DE4333375A1 - Antriebsvorrichtung für einen Roboter - Google Patents
Antriebsvorrichtung für einen RoboterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben eines
sich selbst bewegenden Roboters.
Fig. 9 veranschaulicht eine konventionelle
Antriebsvorrichtung, die bei einem Roboter verwendet wird.
Die Antriebsvorrichtung schließt einen Antriebsschaft 2
ein, der an seinen beiden Enden drehbar an Trägerelementen
1a festgelegt ist, die an einer Bodenfläche eines Körpers 1
des Roboters befestigt sind. Ein Antriebsrad 4 ist fest an
dem Antriebsschaft 2 montiert. An einer Seite des
Antriebsrades 4 ist auch ein erstes Zahnrad 3 auf dem
Antriebsschaft 2 fest montiert. Das erste Zahnrad 3 nimmt
von einem Antriebsmotor 5 eine Antriebskraft auf, um so das
Antriebsrad 4 zu drehen.
Mit anderen Worten, die Antriebskraft vom Antriebsmotor 5
wird zu einer Schnecke 5a übertragen, die einstückig mit
einem Drehschaft des Antriebsmotors 5 ausgebildet ist,
wodurch die Schnecke 5a im Uhrzeigersinn oder gegen den
Uhrzeigersinn gedreht wird. Durch die Drehung der Schnecke
5a wird ein Schneckenrad 7 gedreht, das mit der Schnecke 5a
in Eingriff steht. Die Drehung des Schneckenrades 7 bewirkt
eine Drehung eines zweiten Zahnrades 6, das konzentrisch an
dem Schneckenrad 7 befestigt ist und mit dem ersten Zahnrad
3 in Eingriff steht. Demzufolge dreht sich das erste
Zahnrad 3, so daß das Antriebsrad 4 sich dreht, um den
Roboter vorwärts oder rückwärts zu bewegen.
Da eine Vielzahl von Antriebsrädern 4 an der Bodenfläche
eines Roboterkörpers 10 vorgesehen ist, benötigt solch eine
konventionelle Roboterantriebsvorrichtung tatsächlich
individuelle Antriebseinheiten zum Antreiben der
Antriebsräder 4. Demzufolge besteht bei der konventionellen
Roboterantriebsvorrichung wegen deren komplexer
Gesamtkonstruktion und deren komplizierter Montage das
Problem hoher Herstellungskosten.
Wenn eine Überbelastung, beispielsweise ein Stoß von außen
auf die Roboterantriebsvorrichtung einwirkt, wird diese
direkt auf den Antriebsmotor übertragen. Demzufolge kann
der Antriebsmotor häufig defekt sein. In verschiedenen
Fällen können die Schnecke und das Schneckenrad beschädigt
werden, wodurch der Roboter arbeitsuntauglich wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Antriebsvorrichtung für einen Roboter zu schaffen, die
einen einfachen Aufbau aufweist, wodurch ein einfaches
Zusammenbauen derselben ermöglicht wird und die
Herstellungskosten reduziert werden.
Ferner soll die Antriebsvorrichtung gegenüber einer
Überbelastung, beispielsweise einen von außen zugeführten
Stoß unempfindlich sein und einen korrekten Betrieb
ermöglichen.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des
Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Die Roboterantriebsvorrichtung steuert ein einzelnes
Antriebsrad, so daß der Roboter sich vorwärts und rückwärts
bewegen und seine Richtung nach rechts und links ändern
kann. Demzufolge kann die Roboterantriebsvorrichtung den
Roboter genau antreiben und weist dazu noch einen einfachen
Aufbau auf. Der einfache Aufbau macht es möglich, eine
leichte Montagearbeit vorzusehen, und bewirkt deshalb eine
Verbesserung der Arbeitseffektivität. Demzufolge können die
Herstellungskosten beträchtlich vermindert werden.
