DE602005004956T2 - Gelenkmechanismus mit zwei Aktuatoren für eine Roboterhand und dergleichen - Google Patents

Gelenkmechanismus mit zwei Aktuatoren für eine Roboterhand und dergleichen Download PDF

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Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gelenkmechanismus, der in einer Fingereinheit und dergleichen einer Roboterhand verwendet wird, die sich in der Luft bewegende Gegenstände oder dergleichen bei hohen Geschwindigkeiten exakt greifen kann; im Spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung einen Gelenkmechanismus, bei dem ein Antriebsmoment einer Gelenkachse erhöht werden kann, ohne dass Außendurchmesserabmessungen größer werden.
  • 2. Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
  • Fingereinheiten, die bei Roboterhänden verwendet werden, besitzen üblicherweise gelenkige Konstruktionen, wobei Aktuatoren, die klein und leicht sind, hohes Drehmoment aufweisen und Fingergelenke mit einem hohen Maß an Genauigkeit antriebsmäßig bewegen können, erforderlich sind, damit diese gelenkig ausgebildeten Gelenkeinheiten Gegenstände rasch und exakt greifen, halten sowie werfen können. Die Ausbildung eines derartigen Aktuators erfordert einen Motor, der zum unmittelbaren Erzeugen eines maximalen Drehmoments bei hohen Geschwindigkeiten innerhalb der Abmessungen der Finger in der Lage ist, ein Untersetzungsräderwerk mit minimalem Spiel bei hohem Untersetzungsverhältnis sowie einen Präzisionscodierer. Derartige Aktuatoren sind jedoch im Handel nicht erhältlich, und es gibt auch keine zugehörigen Produkte, die als Konstruktionselemente zum Erfüllen von derartigen Spezifikationen verwendet werden könnten. Im Spezielleren ist das momentane maximale Ausgangsmoment eines Servomotors nicht ausreichend, ein Untersetzungsräderwerk weist ein hohes Spiel von nicht weniger als 1° an der Ausgangsachse auf, selbst wenn es Planetenräder zu mehreren Stufen besitzt, und es sind keine Produkte verfügbar, die ausreichend klein und leicht sind und eine ausreichend hohe Auflösung für einen Codierer aufweisen.
  • Zum Umwandeln einer Rotationsbewegung, die von einer Drehausgangswelle eines Aktuators in einer gelenkig ausgebildeten Fingereinheit ausgegeben wird, in eine Drehbewegung einer dazu orthogonalen Gelenkachse werden ferner beim Stand der Technik Kombinationen aus Schrauben und Sperren/Ritzeln, Kurbelmechanismen, Schneckenräder, Drähte, Seilscheiben und dergleichen verwendet. Alle diese Einrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass sie die Abmessungen und die Masse der Gelenke erhöhen, die Schaltgeschwindigkeit zwischen Vorgängen unzulänglich machen sowie noch weitere Probleme verursachen. Die Verwendung eines regulären Kegelrads beinhaltet ebenfalls Probleme hinsichtlich Spiel und einer glatten Drehbewegung.
  • In der JP-A 2004-122339 haben die Erfinder et al. eine gelenkige Fingereinheit für eine Roboterhand vorgeschlagen, die auf eine Lösung derartiger Probleme abzielt. Die 3 und 4 zeigen eine Draufsicht bzw. eine Schnittdarstellung der in dieser Schrift offenbarten gelenkigen Fingereinheit. Wie in diesen Zeichnungen gezeigt ist, besitzt eine gelenkige Fingereinheit 1 einen Befestigungsflansch 2, einen an diesem Befestigungsflansch 2 angebrachten Aktuator 3 sowie eine gelenkige Fingerhauptkörpereinheit 5, die mit einer Drehausgangswelle 4 des Aktuators 3 verbunden ist. Die Fingerhauptkörpereinheit 5 ist gebildet aus einem Fingerbasisgelenkteil 6, der mit einem vorderen Ende der Drehausgangswelle 4 des Aktuators 3 verbunden ist, einem Fingerbasisteil 7, der mit einem vorderen Ende des Fingerbasisgelenkteils 6 verbunden ist, einem Fingerspitzengelenkteil 8, der mit einem distalen Ende des Fingerbasisteils 7 verbunden ist, sowie aus einem Fingerspitzenteil 9, der mit dem vorderen Ende des Fingerspitzengelenkteils 8 verbunden ist.
