DE19507947A1

DE19507947A1 - Gelenkverbindungsmechanismus und ein Universalarmmittel für die Verwendung des Mechanismus

Info

Publication number: DE19507947A1
Application number: DE19507947A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Hashi
Original assignee: Transuport Corp
Current assignee: Transuport Corp
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1995-09-14
Also published as: US5597147A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Gelenkverbindungsmechanismus, der auf ein Drehteil aufgebracht wird, in der Lage ist, in einer beliebigen Position eine schwere Last sicher anzubringen, und ferner frei gehandhabt bzw. bedient werden kann, und die Erfindung bezieht sich auch auf ein Universalarmmittel, welches auf den Gelenkverbindungsmechanismus bezogen ist bzw. bei diesem verwendet wird.

Bekannt sind bewegbare Armmittel, die z. B. auf eine bewegbare Beleuchtungsvorrichtung aufgebracht worden sind (wie z. B. Z-Licht), bewegbare Fernsehsets, welche durch Hin- bzw. Weglegen an Arbeitsräumen benutzt werden und die Gelenkverbindungsmechanismen verwendet haben und durch welche die Beleuchtungsvorrichtung und/oder das Fernsehset am Ende des bewegbaren Armmittels angebracht sind, so daß sie frei bewegt werden können.

Ein Gelenkverbindungsmechanismus, welcher auf die vorgenannte Vorrichtung aufgebracht bzw. bei dieser verwendet wird, weist im allgemeinen Federmittel auf, die an Gelenkmitteln so vorgesehen sind, daß eine elastische Kraft des Federmittels die schwere, dort hinzugefügte Last stützen kann und/oder das Gelenkmittel, das bestimmte Reibung gibt, so daß die Möglichkeit geschaffen ist, die schwere Last abzustützen. Ferner sind andere Gelenkver bindungsmittel entwickelt worden, die einen anderen Aufbau haben, bei dem alle bewegbaren Arme selbst unbeweglich mit vorbestimmter Reibung an dem Drehteil befestigt sind.

Von der Erfindung zu lösende Probleme

In einem Büro, in dem es nur beschränkt Platz gibt, ist es erwünscht, daß jeder enge Raum, sogar der obere Raum des Büros, ausgenutzt wird. Deshalb sind ein schweres Fernsehset, der Bildschirm einer CRT (Kathodenstrahlröhre) und Bücherregale in irgendwelchen Räumen angeordnet, die ausgenutzt werden können. Wenn sie nicht benutzt werden, ist es dement sprechend erwünscht, sie aus ihren Arbeitspositionen in Räume zu bewegen, wie z. B. Wandseiten nahe der Decke, die zuvor nicht wirksam ausgenutzt worden sind. In diesen Fällen ist es mit den herkömmlichen bewegbaren Armmitteln schwer, Dinge abzustützen, die schwerer als gewisse bestimmte Lasten sind, und selbst wenn das Mittel die schwereren Sachen stützen kann, ist eine sehr komplizierte Handhabung notwendig, um Drehgelenkteile bewegbarer Armmittel zu betätigen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Gelenkverbindungsmechanismus vorzusehen, der frei einen Winkel eines Gelenkarmes verändern kann, selbst wenn eine schwere Sache am Endteil des bewegbaren Armes angebracht ist, und wenn der bewegbare Arm einmal angehalten ist, kann er den Winkel des Gelenkarmes festhalten bzw. starr halten. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Universalarmmittel vorzusehen, welches eine schwere Sache durch Anwendung des Drehgelenkmechanismus in eine beliebige Position schieben kann.

Mittel zum Lösen der Probleme

Der Gelenkverbindungsmechanismus nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß er zwei relativ drehende Teile aufweist, mindestens zwei lokale Teile jedes der Drehteile, welche relative Abstände in Abhängigkeit von den relativen Drehungen der zwei Drehteile verändern, ein erstes Teil und ein zweites Teil, deren jedes mit dem betreffenden lokalen Teil verbunden ist, und einen Fließmittelabdichtraum bzw. Fluidabdichtraum, der zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil gebildet ist, in welchem der Abdichtzustand des Fluidabdichtraumes mit einem vorbestimmten Öffnungs- und Schließmittel freigegeben bzw. gelöst werden kann.

Zusätzlich hat das Universalarmmittel gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Gelenkverbindungsmechanismen, wie sie in Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung beansprucht sind, die unter einer Vielzahl von Armen angeordnet sind, und eine Vielzahl von Öffnungs- und Schließmitteln des Gelenkverbindungsmechanismus kann fast gleichzeitig mit nur einem Außenschaltermittel geöffnet und geschlossen werden.

Betrieb

In dem für Fluid hermetisch abgedichteten Raum des vorliegenden Drehgelenkmechanismus wird inkompressibles Fluid oder mit einem vorbestimmten Druck komprimiertes, kompressibles Fluid eingefüllt, so daß selbst bei Vorhandensein einer Erregerkraft Relativdrehungen der Drehteile durch eine vorbestimmte Kraft verhindert werden. Wenn der gasdichte bzw. hermetisch abgedichtete Zustand durch das Öffnungs- und Schließmittel gelöst bzw. freigesetzt ist, kann das Fluid frei in Abhängigkeit von dieser Erregerkraft fließen, welche durch Belastung, elastische Kraft von Federmitteln usw. hervorgerufen ist mit der Folge, daß die Drehteile relative Drehungen beginnen können. Wenn auf der anderen Seite das Öffnungs- und Schließmittel geschlossen ist, kann das Fluid, welches gasdicht in dem Fluidabdichtraum eingefüllt ist, nicht fließen, so daß der Abstand zwischen jedem der lokalen Teile ent sprechender Drehteile sich niemals verändert. Somit sind die Drehteile daran gehindert, sich selbst relativ zu drehen.

