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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Roboterarmmechanismus,
dessen Arme kontrahiert und ausgestreckt werden, und insbesondere auf
einen Roboterarmmechanismus, der einen Armantriebsmechanismus zum
Antreiben des Arms enthält,
um seine kontrahierten und ausgestreckten Positionen anzunehmen,
wie in dem Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist.
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2. Beschreibung verwandter
Techniken
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Der
Roboterarmmechanismus dieser Art wird in dem Prozess zur Produktion
von Halbleitern verwendet, wobei der Roboterarmmechanismus betätigt wird,
um Arme zu kontrahieren und auszustrecken, um Arbeiten zu handhaben,
d. h. Objekte, die behandelt werden sollen. Diese Objekte umfassen zum
Beispiel derartige wie Wafer und andere Präzisionsteile, die von dem Roboterarmmechanismus
versetzt und dann auf einem Arbeitstisch abgeladen werden sollen.
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Ein
herkömmlicher
Roboterarmmechanismus dieser Sorte ist zum Beispiel in
US-A-5151008 offenbart und
beinhaltet ein Handhabeelement zum Festhalten und Freigeben von
Objekten und Roboterarme zum Betätigen
und Verstellen der Hand. Die Roboterarme sind von einer Vielzahl
von parallelen Gliedern gebildet, die schwenkbare Gelenkabschnitte
aufweisen, auf denen zum Beibehalten der Glieder in ihren parallelen
Lagen Synchronzahnräder
bereitgestellt sind. Die Synchronzahnräder werden gedreht, um die
Hand in ihrer zuvor bestimmten Richtung beizubehalten, indem die
Hand nach vorne und nach hinten verstellt wird, während die
parallelen Glieder betätigt
werden. Die parallelen Glieder sind an ihren Basisabschnitten durch
eine sich drehende Scheibe schwenkbar gestützt und werden angetrieben,
um kontrahiert und ausgestreckt zu werden, durch zwei Elektromotoren,
durch Kupplungen und Versetzungswellen. Die sich drehende Scheibe
ist mit einer Verzahnung um ihre Seite geformt, um mit einem Antreibezahnrad,
das durch einen anderen Elektromotor angetrieben wird, in Eingriff
zu stehen, um die Roboterarme zu drehen.
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Ein
anderer herkömmlicher
Roboterarmmechanismus dieser Sorte ist in dem Japanischen Patent,
das die Veröffentlichung
Tokkaihei
10-156770 offen
legt, offenbart und beinhaltet Roboterarme, die von einer Vielzahl
von parallele Gliedern gebildet sind, um eine erste Parallelogrammverkopplung
zu formen, die kontrahiert und ausgestreckt werden kann, und einen
Synchronbewegungsmechanismus, der Zahnräder, Riemen und Riemenscheiben
umfasst, die betriebsfähig
auf den Gliedern montiert sind. Der Synchronbewegungsmechanismus
wird so betätigt,
dass die Zahnräder,
die Riemen und die Riemenscheiben angetrieben werden, so dass die
erste Parallelogrammverkopplung kontrahiert und ausgestreckt werden
kann. Die parallelen Glieder sind durch eine sich drehende Scheibe
gestützt
und mit einer zweiten Parallelogrammverkopplung, die durch einen
ersten Elektromotor durch einen Antriebsarm, der schwenkbar mit
der zweiten Parallelogrammverkopplung verbunden ist, angetrieben
wird, um die erste Parallelogrammverkopplung zu kontrahieren und
auszustrecken, angetrieben wird, verbunden. Der erste Elektromotor
ist von einer Drehachse der sich drehenden Scheibe entfernt positioniert.
Die sich drehende Scheibe wird von einem zweiten Elektromotor angetrieben,
um die Roboterarme zu drehen.
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Ein
dritter herkömmlicher
Roboterarmmechanismus dieser Sorte ist in dem Japanischen Patent,
das die Veröffentlichung
Tokkaihei
07-73833 offen
legt, offenbart und beinhaltet Roboterarme, die von vier schwenkbar
verbundenen Gliedern gebildet sind, um eine rautenförmige Verkopplung
zu formen, die kontrahiert und ausgestreckt werden kann, und einen
Synchronbewegungsmechanismus, der Zahnräder, Riemen und Riemenscheiben
umfasst, die betriebsfähig
auf den Gliedern montiert sind. Der Synchronbewegungsmechanismus
wird so betätigt,
dass die Zahnräder,
die Riemen und die Riemenscheiben angetrieben werden, so dass die
rautenförmige
Verkopplung kontrahiert und ausgestreckt werden kann. Die Glieder
weisen ein Paar Handhabungselemente auf und sind schwenkbar mit
zwei Antriebsarmen verbunden, die von einer Mittelnabe gestützt sind.
Die Arme werden unabhängig
voneinander von zwei Elektromotoren im Uhrzeigersinn oder gegen
den Uhrzeigersinn um eine Drehachse angetrieben, wobei es der rautenförmigen Verkopplung
ermöglicht wird,
kontrahiert und ausgestreckt zu werden.
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Die
oben erwähnten
bekannten herkömmlichen
Roboterarmmechanismen sind jedoch Problemen wie den folgenden ausgesetzt:
Der
oben erwähnte
bekannte erste herkömmliche Roboterarmmechanismus
benötigt
drei Elektromotoren; zwei
Motoren, um die Glieder anzutreiben
zum Zweck, den Roboterarm zu kontrahieren und auszustrecken, und
einen Motor, um die sich drehende Scheibe anzutreiben zum Zweck
des Drehens des Roboterarms, was ein größeres Ausmaß und höhere Kosten zur Folge hat.
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Der
oben erwähnte
bekannte zweite herkömmliche
Roboterarmmechanismus weist eine Beschränkung eines Drehwinkels der
Roboterarme auf, da der Elektromotor zum Kontrahieren und Ausstrecken
der Arme von der Drehachse der sich drehenden Scheibe entfernt angeordnet
sein muss und um sie verstellt werden muss. Um die oben erwähnte Beschränkung der
Drehung zu vermeiden bedarf es hohe Kosten und eine komplexe Struktur,
da eine Vorrichtung, wie etwa ein Bürstenelektrokontaktmechanismus
hinzugefügt
werden muss.
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Der
oben erwähnte
bekannte dritte herkömmliche
Roboterarmmechanismus weist das Problem auf, dass die rautenförmige Verkopplung
die Handhabungselemente nicht über
die Drehachse hinaus befördern
kann, und ist mit derartig langen Gliedern ausgestattet, dass sie
andere Teile des Roboterarmmechanismus beieinträchtigen können.
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Demzufolge
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Roboterarmmechanismus
bereitzustellen, der die vorangehenden Nachteile beseitigt und der
die Roboterarme antreiben kann, um ihre kontrahierten und ausgestreckten
Positionen anzunehmen, und sich durch lediglich zwei Motoren dreht, ohne
eine Beschränkung
eines Drehwinkels.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Roboterarmmechanismus
mit einer einfachen Konstruktion bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Roboterarmmechanismus, wie in Anspruch 1 definiert
ist, bereitgestellt. Der Roboterarmmechanismus beinhaltet eine Vielzahl
von Handhabungselementen zur Stützung
und Handhabung eines Objekts, wobei die Vielzahl von Handhabungselementen
ein erstes Handhabungselement und ein zweites Handhabungselement
beinhaltet; einen Roboterarm, der ein erstes Armglied und ein zweites
Armglied beinhaltet, die mit dem ersten Handhabungselement bzw.
