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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung, die schwenkbar ein erstes Element und ein zweites Element miteinander verbindet, und eine Robotergelenkstruktur, welche die Gelenkkupplung verwendet.
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Stand der Technik
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Eine Gelenkkupplung mit einer ersten Gabel, die mit einem ersten Element verbunden ist, einer kreuzförmigen Welle, die eine erste und eine zweite Welle orthogonal zueinander beinhaltet, und einer zweiten Gabel, die mit einem zweiten Element verbunden ist, ist als eine typische Gelenkkupplung bekannt (siehe Patentliteratur 1). Die erste Gabel weist ein gabelförmiges distales Ende auf. Das gabelförmige distale Ende der ersten Gabel ist drehbar mit der ersten Welle der kreuzförmigen Welle verbunden. Die zweite Gabel weist ebenfalls ein gabelförmiges distales Ende auf. Das gabelförmige distale Ende der zweiten Gabel ist drehbar mit der zweiten Welle der kreuzförmigen Welle verbunden. Die erste und die zweite Gabel sind schwenkbar über die kreuzförmige Welle miteinander verbunden.
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Liste der Anführungen
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP 2002-276683 A -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Die Gelenkkupplung weist jedoch dahingehend ein Problem auf, dass der Bewegungsbereich des zweiten Elements bezüglich des ersten Elements auf einen Bereich beschränkt ist, in dem die erste Gabel nicht mit der zweiten Gabel in Kontakt kommt und es unmöglich ist, einen breiten Bewegungsbereich des zweiten Elements bezüglich des ersten Elements zu erreichen.
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Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Gelenkkupplung bereitzustellen, die einen breiten Bewegungsbereich eines zweiten Elements bezüglich eines ersten Elements bieten kann, und eine Robotergelenkstruktur, welche die Gelenkkupplung verwendet.
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Technische Lösung
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Um das oben genannte Problem zu lösen, ist die vorliegende Erfindung eine Gelenkkupplung zum schwenkbaren Verbinden eines ersten Elements und eines zweiten Elements, wobei die Gelenkkupplung beinhaltet: ein Lager mit einem Außenring und einem Innenring, die relativ um eine Mittellinie bezüglich des Außenrings drehbar sind, wobei das Lager dazu konfiguriert ist, mit dem ersten Element verbunden zu werden; eine Welle, die an dem Innenring oder dem Außenring fixiert ist und rechtwinklig zu der Mittellinie steht; und einen Arm, der von der Welle auf solche Weise getragen wird, dass er um die Welle drehbar ist, wobei der Arm dazu konfiguriert ist, mit dem zweiten Element verbunden zu werden.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein breiter Bewegungsbereich eines Arms um eine Mittellinie eines Lagers erzielt werden. Folglich kann ein breiter Bewegungsbereich eines zweiten Elements bezüglich eines ersten Elements erreicht werden. Außerdem wird angestrebt, eine Gelenkkupplung kompakt zu gestalten und die Steifigkeit der Gelenkkupplung wird verbessert.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Außenansicht einer Gelenkkupplung in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Gelenkkupplung des Ausführungsbeispiels.
- 3A und 3B sind detaillierte Ansichten der Gelenkkupplung des Ausführungsbeispiels ( 3A ist eine Seitenansicht der Gelenkkupplung und 3B ist eine Querschnittdarstellung entlang der Linie A-A aus 3A).
- 4 ist eine Querschnittdarstellung eines Lagers.
- 5 ist eine schematische Darstellung von Rollen, die in dem Lager integriert sind.
- 6 ist eine perspektivische Darstellung eines Roboters vom Menschentyp, bei dem die Gelenkkupplungen des Ausführungsbeispiels integriert sind.
- 7 ist eine perspektivische Darstellung eines Fußgelenks, bei dem die Gelenkkupplung des Ausführungsbeispiels integriert ist.
- 8 ist eine Seitenansicht des Fußgelenks, bei dem die Gelenkkupplung des Ausführungsbeispiels integriert ist.