Verschiedene Leistungsuntersuchungen für die
Antriebsvorrichtung können unter der Bedingung ausgeführt
werden, daß die Vorrichtung in einer einzelnen Einrichtung
eingebaut ist. Demzufolge können die Untersuchungen der
Gesamteigenschaften leicht durchgeführt werden. Eine
Kraftübertragung wird mit Hilfe der Verwendung eines
federgespannten Kupplungsmechanismus bewirkt. Wenn eine
Überbelastung von außen auf die Antriebsvorrichtung wirkt,
schließt der Kupplungsmechanismus eine Kraftübertragung
aufgrund der Feder aus, die wegen der übermäßig zugeführten
Belastung zusammengedrückt wird. Es ist möglich, eine
Betriebsstörung aufgrund einer Beschädigung von
Übertragungseinrichtungen zu verhindern und deshalb die
Lebensdauer zu verlängern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1A und 1B eine Seitenansicht bzw. eine Bodenansicht
eines Roboters;
Fig. 2 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht
einer Roboterantriebsvorrichtung;
Fig. 3 eine Schnittansicht der
Roboterantriebsvorrichtung;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie
A-A′ in Fig. 3;
Fig. 5 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht
eines verwendeten Antriebsrades;
Fig. 6 eine Schnittansicht des Antriebsrades im
zusammengebauten Zustand;
Fig. 7A bis 7C Bodenansichten, die einen Anfangsbetrieb des
Roboters mit der Roboterantriebsvorrichtung
erläutern;
Fig. 8A bis 8D Bodenansichten, die einen Richtungswechsel
des Roboters erläutern, bei dem die
Roboterantriebsvorrichtung verwendet wird; und
Fig. 9 eine Teilschnittansicht einer konventionellen
Vorrichtung zum Antreiben eines Roboters.
Die Fig. 1A und 1B stellen einen Roboter mit einem
Roboterkörper 10 dar. Ein Antriebsrad 11 ist mit Hilfe
eines Schaftes 11a an der Bodenfläche des Roboterkörpers 10
montiert. Das Antriebsrad 11 kann aufgrund von
Betriebsabläufen einer Richtungsänderungseinheit 15 und
einer Antriebseinheit 16 (in den Fig. 1A und 1B nicht
dargestellt), die nachfolgend beschrieben werden, seine
Richtung ändern und vorwärts und rückwärts angetrieben
werden. Vor dem Antriebsrad 11 sind zwei Gleitrollen 12
mittels an dem Roboterkörper 10 angebrachten Trägern und
entsprechend an den Trägern angebrachten Schaften drehbar
am Roboterkörper 10 befestigt. Bei einer Richtungsänderung
und den Vorwärts- und Rückwärtsantrieb des Antriebsrades 11
führen die Gleitrollen 12 den gleichen Betriebsablauf wie
das Antriebsrad 11 aus.
Wie dies in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, ist eine
Grundplatte 13 an der Bodenfläche des Roboterkörpers 10
befestigt. Ein Abdeckelement 14 ist von unten an der
Grundplatte 13 drehbar befestigt. Dieses Abdeckelement 14
lagert drehbar das Antriebsrad 11 mit Hilfe des Schaftes
11a, der an dem Abdeckelement 14 befestigt ist. Auf der
Grundplatte 13 ist die Richtungsänderungseinheit 15
angeordnet, die dazu dient, die Richtung des Antriebsrades
11 zu verändern. Neben dem Abdeckelement 14 ist die
Antriebseinheit 16 angeordnet, die dazu dient, das
Antriebsrad 11 vorwärts und rückwärts anzutreiben. Der
Schaft 11a wird mit Hilfe von Lagerträgern 25 und 26 an dem
Abdeckelement 14 abgestützt.
Die Grundplatte 13 stellt ein abgestuftes Ringelement mit
einer zentralen Öffnung, einem inneren Ringteil und einem
äußerem Ringteil dar. Das Abdeckelement 14 weist einen
Aufbau mit einem das Antriebsrad 11 auf nehmenden
Radverkleidungsteil und einem kreisförmigen Plattenteil
auf. Das Radverkleidungsteil des Abdeckelements 14
erstreckt sich über der zentralen Öffnung der Grundplatte
13 nach oben. Das Abdeckelement 14 weist auch eine
ringförmige vertikale Wandung 14a auf, die mit dem inneren
Umfangsrand der Grundplatte 13 in Berührung steht, der die
zentrale Öffnung definiert, so daß das Abdeckelement 14
sich über der Grundplatte 13 drehen kann.