dem zweiten Handhabungselement verbunden sind und um eine zuvor
bestimmte Drehachse gedreht werden können; und einen Roboterarmantriebsmechanismus,
der zum Antreiben des Rotorarms eine erste Antriebswelle, die integral
mit dem ersten Armglied verbunden ist, und eine zweite Antriebswelle,
die integral mit dem zweiten Armglied verbunden ist. Das erste Armglied
weist einen ersten und einen zweiten Endabschnitt und einen ersten
schwenkbaren Gelenkabschnitt auf, das zweite Armglied weist einen
ersten und einen zweiten Endabschnitt und einen ersten schwenkbaren
Gelenkabschnitt auf. Der Roboterarm beinhaltet des Weiteren einen
Gliedhaltemechanismus zum Halten der Lage des ersten und des zweiten
Handhabungselements, einen Gliedbetätigungsmechanismus zum Betätigen des Gliedhaltemechanismus
gemäß einem
Drehwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Armglied. Der Gliedbetätigungsmechanismus
umfasst ein Hebelelement, das von einem Hebelarm und einem Kupplungsglied
gebildet ist, die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt
aufweisen, und ein Verbindungsglied, das einen ersten und einen
zweiten Endabschnitt aufweist und an seinem ersten Endabschnitt schwenkbar
mit dem anderen des ersten und des zweiten Armglieds und an seinem
zweiten Endabschnitt mit dem Kupplungsglied des Hebelelements verbunden
ist. Der Hebelarm ist schwenkbar mit dem ersten schwenkbaren Gelenkabschnitt
von einem des ersten und des zweiten Armglieds verbunden ist, während das
Kupplungsglied integral mit dem Hebelarm verbunden ist. Der Hebelarm
des Hebelelements ist schwenkbar mit dem Gliedhaltemechanismus verbunden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im
Verlauf der Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen
offensichtlich werden, wobei:
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1 eine
Rahmenansicht von einer Stellung der ersten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 eine
vergrößerte fragmentarische Rahmenansicht
von einer anderen Stellung des Roboterarmmechanismus, der in 1 gezeigt
ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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3 eine
Querschnittsansicht entlang der Linien F3-F3 in 2 ist;
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4 eine
Rahmenansicht von der in 2 gezeigten Stellung der ersten
bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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5 eine
graphische Darstellung ist, die eine Beziehung der Drehwinkel zwischen
dem ersten und dem zweiten Armglied zeigt;
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6 eine
Rahmenansicht von einer Stellung der zweiten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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7 eine
vergrößerte fragmentarische Rahmenansicht
des Roboterarmmechanismus, der in 6 gezeigt
ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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8 eine
Rahmenansicht von einer anderen Stellung der zweiten bevorzugten
Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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9 eine
vergrößerte fragmentarische Rahmenansicht
des Roboterarmmechanismus, der in 6 gezeigt
ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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10 eine
vergrößerte fragmentarische Rahmenansicht
des Roboterarmmechanismus, der in 8 gezeigt
ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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11 eine
vergrößerte fragmentarische Rahmenansicht
von der dritten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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12 eine
vergrößerte fragmentarische Rahmenansicht
von der vierten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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13 eine
vergrößerte fragmentarische Rahmenansicht
von der fünften
bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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14 eine
Rahmenansicht von einer Stellung der sechsten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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15 eine
vergrößerte fragmentarische Rahmenansicht
von einer anderen Stellung der sechsten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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16 eine
Rahmenansicht von einer anderen Stellung der sechsten bevorzugten
Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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17 eine
Rahmenansicht von einer weiteren Stellung der sechsten bevorzugten
Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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18 eine
vergrößerte fragmentarische Rahmenansicht
von der siebten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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19 eine
Rahmenansicht von einer Stellung der achten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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20 eine
Rahmenansicht von einer anderen Stellung der achten bevorzugten
Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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21 eine
Rahmenansicht von einer weiteren Stellung der achten bevorzugten
Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung hinweg beziehen sich ähnliche
Bezugszeichen und -nummern auf ähnliche
Bestandteile in allen Figuren der Zeichnungen.
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In
Bezug auf 1 bis 4 der Zeichnungen
ist eine erste bevorzugte Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt. Der Roboterarmmechanismus 200 ist in 1 bis 4 als
ein erstes und ein zweites Handhabungselement 214 und 215 zur
Stützung bzw.
zur Handhabung eines Objekts beinhaltend gezeigt.
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Das
erste und das zweite Handhabungselement 214 und 215 sollten
konfiguriert sein, um zur Handhabung, d. h. zum Festhalten und Freigeben
eines Wafers und anderen Materialien, die zur Produktion von Halbleitern
verwendet werden, benutzbar zu sein. Das erste und das zweite Handhabungselemente 214 und 215 weisen
jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt auf und sind
an den ersten Endabschnitten der Handhabungselemente 214 und 215 mit
Aussparungen 212 und 213, die passend entworfen
sind, um derartige Materialien aufzunehmen und freizugeben, geformt.
Die Konfiguration des ersten und des zweiten Handhabungselements 214 und 215 hängt von
den Ausmaßen
und den Gestalten der Materialien, die durch das erste und das zweite Handhabungselement 214 und 215 gemäß der vorliegenden
Erfindung gehandhabt werden, ab.
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Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren einen
Roboterarm 220, der mit den Handhabungselementen 214 und 215 verbunden
ist. Der Roboterarm 220 beinhaltet ein erstes Armglied 210 und
ein zweites Armglied 211, die jeweils einen ersten und
einen zweiten Endabschnitt aufweisen und um eine Drehachse 298 gedreht
werden können.
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Das
erste Armglied 210 weist des Weiteren einen ersten schwenkbaren
Gelenkabschnitt 210a auf, der zwischen dem ersten und dem
zweiten Endabschnitt des ersten Armglieds 210 mit einer
Entfernung La von der Drehachse 298 entfernt positioniert ist.
Das zweite Armglied 211 weist des Weiteren einen schwenkbaren
Gelenkabschnitt 211a auf, der zwischen dem ersten und dem
zweiten Endabschnitt des zweiten Armglieds 211 mit einer
Entfernung Lb von der Drehachse 298 entfernt positioniert
ist.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren einen Gliedhaltemechanismus 229,
der einen ersten und einen zweiten Gliedhaltemechanismus 230 und 231 umfasst,
um die Lagen der Handhabungselemente 214 und 215 zu
halten.
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Die
Gliedhaltemechanismen 229 beinhalten des Weiteren ein Gelenkkreuzglied 221,
das ein erstes Gelenkglied 223 für den ersten Gliedhaltemechanismus 230 und
das zweite Gelenkglied 224 für den zweiten Gliedhaltemechanismus
umfasst, die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt
aufweisen und im Wesentlichen einander in der Länge gleichen.
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Das
Gelenkkreuzglied 221 beinhaltet des Weiteren eine Gelenkwelle 201,
die einen ersten und einen zweiten Seitenabschnitt aufweist, die
sich hinsichtlich der Drehachse 298 einander gegenüberliegen.
Die Gelenkwelle 201 und das erste Gelenkglied 223 sind
an dem ersten Seitenabschnitt der Gelenkwelle 201 und an
dem ersten Endabschnitt des ersten Gelenkglieds 223 integral
miteinander verbunden. Die Gelenkwelle 201 und das zweite
Gelenkglied 224 sind an dem zweiten Seitenabschnitt der Gelenkwelle 201 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Gelenkglieds 224 integral
miteinander verbunden.
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Der
erste Gliedhaltemechanismus 230 beinhaltet des Weiteren
ein erstes Halterglied 219, das einen ersten und einen
zweiten Endabschnitt aufweist und im Wesentlichen in der Länge dem
ersten Armglied 210 gleicht. Das erste Halterglied 219 und
das erste Gelenkglied 223 sind an dem ersten Endabschnitt
des ersten Halterglieds 219 und an dem zweiten Endabschnitt
des ersten Gelenkglieds 223 schwenkbar miteinander verbunden.
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Der
erste Gliedhaltemechanismus 230 beinhaltet des Weiteren
ein erstes Abtriebsglied 216, das einen ersten und einen
zweiten Endabschnitt aufweist und im Wesentlichen in der Länge dem
ersten Gelenkglied 223 gleicht. Das erste Abtriebsglied 216 und
das erste Armglied 210 sind an dem ersten Endabschnitt
des Abtriebsglieds 216 und an dem zweiten Endabschnitt
des ersten Armglieds 210 schwenkbar miteinander verbunden.
Das erste Abtriebsglied 216 und das erste Halterglied 219 sind
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Abtriebsglieds 216 und an
dem zweiten Endabschnitt des ersten Halterglieds 219 schwenkbar
miteinander verbunden. Das erste Abtriebsglied 216 und
das erste Handhabungselement 214 sind an dem zweiten Endabschnitt
des ersten Abtriebsglieds 216 und an dem zweiten Endabschnitt
des ersten Handhabungselements 214 integral miteinander
verbunden.
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Das
erste Armglied 210, das erste Halterglied 219,
das erste Gelenkglied 223 und die erste Abtriebswelle 216 formen
eine Parallelogrammverkopplung, die das erste Gelenkglied 223 und
das erste Abtriebsglied 216 durch das erste Armglied 210 und
das erste Halterglied 219 jederzeit in paralleler Beziehung
zueinander behaupten. Dies hat die Tatsache zur Folge, dass das
erste Abtriebsglied 216 das erste Handhabungselement 214 jederzeit
in paralleler Beziehung mit dem Gelenkkreuzglied 221 behauptet.