  • Der säulenförmige Aktuator 3 weist nach vorne, wobei ein vorderer Endbereich von diesem in einem Rahmen 2a mit kreisförmiger Öffnung des Befestigungsflansches 2 in seiner Position festgelegt ist, und die Drehausgangswelle 4 ragt von einer vorderen Endfläche von diesem durch den Rahmen 2a mit kreisförmiger Öffnung hindurch nach vorne. Ein Antriebskegelrad 11 ist auf einem distalen Ende der Drehausgangswelle 4 koaxial festgelegt.
  • Ein Paar fingerbasisseitige Lagergehäuseteile 2b, 2c verlaufen parallel zueinander von einem oberen und einem unteren Ende einer vorderen Oberfläche des Befestigungsflansches 2 weg über sowie unter dem Antriebskegelrad 11. Ein oberes Kugellager 12 und ein unteres Kugellager 13 sind jeweils derart angebracht, dass sie sich in koaxialen Positionen an den distalen Enden dieser fingerbasisseitigen Lagergehäuseteile 2b, 2c befinden, die sich weiter nach vorne erstrecken als das Antriebskegelrad 11. Diese Kugellager 12 und 13 erlauben das Abstützen einer fingerbasisseitigen Gelenkachse 14 in einer zu einer Axialrichtung der Drehausgangswelle 4 orthogonalen Richtung oder, bei dem vorliegenden Beispiel, rechtwinkligen Richtung, wobei das obere und das untere Ende drehbar sind.
  • Ein angetriebenes Kegelrad 15 ist an einer äußeren peripheren Fläche an der Oberseite der Gelenkachse 14 in Axialrichtung koaxial in seiner Position festgelegt, und dieses angetriebene Kegelrad 15 kämmt mit dem Antriebskegelrad 11. Eine ringförmige Erhebung 16a eines Verbindungselements 16 ist in Axialrichtung der Gelenkachse 14 in der Mitte in seiner Position festgelegt. Das Verbindungselement 16 besitzt die ringförmige Erhebung 16a, einen Halsbereich 16b, der sich von der ringförmigen Erhebung 16a nach vorne erstreckt, sowie einen gegabelten Bereich 16c, der sich von einem distalen Ende des Halsbereichs 16b in einer U-Form nach vorne erstreckt. Eine zylindrische basisseitige Abdeckung 17 ist mit dem gegabelten Bereich 16c koaxial verbunden.
  • Somit ist der mit dem vorderen Ende der Drehausgangswelle 4 des Aktuators 3 gekoppelte Fingerbasisgelenkteil 6 gebildet aus dem oberen und dem unteren fingerbasisseitigen Lagergehäuseteil 2b, 2c, dem oberen und dem unteren Kugellager 12 und 13, der fingerbasisseitigen Gelenkachse 14, dem fingerbasisseitigen angetriebenen Kegelrad 15 sowie dem fingerbasisseitigen Verbindungselement 16. Weiterhin ist der Fingerbasisteil 7 aus der zylindrischen basisseitigen Abdeckung 17 gebildet, die mit dem gegabelten Bereich 16c des fingerbasisseitigen Verbindungselements 16 verbunden ist.