Ein Kugelkäfig 18 mit einer Vielzahl von beabstandeten
Kugeln 18a ist in einen Zwischenraum eingepaßt, der
zwischen der unteren Fläche des inneren Ringteils der
Grundplatte 13 und der oberen Fläche des kreisförmigen
Plattenteils des Abdeckelements 14 festgelegt ist. Das
Abdeckelement 14 weist an seinem kreisförmigen Plattenteil
eine Vielzahl von Vorsprüngen 14b auf, an denen mit Hilfe
eines Satzes von Schrauben 17 ein Zahnkranz 19 an dem
Abdeckelement 14 befestigt ist. Der Zahnkranz 19 dreht sich
integral mit dem Abdeckelement 14 und weist eine Vielzahl
von Zähnen 19a an seiner Außenumfangsfläche auf.
Ein Paar Führungsnuten 13c und 14c sind an der unteren
Fläche des inneren Ringteils der Grundplatte 13 bzw. der
oberen Fläche des kreisförmigen Plattenteils des
Abdeckelements 14 ausgebildet. Die Führungsnuten 13c und
14c dienen dazu, die Kugeln 18a beim Rollen zu führen und
eine Entfernung der Kugeln 18a zu verhindern.
Ein Magnet 21 ist an dem Zahnkranz 19 befestigt. Zum
Erfassen einer magnetischen Feldlinie, die von dem Magnet
21 erzeugt wird, ist ein Positionssensor 24 mittels eines
Satzes Schrauben an der Grundplatte 13 befestigt. Der
Positionssensor 24 erfaßt den Drehwinkel des Antriebsrades
11 durch Erfassen der magnetischen Feldlinie des Magneten
21.
Die Richtungsänderungseinheit 15 weist einen
Gleichstrommotor 151, der sich in normaler und
entgegengesetzter Richtung dreht, und eine Schnecke 153
auf, die an dem Motorschaft des Gleichstrommotors 151
befestigt ist. Um den Gleichstrommotor 151 abzustützen, ist
ein Paar Träger 157 mit Hilfe eines Satzes Schrauben 156
entsprechend an einem Paar Vorsprüngen 155 befestigt, die
von einem Seitenteil der Grundplatte 13 abstehen. Die
Richtungsänderungseinheit 15 weist ferner ein Schneckenrad
158 auf, das mit der sich entsprechend der Drehung des
Gleichstrommotors 151 drehenden Schnecke 153 in Eingriff
steht. Das Schneckenrad 158 weist ein kleineres Zahnrad
158a auf, das mit den Zähnen 19a des Zahnkranzes 19 in
Eingriff steht, um so die Richtung des Antriebsrades 11 zu
verändern. Ein Magnet 159 ist an einem von dem
Gleichstrommotor 151 entfernten Ende der Schnecke 153
befestigt.
Ein Umdrehungssensor 22 ist mittels eines Satzes Schrauben
23 an der Grundplatte 13 befestigt, so daß er in einem
angemessenen Abstand von dem an der Schnecke 153
befestigten Magneten 159 räumlich getrennt angebracht ist.
Der Umdrehungssensor 22 erfaßt eine magnetische Feldlinie,
die von dem Magneten 159 erzeugt wird, und deshalb
Drehungen der Schnecke 153 entsprechend dem Antrieb des
Gleichstrommotors 151 und sendet ein die Drehungen der
Schnecke 153 anzeigendes Signal zu einer nicht
dargestellten Steuereinrichtung, um den Drehwinkel des
Antriebsrades 11 zu erfassen.