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Der
zweite Gliedhaltemechanismus 231 beinhaltet ein zweites
Halterglied 228, das im Wesentlichen in der Länge dem
zweiten Armglied 211 gleicht und das einen ersten und einen
zweiten Endabschnitt aufweist, und einen schwenkbaren Gelenkabschnitt 228a,
der mit einer Entfernung Lb von dem ersten Endabschnitt des zweiten
Halterglieds 228 entfernt zwischen dem ersten und dem zweiten
Endabschnitt des zweiten Halterglieds 228 positioniert
ist. Das zweite Halterglied 211 und das zweite Gelenkglied 224 sind
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Halterglieds 211 und
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Gelenkglieds 224 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Der
zweite Gliedhaltemechanismus 231 beinhaltet des Weiteren
ein zweites Abtriebsglied 217, das einen ersten und einen
zweiten Endabschnitt aufweist und im Wesentlichen in der Länge dem zweiten
Gelenkglied 224 gleicht. Das zweite Abtriebsglied 217 und
das zweite Armglied 211 sind an dem ersten Endabschnitt
des zweiten Abtriebsglieds 217 und an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Armglieds 211 schwenkbar miteinander verbunden. Das
zweite Abtriebsglied 217 und das zweite Halterglied 228 sind
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Abtriebsglieds 217 und
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Halterglieds 228 schwenkbar miteinander
verbunden. Die zweite Abtriebswelle 217 und das zweite
Handhabungselement 215 sind an dem zweiten Endabschnitt
der zweiten Abtriebswelle 217 und an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Handhabungselements 215 integral miteinander
verbunden.
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Das
zweite Armglied 211, das zweite Halterglied 228,
das zweite Gelenkglied 224 und die zweite Abtriebswelle 217 formen
eine Parallelogrammverkopplung, die das zweite Abtriebsglied 217 und
das zweite Gelenkglied 224 durch das zweite Armglied 211 und
das zweite Halterglied 228 jederzeit in paralleler Beziehung
zueinander behauptet. Dies hat die Tatsache zur Folge, dass das
zweite Abtriebsglied 217 das zweite Handhabungselement 215 jederzeit in
paralleler Beziehung mit dem Gelenkkreuzglied 221 behauptet.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren einen Gliedbetätigungsmechanismus 232,
der eines des ersten und des zweiten Armglieds 210 und 211 durch
eine Bewegung des anderen des ersten und des zweiten Armglieds 210 und 211 betätigt.
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Der
Gliedbetätigungsmechanismus 232 beinhaltet
ein Hebelelement 233, das in der Gestalt eines großen Ls geformt
ist, wobei es einen Hebelarm 202 und ein Kupplungslied 203 umfasst,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
Der Hebelarm 202 gleicht im Wesentlichen in der Länge dem
zweiten Abtriebsglied 217. Das Kupplungsglied 203 ist
länger
als der Hebelarm 202.
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Der
Gliedbetätigungsmechanismus 232 beinhaltet
des Weiteren ein Verbindungsglied 204, das jeweils einen
ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweist. Das Verbindungsglied 204 ist
länger
als der Hebelarm 202.
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Der
Hebelarm 202 und das Kupplungsglied 203 sind an
dem ersten Endabschnitt des Hebelarms 202 und an dem ersten
Endabschnitt des Kupplungsglieds 203 integral miteinander
verbunden. Der Hebelarm 202 und das zweite Halterglied 228 sind
an dem zweiten Endabschnitt des Hebelarms 202 und an dem
schwenkbaren Gelenkabschnitt 228a des zweiten Halterglieds 228 schwenkbar
miteinander verbunden. Der Hebelarm 202 und das zweite
Armglied 211 sind an dem ersten Endabschnitt des Hebelarms 202 und
an dem ersten schwenkbaren Gelenkabschnitt 211a des zweiten
Armglieds 211 schwenkbar miteinander verbunden.
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Das
Kupplungsglied 203 und das Verbindungsglied 204 sind
an dem zweiten Endabschnitt des Kupplungsglieds 203 und
an dem zweiten Endabschnitt des Verbindungsglieds 204 in
dem Zustand, in dem das Kupplungsglied 203 mit dem zweiten
Halterglied 228 und dem zweiten Gelenkglied 224 gekreuzt
ist, durch ein schwenkbares Gelenk 236 schwenkbar miteinander
verbunden.
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Das
Verbindungsglied 204 und das erste Armglied 210 sind
an dem ersten Endabschnitt des Verbindungsglieds 204 und
an dem ersten schwenkbaren Gelenkabschnitt 210a des ersten
Armglieds 210 schwenkbar miteinander verbunden.
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Bei
dem Gliedbetätigungsmechanismus 232 ist
die Summe der Längen
des Kupplungsglieds 203 und des Verbindungsglieds 204 größer als
La + Lb, die Summe der Längen
zwischen der Drehachse 298 und den ersten schwenkbaren
Gelenkabschnitten 210a und 211a des ersten und
des zweiten Armglieds 210 und 211, entworfen,
was dem Gliedbetätigungsmechanismus 232 die
Stabilität
der Bewegung ohne einen Wechselpunkt sicherstellt.
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Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren einen
Roboterarmantriebsmechanismus 400, der eine erste und eine
zweite Antriebswelle 225 und 226, die um die Drehachse 298 gedreht
werden können,
umfasst.
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Die
erste Antriebswelle 225 ist entlang der Drehachse 298 mit
einem Hohlraum geformt, um darin in koaxialer Beziehung mit der
ersten Antriebswelle 225 die zweite Antriebswelle 226 drehbar
aufzunehmen.
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Die
erste Antriebswelle 225 ist integral mit dem ersten Endabschnitt
des ersten Armglieds 210 verbunden und wird von einem Elektromotor,
nicht gezeigt, angetrieben, um das erste Armglied 210 um die
Drehachse 298 zu drehen. Die zweite Antriebswelle 226 ist
integral mit dem ersten Endabschnitt des zweiten Armglieds 211 verbunden
und wird von einem anderen Elektromotor, nicht gezeigt, angetrieben,
um das zweite Armglied 211 unabhängig von dem ersten Armglied 210 um
die Drehachse 298 zu drehen.
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Die
Betätigung
des oben erwähnten
Roboterarmmechanismus 200 der ersten bevorzugten Ausführungsform
ist wie folgt: Wenn sich das erste und das zweite Handhabungselement 214 und 215 in einer
Ausgangsposition befinden, sind das erste und das zweite Armglied 210 und 211 an
den Positionen, die in 2 und 4 gezeigt
sind, platziert. Wenn sich das erste und das zweite Armglied 210 und 211 aus
der Ausgangsposition zu der Position, die in 1 gezeigt
ist, dreht, dreht die erste Antriebswelle 225 den ersten
Arm 210, um zum Verstellen des ersten Handhabungselements 214 nach
hinten im Uhrzeigersinn gedreht zu werden, und die zweite Antriebswelle 226 treibt
das zweite Armglied 211 an, um zum Verstellen des zweiten
Handhabungselements 215 nach vorne gegen den Uhrzeigersinn
gedreht zu werden.
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Das
erste und das zweite Handhabungselement 214 und 215 werden
während
ihrer Verstellung durch die Parallelogrammverkopplung des ersten und
des zweiten Gliedhaltemechanismus 230 und 231,
die das erste und das zweite Armglied 210 und 211,
das erste und das zweite Halterglied 219 und 228,
das erste und das zweite Gelenkglied 223 und 224 und
das erste und das zweite Abtriebsglied 216 und 217 umfassen,
in paralleler Beziehung mit dem ersten und dem zweiten Gelenkglied 223 und 224 behauptet.
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Die
Drehungen des ersten und des zweiten Armglieds 210 und 211 drehen
den Hebelarm 202 bzw. das Verbindungslied 204 des
Gliedbetätigungsmechanismus 232.
Der Hebelarm 202 und das Kupplungsglied 203 werden
im Uhrzeigersinn um den ersten schwenkbaren Abschnitt 211a des
zweiten Armglieds 211 gedreht. Das Verbindungsglied wird
gegen den Uhrzeigersinn um den ersten schwenkbaren Abschnitt 210a des
ersten Armglieds 210 gedreht.
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Die
Drehverstellung des Hebelarms 202 und die Drehverstellung
des Verbindungsglieds 204 wirken sich auf das schwenkbare
Gelenk 236, das das Kupplungsglied 203 und das
Verbindungsglied 204 verbindet, aus, so dass die erste
und die zweite Abtriebswelle 216 und 217 und das
erste und das zweite Gelenkglied 223 und 224 jederzeit
in paralleler Beziehung zueinander sind.