- 9 ist eine perspektivische Darstellung einer Gelenkkupplung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Nachfolgend wird eine Gelenkkupplung in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ausführlich auf Basis der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Allerdings kann die vorliegende Erfindung in verschiedenen Modi ausgeführt werden und ist nicht auf die in der Beschreibung dargelegten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Beschreibung wird vollständig offengelegt, um die Ausführungsbeispiele mit der Absicht bereitzustellen, dass sich Fachleuten der Geltungsbereich der Erfindung umfänglich erschließt. In den begleitenden Zeichnungen sind denselben Komponenten dieselben Bezugszeichen zugewiesen.
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1 zeigt eine perspektivische Außenansicht einer Gelenkkupplung in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Gelenkkupplung des Ausführungsbeispiels beinhaltet ein Lager 1 mit einem Außenring 2 und einem Innenring 3, eine Welle 4, die an dem Innenring 3 des Lagers 1 befestigt ist, und einen Arm 5, der von der Welle 4 auf solche Weise gelagert wird, dass er um die Welle 4 drehbar ist. Das Lager 1 ist mit einem nicht dargestellten ersten Element verbunden. Der Arm 5 ist mit einem nicht dargestellten zweiten Element verbunden. Der Innenring 3 ist um eine Mittellinie 1a bezüglich des Außenrings 2 drehbar. Die Welle 4 verläuft rechtwinklig zu der Mittellinie 1a des Lagers 1. Eine Mittellinie 4a der Welle 4 und die Mittellinie 1a des Lagers 1 sind orthogonal zueinander. Daher verbindet die Gelenkkupplung das erste Element und das zweite Element auf solche Weise, dass das zweite Element um die zwei orthogonalen Mittellinien 1a und 4a bezüglich des ersten Elements schwenken kann.
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2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Gelenkkupplung. In 2 kennzeichnen das Bezugszeichen 1 das Lager, ein Bezugszeichen 6 einen Block, das Bezugszeichen 4 die Welle, das Bezugszeichen 5 den Arm und die Bezugszeichen 7a und 7b Armlager. Diese Elemente werden nacheinander und beschrieben.
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Das Lager 1 ist ein Kreuzrollenlager, in dem eine Vielzahl von Rollen zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 3 auf solche Weise angeordnet ist, dass die Achsen von benachbarten Rollen orthogonal zueinander verlaufen. Wie in einer Querschnittansicht in 4 dargestellt, weist der Außenring 2 an seiner Innenumfangsfläche eine Rollenlauffläche 2a mit einem V-förmigen Querschnitt auf. Der Innenring 3 hat an seiner Außenumfangsfläche eine Rollenlauffläche 3a mit einem V-förmigen Querschnitt, wobei die Rollenlauffläche 3a zu der Rollenlauffläche 2a ausgerichtet ist. Eine ringförmige Rollenlaufbahn mit einem rechtwinkligen Querschnitt ist zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 3 ausgebildet. Wie in 5 dargestellt, ist eine Vielzahl von Rollen in der Rollenlaufbahn auf solche Weise angeordnet, dass die Achsen von benachbarten Rollen 8a und 8b orthogonal zueinander verlaufen. Ein Distanzer 9, der verhindert, dass die benachbarten Rollen 8a und 8b miteinander in Kontakt kommen, ist zwischen den Rollen 8 angeordnet. Wenn der Innenring 3 bezüglich des Außenrings 2 gedreht wird, führt die Vielzahl von Rollen 8, die zwischen dem Außenring 2 dem Innenring 3 angeordnet ist, eine Rollbewegung entlang der Rollenlaufbahn durch. Durch die Verwendung des Kreuzrollenlagers kann die Tragfähigkeit verbessert werden. Selbst das einzelne Lager 1 kann eine schwere axiale Last, radiale Last und Drehmomentbelastung aufnehmen.
