteten Aufbau zu machen, und außerdem sind an entgegengesetzten Enden des Außenrohrs 11 ein Einlass 62 bzw. ein Auslass 63 für das Schmiermittel bereitgestellt. Dadurch fließt das von einer Schmiermittelversorgungsvorrichtung 64 gelieferte Schmiermittel durch den Einlass 62 in das Außenrohr 11 und wird es durch den Auslass 63 nach außerhalb des Außenrohrs 11 abgegeben. Das nach außerhalb des Auslasses 63 abgegebene Schmiermittel kann in der Schmiermittelversorgungsvorrichtung 64 wiedergewonnen werden, so dass es wieder in Umlauf gebracht werden kann. Was das Schmiermittel betrifft, ist die Verwendung eines Schmieröls mit einem hohen Fließvermögen bevorzugt. Wenn das Innere des Außenrohrs 11 wie oben beschrieben so ausgeführt wird, dass es ein Fließdurchgang für das Schmiermittel ist, können die Wälzlager 13 geschmiert werden, ohne dass der Einsatz irgendeines zusätzlichen Schmierdurchgangs nötig ist. Auch in diesem Fall kann die Wälzleistungsfähigkeit der Wälzlager 13 in einem guten Zustand behalten werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, die nur zu Erläuterungszwecken verwendet werden, umfassend beschrieben wurde, werden sich Fachleute beim Lesen der hier gezeigten Beschreibung der vorliegenden Erfindung leicht zahlreiche Veränderungen und Abwandlungen innerhalb des Rahmens der Offensichtlichkeit ausdenken. Entsprechend sollen derartige Veränderungen und Abwandlungen, sofern sie nicht von dem aus den beiliegenden Ansprüchen hervorgehenden Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen, als darin enthalten aufgefasst werden.
Bezugszeichenliste

1A, 1B, 1C:: Gliedbetätigungsvorrichtung
3:: Gliedmechanismusabschnitt
4A, 4B:: biegsamer Draht
6:: Drehantriebsquelle
11:: Außenrohr
12:: Innendraht
12a:: Eingangsende
12b:: Ausgangsende
13:: Wälzlager
14I:: Innenring-Federelement
14O:: Außenring-Federelement
32:: Untersetzungsgetriebe
32a:: Eingangswelle
32b:: Ausgangswelle
41:: Drahtführungselement
43:: kreisförmige Bahnkurve des Zwischengliedelements
81:: Antriebsvorrichtung
101, 102, 103:: Gliedmechanismus
101a, 102a, 103a:: Endabschnittgliedelement an der Eingangsseite
101b, 102b, 103b:: Zwischengliedelement
101c, 102c, 103c:: Endabschnittgliedelement an der Ausgangsseite
104:: Eingangselement
105:: Ausgangselement
106:: Durchgangsöffnung für den biegsamen Draht
121:: Gliedmechanismus-Antriebsquelle
200:: Gliedbetätigungsvorrichtung
201, 202, 203:: Gliedmechanismus
201a, 202a, 203a:: Endabschnittgliedelement an der Eingangsseite
201b, 202b, 203b:: Zwischengliedelement
201c, 202c, 203c:: Endabschnittgliedelement an der Ausgangsseite
201', 202', 203':: Gliedmechanismus
204:: Eingangselement
205:: Ausgangselement
206a, 207a, 208a:: Drehpaar
206b1, 207b1, 208b1:: Drehpaar
206b2, 207b2, 208b2:: Drehpaar
206c, 207c, 208c:: Drehpaar
231:: Gliedmechanismus-Antriebsquelle
O:: Mitte der kreisförmigen Bahnkurve
L:: Abstand zwischen Kugelflächen-Gliedmitten
PA:: Kugelflächenmitte des Endabschnittgliedelements an der Eingangsseite
PC:: Kugelflächenmitte des Endabschnittgliedelements an der Ausgangsseite
S:: innerer Raum