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Die
erste und die zweite Antriebswelle 225 und 226 werden
gesteuert, so dass ein Drehwinkel des ersten Armglieds 210 größer ist
als der des zweiten Armglieds 211. 5 zeigt
eine Beziehung eines Drehwinkels Φ des ersten Armglieds 210,
das von der ersten Antriebswelle 225 angetrieben wird,
und eines Drehwinkels O des ersten Armglieds 210, das von
der ersten Antriebswelle 225 angetrieben wird. Dies bedeutet,
dass der Verstellungsweg des ersten und des zweiten Handhabungselements 214 und 215 nach
vorne größer ist
als der Verstellungsweg von diesen nach hinten. Dies bietet eine
gute Nutzung des Raums. Die oben erwähnte Relation zwischen den
Drehwinkeln werden in einem Speicher einer Roboterarmsteuerung als
eine Datentabelle der Relation zwischen den Drehwinkeln des ersten
und des zweiten Armglieds 210 und 211 abgespeichert.
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Wenn
die erste und die zweite Antriebswelle 225 und 226 das
erste und das zweite Armglied 210 und 211 mit
derselben Geschwindigkeit und in derselben Drehrichtung antreiben,
werden das erste und das zweite Armglied 210 und 211 in
einem Zustand, in dem das erste und das zweite Armglied 210 und 211 miteinander
vereint sind, zusammen um die Drehachse 298 gedreht. Folglich
ist es nicht nötig, einen
weiteren Elektromotor bereitzustellen, um das erste und das zweite
Armglied 210 und 211 zu drehen. Es ist nicht nötig, eine
den Roboterarm stützende
Scheibe zu drehen, um das erste und das zweite Armglied 210 und 211 zu
drehen. Dies hat die Tatsache zur Folge, dass der Roboterarmmechanismus 200 gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung seine Konstruktion einfacher ermöglicht.
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Mit
Bezug auf 6 bis 10 der
Zeichnungen ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Roboterarmmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Der Roboterarmmechanismus 200 ist in 6 bis 10 als
ein erstes und ein zweites Handhabungselement 244 und 245 zur
Stützung
bzw. Handhabung eines Objekts W und jeweils einen ersten und einen
zweiten Endabschnitt aufweisend beinhaltend gezeigt. Das erste und
das zweite Handhabungselement sind integral mit einem ersten und
einem zweiten Handhabungsstützglied 246 und 247,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen,
verbunden.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren ein erstes und ein
zweites Armglied 210 und 211, die einen ersten
und einen zweiten Endabschnitt aufweisen und dem ersten und dem
zweiten Armglied 210 und 211 der ersten bevorzugten
Ausführungsform des
Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind, außer
der Tatsache, dass das erste Armglied 210 zwischen dem
ersten und dem zweiten Endabschnitt des ersten Armglieds 210 einen
ersten und einen zweiten schwenkbaren Gelenkabschnitt 210a und 210b aufweist,
und dass das zweite Armglied 211 zwischen dem ersten und
dem zweiten Endabschnitt des zweiten Armglieds 211 einen
ersten und einen zweiten schwenkbaren Gelenkabschnitt 211a und 211b aufweist.
Der zweite schwenkbare Gelenkabschnitt 210b des ersten
Armglieds 210 ist zwischen dem ersten schwenkbaren Gelenkabschnitt 210a und
dem zweiten Endabschnitt des ersten Armglieds 210 positioniert.
Der zweite schwenkbare Gelenkabschnitt 211b des zweiten Armglieds 211 ist
zwischen dem ersten schwenkbaren Gelenkabschnitt 211a und
dem zweiten Endabschnitt des ersten Armglieds 211 positioniert.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren einen Gliedhaltemechanismus,
der einen ersten und einen zweiten Gliedhaltemechanismus 230 und 231 umfasst,
und einen Gliedbetätigungsmechanismus 232,
die dem Gliedhaltemechanismus bzw. dem ersten und dem zweiten Gliedhaltemechanismus 230 und 231 bzw.
dem Gliedbetätigungsmechanismus 232 der
ersten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ähnlich sind.
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Der
erste Gliedhaltemechanismus 230 beinhaltet ein erstes Halterglied 219,
ein erstes Gelenkglied 223 und ein erstes Abtriebsglied 216,
die dem ersten Halterglied 219 bzw. dem ersten Gelenkglied 223 bzw.
dem ersten Abtriebsglied 216 der ersten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich sind.
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Der
zweite Gliedhaltemechanismus 231 beinhaltet ein zweites
Halterglied 228, ein zweites Gelenkglied 224 und
ein zweites Abtriebsglied 217, die dem zweiten Halterglied 228 bzw.
dem zweiten Gelenkglied 224 bzw. dem zweiten Abtriebsglied 217 der
ersten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind.
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Der
Gliedbetätigungsmechanismus 232 beinhaltet
ein Hebelelement 233, das einen Hebelarm 202 und
ein Kupplungsglied 203 umfasst, und ein Verbindungsglied 204,
die dem Hebelelement 233 bzw. dem Hebelarm 202 bzw.
dem Kupplungsglied 203 und dem Verbindungsglied 204 der
ersten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren eine zusätzliche
Armverkopplung 299, die eine erste zusätzliche Armverkopplung 240 umfasst,
die schwenkbar mit dem ersten Armglied 210 und dem ersten
Halterglied 219 verbunden ist, und eine zweiten zusätzliche
Armverkopplung 243, die schwenkbar mit dem zweiten Armglied 211 der
zweiten Halterverkopplung 228 verbunden ist.
-
Die
erste zusätzliche
Verkopplung 240 beinhaltet ein drittes und ein viertes
Armglied 248 und 249, die im Wesentlichen einander
in der Länge
gleichen und die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt
aufweisen. Die zweite zusätzliche
Verkopplung 243 beinhaltet ein fünftes und ein sechstes Armglied 250 und 251,
die im Wesentlichen einander in der Länge gleichen und die jeweils
einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen. Die Länge zwischen
dem ersten und dem zweiten Endabschnitt des ersten Handhabungsstützglieds 246 gleicht
im Wesentlichen in der Länge
dem ersten Abtriebsglied 216. Die Länge zwischen dem ersten und dem
zweiten Endabschnitt des zweiten Handhabungsstützglieds 247 gleicht
im Wesentlichen in der Länge
dem zweiten Abtriebsglied 217.
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Das
dritte Armglied 249 und das erste Handhabungsstützglied 246 sind
an dem ersten Endabschnitt des dritten Armglieds 248 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Handhabungsstützglieds 246 schwenkbar
miteinander verbunden. Das dritte Armglied 249 und das
erste Armglied 210 sind an dem zweiten Endabschnitt des
dritten Armglieds 249 und an dem zweiten Endabschnitt des
ersten Armglieds 210 in dem Zustand, in dem das dritte Armglied 249 mit
dem ersten Armglied 210 und dem ersten Halterglied 219 gekreuzt
sein kann, schwenkbar miteinander verbunden. Das dritte Armglied 249 und
das erste Abtriebsglied 216 sind an dem zweiten Endabschnitt
des dritten Armglieds 249 und an dem ersten Endabschnitt
des ersten Abtriebsglieds 216 schwenkbar miteinander verbunden.
Das dritte Armglied 249 und das vierte Armglied 248 halten schwenkbar
das erste Abtriebsglied 216 und das erste Handhabungsstützglied 246 in
paralleler Beziehung zueinander.
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Das
vierte Armglied 248 und das erste Handhabungsstützglied 246 sind
an dem ersten Endabschnitt des vierten Armglieds 248 und
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Handhabungsstützglieds 246 schwenkbar
miteinander verbunden. Das vierte Armglied 248 und das
erste Halterglied 219 sind an dem zweiten Ende des vierten
Armglieds 248 und an dem zweiten Endabschnitt des ersten
Halterglieds 219 in dem Zustand, in dem das vierte Armglied 248 mit
dem ersten Armglied 210 und dem ersten Halterglied 219 gekreuzt
sein kann, schwenkbar miteinander verbunden. Das vierte Armglied 248 und das
erste Abtriebsglied 216 sind an dem zweiten Endabschnitt
des vierten Armglieds 248 und an dem zweiten Endabschnitt
des ersten Abtriebsglieds 216 schwenkbar miteinander verbunden.