  • Ferner weisen der Fingerspitzengelenkteil 8 und der Fingerspitzenteil 9, der mit dem distalen Ende des Fingerbasisteils 7 verbunden ist, die gleiche Konstruktion wie der fingerbasisseitige Gelenkteil 6 und der Fingerbasisteil 7 auf. Im Spezielleren ist ein zweiter Aktuator 21 in dem hohlen Teil der basisseitigen Abdeckung 17 koaxial angebracht, und ein vorderes Ende dieses Aktuators 21 ist durch einen ringförmigen Flansch 22 drehbar abgestützt, der in der gleichen Weise in dem hohlen Teil der basisseitigen Abdeckung 17 angebracht ist. Eine äußere Umfangsfläche dieses ringförmigen Flansches 22 ist an einer inneren Umfangsfläche der basisseitigen Abdeckung 17 befestigt.
  • Eine Drehausgangswelle 23 des Aktuators 21 ragt koaxial nach vorne durch einen hohlen Teil des ringförmigen Flansches 22, und ein fingerspitzenseitiges Antriebskegelrad 24 ist an einem distalen Ende von diesem koaxial festgelegt. Ein Paar fingerspitzenseitige Lagergehäuseteile 22a, 22b erstreckt sich parallel zueinander von einem oberen und einem unteren Ende einer vorderen Oberfläche des ringförmigen Flansches 22 weg über die Oberseite und den Boden des Antriebskegelrads 24. Ein oberes Kugellager 25 und ein unteres Kugellager 26 sind an distalen Enden der fingerspitzenseitigen Lagergehäuseteile 22a, 22b angebracht, die weiter nach vorne ragen als das Antriebskegelrad 24, so dass sich die Kugellager in koaxialen Positionen befinden. Diese Kugellager 25 und 26 gestatten das Abstützen einer fingerspitzenseitigen Gelenkachse 27 in einer zu einer Axialrichtung der Drehausgangswelle 23 orthogonalen Richtung oder, bei dem vorliegenden Beispiel, rechtwinkligen Richtung, wobei sich das obere und das untere Ende in einem drehbaren Zustand befinden.
  • Ein angetriebenes Kegelrad 28 ist an einer äußeren Umfangsfläche oben an der Gelenkachse 27 in Axialrichtung koaxial festgelegt, und dieses angetriebene Kegelrad 28 kämmt mit dem Antriebskegelrad 24. Eine ringförmige Erhebung 29a eines fingerspitzenseitigen Verbindungselements 29 ist mittig in der Axialrichtung des angetriebenen Kegelrads 28 in seiner Position festgelegt. Das Verbindungselement 29 besitzt die ringförmige Erhebung 29a, einen Halsbereich 29b, der sich von der ringförmigen Erhebung 29a nach vorne erstreckt, sowie einen gegabelten Bereich 29c, der sich in U-förmiger Weise von einem distalen Ende des Halsbereichs 29b nach vorne erstreckt. Eine zylindrische fingerspitzenseitige Abdeckung 30, deren distales Ende in halbkugelförmiger Weise abgeschlossen ist, ist mit dem gegabelten Bereich 29c koaxial verbunden.
  • Bei der gelenkigen Fingereinheit 1 wird die Drehbewegung der Drehausgangswelle 4 über das Paar der Kegelräder 11 und 15 in eine Drehbewegung der Gelenkachse 14 umgewandelt, und das Verbindungselement 16, das an dem einen Ende an der Gelenkachse 14 festgelegt ist, dreht sich über einen Winkelbereich von 90° oder mehr nach links und rechts um die Gelenkachse 14. Die Gelenkteile 6 und 8 lassen sich derart steuern, dass sie sich um einen Winkel von 90° oder mehr nach vorne und hinten oder nach links und nach rechts biegen lassen, und es lässt sich ein leichter, schneller und äußerst exakter künstlicher Finger erzielen, der in der Lage ist, verschiedene Vorgänge auszuführen.