Claims

Gliedbetätigungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 200), um ein Ausgangselement (105, 205) durch drei oder mehr Sätze von Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) zur Änderung der Haltung mit einem Eingangselement (104, 204) zu verbinden, wobei die Betätigungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 200) umfasst, dass jeder der Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) Endabschnittgliedelemente an einer Eingangsseite (101a, 102a, 103a, 201a, 202a, 203a) und an einer Ausgangsseite (101c, 102c, 103c, 201c, 202c, 203c), wobei ein Ende jedes Elements drehbar mit dem Eingangselement (104, 204) bzw. dem Ausgangselement (105, 205) verbunden ist, und ein Zwischengliedelement (101b, 102b, 103b, 201b, 202b, 203b), mit dem die äußeren Enden der jeweiligen Endabschnittgliedelemente an der Eingangsseite (101a, 102a, 103a, 201a, 202a, 203a) und der Ausgangsseite (101c, 102c, 103c, 201c, 202c, 203c) drehbar verbunden sind, umfasst, wobei ein geometrisches Modell, in dem jedes der Gliedelemente durch eine Linie ausgedrückt ist, eine Form darstellt, bei der ein eingangsseitiger Abschnitt und ein ausgangsseitiger Abschnitt des Zwischengliedelements (101b, 102b, 103b, 201b, 202b, 203b) in Bezug auf einen Mittelabschnitt des Zwischengliedelements zueinander symmetrisch sind; in zwei oder mehr Sätzen von Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) von den drei oder mehr Sätzen der Gliedmechanismen eine Gliedmechanismus-Antriebsquelle (121, 231) bereitgestellt ist, um jeden der Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) der zwei oder mehr Sätze zu betätigen, um die Haltung des Ausgangselements (105, 205) zu steuern; und im Inneren einer Anordnung der drei oder mehr Sätze von Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) ein biegsamer Draht (4A, 4B) hindurchgeführt ist, der über Biegsamkeit verfügt und dazu betriebsfähig ist, eine Drehkraft in einer Richtung entlang einer Anordnungsrichtung des Eingangselements (104, 204) und des Ausganselements (105, 205) zu übertragen, und der biegsame Draht (4A, 4b) durch ein Drahtführungselement (41) geführt wird, das an dem Zwischengliedelement (101b, 102b, 103b, 201b, 202b, 203b) fixiert ist und im Inneren eines jeden der Gliedmechanismen (101, 102, 103, 201, 202, 203) positioniert ist.
Gliedbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in jedem aus dem Eingangselement (104, 204) und dem Ausgangselement (105, 205) eine Durchgangsöffnung (106) bereitgestellt ist und der biegsame Draht (4A, 4B) durch diese Durchgangsöffnungen (106) in dem Eingangs- und dem Ausgangselement (105, 205) hindurchgeführt ist.
Gliedbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei eine Mitte des Drahtführungselements (41) an einer Position bereitgestellt ist, die mit einer Mitte der kreisförmigen Bahnkurve (43) des Zwischengliedelements (101b, 102b, 103b, 201b, 202b, 203b) übereinstimmt.
Gliedbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei der biegsame Draht (4A, 4B) ein biegsames Außenrohr (11), einen biegsamen Innendraht (12), dessen entgegengesetzte Enden ein Eingangsende (12a) und ein Ausgangsende (12b) für jeweilige Drehungen definieren, und der durch mehrere Wälzlager (13) drehbar in dem Außenrohr (11) gehalten wird, und Federelemente (141, 140), die zwischen den benachbarten Wälzlagern (13) bereitgestellt sind, um eine Vorspannung auf die Wälzlager (13) auszuüben, umfasst.
Gliedbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Federelement (141, 140) ein Innenring-Federelement (141), um die Vorspannung auf einen Innenring des Wälzlagers (13) auszuüben, und ein Außenring-Federelement (140), um die Vorspannung auf einen Außenring auszuüben, umfasst, wobei das Innenring-Federelement und das Außenring-Federelement in einer Längsrichtung des Innendrahts (12) abwechselnd angeordnet sind.
Gliedbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei an einer Eingangsendseite des biegsamen Drahts (4A, 4B) eine Drehantriebsquelle (6) zum Drehen des Innendrahts (12) bereitgestellt ist und mit dem Eingangsende (12a) des Innendrahts (12) verbunden ist.
Gliedbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei an einer Ausgangsendseite des biegsamen Drahts (4A, 4B) ein Untersetzungsgetriebe (32) zur Verringerung der Drehung des Innendrahts (12) bereitgestellt ist und mit dem Ausgangsende (12b) des Innendrahts (12) verbunden ist
Gliedbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, die bei einem medizinischen Gerät verwendet wird.
Ferngesteuerter Robotor, wobei in dem Ausgangselement der Gliedbetätigungsvorrichtung (1A, 1B, 1C, 200) nach Anspruch 1 eine Antriebsvorrichtung bereitgestellt ist, die zum Antrieb durch eine Drehkraft, welche durch den biegsamen Draht (4A, 4B) übertragen wird, geeignet ist.