-
Das
fünfte
Armglied 251 und das zweite Handhabungsstützglied 246 sind
an dem ersten Endabschnitt des fünften
Armglieds 251 und an dem ersten Endabschnitt des zweiten
Handhabungsstützglieds 247 schwenkbar
miteinander verbunden. Das fünfte
Armglied 251 und das zweite Armglied 211 sind
an dem zweiten Ende des fünften
Armglieds 251 und an dem zweiten Endabschnitt des zweiten
Armglieds 211 in dem Zustand, in dem das fünfte Armglied 250 mit
dem zweiten Armglied 211 und dem zweiten Halterglied 228 gekreuzt
sein kann, schwenkbar miteinander verbunden. Das fünfte Armglied 251 und
das zweite Abtriebsglied 217 sind an dem zweiten Endabschnitt
des fünften
Armglieds 251 und an dem ersten Endabschnitt des zweiten
Abtriebsglieds 217 schwenkbar miteinander verbunden. Das
fünfte
Armglied 251 und das sechste Armglied 250 halten
schwenkbar das zweite Abtriebsglied 217 und das zweite
Stützungsglied 247 in
paralleler Beziehung zueinander.
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Das
sechste Armglied 250 und das zweite Handhabungsstützglied 246 sind
an dem ersten Endabschnitt des sechsten Armglieds 250 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Handhabungsstützglieds 247 schwenkbar
miteinander verbunden. Das sechste Armglied 250 und das
zweite Halterglied 228 sind an dem zweiten Endabschnitt
des sechsten Armglieds 250 und an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Halterglieds 228 in dem Zustand, in dem das sechste
Armglied 250 mit dem zweiten Armglied 211 und
dem zweiten Halterglied 228 gekreuzt sein kann, schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
sechste Armglied 250 und das zweite Abtriebsglied 217 sind
an dem zweiten Endabschnitt des sechsten Armglieds 251 und
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Abtriebsglieds 217 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
erste Armglied 210, das erste Abtriebsglied 216 und
das dritte Armglied 249 sind durch einen ersten Synchronmechanismus 241 schwenkbar miteinander
verbunden.
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Der
erste Synchronmechanismus 241 beinhaltet einen ersten Doppelhebelarmmechanismus 252,
der ein erstes Glied 253, ein zweites Glied 254, ein
drittes Glied 255 und ein viertes Glied 256 umfasst,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Der
erste Synchronmechanismus 241 beinhaltet des Weiteren einen
zweiten Doppelhebelarmmechanismus 260, der ein fünftes Glied 257,
ein sechstes Glied 258 und ein siebtes Glied 259 umfasst,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Der
erste Doppelhebelarmmechanismus 252 ist in der Figur dem
zweiten Doppelhebelarmmechanismus 261 ähnlich, außer dass er in der umgekehrten
Richtung arbeitet.
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Das
erste und das zweite Glied 253 und 254 sind im
Wesentlichen in der Länge
einander gleich. Das dritte Glied 255 ist länger als
das erste und das zweite Glied 253 und 254. Das
vierte Glied 256 ist ein Teil des ersten Armglieds 210 von
dem zweiten Endabschnitt des ersten Armglieds 210 zu dem
zweiten schwenkbaren Gelenkabschnitt 210b. Das fünfte Glied 257 und
das sechste Glied 258 sind in der Länge einander gleich.
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Das
erste Glied 253 und das erste Abtriebsglied 216 sind
an dem ersten Endabschnitt des ersten Glieds 253 und an
dem ersten Endabschnitt des ersten Abtriebsglieds 216 integral
miteinander verbunden. Das erste Glied 253 und das vierte
Glied 256 sind an dem ersten Endabschnitt des ersten Glieds 253 und
an dem ersten Endabschnitt des vierten Glieds 256 schwenkbar
miteinander verbunden. Das erste Glied 253 und das fünfte Glied 257 sind
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Glieds 253 und an dem
ersten Endabschnitt des fünften
Glieds 257 in einem spitzen Winkel α zueinander schwenkbar miteinander
verbunden.
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Das
zweite Glied 254 und das erste Armglied 210 sind
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Glieds 254 und an
dem zweiten schwenkbaren Gelenkabschnitt 210b des ersten
Armglieds 210 schwenkbar miteinander verbunden. Das zweite Glied 254 und
das dritte Glied 255 sind an dem zweiten Endabschnitt des
zweiten Glieds 254 und an dem ersten Endabschnitt des dritten
Glieds 255 schwenkbar miteinander verbunden.
-
Das
dritte Glied 255 und das fünfte Glied 257 sind
an dem zweiten Endabschnitt des dritten Glieds 255 und
an dem zweiten Endabschnitt des fünften Glieds 257 in
dem Zustand, in dem das dritte Glied 255 mit dem ersten
Armglied 210, dem ersten Halterglied 219, dem
dritten Glied 249 und dem vierten Armglied 248 gekreuzt
ist, integral miteinander verbunden. Das dritte Glied 255 und
das siebte Glied 259 sind an dem zweiten Endabschnitt des
dritten Glieds 255 und an dem ersten Endabschnitt des siebten
Glieds 259 schwenkbar miteinander verbunden.
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Das
vierte Glied 256 und das erste Abtriebsglied 216 sind
an dem zweiten Endabschnitt des vierten Glieds 256 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Abtriebsglieds 216 schwenkbar
miteinander verbunden. Das vierte Glied 256 und das sechste Glied 258 sind
an dem zweiten Endabschnitt des vierten Glieds 256 und
an dem ersten Endabschnitt des sechsten Glieds 258 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
sechste Glied 258 und das siebte Glied 259 sind
an dem zweiten Endabschnitt des sechsten Glieds 258 und
an dem zweiten Endabschnitt des siebten Glieds 259 in dem
Zustand, in dem das siebte Glied 259 mit dem ersten Glied 253 gekreuzt
ist, in einem spitzen Winkel α zueinander
schwenkbar miteinander verbunden.
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Der
zweite Synchronmechanismus 242 beinhaltet einen zweiten
Doppelhebelarmmechanismus 352, der ein achtes Glied 353,
ein neuntes Glied 354, ein zehntes Glied 355 und
ein elftes Glied 356 umfasst, die jeweils einen ersten
und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Der
zweite Synchronmechanismus 242 beinhaltet des Weiteren
einen vierten Doppelhebelarmmechanismus 360, der ein zwölftes Glied 357,
ein dreizehntes Glied 358 und ein vierzehntes Glied 359 umfasst,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
Das zwölfte
Glied 357 und das dreizehnte Glied 358 sind in
der Länge
einander gleich.
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Das
achte und das neunte Glied 233 und 354 sind im
Wesentlichen in der Länge
einander gleich. Das zehnte Glied 355 ist länger als
das achte und das neunte Glied 353 und 354. Das
elfte Glied 356 ist ein Teil des zweiten Armglieds 211 von
dem zweiten Endabschnitt des zweiten Armglieds 211 zu dem zweiten
schwenkbaren Gelenkabschnitt 211b. Das zwölfte Glied 357 und
das dreizehnte Glied 358 sind in der Länge einander gleich.
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Das
achte Glied 353 und das zweite Abtriebsglied 217 sind
an dem ersten Endabschnitt des achten Glieds 353 und an
dem ersten Endabschnitt des zweiten Abtriebsglieds 217 integral
miteinander verbunden. Das achte Glied 353 und das elfte
Glied 356 sind an dem ersten Endabschnitt des achten Glieds 353 und
an dem ersten Endabschnitt des elften Glieds 356 schwenkbar
miteinander verbunden. Das achte Glied 353 und das zwölfte Glied 357 sind an
dem zweiten Endabschnitt des achten Glieds 353 und an dem
ersten Endabschnitt des zwölften
Glieds 357 in einem spitzen Winkel α zueinander schwenkbar miteinander
verbunden.
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Das
neunte Glied 354 und das zweite Armglied 211 sind
an dem ersten Endabschnitt des neunten Glieds 354 und an
dem zweiten schwenkbaren Gelenkabschnitt 211b des zweiten
Armglieds 211 schwenkbar miteinander verbunden. Das neunte Glied 354 und
das zehnte Glied 355 sind an dem zweiten Endabschnitt des
neunten Glieds 354 und an dem ersten Endabschnitt des zehnten
Glieds 355 schwenkbar miteinander verbunden.