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Wie in 2 dargestellt, wird der im Wesentlichen kurze zylindrische Block 6 in den Innenring 3 eingesetzt. Der Block 6 wird mithilfe eines Befestigungselements 10, wie beispielsweise einer Schraube, an dem Innenring 3 befestigt. Der Block 6 ist an einem Ende in einer Richtung der Mittellinie 1a mit einem Flansch 6a versehen. Der Block 6 ist mit einem Schraubenloch 6b versehen, das mit dem Befestigungselement 10 verschraubt ist. Wenn der Block 6 in den Innenring 3 eingesetzt ist und das Befestigungselement 10 an dem Block 6 verschraubt ist, wird der Innenring 3 zwischen dem Kopf des Befestigungselements 10 und dem Flansch 6a eingeschlossen (siehe die Seitenansicht in 3A).
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Wie in 2 dargestellt, beinhaltet der Block 6 eine Öffnung 6c mit einem quadratischen Querschnitt, wobei die Öffnung 6c den Block 6 in der Richtung der Mittellinie 1a des Lagers 1 durchdringt. Die Öffnung 6c ist in der Mitte des Blocks 6 in einer Vorderansicht des Blocks 6 angeordnet. Außerdem beinhaltet der Block 6 Wellenbefestigungsöffnungen 6d und 6d, die sich in einer Richtung orthogonal zu der Mittellinie 1a des Lagers 1 erstrecken und mit der Öffnung 6c in Verbindung stehen. Die Welle 4 ist in die Wellenbefestigungsöffnungen 6d und 6d eingesetzt. Die Welle 4 weist eine runde zylindrische Form auf. Die Welle 4 ist an beiden axialen Enden an dem Block 6 befestigt (siehe die Querschnittdarstellung in 3B).
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Wie in 2 dargestellt, weist der Arm 5 im Wesentlichen einen Querschnitt auf, der kleiner als die Öffnung 6c des Blocks 6 ist, und erstreckt sich in einer Richtung orthogonal zu der Welle 4. Der Arm 5 wird in die Öffnung 6c des Blocks 6 eingesetzt und durchdringt den Block 6. Der Block 6 ermöglicht die Drehung des Arms 5 innerhalb der Öffnung 6c. Der Arm 5 kann sich so weit drehen, bis er mit einem Rand der Öffnung 6c des Blocks 6 in Kontakt kommt. Der Drehbereich des Arms 5 wird durch den Rand der Öffnung 6c des Blocks 6 beschränkt. Beide Enden 5a und 5b stehen in einer Längsrichtung des Arms 5 von dem Block 6 vor. Die beiden Enden 5a und 5b in der Längsrichtung des Arms 5 sind mit Schraubenlöchern 11 als Montageabschnitte zum Montieren des Arms 5 an dem zweiten Element versehen.
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Der Arm 5 hat in der Mitte in der Längsrichtung eine Durchgangsöffnung 5c, wo ihn die Welle 4 durchdringt. Der Arm 5 beinhaltet vorgewölbte Abschnitte 5d1 und 5d1, die sich in einer Bogenform an den Seitenflächen 5d und nahe der Durchgangsöffnung 5c vorwölben. Die vorgewölbten Abschnitte 5d1 und 5d1 sind dazu vorgesehen, einen Höhenunterschied zu den Seitenflächen 5d zu bieten. Folglich kann einen großer Drehbereich des Arms 5 um die Welle 4 erzielt werden. Der Arm 5 ist an der Außenseite der Welle 4 befestigt. Die zwei Armlager 7a und 7b befinden sich zwischen der Welle 4 und dem Arm 5. Die zwei Armlager 7a und 7b sind mit einem Abstand zueinander in der axialen Richtung der Welle 4 angeordnet. Die Armlager 7a und 7b sind Kugellager, die jeweils einen Außenring, einen Innenring, und mehrere Kugeln aufweisen, die zu einer Rollbewegung zwischen dem Außenring und dem Innenring fähig sind. Flansche 7a1 und 7b1, um die Seitenflächen 5e des Arms 5 mit den Armlagern 7a und 7b in Kontakt zu bringen, sind an den Außenringen vorgesehen. Wie in der Querschnittdarstellung in 3B dargestellt, ist der Arm 5 zwischen den beiden Enden 4b und 4c der Welle 4 platziert, die an dem Block 6 befestigt ist.