Die Antriebseinheit 16, die das Antriebsrad 11 im
Uhrzeigersinn bzw. im Gegenuhrzeigersinn dreht, um den
Roboter vorwärts bzw. rückwärts zu bewegen, weist einen
sich in normaler bzw. entgegengesetzter Richtung drehenden
Gleichstrommotor 161 und eine Schnecke 162 auf, die fest
auf einem Motorschaft des Gleichstrommotors 161 angebracht
ist. Um den Gleichstrommotor 161 abzustützen, ist ein
Träger 165 mit Hilfe eines Satzes Schrauben 163 an einem
Seitenteil des Abdeckelements 14 befestigt. Die
Antriebseinheit 16 weist ferner ein Schneckenrad 167 auf,
das mit der Schnecke 162 in Eingriff steht, die sich
entsprechend der Drehung des Gleichstrommotors 161 dreht.
Das Schneckenrad 167 weist ein kleineres Zahnrad 167a auf,
das antreibend mit dem Schaft 11a des Antriebsrades 11
verbunden ist, um so das Antriebsrad 11 in normaler bzw.
entgegengesetzter Richtung anzutreiben.
Der das Antriebsrad 11 lagernde Schaft 11a wird an einem
seiner Enden mittels des Trägers 25, der mit Hilfe eines
Satzes Schrauben 25a an der oberen Fläche des kreisförmigen
Plattenteils des Abdeckelements 14 befestigt ist, und an
seinem anderen Ende durch den Träger 26 gelagert, der
mittels eines Satzes Schrauben 26a an der unteren Fläche
des kreisförmigen Plattenteils des Abdeckelements 14
befestigt ist.
Ein Deckel 32 ist an der unteren Fläche des Abdeckelements
14 mittels eines Satzes Schrauben 33 befestigt und mit
einer Öffnung 32a zum teilweisen Aufnehmen des
Antriebsrades 11 ausgestattet.
Wie dies in den Fig. 3, 5 und 6 dargestellt ist, weist das
Antriebsrad 11 eine erste Seitenplatte 111 mit einer
inneren Nutenwelle 111a und eine zweite Seitenplatte 112
auf, die der ersten Seitenplatte 111 stirnseitig
gegenübersteht und mit der ersten Seitenplatte 111 mittels
eines Satzes Schrauben 115 fest gekoppelt ist. Das
Antriebsrad 11 weist ferner einen Gummiring 116 auf, der um
beide der Außenumfangsflächen der ersten und der zweiten
Seitenplatte 111 bzw. 112 herum angebracht ist. Der
Gummiring 116 dient zur Erhöhung der Reibungskraft des
Antriebsrades 11.
Der Schaft 11a erstreckt sich über axiale Öffnungen, die
zentral an der ersten und der zweiten Seitenplatte 111 bzw.
112 ausgebildet sind. Ein Zwischengetriebe 118 ist drehbar
in einem zentralen Teil der zweiten Seitenplatte 112, und
zwar außerhalb der zweiten Seitenplatte 112 eingesetzt. Das
Zwischengetriebe 118 steht mit dem kleineren Zahnrad 167a
des Schneckenrades 167 in Eingriff, welches mit der
Schnecke 162 des Gleichstrommotors 161 in Eingriff steht,
um so das Antriebsrad 11 zu drehen. Eine erste Kupplung 120
ist mit dem Zwischengetriebe 118 keilwellengekoppelt, um so
die Antriebskraft des Gleichstrommotors 161 an das
Antriebsrad 11 zu übertragen.
Eine zweite Kupplung 121 ist auf die Keil- bzw. Nutenwelle
111a der ersten Seitenplatte 111 über einen Keil
aufgesetzt. Die zweite Kupplung 121 ist mit Hilfe einer
Feder 122 elastisch gelagert, so daß diese entlang der
Keilwelle 111a gleiten kann. Aufgrund der Feder 122 steht
die zweite Kupplung 121 üblicherweise mit der ersten
Kupplung 120 in Eingriff, um so die Antriebskraft des
Gleichstrommotors 161 an das Antriebsrad 11 zu übertragen.
Wenn der Roboter von außen, beispielsweise durch einen
Stoß, überlastet wird, wird die Feder 122 zusammengedrückt,
wodurch die zweite Kupplung 121 von der ersten Kupplung 120
weggleiten kann. Demzufolge wird eine Kraftübertragung über
die Kupplungen 120 und 121 unterbunden.