Das Universalarmmittel gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer Vielzahl von Gelenkverbindungsmechanismen und einer Vielzahl von Armmitteln ausgestattet (unter einer Vielzahl von Armmitteln). (Jeder Gelenkverbindungsmechanismus ist zwischen jedem der benachbarten Arme angeordnet). Die Öffnungs- und Schließmittel dieses Gelenkverbindungs mechanismus werden durch äußere Schaltmittel gleichzeitig betätigt. Demgemäß kann das Universalarmmittel frei in dem "Ein-" Zustand des äußeren Schaltmittels bewegt werden, und in den "Aus-" Zustand des Schaltmittels kann das Universalarmmittel stationär angehalten werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gelenkverbindungsmechanismus der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Gelenkverbindungsmechanismus der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Steuerteiles,

Fig. 4 eine Ansicht unter schematischer Darstellung des Betriebes des Gelenkverbindungs mechanismus der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Gelenkverbindungsmechanismus für horizontale Drehung,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Gelenkverbindungsmechanismus der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 6 gezeigt ist,

Fig. 8 eine Schnittansicht des Gelenkverbindungsmechanismus der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 eine Schnittansicht des Betriebes der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform,

Fig. 10 eine schematische Ansicht unter Darstellung einer dritten Ausführungsform des Gelenkverbindungsmechanismus nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 11 eine schematische Ansicht unter Darstellung der vierten Ausführungsform des Gelenkverbindungsmechanismus nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 12 eine Schnittansicht unter Darstellung der fünften Ausführungsform des Gelenkmecha nismus nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 13 eine Schnittansicht unter Darstellung der sechsten Ausführungsform des Gelenkver bindungsmechanismus nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines Universalarmmittels der vorliegenden Erfindung,

Fig. 15 eine Schnittansicht eines Halteteils, welches in Fig. 12 dargestellt ist,

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Universalarmmittels der vorliegenden Erfindung und

Fig. 17 eine Schnittansicht des Halteteils, welches in Fig. 11 gezeigt ist.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 werden nachfolgend Erläuterungen gegeben unter Betrachtung eines Gelenkverbindungsmechanismus der vorliegenden Erfindung. Der Gelenkver bindungsmechanismus weist mindestens ein ersten Drehteil 2 und ein zweites Drehteil 3 auf. An dem ersten Drehteil 2 ist ein Arm 4 angebracht, und an dem zweiten Drehteil 3 ist ein Arm 5 angebracht. Eine Mittelachse 6 des ersten Drehteiles 2 ist durch vorbestimmte Lagermittel in ein Mittelloch 7 eingeführt, welches in das zweite Drehteil 3 gebohrt ist, und A ist unter Schraubung von der Seite des zweiten Drehteiles 3 in die Bohrung 7 eingefügt (eine Kappenplatte 42 ist mit Gewinde von der Seite des zweiten Drehteiles 3 in die Bohrung 7 eingefügt), und es wird ganz an dem ersten Drehteil 2 angebracht, so daß es ein Teil desselben sein kann und nicht drehen kann, durch Befestigungsmittel, wie z. B. Klebstoff, Schweißen, Schraubmittel, Bolzenmittel usw.

Deshalb können beide von ihnen (das erste und das zweite Drehteil) frei relative Drehungen machen. Zusätzlich gibt es zwischen einem hervorstehenden Stück 1 5 des ersten Drehteiles 2 und einem vorstehenden Stück 27 des zweiten Drehteiles 3 ein Federmittel 28 als Erregermittel, und es erregt immer die beiden Drehteile mit geeigneter Kraft, so daß sie relative Drehungen ausführen können. Selbstverständlich kann dieses Federmittel z. B. eine Gasfeder usw. sein, und es kann an einer beliebigen Position angeordnet sein. An einer vorbestimmten exzentrischen Stellung (d. h. lokalen Stellung) auf einer Seite des ersten Drehteiles 2, wie in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt ist, ist eine Scheibe 17 schwenkbar durch ein Anbringmittel an diesem angebracht, z. B. ein Gelenk 8 usw. In dieser Scheibe 17 ist ein Loch 22 gebohrt, in welches eine Stange 18 gleitend eingepaßt ist, und am oberen und unteren Ende der Stange 18 sind Endscheiben 19 bzw. 19′ befestigt. Bei dieser Ausführungsform weist das zweite Teil die Stange 18 und die Endscheiben 19, 19′ auf, und das äußere Ende mindestens einer der Endscheiben ist schwenkbar durch solch ein Anbringmittel, wie z. B. ein Gelenk 9 usw., an der vorbestimmten Position (d. h. der lokalen Stellung) des zweiten Drehteiles 3 angebracht.