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Wie in 3A dargestellt, ist die Mitte der Welle 4, das heißt, ein Drehzentrum P1 des Arms 5 um die Welle 4, in einem Bereich der Dicke des Lagers 1 in der Richtung der Mittellinie 1a des Lagers 1 angeordnet, betrachtet von der Seite der Gelenkkupplung.
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Die Gelenkkupplung des Ausführungsbeispiels erzielt folgende Effekte:
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Es kann ein großer Drehbereich des Arms 5 um die Mittellinie 1a des Lagers 1 erzielt werden. Folglich kann ein breiter Bewegungsbereich um die Mittellinie 1a des zweiten Elements bezüglich des ersten Elements erreicht werden. Allerdings wird der Drehbereich um die Mittellinie 4a des Arms 5 durch den Kontakt des Arms 5 mit dem Rand der Öffnung 6c des Blocks 6 beschränkt. Daher ist der Drehbereich um die Mittellinie 4a des Arms 5 kleiner als der Drehbereich um die Mittellinie 1a. Die Gelenkkupplung des Ausführungsbeispiels ist als Gelenkkupplung für Anwendungen geeignet, in welchen der Drehbereich um die Mittellinie 1a, bei der es sich um eine der zwei orthogonalen Mittellinien 1a und 4a handelt, breiter als der Drehbereich um die andere Mittellinie 4a ist.
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Der Block 6, der die Öffnung 6c aufweist, ist an dem Innenring 3 fixiert und die Drehung des Arms 5 ist innerhalb der Öffnung 6c des Blocks 6 möglich. Folglich kann die Gelenkkupplung kompakt gestaltet werden.
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Beide axiale Enden 4b und 4c der Welle 4 sind an dem Block 6 fixiert. Folglich kann die Welle 4 zuverlässig fixiert werden und die Steifigkeit der Gelenkkupplung wird verbessert.
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Das Drehzentrum P1 des Arms 5 um die Welle 4 ist in einem Bereich der Dicke t des Lagers 1 in der Richtung der Mittellinie 1a des Lagers 1 angeordnet, betrachtet von der Seite der Gelenkkupplung. Folglich kann das Lager 1 zuverlässig eine Last aufnehmen, die auf den Arm 5 wirkt, und die Steifigkeit der Gelenkkupplung wird verbessert.
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Das Kreuzrollenlager 1 wird als das Lager 1 verwendet. Folglich wird die Tragfähigkeit des Lagers 1 verbessert und die Steifigkeit der Gelenkkupplung wird verbessert.
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Mindestens zwei Armlager 7a und 7b sind zwischen der Welle 4 und dem Arm 5 angeordnet, die einander in der axialen Richtung der Welle 4 beabstanden. Folglich wird die Drehung des Arms 5 stabilisiert und die Steifigkeit der Gelenkkupplung wird verbessert.
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6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Roboters vom Menschentyp, bei dem die Gelenkkupplungen des Ausführungsbeispiels integriert sind. Der Roboter vom Menschentyp beinhaltet einen Körperabschnitt 21, zwei Beinabschnitte 22a und 22b, die unter dem Körperabschnitt 21 montiert sind, zwei Armabschnitte 23a und 23b, die an den beiden oberen Seitenflächen links und rechts des Körperabschnitts 21 montiert sind, und einen Kopfabschnitt 24, der auf dem Körperabschnitt 21 montiert ist (in der Realität ist ein Kopfabschnitt, an dem eine CCD-Kamera montiert ist, an einem Element mit der Bezugsziffer 24 montiert). Der Roboter vom Menschentyp ist so konfiguriert, dass er Aktionen nahe der Aktionen eines Menschen durchführen kann. In der folgenden Beschreibung sind links und rechts die Seiten links und rechts aus Sicht des Roboters vom Menschentyp. Außerdem ist, wenn die Bewegungsrichtung des Roboters vom Menschentyp eine positive x-Achsenrichtung ist, die linke Richtung aus Sicht des Roboters vom Menschentyp eine positive y-Achsenrichtung, und die Richtung nach oben des Roboters vom Menschentyp ist eine positive z-Achsenrichtung, die x-Achse ist die Längsachse, die y-Achse ist die Querachse und die z-Achse ist die Hochachse.