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Das
zehnte Glied 355 und das zwölfte Glied 357 sind
an dem zweiten Endabschnitt des zehnten Glieds 355 und
an dem zweiten Endabschnitt des zwölften Glieds 357 in
dem Zustand, in dem das zehnte Glied 355 mit dem zweiten
Armglied 211, dem zweiten Halterglied 228, dem
zehnten Glied 349 und dem elften Glied 348 gekreuzt
ist, integral miteinander verbunden.
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Das
zehnte Glied 355 und das vierzehnte Glied 359 sind
an dem zweiten Endabschnitt des zehnten Glieds 355 und
an dem ersten Endabschnitt des vierzehnten Glieds 359 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
elfte Glied 356 und das zweite Abtriebsglied 217 sind
an dem zweiten Endabschnitt des elften Glieds 356 und an
dem ersten Endabschnitt des zweiten Abtriebsglieds 217 schwenkbar
miteinander verbunden. Das elfte Glied 356 und das dreizehnte Glied 358 sind
an dem zweiten Endabschnitt des elften Glieds 356 und an
dem ersten Endabschnitt des dreizehnten Glieds 358 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
dreizehnte Glied 358 und das vierzehnte Glied 359 sind
an dem zweiten Endabschnitt des dreizehnten Glieds 358 und
an dem zweiten Endabschnitt des vierzehnten Glieds 359 in
dem Zustand, in dem das vierzehnte Glied 359 mit dem achten
Glied 353 gekreuzt ist, in einem spitzen Winkel α zueinander
schwenkbar miteinander verbunden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Synchronmechanismus durch bekannte Synchronzahnräder oder
-riemenräder
zum Beibehalten der zusätzlichen
Armglieder 248 und 249, 250 und 251 ersetzt
werden, anstelle der Doppelhebelarmmechanismen 252, 260, 352 und 360.
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Die
zusätzlichen
Armverkopplungen bieten, zusätzlich
zu den Vorteilen der ersten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung, einen längeren
Weg des ersten und des zweiten Armglieds 210 und 211 ohne
einen großen
Radius zum Drehen der Roboterarme 220.
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Mit
Bezug auf 11 der Zeichnungen ist eine
dritte bevorzugte Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Der Roboterarm 220 ist in 11 als ein
erstes und ein zweites Armglied 210 und 211 beinhaltend
gezeigt, die einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen
und dem ersten und dem zweiten Armglied 210 und 211 der
ersten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind, außer
der Tatsache, dass das erste Armglied 210 zwischen dem
ersten und dem zweiten Endabschnitt des ersten Armglieds 210 einen
dritten schwenkbaren Gelenkabschnitt 210c aufweist, und
dass das zweite Armglied 211 zwischen dem ersten und dem
zweiten Endabschnitt des zweiten Armglieds 211 einen dritten
schwenkbaren Gelenkabschnitt 211c aufweist.
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Eine
erste Antriebswelle 225 ist entlang der Drehachse 298 mit
einem Hohlraum geformt, um darin in koaxialer Beziehung mit der
ersten Antriebswelle 225 eine zweite Antriebswelle 226 drehbar
aufzunehmen.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren einen Gliedhaltemechanismus 232,
der einen ersten und einen zweiten Gliedhaltemechanismus 230 und 231 umfasst,
und einen ersten und einen zweiten Gliedbetätigungsmechanismus 450 und 460.
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Das
erste Armglied 210 ist an dem ersten Endabschnitt integral
mit einer ersten Antriebswelle 225 verbunden, um im Uhrzeigersinn
oder gegen den Uhrzeigersinn um eine Drehachse 298 gedreht
zu werden. Das zweite Armglied 211 ist an dem ersten Endabschnitt
integral mit einer zweiten Antriebswelle 226 verbunden,
um im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse 298 gedreht
zu werden.
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Der
erste Gliedhaltemechanismus 230 beinhaltet des Weiteren
ein erstes Halterglied 219 und einen ersten Hebelarm 262,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
Das erste Halterglied 219 gleicht im Wesentlichen in der
Länge der
Länge von
dem dritten schwenkbaren Gelenkabschnitt 210c zu dem zweiten
Endabschnitt des ersten Armglieds 210.
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Der
erste Hebelarm 262 und das erste Armglied 210 sind
an dem ersten Endabschnitt des Hebelarms 262 und an dem
dritten schwenkbaren Gelenkabschnitt 210c des ersten Armglieds 210 schwenkbar
miteinander verbunden. Der erste Hebelarm 262 und das erste
Halterglied 219 sind an dem zweiten Endabschnitt des ersten
Hebelarms 262 und an dem ersten Endabschnitt des ersten
Halterglieds 219 schwenkbar miteinander verbunden.
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Der
erste Gliedhaltemechanismus 230 beinhaltet des Weiteren
ein erstes Abtriebsglied und ein erstes Handhabungselement, nicht
gezeigt, die dem ersten Abtriebsglied 216 bzw. dem ersten
Handhabungselement 214 der ersten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind.
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Der
zweite Gliedhaltemechanismus 231 beinhaltet des Weiteren
ein zweites Halterglied 228 und einen zweiten Hebelarm 234,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
Das zweite Halterglied 228 gleicht im Wesentlichen in der Länge der
Länge von
dem dritten schwenkbaren Gelenkabschnitt 211c zu dem zweiten
Endabschnitt des zweiten Armglieds 211.
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Der
zweite Hebelarm 234 und das zweite Armglied 211 sind
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Hebelarms 234 und
an dem dritten schwenkbaren Gelenkabschnitt 211c des zweiten
Armglieds 211 schwenkbar miteinander verbunden. Der zweite Hebelarm 234 und
das zweite Halterglied 228 sind an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Hebelarms 234 und an dem ersten Endabschnitt
des zweiten Halterglieds 228 schwenkbar miteinander verbunden.
-
Der
zweite Gliedhaltemechanismus 231 beinhaltet des Weiteren
ein zweites Abtriebsglied und ein zweites Handhabungselement, nicht
gezeigt, die dem zweiten Abtriebsglied 217 bzw. dem zweiten Handhabungselement 215 der
ersten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind.
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Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren einen
Gliedbetätigungsmechanismus 232,
der einen ersten und einen zweiten Gliedbetätigungsmechanismus 450 und 460 umfasst.
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Der
erste Gliedbetätigungsmechanismus 450 beinhaltet
den ersten Hebelarm 262, ein erstes Kupplungsglied 263 und
ein erstes Verbindungsglied 265, die jeweils einen ersten
und einen zweiten Endabschnitt aufweisen. Der zweite Gliedbetätigungsmechanismus 460 beinhaltet
den zweiten Hebelarm 234, ein zweites Kupplungsglied 235 und
ein zweites Verbindungsglied 237, die jeweils einen ersten
und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Das
erste und das zweite Kupplungsglied 263 und 235 und
das erste und das zweite Verbindungsglied 265 und 237 sind
in der Länge
einander gleich. Die Summe der Längen
des ersten Kupplungsglieds 263 und des ersten Verbindungsglieds 265 ist
größer als
die Summe der Länge
zwischen den dritten schwenkbaren Gelenkabschnitten 210c und 211c des
ersten und des zweiten Armglieds 210 und 211.
Der erste und der zweite Hebelarm 262 und 234 sind
im Wesentlichen in der Länge
einander gleich.
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Der
erste Hebelarm 262 und das erste Kupplungsglied 263 sind
an dem ersten Endabschnitt des ersten Hebelarms 262 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Kupplungsglieds 263 in
einem spitzen Winkel zueinander integral miteinander verbunden.
Das erste Verbindungsglied 265 und das zweite Armglied 211 sind
an dem ersten Endabschnitt des ersten Verbindungsglieds 265 und
an dem dritten schwenkbaren Gelenkabschnitt 211c des zweiten
Armglieds 211 schwenkbar miteinander verbunden.
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Das
erste Verbindungsglied 265 und das erste Kupplungsglied 263 sind
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Verbindungsglieds 265 und
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Kupplungsglieds 263 durch
ein schwenkbares Gelenk 264 schwenkbar miteinander verbunden.
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Der
zweite Hebelarm 234 und das zweite Kupplungsglied 235 sind
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Hebelarms 234 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Kupplungsglieds 235 in
einem spitzen Winkel zueinander integral miteinander verbunden.
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Das
zweite Verbindungsglied 237 und das erste Armglied 210 sind
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Verbindungsglieds 237 und
an dem dritten schwenkbaren Gelenkabschnitt 211c des ersten Armglieds 210 schwenkbar
miteinander verbunden. Das zweite Verbindungsglied 237 und
das zweite Kupplungsglied 235 sind an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Verbindungsglieds 237 und an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Kupplungsglieds 235 durch ein schwenkbares
Gelenk 236 schwenkbar miteinander verbunden.