  • Die Aktuatoren 3 und 21 besitzen einen Servomotor mit hoher Geschwindigkeit, hohem maximalen Drehmoment und kurzer zeitlicher Abstufung auf der Basis einer Wicklung mit hoher Dichte sowie einer Anordnung der Komponenten mit hoher Dichte; eine Wellgetriebeantriebseinheit mit hohem Untersetzungsverhältnis (z. B. 1/50 bis 1/100), kleinen Abmessungen, hohem Drehmoment sowie geringem Spiel; sowie einen kleinen und leichten sowie rasch ansprechenden Codierer mit hoher Auflösung. Ferner werden ölfreie Kegelräder mit minimalem Spiel für die Kegelräder 11, 15, 24 und 28 verwendet. Derartige Kegelräder werden nach dem Schneiden der Zähne einer Oberflächenhärtungsbehandlung unterzogen, es erfolgt eine Läppungsbehandlung unter Verwendung einer Kegelrad-Läppmaschine mit hoher Genauigkeit in einem spielfreien Zustand, eine Zahnoberfläche wird mit einem festen Schmierstoff imprägniert, und die Zahnräder werden derart ausgebildet, dass sie eine spielfreie Bewegung ohne Schmierung ausführen können.
  • Diese spielfreie Bewegungskonstruktion der Kegelräder 11 und 15 sowie der Kegelräder 24 und 28, die bei den Gelenkteilen verwendet werden, ist aus Federplatten gebildet. Zum Beispiel sind in dem fingerbasisseitigen Gelenk 6 Federplatten 31 und 32 zum Aufbringen von Axialdruck, der das Ausmaß der axialen Verschiebung in der Gelenkachse 14 in Richtung eines konischen Zentrums der Kegelräder begrenzt, an einer oberen Oberfläche des oberen Kugellagers 12 und einer unteren Oberfläche des unteren Kugellagers 13 angebracht, an denen das obere und das untere Ende der Gelenkachse 14 drehbar abgestützt sind. Federplatten 33 und 34 mit einer ähnlichen Funktion sind in der gleichen Weise in dem fingerspitzenseitigen Gelenkteil 8 angebracht.
  • Ein weiterer Gelenkmechanismus ist aus der US-A-6 658 962 bekannt, der zwei Aktuatoren aufweist, die an einem Abstützelement angebracht sind und an ei ner Gelenkachse mittels zwei Antriebsrädern parallel wirken, die mit zwei angetriebenen Kegelrädern kämmen.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Bei einem Gelenkmechanismus für eine Roboterhand und dergleichen gemäß der JP-A-2004 122339 ist es als ein Verfahren zum Steigern des Drehmoments von Gelenkachsen allgemein üblich, eine höhere Größe (Modellzahl) für einen Motor und ein Untersetzungsräderwerk zu verwenden, die einen Aktuator bilden. Ein Motor und ein Untersetzungsräderwerk mit einer höheren Modellzahl weisen jedoch normalerweise auch größere Außendurchmesserabmessungen auf. Daher werden die Abmessungen des Gelenkmechanismus an sich unweigerlich größer. Eine Vergrößerung der Abmessungen des Gelenkmechanismus ist nicht bevorzugt, da dann auch ein Durchmesser oder eine Dicke der Fingereinheiten der Roboterhand größer wird, in die diese Mechanismen integriert sind.
  • Ferner sind bei dem Gelenkmechanismus mit zwei Aktuatoren, wie er in der US-A-6 658 962 offenbart ist, die Abmessungen des Abstützelements vergrößert.
  • Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Gelenkmechanismus für eine Roboterhand und dergleichen, bei dem ein Antriebsmoment einer Gelenkachse gesteigert werden kann, ohne dass eine Vergrößerung der Abmessungen entsteht.