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Der Roboter vom Menschentyp ist ein zweibeiniger Roboter und geht wie ein Mensch, während er die Balance auf zwei Beinen hält. Die Beinabschnitte 22a und 22b sind über Hüftgelenke 26a und 26b mit dem Körperabschnitt 21 verbunden. Die Hüftgelenke 26a und 26b verbinden den Körperabschnitt 21 und die Beinabschnitte 22a und 22b auf solche Weise, dass die Beinabschnitte 22a und 22b um die Quer- und Längsachse bezüglich des Körperabschnitts 21 schwenkbar sind.
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Die Oberschenkelabschnitte 27a und 22b sind mit den Hüftgelenken 26a und 26b verbunden. Die Unterschenkelabschnitte 29a und 29b sind mit Unterseiten der Oberschenkelabschnitte 27a und 27b über Kniegelenke 28a und 28b verbunden. Fußabschnitte 31a und 31b, die eine Straßenoberfläche berühren, sind mit Unterseiten der Unterschenkelabschnitte 29a und 29b über Fußgelenke 30a und 30b verbunden. Die Fußgelenke 30a und 30b verbinden die Unterschenkelabschnitte 29a und 29b und die Fußabschnitte 31a und 31b auf solche Weise, dass die Fußabschnitte 31a und 31b um die Quer- und Längsachse bezüglich der Unterschenkelabschnitte 29a und 29b schwenkbar sind.
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Die zwei Armabschnitte 23a und 23b sind so ausgelegt, dass sie um den Körperabschnitt 21 frei beweglich sind. Die Armabschnitte 23a und 23b beinhalten Oberarmabschnitte 25a und 25b, die sich näher an den Schultern befinden, und Unterarmabschnitte 32a und 32b, die sich über die Ellbogen näher an nicht dargestellten Handabschnitten befinden. Die Handabschnitte sind mit distalen Enden der Unterarmabschnitte 32a und 32b über Handgelenke 33a und 33b verbunden. Die Handgelenke 33a und 33b verbinden die Unterarmabschnitte 32a und 32b und die Handabschnitte auf solche Weise, dass die Handabschnitte um die Quer- und Längsachse schwenkbar sind.
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Der Kopfabschnitt 24 ist mit dem Körperabschnitt 21 über ein Halsgelenk 34 verbunden. Das Halsgelenk 34 verbindet den Körperabschnitt 21 und den Kopfabschnitt 24 auf solche Weise, dass der Kopfabschnitt 24 um die Quer- und Längsachse bezüglich des Körperabschnitts 21 schwenkbar ist.
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Die Gelenkkupplungen des Ausführungsbeispiels sind in den Gelenken 26a und 26b, den Fußgelenken 30a und 30b, den Handgelenken 33a und 33b und dem Halsgelenk 34 des Roboters vom Menschentyp verbaut. Der Drehbereich um eine der Achsen (beispielsweise die Querachse) dieser Gelenke ist weiter als der Drehbereich der anderen Achse (beispielsweise der Längsachse). Die Mittellinie 1a des Lagers 1 der Gelenkkupplung dient als die eine Achse (beispielsweise die Querachse), deren Drehbereich weit ist, und die Welle 4 der Gelenkkupplung dient als die andere Achse (beispielsweise die Längsachse), deren Drehbereich eng ist.