-
Das
erste und das zweite Kupplungsglied 263 und 235 und
das erste und das zweite Verbindungsglied 237 und 265 formen
eine Parallelogrammverkopplung, um die schwenkbaren Gelenke 264 und 236 hinsichtlich
der Drehachse 298 an gegenüberliegenden Seiten voneinander
zu behaupten.
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Die
Betätigung
des Roboterarmmechanismus in der dritten bevorzugten Ausführungsform
ist der Betätigung
des Roboterarmmechanismus 200 in der ersten bevorzugten
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich.
Der erste und der zweite Gliedbetätigungsmechanismus 450 und 460 behaupten
den ersten und den zweiten Hebelarm 262 und 234 zu
jedem Zeitpunkt in paralleler Beziehung zueinander, wobei dem ersten
und dem zweiten Handhabungselement, nicht gezeigt, zu jedem Zeitpunkt
die parallele Beziehung ermöglicht
wird. Der erste und der zweite Hebelarm 262 und 234 dienen als
der Gliedhaltemechanismus und der Gliedbetätigungsmechanismus, wodurch
Teile des Roboterarms 220, wie etwa das erste und das zweite
Gelenkglied 223 und 224, reduziert werden.
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Mit
Bezug auf 12 der Zeichnung ist eine vierte
bevorzugte Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Der Roboterarm 220 ist in 12 als
ein erstes und ein zweites Armglied 210 und 211 beinhaltend gezeigt,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
Das erste und das zweite Armglied 210 und 211 sind
dem ersten bzw. dem zweiten Armglied 210 und 211 der
dritten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren einen Gliedhaltemechanismus 229,
der einen ersten Gliedhaltemechanismus 230 und einen zweiten Gliedhaltemechanismus 231 umfasst,
die dem Gliedhaltemechanismus 229 bzw. dem ersten Gliedhaltemechanismus 230 bzw.
dem zweiten Gliedhaltemechanismus 231 der dritten bevorzugten
Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind.
-
Der
erste Gliedhaltemechanismus 230 beinhaltet des Weiteren
ein erstes Halterglied 219 und einen ersten Hebelarm 262,
die jeweils einen ersten und zweiten Endabschnitt aufweisen und
dem ersten Halterglied 219 und dem ersten Hebelarm 262 der dritten
bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind.
-
Der
zweite Gliedhaltemechanismus 231 beinhaltet des Weiteren
ein zweites Halterglied 228 und einen zweiten Hebelarm 234,
die jeweils einen ersten und zweiten Endabschnitt aufweisen und
dem zweiten Halterglied 228 und dem zweiten Hebelarm 234 der
dritten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind.
-
Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren einen
Gliedbetätigungsmechanismus 232,
der einen ersten und einen zweiten Gliedbetätigungsmechanismus 450 und 460 umfasst.
-
Der
erste Gliedbetätigungsmechanismus 261 beinhaltet
den ersten Hebelarm 262, ein erstes Kupplungsglied 263,
ein erstes Verbindungsglied 265 und ein erstes Stützungsglied 267,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen. Der
zweite Gliedbetätigungsmechanismus 460 beinhaltet
den zweiten Hebelarm 234, ein zweites Kupplungsglied 235,
ein zweites Verbindungsglied 237 und ein zweites Stützungsglied 269,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Das
erste Stützungsglied 267 gleicht
im Wesentlichen in der Länge
dem ersten Kupplungsglied 263. Das zweite Stützungsglied 269 gleicht
im Wesentlichen in der Länge
dem zweiten Kupplungsglied 235.
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Das
erste Stützungsglied 267 und
das zweite Armglied 211 sind an dem ersten Endabschnitt
des ersten Stützungsglieds 267 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Armglieds 211 in
einem spitzen Winkel zueinander integral miteinander verbunden.
Das erste Stützungsglied 267 und
das erste Verbindungsglied 265 sind an dem zweiten Endabschnitt des
ersten Stützungsglieds 267 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Verbindungsglieds 265 schwenkbar
miteinander verbunden. Das zweite Stützungsglied 269 und
das erste Armglied 210 sind an dem ersten Endabschnitt
des zweiten Stützungsglieds 269 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Armglieds 210 in
einem spitzen Winkel zueinander integral miteinander verbunden.
Das zweite Stützungsglied 269 und
das zweite Verbindungsglied 237 sind an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Stützungsglieds 269 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Verbindungsglieds 237 schwenkbar
miteinander verbunden.
-
Das
erste Kupplungsglied 263, das erste Verbindungsglied 265,
das erste Stützungsglied 267 und
ein Gliedabschnitt zwischen der Drehachse 298 und dem dritten
schwenkbaren Gelenkabschnitt 210c des ersten Armglieds 210 formen
eine Parallelogrammverkopplung. Das zweite Kupplungsglied 235,
das zweite Verbindungsglied 237, das zweite Stützungsglied 269 und
ein Gliedabschnitt zwischen der Drehachse 298 und dem dritten
schwenkbaren Gelenkabschnitt 211c des zweiten Armglieds 211 formen
eine Parallelogrammverkopplung.
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Die
Betätigung
des Roboterarmmechanismus in der vierten bevorzugten Ausführungsform
ist der Betätigung
des Roboterarmmechanismus 200 in der dritten bevorzugten
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich.
Der erste und der zweite Gliedbetätigungsmechanismus 450 und 460 behaupten
den ersten und den zweiten Hebelarm 262 und 234 zu
jedem Zeitpunkt in paralleler Beziehung zueinander, wobei dem ersten
und dem zweiten Handhabungselement, nicht gezeigt, zu jedem Zeitpunkt
die parallele Beziehung ermöglicht
wird. Dieser Roboterarm 220 kann eine Anzahl an überlappten Gelenkabschnitten
des ersten und des zweiten Gliedbetätigungsmechanismus 450 und 460 reduzieren.
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Mit
Bezug auf 13 der Zeichnung ist eine fünfte bevorzugte
Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Der Roboterarmmechanismus 200 ist in 13 als
einen Roboterarm 220 beinhaltend gezeigt, der ein erstes
und ein zweites Armglied 210 und 211 umfasst,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen
und dem ersten Armglied 210 und dem zweiten Armglied 211 der
ersten bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind.
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Das
erste Armglied 210 ist an dem ersten Endabschnitt integral
mit einer ersten Antriebswelle 225 verbunden um im Uhrzeigersinn
oder gegen den Uhrzeigersinn um eine Drehachse 298 gedreht
zu werden. Das zweite Armglied 211 ist an dem ersten Endabschnitt
integral mit einer zweiten Antriebswelle 226 verbunden
um im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse 298 gedreht
zu werden.
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Die
erste Antriebswelle 225 ist entlang der Drehachse 298 mit
einem Hohlraum geformt, um darin in koaxialer Beziehung mit der
ersten Antriebswelle 225 die zweite Antriebswelle 226 drehbar
aufzunehmen.
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Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren einen
Synchronmechanismus 410 der ein erstes und ein zweites
Riemenrad 140 und 141 umfasst, anstelle des ersten
und des zweiten Hebelarms 262 und 234 des ersten
und des zweiten Gliedbetätigungsmechanismus 450 and 460 der
dritten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Der Synchronmechanismus funktioniert auch als ein Gliedhaltemechanismus.
Das erste und das zweite Riemenrad 140 und 141 versetzen
ihre Bewegung auf die Abtriebsriemenscheiben, nicht gezeigt, die
an den zweiten Endabschnitten des ersten und des zweiten Armglieds 210 und 211 bereitgestellt sind,
durch die Riemen 132 und 133. Dies behauptet die
Lagen der Handhabungselemente. Die Riemen 132 und 133 können durch
Drähte
ersetzt werden. Der Riemenradmechanismus kann durch Synchronzahnräder ersetzt
werden. Diese einfache Konstruktion ist für skalare Roboter verfügbar.
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Mit
Bezug auf 14 bis 17 der
Zeichnungen ist eine sechste bevorzugte Ausführungsform des Roboterarmmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Der Roboterarmmechanismus 200 ist in 14 bis 17 als
ein erstes und ein zweites Handhabungselement 244 und 245 zur
Stützung
bzw. Handhabung eines Objekts beinhaltend dargestellt, die jeweils
einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen. Das erste
und das zweite Handhabungselement sind integral mit einem ersten
und einem zweiten Handhabungsstützglied 246 und 247 verbunden,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren ein erstes
und ein zweites Armglied 274 und 277, die jeweils
einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen und dem ersten
und dem zweiten Armglied 210 und 211 der ersten
bevorzugten Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind. Das erste und das zweite Armglied 274 und 277 können um
eine Drehachse 298 gedreht werden.