Ferner ist in der Scheibe 17 ein Verbindungsdurchgang 20 vorgesehen, durch welchen eine erste Abteilungskammer 25 und eine zweite Abteilungskammer 26 (deren jede nachfolgend beschrieben wird) mit der anderen in Verbindung treten kann. In einer bestimmten Position ist in dem Verbindungsdurchgang 20 zwischen der ersten Abteilungskammer 25 und der zweiten Abteilungskammer 26 ein Öffnungs- und Schließventil 28 als Öffnungs- und Schließmittel vorgesehen. Das Öffnungs- und Schließventil 21 ist vorzugsweise solch ein Typ eines Ventiles, welches in seinem Normalzustand mit Erregungsmitteln geschlossen wird, z. B. einem Federmittel usw. Es ist auch bevorzugt, das Ventil 21 so einzurichten, daß es durch Drücken und/oder Drehen eines Handhabungsteiles geöffnet werden kann, welches sich zu einem oberen Teil erstreckt, um die Innenseite der ersten Abteilungskammer 25 mit jener der zweiten Abteilungskammer 26 in Verbindung zu setzen. Hier ist der Verbindungsdurchgang 20 als Teil der Scheibe 17 beschrieben, der Fachmann versteht jedoch leicht, daß der Verbindungsdurch gang 20 statt der Scheibe 17 ein enges Rohr sein kann, welches sich nach außerhalb derselben erstreckt. Ferner ist es auch möglich, die beiden Endscheiben 19 und 19′ miteinander durch ein enges Rohr zu verbinden, um das Ventil 21 zu öffnen und zu schließen. Als das Ventil 21 kann z. B. ein elektromagnetisches Ventil aufgebracht werden, welches in seinem normalen Zustand geschlossen ist. Ein Mittel zur Handhabung des Ventils von Hand, z. B. ein Druckknopf 16 oder dergleichen, kann zusätzlich auf dem Ventil angebracht sein. Hier bezeichnen die Bezugszahlen 29 bzw. 43 eine Nut bzw. ein Führungsstück für die Steuerung jeweils der Drehbereiche des ersten Drehteiles und des zweiten Drehteiles (Fig. 2).

Zwischen der Scheibe 17 und der Endscheibe 19 ist ein beutelartiger Behälter vorgesehen, der seine Länge in seiner axialen Richtung verändern kann, wie z. B. ein Balg 23, um die erste Abteilungskammer 25 als ein Raum für das hermetische Abdichten eines zu verwendenden Fluids zu bilden, und ebenso wie vorstehend ist zwischen der Scheibe 17 und der Endscheibe 19′ ein beutelartiger Behälter, Balg 24, sehr ähnlich dem vorgenannten Balg 23 vorgesehen, um die zweite Abteilungskammer 26 zu bilden. In jeder dieser Abteilungskammern 25 und 26 ist ein nichtzusammendrückendes Fluid, wie z. B. eine Flüssigkeit oder ein Druckfluid, welches durch einen bestimmten Druck komprimiert ist, z. B. gasförmiges Material oder Luft oder dergleichen, hermetisch abgedichtet.

Die Querschnittsgestalt dieser Bälge 23 und 24 ist näherungsweise zylindrisch, es ist jedoch selbstverständlich möglich, ihre Gestalt rechteckig zu machen. Wenn das Gesamtvolumen der ersten Abteilungskammer 25 und der zweiten Abteilungskammer 26 sich nicht ändert, wenn die Bälge 23 und 24 expandiert oder kontrahiert werden, dann können sich die Drehteile weich bzw. ruhig bewegen. Bei dem Gelenkmechanismus des vorstehend beschriebenen Aufbaues steht die erste Abteilungskammer 25 mit der zweiten Abteilungskammer 26 durch Betrieb des Ventiles 21 als elektromagnetisches Treibmittel oder durch Betätigung desselben (des Ventiles 21) von Hand in Verbindung. Als Ventil auf der Innenseite des Öffnungs- und Schließmittels 21 kann ein Sperrhahn verwendet werden, und auch ein Spulenventil bzw. Abstandsring kann aufgebracht werden. Solch ein Ventil, dessen Öffnungs- und Schließkraft kaum durch Einführen von Druck erfolgt, der auf die eine Seite aufgebracht wird, ist geeignet und bevorzugt. Der Betrieb des Gelenkverbindungsmechanismus nach der vorliegenden Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. In Fig. 4 ist zwecks Erläuterung des vorliegenden Mechanismus das erste Drehteil 2 stationär eingestellt und auf die Rückseite gesetzt (zur Papieroberfläche, auf welcher die Zeichnungen gemacht sind), und das zweite Drehteil 3 ist auf die Vorderseite gezeichnet, so daß die Drehung des zweiten Drehteils 3 leicht verstanden werden kann. Wie man in der Zeichnung sieht, ist die erste Scheibe 17 schwenkbar nicht in der Mitte der Kappenplatte 42 befestigt, sondern an einer exzentrischen Position mit einem Gelenk 8 oder dergleichen. Dem entsprechend verlagert sich das Gelenk 8 der Scheibe 17 nicht, und die Scheibe 17 dreht um die exzentrische Position. Ferner ist ein Nachbarteil der Endscheibe 19, das zweite Teil, schwenkbar an dem äußern Umfangsteil des zweiten Drehteiles 3 mit einem Gelenk 9 angebracht, so daß es um den Mittelpunkt der Kappenplatte 42 dreht. Wenn somit jedes der ersten und zweiten Drehteile relativ dreht, bewegt sich das Gelenk 9 nach 9A und 9B, d. h. die Stange 18 tritt durch die Scheibe 17 hindurch, und die Endscheibe 19 nähert sich der Scheibe 17, während sich die Endscheibe 19′ von der Scheibe 17 trennt. Wenn eine starke Drehkraft zwischen diesen zwei Drehteilen aufgebracht wird, bewegt sich die Stange 18 gleitend im Inneren der Scheibe 17, um das erste und zweite Teil weich und ruhig zu führen, und verändert auch die Biegekraft in eine linear wirkende Kraft.