  • Zum Erreichen der vorstehenden sowie weiterer Ziele besitzt ein Gelenkmechanismus für eine Roboterhand und dergleichen gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gelenkachse, ein Abstützelement zum Abstützen der Gelenkachse in drehbarer Weise um eine Mittenlinie von dieser, ein Drehelement, das mit der Gelenkachse verbunden ist und sich zusammen mit der Drehung der Gelenkachse drehen kann, einen ersten Aktuator, der an dem Abstützelement angebracht ist, einen zweiten Aktuator, der an dem Abstützelement angebracht ist, ein angetriebenes Kegelrad, das an der Gelenkachse in feststehender, koaxialer Weise angebracht ist, ein erstes Antriebskegelrad, das mit einer Dreh ausgangswelle des ersten Aktuators koaxial verbunden ist und das mit dem angetriebenen Kegelrad kämmt, und ein zweites Antriebskegelrad, das mit einer Drehausgangswelle des zweiten Aktuators koaxial verbunden ist und das mit dem angetriebenen Kegelrad kämmt.
  • Bei einer typischen Konfiguration der vorliegenden Erfindung weist das Abstützelement ein Paar Abstützarme auf, die sich parallel zueinander erstrecken, wobei distale Enden dieser Abstützarme die beiden Endbereiche der Gelenkachse über Lager drehbar abstützen; wobei das Drehelement ein Paar Verbindungsarme aufweist, die sich parallel zueinander erstrecken, und wobei distale Enden dieser Verbindungsarme mit in Bezug auf die Abstützarme weiter außen gelegenen Bereichen an den beiden Endbereichen der Gelenkachse verbunden sind; ferner ist das angetriebene Kegelrad an innenseitig von den Abstützarmen gelegenen Stellen an einem Bereich der Gelenkachse fest angebracht.
  • Bei dem Gelenkmechanismus für eine Roboterhand und dergleichen gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Gelenkachse unter Verwendung von Kegelrädern rotationsmäßig angetrieben, ein erster und ein zweiter Aktuator sind beidseits der Gelenkachse angeordnet, und Rotationskräfte dieser beiden Aktuatoren können über einen Getriebezug, der aus Kegelrädern gebildet ist, auf die Gelenkachse übertragen werden. Das Antriebsmoment der Gelenkachse kann durch gleichzeitiges Antreiben der beiden Aktuatoren erhöht werden.
  • Im Gegensatz zudem Fall, in dem ein Aktuator durch einen Motor und ein Untersetzungsräderwerk mit einer höheren Modellzahl verwendet wird, gibt es somit keine solchen negativen Resultate wie eine Vergrößerung der Außendurchmesserabmessungen, um das Antriebsmoment zu steigern. Bei Verwendung des Gelenkmechanismus der vorliegenden Erfindung kann somit das Antriebsmoment gesteigert werden, ohne dass der Durchmesser oder die Dicke der Fingereinheiten der Roboterhand größer wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 eine Frontansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht, gesehen von einem distalen Ende, sowie eine Seitenansicht, gesehen von einer Rückseite eines Gelenkmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Schnittdarstellung entlang einer Linie a-a in 1 und eine Schnittdarstellung entlang einer Linie b-b in 1;
  • 3 eine Draufsicht unter Darstellung eines Beispiels einer gelenkigen Fingereinheit; und
  • 4 eine Längsschnittdarstellung der gelenkigen Fingereinheit der 3.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Beispiele eines Gelenkmechanismus für eine Roboterhand und dergleichen gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine Frontansicht, eine Draufsicht, eine Seitenansicht, gesehen von einem distalen Ende, sowie eine Seitenansicht, gesehen von einer Rückseite unter Darstellung eines Gelenkmechanismus einer Fingereinheit einer Roboterhand. 2 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Linie a-a in 1 und eine Schnittdarstellung entlang einer Linie b-b in 1.
  • Ein Gelenkmechanismus 100 des vorliegenden Beispiels weist eine säulenförmige, vertikal verlaufende, senkrechte Gelenkachse 101 auf, die durch einen Abstützhalter 102 drehbar abgestützt ist. Der Abstützhalter 102 weist einen ringförmigen Befestigungsrahmen 103 sowie ein Paar aus einem oberen und einem unteren Abstützarm 104 und 105 auf, die sich von einem oberen und einem unteren Bereich des ringförmigen Befestigungsrahmens 103 horizontal nach vorne erstrecken. Lager 106 und 107 sind an distalen Endbereichen dieser Abstützarme 104 und 105 horizontal angebracht, und die senkrechte Gelenkachse 101 ist über diese Lager 106 und 107 drehbar abgestützt. Ein vorde rer Endbereich eines ersten Aktuators 110 ist in den ringförmigen Befestigungsrahmen 103 des Abstützhalers 102 von der Rückseite her eingesetzt sowie mit diesem verbunden und festgelegt.