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7 und 8 zeigen das Fußgelenk 30a, in welchem die Gelenkkupplung des Ausführungsbeispiels integriert ist. 7 ist eine perspektivische Darstellung des Fußgelenks 30a. 8 zeigt eine Seitenansicht des Fußgelenks 30a, betrachtet aus der Querachsenrichtung. Wie in 7 dargestellt, ist der Außenring 2 des Lagers 1 an dem Unterschenkelabschnitt 29a fixiert. Der Arm 5 in diesem Beispiel hat insgesamt die Form eines umgekehrten U. Der Fußabschnitt 31a ist an beiden Enden des Arms 5 fixiert. Der Drehbereich um die Querachse ist an dem Fußgelenk 30a breiter als der Drehbereich um die Längsachse. Daher dient die Mittellinie 1a des Lagers 1 als die Querachse, und die Welle 4 (siehe 1) dient als die Längsachse.
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In dem Ausführungsbeispiel wird ein Differenzialgliedmechanismus als Mechanismus verwendet, der den Fußabschnitt 31a betätigt. Der Differenzialgliedmechanismus beinhaltet ein erstes und zweites Zwischenglied 33-1 und 33-2, die bilateral symmetrisch um den Unterschenkelabschnitt 29a angeordnet sind und drehbar von dem Unterschenkelabschnitt 29a gelagert werden, und einen ersten und zweiten Betätigungsarm 34-1 und 34-2, die drehbar an den einen Enden mit dem Fußabschnitt 31a über Kupplungen 35-1 und 35-2 und an den anderen Enden mit dem ersten und zweiten Zwischenglied 33-1 und 33-2 über Kupplungen 36-1 und 36-2 verbunden sind.
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Wie in 8 dargestellt, sind das erste und zweite Zwischenglied 33-1 und 33-2 drehbar in der Mitte mit dem Unterschenkelabschnitt 29a verbunden. Die einen Enden des ersten und zweiten Zwischenglieds 33-1 und 33-2 sind drehbar mit dem ersten und zweiten Betätigungsarm 34-1 und 34-2 verbunden. Die anderen Enden des ersten und zweiten Zwischenglieds 33-1 und 33-2 sind drehbar mit einem ersten und einem zweiten Linearstellglied 37-1 und 37-2 verbunden. Das erste und zweite Zwischenglied 33-1 und 33-2 werden durch eine erste und zweite Schraubenfeder in einer Richtung vorgespannt (nur eine erste Schraubenfeder 38-1 ist in 7 dargestellt).
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Das erste und zweite Linearstellglied 37-1 und 37-2 werden von dem Unterschenkelabschnitt 29a drehbar gelagert. Das erste und zweite Linearstellglied 37-1 und 37-2 beinhalten jeweils eine Kugelfeder. Wenn ein Motor eine Schraube der Kugelfeder dreht, bewegt sich ein Schraubenschaft in der axialen Richtung, und das erste und zweite Linearstellglied 37-1 und 37-2 dehnen sich aus und ziehen sich zusammen. Wenn sich das erste und zweite Linearstellglied 37-1 und 37-2 gleichzeitig ausdehnen oder zusammenziehen, dreht sich der Fußabschnitt 31a um die Querachse bezüglich des Unterschenkelabschnitts 29a. Wenn sich eines aus dem ersten und zweiten Linearstellglied 37-1 und 37-2 ausdehnt und sich das andere zusammenzieht, dreht sich der Fußabschnitt 31a um die Längsachse bezüglich des Unterschenkelabschnitts 29a.
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Gemäß dem Differenzialgliedmechanismus des Ausführungsbeispiels sind das erste und zweite Zwischenglied 33-1 und 33-2 zwischen dem ersten und zweiten Linearstellglied 37-1 und 37-2 und dem ersten und zweiten Betätigungsarm 34-1 und 34-2 angeordnet. Folglich kann eine Last, die auf den Fußabschnitt 31a wirkt, temporär von dem ersten und zweiten Zwischenglied 33-1 und 33-2 aufgenommen werden. Daher kann verhindert werden, dass eine Last, die auf den Fußabschnitt 31a wirkt, direkt auf das erste und zweite Linearstellglied 37-1 und 37-2 wirkt, und kann eine unangemessene Kraft in anderen Richtungen als der axialen Richtung verhindert werden, wie beispielsweise eine radiale Last, eine Verdrehung und ein Drehmoment auf das erste und zweite Linearstellglied 37-1 und 37-2.