Sowohl in der ersten Abteilungskammer 25 als auch der zweiten Abteilungskammer 26 ist eine Flüssigkeit abgedichtet vorhanden, die eine nicht zusammendrückende oder nicht kompressible Eigenschaft hat, und wenn die Flüssigkeit einer schweren Last unterworfen oder durch elastische Kraft durch das Federmittel 28 durch Verschieben der Flüssigkeit gedrückt wird, machen die Scheibe 17 und die Endscheibe 19 und 19′ konsequenterweise Relativbewegun gen. Dem entsprechend ist es möglich, den vorliegenden Gelenkverbindungsmechanismus frei durch Arme 4 und 5 zu betreiben, und zwar durch Betreiben des äußeren Schaltmittels 11, welches nachfolgend erläutert wird, oder durch Lösen des Öffnungs- und Schließventils 21 mit dem Handhabungsteil. Um den Betrieb des Gelenkverbindungsmechanismus 1 anzuhalten, wird das äußere Schaltmittel 11 auf den "Aus-" Zustand gesetzt oder zur Betätigung des Handhabungsteils, wie z. B. eine Drucktaste usw. von Hand. Dann wird die Flüssigkeit daran gehindert, zwischen den zwei Abteilungskammern zu fließen, und demgemäß wird die Flüssigkeit abgedichtet in der ersten Abteilungskammer 25 und der zweiten Abteilungskammer 26 gehalten. Als Ergebnis kann die Bewegung eines an einem Ende der Stange 18 angebrach ten Kolbens sicher angehalten werden. Selbst wenn eine starke Biegekraft auf den Arm 4 oder 5 aufgebracht wird, bewegt sich daher der Gelenkverbindungsmechanismus 1 fast nicht.

Es ist möglich, Gase durch Austausch mit der Flüssigkeit hermetisch abzudichten, wie z. B. Luft oder dergleichen. Wenn in einem solchen Fall der Druck des hermetisch abgedichteten Gases niedrig ist, ist es unmöglich, die Bewegung des Kolbens sicher anzuhalten, wenn aber Hochdruckgas abgedichtet gehalten wird, können Verschiebungen von Gelenkverbindungsteilen des Gelenkverbindungsmechanismus 1 durch Abstützung auf Druckausgleich angehalten werden, nachdem das Öffnungs- und Schließventil 21 geschlossen ist, wenngleich es eine leichte Fluktuation bzw. Schwankung gibt. In diesem Falle ist es vorteilhaft, daß selbst bei irgendeinem Aufschlagen z. B. einer plötzlichen Belastung usw. auf das Gelenkverbindungsteil der Druck des abgedichtet gehaltenen Gases als Gasfeder wirkt und den Aufschlag als Dämpfungsmittel abpuffert. Mit diesen Funkionen können die Gelenkverbindungsteile, d. h. die Arme, vor Beschädigung bzw. Zustörung bewahrt werden. Der Gelenkverbindungsmechanis mus gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch veranlaßt werden, sich horizontal zu drehen. In diesem Falle sind gemäß Darstellung in Fig. 5 die Arme 4 und 5 vertikal an dem ersten Drehteil 2 und dem zweiten Drehteil 3 befestigt. Dieser Gelenkverbindungsmechanismus 1′ ist extrem wirksam, um ein Universalarmmittel zu realisieren, welches nachfolgend erläutert wird, und hat eine Funktion, die Richtung irgendeiner schweren Sache in der horizontalen Ebene zu verändern.

In den Fig. 6-9 ist die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei der zweiten Ausführungsform ist der Gelenkverbindungsmechanismus nach der vorliegenden Erfindung nicht auf ein lineares Treibteil aufgebracht, sondern auf ein Drehtreibteil.

Das Aussehen der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 6 und ihr Inneres in Fig. 7 gezeigt. Gemäß Darstellung in diesen Fig. 6 und 7 weist die zweite Ausführungsform des Gelenkverbindungsmechanismus 1′ der vorliegenden Erfindung mindestens das erste Drehteil 2 und das zweite Drehteil 3 auf, und der Arm 4 und der Arm 5 sind an dem ersten Drehteil 2 bzw. dem zweiten Drehteil 3 angebracht, z. B. mit Schraubmitteln 33. In der Mittenbohrung 7 des ersten Drehteils 2 ist die Mittelachse 6 des zweiten Drehteils 3 durch vorbestimmte Lagermittel befestigt, und ferner ist die Mittelachse 6 des zweiten Drehteiles 3 durch vorbestimmte Lagermittel in einem Loch 32 der Kappenplatte 42 befestigt, die an dem ersten Drehteil 2 z. B. durch Schraubmittel angebracht ist. Beide Drehteile 2 und 3 können relativ frei drehen. Wie in Fig. 6 gezeigt ist. Zusätzlich ist ein in den Zeichnungen nicht dargestelltes Federmittel als Erregermittel zwischen dem ersten Drehteil 2 und dem zweiten Drehteil 3 vorgesehen so daß sie durch geeignet erregte Kraft relativ gedreht werden können.