Um eine ruhige Drehung des Antriebsrades 11 zu erzielen,
sind zwei Lagerbuchsen 123 und 124 entsprechend an den
beiden Enden des Schaftes 11a vorgesehen. Außerhalb der
Lagerbuchsen 123 und 124 sind Scheiben 126 bzw. 127 um die
entsprechenden beiden Enden des Schaftes 11a herum
aufgesetzt, um so zu verhindern, daß der Schaft 11a von dem
Antriebsrad 11 getrennt wird.
Nachfolgend wird der Betrieb der Roboterantriebsvorrichtung
beschrieben.
Falls der Roboter in einem Zustand betrieben wird, bei dem
das Antriebsrad 11 in einer beliebigen Stellung
ausgerichtet ist, wie dies z. B. in Fig. 7A dargestellt
ist, wird der Gleichstrommotor 151 der
Richtungsänderungseinheit 15 angetrieben, bis der Magnet
21, der an der Außenumfangsfläche des Zahnkranzes 19
befestigt ist, auf den Positionssensor 24 ausgerichtet ist,
der an der Grundplatte 13 befestigt ist, wie dies in Fig.
7B dargestellt ist.
Da der Gleichstrommotor 151 angetrieben wird, drehen sich
die Schnecke 153 und das Schneckenrad 151, das mit der
Schnecke 153 in Eingriff steht. Infolge der Drehung der
Schnecke 158 dreht sich der Zahnkranz 19, da die Zähne 19a,
die an der Außenumfangsfläche des Zahnkranzes 19
ausgebildet sind, mit dem kleineren Zahnrad 158a des
Schneckenrades 158 in Eingriff stehen. Demzufolge dreht
sich das Abdeckelement 14, das mit dem Zahnkranz 19
gekoppelt ist, so daß das Antriebsrad 11, das an dem
Abdeckelement 14 befestigt ist, bezüglich der Grundplatte
13 verschwenkt wird.
Da der Kugelkäfig 18 mit der Vielzahl Kugeln 18a zwischen
die Grundplatte 13 und das Abdeckelement 14 eingesetzt ist,
kann das Abdeckelement 14 und deshalb das Antriebsrad 11
sich ruhig bezüglich der Grundplatte 13 drehen.
Insbesondere kann sich das Abdeckelement stoßfrei ohne
Schlingerbewegung drehen, da die Führungsnuten 13c und 14c,
die entsprechend an der unteren Fläche der Grundplatte 13
und der oberen Fläche des Abdeckelements 14 ausgebildet
sind, die Kugeln 18a führen, wie dies in Fig. 4 dargestellt
ist.
Wenn der Magnet 21 auf den Positionssensor 24 ausgerichtet
ist, wie dies in Fig. 7B dargestellt ist, erfaßt der
Positionssensor 24 eine magnetische Feldlinie vom Magneten
21 und sendet ein Erfassungssignal zu einer nicht
dargestellten Steuereinrichtung. Unter Steuerung der
Steuereinrichtung dreht sich der Gleichstrommotor 151 dann
in umgekehrter Richtung, so daß sich das Antriebsrad 11 in
Gegenrichtung um 90° dreht, um an einer Bezugsstelle in die
richtige Stellung gebracht zu werden, bei der es sich
gerade bewegen kann, wie dies in Fig. 7C dargestellt ist.
Zu diesem Zeitpunkt wird die 90°-Drehung des Antriebsrades
11 durch den Gleichstrommotor 151 der
Richtungsänderungseinheit 15 mit Hilfe des
Umdrehungssensors 22 erfaßt, der an der Grundplatte 13
angebracht ist. Das heißt, der Umdrehungssensor 22 erfaßt
eine magnetische Feldlinie, die von dem Magneten 159
erzeugt wird, der an dem von dem Gleichstrommotor 151
entfernten Ende der Schnecke 153 angebracht ist, und sendet
ein zugehöriges Signal zu der Steuereinrichtung, die
wiederum die 90°-Drehung des Antriebsrades 11 erfaßt.
Nachdem das Antriebsrad 11 entsprechend des Betriebes der
Richtungsänderungseinheit 15 auf die Bezugsstellung
ausgerichtet ist, kann es sich entsprechend der
Antriebseinheit 16 vorwärts und rückwärts bewegen.