  • Ein oberer und ein unterer Endbereich 101a und 101b der senkrechten Gelenkachse 101 ragen von den Lagern 106 und 107 nach oben und nach unten. Ein drehbarer Halter bzw. Drehhalter 120, der an einer Vorderseite der senkrechten Gelenkachse 101 angeordnet ist, ist an den Endbereichen 101a und 101b mit dieser verbunden und auf ihr festgelegt. Der Drehhalter 120 weist einen ringförmigen Befestigungsrahmen 121 und ein Paar aus einem oberen und einem Verbindungsarm 122 und 123 auf, die sich von einer oberen und einer unteren Stelle des ringförmigen Befestigungsrahmens 121 horizontal nach hinten erstrecken. Der obere und der untere Endbereich 101a und 101b der senkrechten Gelenkachachse 101 sind in axialen Öffnungen, die in distalen Endbereichen der Verbindungsarme 122 und 123 ausgebildet sind, im Presssitz in ihrer Position festgelegt. Daher dreht sich der Drehhalter 120 gemeinsam mit der Drehbewegung der senkrechten Gelenkachse 101 nach links und nach rechts um eine Mittenlinie 101A von dieser. Ein vorderer Endbereich eines zweiten Aktuators 130, der nach hinten weisend angeordnet ist, ist von der Rückseite her in den ringförmigen Befestigungsrahmen 121 des Drehhalters 120 eingesetzt sowie mit diesem verbunden und festgelegt.
  • Der erste und der zweite Aktuator 110 und 130 sind derart angeordnet, dass Achsenlinien 110A und 130A von diesen sich in einem Zentrum in Vertikalrichtung der Mittenlinie 101A der senkrechten Gelenkachse 101 treffen und sich in einer orthogonalen Richtung von der Mittenlinie 101A weg erstrecken. Im Spezielleren sind die Aktuatoren derart angeordnet, dass sich sich horizontal nach vorne und nach hinten erstrecken. Der erste Aktuator 110 besitzt einen koaxial verbundenen Motor 111 und ein Untersetzungsräderwerk 112, wobei eine untersetzende Drehausgangswelle 113 des Untersetzungsräderwerks 112 von dem ringförmigen Befestigungsrahmen 103 des Abstützhalters 102 nach vorne ragt, und ein erstes Antriebskegelrad 114 ist mit einem distalen Ende von diesem koaxial verbunden und in seiner Position festgelegt. In ähnlicher Weise besitzt der zweite Aktuator 130 einen koaxial verbunden Motor 131 und ein Untersetzungsräderwerk 132, wobei eine Untersetzungs-Drehausgangswelle 133 des Untersetzungsräderwerks 132 von dem ringförmigen Befestigungsrahmen 121 des Drehhalters 120 nach hinten ragt und ein zweites Antriebskegelrad 134 mit einem distalen Ende von diesem koaxial verbunden und in seiner Position festgelegt ist.
  • Ein angetriebenes Kegelrad 140 ist an einer unteren Position des oberen Abstützarms 104 an der senkrechten Gelenkachse 101 koaxial festgelegt, die zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebskegelrad 114 und 134 angeordnet ist, die einander von der Vorderseite und der Rückseite her zugewandt gegenüberliegen. Das vordere und das hintere, erste und zweite Antriebskegelrad 114 und 134 kämmen beide mit dem angetriebenen Kegelrad 140.