Mit einer vorbestimmten Position (lokales Teil) rund um das Loch 7 in dem ersten Drehteil 2 ist ein Abteilungsstück 30, welches nach innen vorspringt, verbunden und an dieser angebracht. Dieses Abteilungsstück 30 ist das erste Teil. Das zweite Drehteil 3 weist die Mittelachse 6 auf, und an seiner vorbestimmten Position (lokales Teil) ist ein Drehstück 34 verbunden und angebracht, so daß durch Kombination des ersten Drehteiles 2 mit dem zweiten Drehteil 3 beide von ihnen relativ rotieren, und ein relativer Abstand zwischen den lokalen Teilen ändert sich. Der vorliegende Gelenkverbindungsmechanismus ist in der vorstehend beschriebenen Weise geeignet angepaßt. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen einer Seite des Abteilungsstückes 30, d. h. des ersten Teiles, und einer Seite des Drehstückes 34 ein Balgmittel 23 vorgesehen, in welchem ein Fließmittel abgedichtet gehalten ist, und auch zwischen der anderen Seite des Abteilungsstückes 30 und der anderen Seite des Drehstückes 34 ist auch ein Balgmittel vorgesehen, welches so arbeitet wie das vorhergehende auch. In den Fig. 8 und 9 sind Schnittansichten des Gelenkverbindungsmechanismus dargestellt. Obwohl in den Fig. 6 und 7 nicht dargestellt, ist dem Abteilungsstück 30 das Öffnungs- und Schließmittel 21 zugeordnet, welches ein Spulenventil 31 hat, so daß das erste Drehteil 2 durchdrungen werden kann, und das Ventilmittel 21 ist geeignet ausgestaltet, um den Verbindungsdurchgang zu öffnen und zu schließen, der durch das Abteilungsstück 30 hindurch geht, und zwar durch Betreiben elektromagnetischer Antriebsmittel 14 oder der Drucktaste 16.

Der Verbindungsdurchgang 20 steht mit jedem der Innenseiten der beiden Balgmittel 23 und 24 der beiden Seiten des Abteilungsstückes 30 in Verbindung. Wie man klar verstehen kann, ist die erste Abteilungskammer 25 mit der einen Seite des Drehstückes 34 gebildet bzw. mit dieser abgegrenzt, wobei eine Seite des Abteilungsstückes 30 und des Balges 23 zwischen ihnen vorgesehen ist, und die zweite Abteilungskammer 26 ist durch die andere Seite des Drehstückes 34 gebildet, wobei die andere Seite des Abteilungsstückes 30 und des Balges 24 zwischen ihnen vorgesehen ist. Diese Abteilungskammern 25 und 26 sind mit Fließmitteln gefüllt, wie z. B. Flüssigkeit oder Gas mit der Eigenschaft, daß sie nicht kompressibel sind, das gleiche wie im Falle der ersten Ausführungsform. Wenn das Öffnungs- und Schließventilmittel 21 durch Betreiben des Außenschaltmittels 11 oder des Drucktasters 16 usw. geöffnet wird, kann entsprechend der vorstehenden Beschreibung der Gelenkverbindungsmechanismus 1 frei durch die Arme 4 und 5 gedreht werden. Im Falle der Anhaltebewegung des Gelenkver bindungsmechanismus 1 wird das äußere Schaltmittel 11 abgedreht, oder der Drucktaster 16 usw. wird von Hand betrieben. Dann ist das Fließen des Fluid zwischen den beiden Abteilungskammern verhindert, und deshalb wird das Fluid in den beiden Abteilungskammern 25 und 26 hermetisch abgedichtet gehalten, was zu einer unmittelbaren Anhaltebewegung des Drehstückes 34 (Fig. 8 und 9) führt. Wenn Flüssigkeit oder dergleichen verwendet wird, selbst wenn eine starke Biegekraft auf die Arme 4 oder 5 aufgebracht wird, arbeitet demgemäß der Gelenkverbindungsmechanismus 1 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht. Wenn Balgmittel oder dergleichen aufgebracht werden, wie jene der ersten und zweiten Ausführungsform, dann gibt es entsprechend der vorstehenden Beschreibung einen weiteren Vorteil der extremen Reduktion von Leckage an Fluid im Vergleich mit dem Fall, bei welchem ein Kolben, Zylinder oder dergleichen verwendet wird. Zusätzlich kann der vorliegende Gelenkverbindungsmechanismus auch horizontal aufgebracht werden. In einem solchen Falle sind, wie bei der Ausführungsform der Fig. 5 gezeigt, die Arme 4 und 5 vertikal an dem ersten Drehteil 2 bzw. dem zweiten Drehteil 3 angebracht.

In Fig. 10 ist eine Skizze einer dritten Ausführungsform des Gelenkverbindungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, die der ersten Ausführungsform der Fig. 3 entspricht. Bei dieser Ausführungsform wird kein Balgmittel verwendet, sondern eine Kolben- Zylindereinheit benutzt. Ein erstes Teil ist im Inneren eines Zylinders 51 durch Anbringung einer Abteilungsplatte in seinem Inneren aufgebaut, beispielsweise mittels Schweißen und dergleichen, und in dem vorbestimmten Teil des Zylinders 51 ist das Gelenk 8 angebracht. In der Abteilungsplatte 52 ist ferner der Verbindungsdurchgang 20 gebohrt, durch welchen der obere Teil und der untere Teil in Verbindung stehen. Wie bei den anderen Ausführungsformen kann der Verbindungsdurchgang 20 durch das Öffnungs- und Schließventil 21 geöffnet und geschlossen werden.

Auf der Innenseite des Zylinders 51 sind zwei Kolben 53 und 54 vorgesehen, die sich gleitend im Inneren des Zylinders 51 bewegen, wobei ihr hermetisch abgedichteter Zustand mit einem O-Ring oder dergleichen beibehalten wird. Von jedem dieser Kolben 53 und 54 erstreckt sich jeweils eine Stange 56, 56 zu einer Verbindungsstange 55, um eine sichere Verbindung mit ihr zu schaffen. Das heißt, sie bilden das zweite Teil, und an einem Ende der Stange 56, wie bei den anderen Ausführungsformen, ist ein Gelenkmittel 9 angebracht vorgesehen.