Mit anderen Worten, sobald der Gleichstrommotor 161
angetrieben wird, drehen sich die Schnecke 162 und das
Schneckenrad 167, das mit der Schnecke 162 in Eingriff
steht. Durch die Drehung der Schnecke 167 dreht sich das
kleinere Zahnrad 167a, das an dem Schneckenrad 167
befestigt ist, so daß sich das Zwischengetriebe 118 dreht,
das mit dem kleineren Zahnrad 167a in Eingriff steht. Als
Folge dreht sich die erste Kupplung 120, die mit dem
Zwischengetriebe 118 über eine Keilnutverbindung gekoppelt
ist. Durch die Drehung der ersten Kupplung 120 dreht sich
die zweite Kupplung 121, die mit der ersten Kupplung 120 in
Eingriff steht, wodurch sich die Nutenwelle 111a dreht.
Folglich drehen sich die erste und die zweite Seitenplatte
111 bzw. 112, um das Antriebsrad 11 vorwärts oder rückwärts
zu bewegen.
Wenn eine Überbelastung, beispielsweise ein Stoß, von außen
auf das Antriebsrad 11 wirkt, gleitet die zweite Kupplung
121 gegen die Kraft der Feder 122 von der ersten Kupplung
120 weg, wobei die Feder 122 zusammengedrückt wird.
Demzufolge steht die zweite Kupplung 121 mit der ersten 120
außer Eingriff, so daß eine Übertragung der übermäßigen
Belastung zu dem Schneckenrad 167, der Schnecke 162 und dem
Gleichstrommotor 161 über die erste Kupplung 120
ausgeschlossen ist. Demzufolge befindet sich das
Antriebsrad 11 im Leerlauf.
Da kein Stoß zum Schneckenrad 167 und zum Gleichstrommotor
161 übertragen werden kann, ist es möglich, eine Störung zu
vermeiden, die durch eine Beschädigung von Zahnrädern
verursacht wird.
Eine Richtungsänderung zum Drehen des Antriebsrades 11 nach
rechts oder links wird durch das Erfassen der Drehungen der
Schnecke 153, die durch den Betrieb des Gleichstrommotors
151 der Richtungsänderungseinheit 15 verursacht werden, und
daraufhin durch Steuern der Drehungen des Gleichstrommotors
151 erzielt, die auf den erfaßten Drehungen der Schnecke
153 beruhen. Das heißt, die Drehungen der Schnecke 153
werden durch den Umdrehungssensor 22 erfaßt, der wiederum
ein entsprechendes Erfassungssignal zu der nicht
dargestellten Steuereinrichtung sendet. Auf der Basis des
Erfassungssignals steuert die Steuereinrichtung die
Drehungen des Gleichstrommotors 151. Deshalb kann sich der
Roboterkörper 10 über einen gewünschten Winkel drehen, wie
dies in den Fig. 8A bis 8C dargestellt ist.
Nachdem eine solche Richtungsänderung aufgrund des
Betriebes der Richtungsänderungseinheit 15 abgeschlossen
ist, wird das Antriebsrad 11 in seiner anfänglichen
Antriebsposition in Stellung gebracht, bei der es sich
vorwärts und rückwärts bewegen kann, wie dies in Fig. 8D
dargestellt ist.
Claims (7)
1. Antriebsvorrichtung für einen sich selbst bewegenden
Roboter, der sich vorwärts und rückwärts bewegen und seine
Richtung ändern kann,
gekennzeichnet durch
eine Grundplatte (13), die in einem Körper (10) des Roboters befestigt ist;
ein Abdeckelement (14), das drehbar von unten an der Grundplatte (13) angebracht ist;
einen Zahnkranz (19), der über der Grundplatte (13) angeordnet und an dem Abdeckelement (14) befestigt ist, um sich integral mit dem Abdeckelement (14) zu drehen;
ein Antriebsrad (11), das drehbar an einem unteren Teil des Abdeckelements (14) mit Hilfe eines Schaftes (11a) befestigt ist, der drehbar an dem unteren Teil des Abdeckelements (14) festgelegt ist;
eine Richtungsänderungseinrichtung (15) zum Drehen des Zahnkranzes (19), um das Antriebsrad (11) zu schwenken; und
eine Antriebseinrichtung (16) zum Antreiben des Antriebsrades (11) in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung.