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9 zeigt eine Gelenkkupplung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Gelenkkupplung des zweiten Ausführungsbeispiels beinhaltet das Lager 1, Wellen 41a und 41b und einen Arm 42, wie in der Gelenkkupplung aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Konfiguration des Lagers 1 ist dieselbe wie die der Gelenkkupplung des ersten Ausführungsbeispiels. Folglich werden dieselben Bezugszeichen verwendet und wird auf eine Beschreibung verzichtet.
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Das erste Element ist an dem Außenring 2 des Lagers 1 in der Gelenkkupplung des ersten Ausführungsbeispiels fixiert, während ein erstes Element 43 an dem Innenring 3 des Lagers 1 in der Gelenkkupplung des zweiten Ausführungsbeispiels befestigt ist. Das Paar aus Wellen 41a und 41b ist an dem Außenumfang des Außenrings 2 des Lagers 1 fixiert. Die Wellen 41a und 41b sind mit dem Arm 42 verbunden, der insgesamt eine U-Form aufweist, so dass er um die Wellen 41a und 41b drehbar ist. Der Arm 42 ist mit einem Montageabschnitt 42a versehen, so dass er mit dem zweiten Element verbunden werden kann.
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Der Außenring 2 des Lagers 1 ist um die Mittellinie 1a bezüglich des Innenrings 3 drehbar. Der Arm 42 ist um die Wellen 41a und 41b drehbar. Eine Mittellinie 41c der Wellen 41a und 41b verläuft orthogonal zu der Mittellinie 1a des Lagers 1. Daher verbindet die Gelenkkupplung das erste Element 43 und das nicht dargestellte zweite Element auf solche Weise, dass das zweite Element um die zwei orthogonalen Mittellinien 1a und 4a bezüglich des ersten Elements 43 schwenkbar ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Umsetzung der Ausführungsbeispiele beschränkt und kann in anderen Ausführungsbeispielen innerhalb des Geltungsbereiches umgesetzt werden, ohne die Kernaussage der vorliegenden Erfindung zu ändern.
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So wird beispielsweise in den Ausführungsbeispielen ein einzelnes Kreuzrollenlager als das Lager verwendet. Allerdings kann auch eine Vielzahl von Rollenlagern oder eine Vielzahl von Kugellagern verwendet werden.
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Außerdem wird in dem Ausführungsbeispiel ein Kugellager als das Armlager verwendet. Dagegen kann auch ein Gleitlager verwendet werden.
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In den Ausführungsbeispielen ist das Lager direkt mit dem ersten Element verbunden. Allerdings kann das Lager auch über eine Komponente wie beispielsweise ein Gehäuse mit dem ersten Element verbunden sein.
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Die Gelenkkupplung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf einen Roboter vom Menschentyp beschränkt, sondern kann in verschiedenen Robotern, wie beispielsweise einem Roboter mit Parallelkinematik und einem Industrieroboter eingesetzt werden.
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Die Beschreibung beruht auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-208194 , eingereicht am 22. Oktober 2015, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lager
- 1a
- Mittellinie des Lagers
- 2
- Außenring
- 3
- Innenring
- 4
- Welle
- 4a
- Mittellinie der Welle
- 4b, 4c
- Beide Enden der Welle
- 5
- Arm
- 5c
- Durchgangsöffnung des Arms
- 6
- Block
- 6c
- Öffnung des Blocks
- 7a, 7b
- Armlager
- 8
- Rolle
- 8a, 8b
- Benachbarte Rolle
- 21
- Körperabschnitt
- 30a, 30b
- Fußgelenk des Roboters
- 33a, 33b
- Handgelenk des Roboters
- 34
- Halsgelenk
- 41a, 41b
- Welle
- 42
- Arm
- P1
- Drehzentrum des Arms bezüglich der Welle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2002276683 A [0003]
- JP 2015208194 [0043]