Bei dieser Ausführungsform sind wie bei der ersten Ausführungsform die erste Abteilungs kammer 25 und die zweite Abteilungskammer 26 vorgesehen, und in diesen Abteilungs kammern sind Flüssigkeiten mit nicht kompressibler Eigenschaft (Silikonöl, Wasser, Maschinenöl usw.) hermetisch abgedichtet gehalten, und vorbestimmte Gaskörper können auch unter Druck eingespritzt sein. In Fig. 11 ist die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten darin, daß die Kolben 53 und 54 durch eine Verbindungsstange 57 miteinander verbunden sind, welche die Abteilungsplatte 52 auf der Innenseite des Zylinders 51 durchdringt. Die Verbindungsstange 57 bewegt sich gleitend im Zylinder 51 nach oben und unten, wobei der hermetisch abgedichtete Zustand für die Abteilungsplatte 52 aufrechterhalten wird.

In Fig. 12 ist die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche der ersten Ausführungsform, die in Fig. 3 gezeigt ist, entspricht. Bei dieser Ausführungsform ist ein abgedichteter Zylinder 67 linearer Gestalt schwenkbar an dem ersten Drehteil 2 befestigt. Auf der Innenseite einer Zylinderkammer 62 des Zylinders 67 ist der Kolben 8 gleitbar vorgesehen, und Kolbenstangen 69, 69, die sich von dem Kolben 68 erstrecken, ragen nach außen vor, wobei beide Enden des abgedichteten Zylinders 37 durchdrungen werden. Mindestens ein Ende der Kolbenstange ist an dem zweiten Drehteil 3 durch Gelenkmittel 9 oder dergleichen schwenkbar vorgesehen. Hier ist der Querschnitt einer der Kolbenstangen 69 derselbe wie der der anderen Kolbenstange 69.

Der Zylinder 67 hat einen Verbindungsdurchgang 60, der sich zu beiden Endteilen 63 und 64 des Zylinders 67 erstreckt, so daß die erste Abteilungskammer 25 und die zweite Abteilungs kammer 26 außer der Zylinderkammer 62 miteinander verbunden werden können. An einem vorbestimmten Teil in dem Verbindungsdurchgang 60, welcher die erste Abteilungskammer 25 mit der zweiten Abteilungskammer 26 verbindet, ist ein Öffnungs- und Schließventil 21 vorgesehen. Das Öffnungs- und Schließventil 21 befindet sich unter gewöhnlicher Bedingung in einem geschlossenen Zustand durch Erregermittel, wie z. B. eine Feder usw., und durch Drücken der Taste 16, die sich zum Kopfteil als Betätigungsmittel erstreckt, wird das Ventil 21 geöffnet, so daß beide Innenseiten der Abteilungskammern 25 und 26 miteinander in Verbindung treten können. In den Zeichnungen ist der Verbindungsdurchgang 60 als Teil des Zylinders 67 dargestellt, es ist jedoch klar, daß der Verbindungsdurchgang 60 auch durch ein schlankes Rohr ersetzt werden kann. Zusätzlich kann als Öffnungs- und Schließventil 21 z. B. ein elektromagnetisches Ventil aufgebracht werden, welches in gewöhnlichem Zustand geschlossen ist, und die Drucktaste 16 kann auf dem elektromagnetischen Ventil zusätzlich angebracht sein, so daß sie nur zur Handbetriebszeit verwendet werden kann. In dem Inneren ist der linear gestaltete Zylinder in zwei Kammern aufgeteilt, d. h. die erste Abteilungskammer 25 und die Abteilungskammer 26, deren jede abgedichtet mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Fig. 13 zeigt die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche der der Fig. 12 entspricht. Bei dieser Ausführungsform ist ein Öffnungs- und Schließteil im Kolbenteil vorgesehen. Gemäß Darstellung in Fig. 13 ist im Inneren des Kolbens 68 der Verbindungs durchgang 60 gebildet, der einen Ventilsitz 66 hat. Das Öffnungs- und Schließventil 21 wird an dem Ventilsitz 66 durch Drücken mit einer Feder 61 berührt, und ferner kann sich ein Ende einer Stoßstange 65 als Betätigungsteil im Inneren der Kolbenstange 69 zu dem Ventil 21 bewegen. Mit der Bewegung dieser Stoßstange 65 kann das Ventil 21 vom Ventilsitz 66 entfernt werden. Das andere Ende der Stoßstange 65 erstreckt sich nach außerhalb der Gelenkverbindung 9, um eine Verbindung mit der Stoßtaste 16 zu schaffen. In Fig. 14 ist eine Ausführungsform eines auf den Gelenkverbindungsmechanismus 1 und 1′ aufgebrachten Universalmechanismus gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Montagefuß 35 am Bewegungsende des Universalmechanismus installiert.

In diesem Zustand kann sich der Universalmechanismus nicht bewegen, wenn irgendeine schwere Sache aufgelegt ist, selbst wenn die Arme 4 und 5 gestoßen werden. Drückt man jedoch leicht auf das auf einem Greifteil 37 gemäß Darstellung in Fig. 15 angebrachte äußere Schaltmittel 11, wird das ganze elektromagnetische Antriebsmittel 14 betätigt und versetzt jeden der Gelenkverbindungsmechanismen 1, 1′ in die Lage, sich zu verschieben, und wenn man das Greifteil 37 in einem Greifzustand hält, können schwere Sachen an jeden beliebigen gewünschten Ort gefördert werden.