gekennzeichnet durch
eine Grundplatte (13), die in einem Körper (10) des Roboters befestigt ist;
ein Abdeckelement (14), das drehbar von unten an der Grundplatte (13) angebracht ist;
einen Zahnkranz (19), der über der Grundplatte (13) angeordnet und an dem Abdeckelement (14) befestigt ist, um sich integral mit dem Abdeckelement (14) zu drehen;
ein Antriebsrad (11), das drehbar an einem unteren Teil des Abdeckelements (14) mit Hilfe eines Schaftes (11a) befestigt ist, der drehbar an dem unteren Teil des Abdeckelements (14) festgelegt ist;
eine Richtungsänderungseinrichtung (15) zum Drehen des Zahnkranzes (19), um das Antriebsrad (11) zu schwenken; und
eine Antriebseinrichtung (16) zum Antreiben des Antriebsrades (11) in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kugelkäfig (18) vorgesehen ist, der zwischen der
Grundplatte (13) und dem Abdeckelement (14) zum stoßfreien
Drehen des Abdeckelements (14) beim Betrieb der
Richtungsänderungseinrichtung (15) eingesetzt ist, wobei
der Kugelkäfig (18) eine Vielzahl von Kugeln (18a)
aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundplatte (13) und das Abdeckelement (14) an
deren sich gegenüberliegenden Flächen Führungsnuten (13c,
14c) zum Führen der Kugeln (18a) des Kugelkäfigs (18)
aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Antriebsrad (11) aufweist:
eine erste Seitenplatte (111) mit einer damit einstückig ausgebildeten zentralen Nutenwelle (111a);
eine zweite Seitenplatte (112), die mit der ersten Seitenplatte (111) gekoppelt ist;
einen Gummiring (116), der um die Außenumfangsflächen der ersten und der zweiten Seitenplatte (111, 112) vorgesehen ist, wobei der Gummiring (116) die Reibungskraft des Antriebsrades (11) verstärkt;
eine erste Kupplung (120), die eine Drehkraft von der Antriebseinrichtung (16) über ein Zwischengetriebe (118) aufnimmt; und
eine zweite Kupplung (121), die gleitend auf der Nutenwelle (111a) der ersten Seitenplatte (111) befestigt ist und mittels einer Feder (122) elastisch mit der ersten Kupplung (120) in Eingriff steht, um so eine Übertragung einer auf das Antriebsrad von außen einwirkenden Überbeanspruchung zu unterbinden.
daß das Antriebsrad (11) aufweist:
eine erste Seitenplatte (111) mit einer damit einstückig ausgebildeten zentralen Nutenwelle (111a);
eine zweite Seitenplatte (112), die mit der ersten Seitenplatte (111) gekoppelt ist;
einen Gummiring (116), der um die Außenumfangsflächen der ersten und der zweiten Seitenplatte (111, 112) vorgesehen ist, wobei der Gummiring (116) die Reibungskraft des Antriebsrades (11) verstärkt;
eine erste Kupplung (120), die eine Drehkraft von der Antriebseinrichtung (16) über ein Zwischengetriebe (118) aufnimmt; und
eine zweite Kupplung (121), die gleitend auf der Nutenwelle (111a) der ersten Seitenplatte (111) befestigt ist und mittels einer Feder (122) elastisch mit der ersten Kupplung (120) in Eingriff steht, um so eine Übertragung einer auf das Antriebsrad von außen einwirkenden Überbeanspruchung zu unterbinden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Richtungsänderungseinrichtung (15) aufweist:
einen Gleichstrommotor (151), der sich in normaler bzw. entgegengesetzter Richtung dreht;
eine Schnecke (153), die einstückig an einem Motorschaft des Gleichstrommotors (151) ausgebildet ist;
Träger (157), die entsprechend auf Vorsprüngen (155) angebracht sind, die von einem Seitenteil der Grundplatte (13) wegragen, wobei die Träger (157) den Gleichstrommotor (151) abstützen;
ein Schneckenrad (158), das mit der sich entsprechend der Drehung des Gleichstrommotors (151) drehenden Schnecke (153) in Eingriff steht, wobei das Schneckenrad (158) ein kleineres Zahnrad (158a) aufweist, das mit an einer Außenumfangsfläche des Zahnkranzes (19) ausgebildeten Zähnen (19a) in Eingriff steht, um so die Richtung des Antriebsrades (11) zu ändern; und
einen Magnet (159), der an einem von dem Gleichstrommotor (151) entfernten Ende der Schnecke (153) angebracht ist und eine magnetische Feldlinie erzeugt, die von einem an der Grundplatte (13) angebrachten Umdrehungssensor (22) erfaßt wird, um so die Drehungen des Gleichstrommotors (151) zu erfassen.