  • Bei dem Gelenkmechanismus 100 mit dieser Konfiguration ist der Abstützhalter 102 in seiner Position festgelegt, und wenn der erste und der zweite Aktuator 110 und 130 in diesem Zustand rotationsmäßig angetrieben werden, kann die senkrechte Gelenkachse 101 durch die beiden Aktuatoren 110 und 130 rotationsmäßig angetrieben werden. Wenn sich die senkrechte Gelenkachse 101 dreht, drehen sich der Drehhalter 120 und der zweite Aktuator 130, der mit diesem fest verbunden ist, ausgehend von einer neutralen Stellung in der Darstellung nach links und nach rechts.
  • Der Gelenkmechanismus 100 des vorliegenden Beispiels kann z. B. bei dem Fingerspitzengelenkteil 8 in der Fingereinheit 1 der Roboterhand verwendet werden, wie diese in den 3 und 4 gezeigt ist. In diesem Fall kann der Fingerspitzenteil 9 wird durch die beiden Aktuatoren 110 und 130 rotationsmäßig bewegt werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Fingerspitzenteil 9 mit einem Antriebsmoment rotationsmäßig zu bewegen, das im Wesentlichen das 2-fache im Vergleich zu dem Fall beträgt, in dem der Fingerspitzenteil 9 durch einen einzigen Aktuator rotationsmäßig bewegt wird, wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist, und zwar ohne dass es zu einer Vergrößerung der Außendurchmesserabmessungen von diesem kommt. Auch ist eine derartige Konfiguration möglich, dass der Antrieb des Fingerspitzenteils 9 durch den anderen Aktuator sichergestellt werden kann, wenn einer der Aktuatoren 110 und 130 ausfällt.
  • Es versteht sich, dass der Gelenkmechanismus der vorliegenden Erfindung in einer anderen Vorrichtung als der gelenkigen Fingereinheit mit der in den 3 und 4 dargestellten Konstruktion verwendet werden kann.

Claims (2)

  1. Gelenkmechanismus (100) für eine Roboterhand und dergleichen, aufweisend: eine Gelenkachse (101); ein Abstützelement (102) zum Abstützen der Gelenkachse (101) in drehbarer Weise um eine Mittenlinie (101A) von dieser; ein Drehelement (120), das mit der Gelenkachse verbunden ist und sich zusammen mit der Drehung der Gelenkachse (101) um die Mittenlinie (101A) drehen kann; einen ersten Aktuator (110), der an dem Abstützelement (102) angebracht ist; einen zweiten Aktuator (130), der an dem Drehelement (120) angebracht ist; ein angetriebenes Kegelrad (140), das an der Gelenkachse in feststehender, koaxialer Weise angebracht ist; ein erstes Antriebskegelrad (114), das mit einer Drehausgangswelle des ersten Aktuators (110) koaxial verbunden ist und das mit dem angetriebenen Kegelrad (140) kämmt; und ein zweites Antriebskegelrad (134), das mit einer Drehausgangswelle des zweiten Aktuators (130) koaxial verbunden ist und das mit dem angetriebenen Kegelrad kämmt.
  2. Gelenkmechanismus für eine Roboterhand und dergleichen nach Anspruch 1, wobei das Abstützelement (120) ein Paar Abstützarme (104, 105) aufweist, die sich parallel zueinander erstrecken, und wobei distale Enden der Abstützarme die beiden Endbereiche der Gelenkachse (101) über Lager (106, 107) drehbar abstützen; wobei das Drehelement (120) ein Paar Verbindungsarme (122, 123) aufweist, die sich parallel zueinander erstrecken, und wobei die distalen En den der Verbindungsarme mit in Bezug auf die Abstützarme (104, 105) weiter außen gelegenen Bereichen an den beiden Endbereichen (101a, 101b) der Gelenkachse (101) verbunden sind; und wobei das angetriebene Kegelrad an innenseitig von den Abstützarmen (104, 105) gelegenen Stellen an einem Bereich der Gelenkachse fest angebracht ist.
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