Wenn jedoch bei dem Gelenkverbindungsmechanismus 1 z. B. ein Federmittel angeordnet ist, um den Montagefuß 35 zur Bewegung in Richtung nach oben zu erregen, kann der Gelenkverbindungsmechanismus 1 das Gewicht der schweren Sache ausgleichen. Gibt die Hand des Bedienungsmannes den Greifteil 37 frei, dann kann der Universalarmmechanismus an der Stellung vollständig angehalten werden. Da ferner der Greifteil 37 von dem Bedienungs mann ergriffen wird, kann der Montagefuß in jedem gewünschten horizontalen Zustand gehalten werden. Es ist selbstverständlich möglich, einen parallelen Verbindungsmechanismus auf den vorliegenden Gelenkverbindungsmechanismus aufzubringen, wenn es erwünscht ist, einen gewünschten horizontalen Zustand sicher zu halten. In den Fig. 15 und 16 ist eine andere Ausführungsform des Universalarmmechanismus gezeigt, bei welchem an Stelle des elektromagnetischen Antriebsmittels 14 ein hydraulisches Mittel, z. B. unter Verwendung von Flüssigkeit, Fluid usw., welches den Gelenkverbindungsmechanismus 1 mit einem Hub betreibt, vorgesehen ist, und eine Leitung 38 ist an vorbestimmten Stellungen der Arme 4 und 5 angeordnet. An der Position, wo das elektromagnetische Antriebsmittel 14 in anderen Ausführungsformen einzurichten ist, ist ein Fluid-Abgabe Kolbenzylinder 40, der als äußeres Schaltmittel dient, für das Greifteil 37 vorgesehen. Am Ende des Universalarmmechanismus ist z. B. ein Fernsehset oder dergleichen mittels gewöhnlicher Gelenkverbindungsmittel aufgehängt. Selbst wenn in einem solchen Falle die Arme sich frei bewegen, ist die Sache geeignet derart ausgestaltet, daß das aufgehängte Fernsehset immer nach vorn gerichtet ist. Im Falle dieser Ausführungsform, ähnlich wie bei anderen Fällen, wenn der Bedienungsmann seine Hand von dem äußeren Schaltmittel 11 wegnimmt, halten die Bewegungen der Arme in ihren Positionen gleichzeitig an. Wenn dem entsprechend trotz nur schmalem, vorhandenem Platz das Basisteil des Universalarmmechanismus an einer geeigneten Wand oder am Boden installiert ist, ist es möglich, das Fernsehset oder den CRT-Schirm in die Nachbarschaft eines Arbeitstisches zu schieben, wenn sie benutzt werden, und wenn sie nicht benutzt werden, kann man sie an die Wand oder an die Decke schieben. Deshalb kann eine sehr bequeme Einrichtung geschaffen bzw. erheblich verbessert werden.

Bei diesem Mechanismus bewegen sich die Arme überhaupt nicht, bevor das Greifteil nicht von der Hand des Bedienungsmannes berührt ist. Im Falle der Veränderung eines Neigungswinkels des Armes bzw. der Arme kann durch Drücken der Drucktaste 16, die an jedem Gelenkver bindungsmechanismus 1 vorgesehen ist, jeder Gelenkverbindungsmechanismus, den man bewegen will, einzeln gedreht werden, und man kann seine Position einstellen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern bei der vorliegenden Erfindung gibt es weitere Modifikationen, bei denen z. B. Zugdrahtmittel usw. vorgesehen werden, statt elektromagnetischer Antriebsmittel 14 oder die Kolbenzylinder 39 und 40 zu verwenden, so daß das Öffnungs- und Schließmittel 21 mechanisch betrieben werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen den Drehteilen das Federmittel 28 vorgesehen, es kann durch Gasfedermittel oder magnetische Mittel ersetzt werden, um die Mittel in Rotation zu bringen. Wenn die Last klein ist und der Gelenkverbindungsmechanismus als Aufhängemittel verwendet wird, kann das Erregermittel weggelassen werden. Wenn nicht genug Erregerkraft aufwärts vorhanden ist, können Federmittel, wie sie z. B. benutzt worden sind, um benachbarte Arme miteinander zu verbinden, z. B. beim gelenkigen Verbinden einer Tischleuchte (Z-Licht), für den Universalarmmechanismus für die Erhöhung der aufwärts gerichteten Erregerkraft vorgesehen sein. Wenn ferner die Gelenkverbindungsmechanismen 1 und 1′ richtig kombiniert sind, kann ein Universalarmmechanismus mit höherer Leistung hergestellt werden. Wenn der Verbindungsdurchgang 20 eng gestaltet ist, kann das Fluid oder die Flüssigkeit nicht schnell fließen, so daß selbst dann, wenn ein Erregermittel zerstört ist oder das Ventil 21 nicht arbeitet, die abgehängte schwere Sache sich nur langsam absenkt, so daß unerwartete Gefahren verhindert werden können. Da entsprechend der Darstellung bei den Ausführungsbeispielen die erste und zweite Kammer und der die Flüssigkeit dichthaltende Raum sich in einem Bereich mit kleinerem Durchmesser bewegen als jene der zwei Drehteile, gibt es speziell keinen störenden Vorsprung zwischen den Armen, so daß es möglich ist, dieses Teil leicht mit einer Abdeckung zu bedecken. Die vorliegende Erfindung ist nach der Beschreibung auf die Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden. Der konkrete Aufbau nach der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbei spiele beschränkt, sondern ohne Verlassen des Grundgedankens der Erfindung und des Schutzumfanges der Ansprüche können verschiedene Modifikationen und zusätzliche Aufbauten realisiert werden.

Vorteile und Merkmale der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung erreicht man folgende Vorteile und Merkmale.