daß die Richtungsänderungseinrichtung (15) aufweist:
einen Gleichstrommotor (151), der sich in normaler bzw. entgegengesetzter Richtung dreht;
eine Schnecke (153), die einstückig an einem Motorschaft des Gleichstrommotors (151) ausgebildet ist;
Träger (157), die entsprechend auf Vorsprüngen (155) angebracht sind, die von einem Seitenteil der Grundplatte (13) wegragen, wobei die Träger (157) den Gleichstrommotor (151) abstützen;
ein Schneckenrad (158), das mit der sich entsprechend der Drehung des Gleichstrommotors (151) drehenden Schnecke (153) in Eingriff steht, wobei das Schneckenrad (158) ein kleineres Zahnrad (158a) aufweist, das mit an einer Außenumfangsfläche des Zahnkranzes (19) ausgebildeten Zähnen (19a) in Eingriff steht, um so die Richtung des Antriebsrades (11) zu ändern; und
einen Magnet (159), der an einem von dem Gleichstrommotor (151) entfernten Ende der Schnecke (153) angebracht ist und eine magnetische Feldlinie erzeugt, die von einem an der Grundplatte (13) angebrachten Umdrehungssensor (22) erfaßt wird, um so die Drehungen des Gleichstrommotors (151) zu erfassen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (16) aufweist:
einen Gleichstrommotor (161), der sich in normaler bzw. entgegengesetzter Richtung dreht;
eine Schnecke (162), die einstückig auf einem Motorschaft des Gleichstrommotors (161) ausgebildet ist;
einen Träger (165), der mittels eines Satzes von Schrauben (163) an einem Seitenteil der Grundplatte (14) befestigt ist und den Gleichstrommotor (161) abstützt; und
ein Schneckenrad (167), das mit der entsprechend der Drehung des Gleichstrommotors (161) sich drehenden Schnecke (162) in Eingriff steht, wobei das Schneckenrad (167) mit dem Schaft (11a) des Antriebsrades (11) betrieblich verbunden ist, um das Antriebsrad (11) anzutreiben.
daß die Antriebseinrichtung (16) aufweist:
einen Gleichstrommotor (161), der sich in normaler bzw. entgegengesetzter Richtung dreht;
eine Schnecke (162), die einstückig auf einem Motorschaft des Gleichstrommotors (161) ausgebildet ist;
einen Träger (165), der mittels eines Satzes von Schrauben (163) an einem Seitenteil der Grundplatte (14) befestigt ist und den Gleichstrommotor (161) abstützt; und
ein Schneckenrad (167), das mit der entsprechend der Drehung des Gleichstrommotors (161) sich drehenden Schnecke (162) in Eingriff steht, wobei das Schneckenrad (167) mit dem Schaft (11a) des Antriebsrades (11) betrieblich verbunden ist, um das Antriebsrad (11) anzutreiben.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zahnkranz (19) mit einem Magneten (21) ausgestattet
ist, der eine magnetische Feldlinie erzeugt, die mit Hilfe
eines an der Grundplatte (13) angebrachten Positionssensors
(24) erfaßt werden kann, um so eine Anfangsstellung des
Antriebsrades (11) zu erfassen.
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