Der Gelenkverbindungsmechanismus nach der vorliegenden Erfindung ist mit dem die Flüssigkeit dichthaltenden Raum versehen, in dessen Innerem ein nicht kompressibles Fluid oder ein kompressibles Fluid auf einen bestimmten Druck komprimiert eingefüllt ist, so daß selbst dann, wenn es eine Erreger- bzw. Antriebskraft gibt, die relativen Drehungen der Drehteile durch vorbestimmte Kraft verhindert sind. Wenn der Zustand der hermetischen Abdichtung des Fluids durch Öffnungs- und Schließmittel mittels Erregerkraft einer Last oder eines Federmittels gelöst bzw. freigegeben wird, kann sich das Fluid frei bewegen, und bei dieser Bewegung sind die relativen Drehungen der Drehteile verhindert.

Bei diesem Universalarmmechanismus ist eine Vielzahl von Gelenkverbindungsmechanismen unter einer Vielzahl von Armen eingerichtet, und jedes der Öffnungs- und Schließmittel dieses Gelenkverbindungsmechanismus kann durch das äußere Schaltmittel gleichzeitig betätigt werden. Entsprechend können bei dem "Ein-" Zustand des äußeren Schaltmittels die Universalarme frei gesteuert werden, und bei dem "Aus-" Zustand des Schaltmittels können die Universalarme stationär angebracht werden.

Bezugszeichenliste

1, 1′ Gelenkverbindungsmechanismus
2 erstes Drehteil
3 zweites Drehteil
4, 5 Arm
6 Mittelachse
7 Bohrung
8, 9 Drehgelenk
10 elektrische Energiequelle
11 äußeres Schaltmittel
14 elektromagnetisches Antriebsmittel
15 vorspringendes Teil
16 Taste (Betreiberteil)
17 Scheibe (das erste Teil)
18 Stange (das zweite Teil)
19, 19′ Endscheibe (das zweite Teil)
20 Verbindungsdurchgang
21 Öffnungs- und Schließventil (Öffnungs- und Schließmittel)
22 Bohrteil
23, 24 Balg
25 erste Abteilungskammer (hermetische verschlossener Raum für Fluid)
26 zweite Abteilungskammer
27 vorspringendes Teil
28 Feder (Erregermittel)
29 Nut
30 Abteilungsteil (das erste Teil)
31 Spulenventil
32 Bohrung
33 Befestigungsschraube
34 Schwingteil (das zweite Teil)
35 Montagefuß
37 Greifteil
38 Leitung
39, 40 Kolbenzylinder
41 Fernsehset
42 Kappenplatte
43 Führungsteil
51 Zylinder (das erste Teil)
52 Abteilungsplatte (das erste Teil)
53, 54 Kolben (das zweite Teil)
55, 57 Verbindungsstange (das zweite Teil)
56 Stange (das zweite Teil)
60 Verbindungsdurchgang (Loch)
61 Feder (Mittel)
62 Zylinderkammer
63, 64 Endteil
65 Stoßstange
66 Ventilsitz
67 Zylinder (das erste Teil)
68 Kolben (das zweite Teil)
69 Kolbenstange (das zweite Teil)

Claims

1. Gelenkverbindungsmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß er aufweist:
mindestens zwei Drehteile, die sich relativ drehen;
mindestens zwei lokale Teile, deren jedes einen relativen Abstand zwischen jedem derselben und den entsprechenden Drehteilen ändert, basierend auf der relativen Drehung der Drehteile;
ein erstes Teil und ein zweites Teil, deren jedes mit dem betreffenden lokalen Teil verbunden ist; und
einen zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil gebildeten Raum mit hermetischer Abdichtung für ein Fluid; wobei
der abgedichtete Raum mit dem Fluid geeignet ausgestaltet ist, um den hermetisch abgedichteten Zustand für das darin abgedichtet gehaltene Fluid mit vorbestimmtem Öffnungs- und Schließmittel freigeben zu können.

2. Gelenkverbindungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hermetisch verschlossene Raum für das Fluid abgeteilt ist in mindestens zwei Teile mit Abteilungsmitteln, wie z. B. einem Kolben, einer Scheibe, einer Wand und dergleichen, wobei das in dem abgeteilten Raum abgedichtete Fluid nicht nach außen fließt, sondern in den abgeteilten Teilen nur mittels der Öffnungs- und Schließmittel fließen kann, und der hermetisch abgedichtete Raum für das Fluid so gemacht ist, daß er sein Volumen nicht ändert, wenn das Fluid überführt wird.

3. Gelenkverbindungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, wobei der hermetisch abgedichtete Raum für das Fluid durch einen Kolben und Zylinder aufgebaut ist.

4. Gelenkverbindungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der hermetisch abgedichtete Raum für das Fluid mit einem Balg gebildet ist.

5. Gelenkverbindungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil und das zweite Teil mit gegenseitig gleitfähigen Führungsmitteln versehen sind.

6. Gelenkverbindungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil und das zweite Teil schwenkbar bezüglich jedem der lokalen Teile des ersten Drehteiles und des zweiten Drehteiles durch Drehgelenkmittel schwenkbar angeordnet sind.

7. Universalarmmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß er aufweist:
eine Mehrzahl von Armen; und
eine Mehrzahl von Gelenkverbindungsmechanismen nach Anspruch 1, deren
jeder zwischen jeweils benachbarten Armen der Arme vorgesehen ist; wobei Öffnungs- und Schließmittel der Mehrzahl von Gelenkverbindungsmechanismen gesteuert werden können, um gleichzeitig durch ein äußeres Schaltmittel Öffnungs- und Schließbewegungen zu machen.

8. Universalarmmechanismus nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Erreger mittel, die vertikal aufwärts stoßen, wenn das Öffnungs- und Schließmittel des Gelenkverbindungsmechanismus freigegeben bzw. gelöst wird, das Ende des Armes des Universalarmmechanismus.