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Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren einen
Roboterarmantriebsmechanismus 400, der eine erste und eine
zweite Antriebswelle 225 und 226 umfasst, die
um die Drehachse 298 gedreht werden können und der ersten bzw. der zweiten
Antriebswelle 225 und 226 der ersten bevorzugten
Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung ähnlich
sind.
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Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren einen
Gliedhaltemechanismus 229, der einen ersten und einen zweiten
Gliedhaltemechanismus 230 und 231 umfasst. Der
erste Gliedhaltemechanismus 230 beinhaltet ein erstes Halterglied 281,
ein Hebelarmelement 271 und ein erstes Abtriebsglied 285,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
Das erste Halterglied 281 und das erste Armglied 274 sind
im Wesentlichen in der Länge
einander gleich. Das erste Abtriebsglied 285 und das Hebelarmelement 271 sind
im Wesentlichen in der Länge
einander gleich.
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Das
erste Armglied 274 ist an dem ersten Endabschnitt des ersten
Armglieds 274 integral mit einer ersten Antriebswelle 225 verbunden.
Das erste Armglied 274 und das erste Abtriebsglied 285 sind
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Armglieds 274 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Abtriebsglieds 285 schwenkbar
miteinander verbunden. Das erste Halterglied 281 und das
Hebelarmelement 271 sind an dem ersten Endabschnitt des
ersten Halterglieds 281 und an einem zweiten Endabschnitt
des Hebelarmelements 271 schwenkbar miteinander verbunden.
Das erste Halterglied 281 und das erste Abtriebsglied 285 sind
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Halterglieds 281 und
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Abtriebsglieds 285 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
erste Armglied 274, das erste Halterglied 281,
das Hebelarmelement 271 und das erste Abtriebsglied 285 formen
eine Parallelogrammverkopplung.
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Der
zweite Gliedhaltemechanismus 231 beinhaltet ein zweites
Halterglied 283 und ein zweites Abtriebsglied 282,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Das
zweite Halterglied 283 und das zweite Armglied 277 sind
im Wesentlichen in der Länge
einander gleich. Das zweite Abtriebsglied 282 und das Hebelarmelement 271 sind
im Wesentlichen in der Länge
einander gleich.
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Das
zweite Armglied 277 ist an dem ersten Endabschnitt des
zweiten Armglieds 277 integral mit einer zweiten Antriebswelle 226 verbunden.
Das zweite Armglied 277 und das zweite Abtriebsglied 282 sind
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Armglieds 277 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Abtriebsglieds 282 schwenkbar
miteinander verbunden. Das zweite Halterglied 283 und das
Hebelarmelement 271 sind an dem ersten Endabschnitt des
zweiten Halterglieds 283 und an einem zweiten Endabschnitt
des Hebelarmelements 271 schwenkbar miteinander verbunden.
Das zweite Halterglied 283 und das zweite Abtriebsglied 282 sind
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Halterglieds 283 und
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Abtriebsglieds 282 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Der
zweite Gliedhaltemechanismus 231 beinhaltet des Weiteren
das Hebelarmelement 271, das auch als eine Komponente der
ersten Gliedhalte 230 dient.
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Das
zweite Armglied 277, das zweite Halterglied 283,
das Hebelarmelement 271 und das zweite Abtriebsglied 282 formen
eine Parallelogrammverkopplung.
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Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren eine zusätzliche
Armverkopplung 299, die eine erste zusätzliche Verkopplung 240 und eine
zweite zusätzliche
Verkopplung 243 umfasst. Die erste zusätzliche Verkopplung 240 beinhaltet
ein drittes und ein viertes Armglied 286 und 288,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
Die zweite zusätzliche
Verkopplung 243 beinhaltet ein fünftes und ein sechstes Armglied 287 und 289,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Das
dritte Armglied 286 und das erste Handhabungsstützglied 246 sind
an dem ersten Endabschnitt des dritten Armglieds 286 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Handhabungsstützglieds 246 schwenkbar
miteinander verbunden. Das dritte Armglied 286 und das
erste Armglied 274 sind an dem zweiten Endabschnitt des
dritten Armglieds 287 und an dem zweiten Endabschnitt des
ersten Armglieds 274 schwenkbar miteinander verbunden. Das
dritte Armglied 286 und das erste Abtriebsglied 285 sind
an dem zweiten Endabschnitt des dritten Armglieds 287 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Abtriebsglieds 285 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
vierte Armglied 288 und das erste Handhabungsstützglied 246 sind
an dem ersten Endabschnitt des vierten Armglieds 288 und
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Handhabungsstützglieds 246 schwenkbar
miteinander verbunden. Das vierte Armglied 288 und das
erste Halterglied 281 sind an dem zweiten Endabschnitt
des vierten Armglieds 288 und an dem zweiten Endabschnitt
des ersten Halterglieds 281 schwenkbar miteinander verbunden.
Das vierte Armglied 288 und das erste Abtriebsglied 285 sind
an dem zweiten Endabschnitt des vierten Armglieds 288 und
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Abtriebsglieds 285 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
dritte Armglied 286, das vierte Armglied 288,
das erste Handhabungsstützglied 246 und
das erste Abtriebsglied 285 formen eine Parallelogrammverkopplung.
Dies hat die Tatsache zur Folge, dass das dritte Armglied 286 und
das vierte Armglied 288 das erste Handhabungsstützglied 246 und
das erste Abtriebsglied 285 jederzeit in paralleler Beziehung zueinander
halten.
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Das
fünfte
Armglied 287 und das zweite Handhabungsstützglied 247 sind
an dem ersten Endabschnitt des fünften
Armglieds 287 und an dem ersten Endabschnitt des ersten
Handhabungsstützglieds 246 schwenkbar
miteinander verbunden. Das fünfte
Armglied 287 und das zweite Armglied 277 sind
an dem zweiten Endabschnitt des fünften Armglieds 287 und
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Armglieds 277 schwenkbar
miteinander verbunden. Das fünfte
Armglied 287 und das zweite Abtriebsglied 282 sind
an dem zweiten Endabschnitt des fünften Armglieds 287 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Abtriebsglieds 282 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
sechste Armglied 289 und das zweite Handhabungsstützglied 247 sind
an dem ersten Endabschnitt des sechsten Armglieds 289 und
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Handhabungsstützglieds 247 schwenkbar
miteinander verbunden. Das sechste Armglied 289 und das
zweite Abtriebsglied 282 sind an dem zweiten Endabschnitt
des sechsten Armglieds 289 und an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Abtriebsglieds 282 schwenkbar miteinander verbunden.
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Das
fünfte
Armglied 287, das sechste Halterglied 289, das
zweite Handhabungsstützglied 247 und
das zweite Abtriebsglied 282 formen eine Parallelogrammverkopplung.
Dies hat die Tatsache zur Folge, dass das fünfte Armglied 287 und
das sechste Armglied 289 die zweite Handhabung 247 und
das zweite Abtriebsglied 282 jederzeit in paralleler Beziehung
zueinander halten.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren einen Synchronmechanismus 241,
der einen ersten Synchronmechanismus 283M für die erste
zusätzliche
Verkopplung 240 und einen zweiten Synchronmechanismus 280M für die zweite
zusätzliche
Verkopplung 243 umfasst.
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Der
erste Synchronmechanismus 283M beinhaltet ein erstes Synchronzahnrad 279,
das auf dem zweiten Endabschnitt des ersten Armglieds 274 fixiert
ist, und ein zweites Synchronzahnrad 284, das drehbar auf
dem zweiten Endabschnitt des ersten Abtriebsglieds 285 bereitgestellt
ist. Das erste und das zweite Synchronzahnrad 279 und 284 stehen miteinander
in Eingriff, um das dritte Armglied 286 und das vierte
Armglied 288 mit Bezug auf das erste Armglied 274 und
das erste Halterglied 281 zu drehen.
-
Der
zweite Synchronmechanismus 280M beinhaltet ein drittes
Synchronzahnrad 278g, das auf dem ersten Endabschnitt des
zweiten Armglieds 277 fixiert ist, und ein viertes Synchronzahnrad 281g,
das drehbar auf dem zweiten Endabschnitt des zweiten Abtriebsglieds 282 bereitgestellt
ist. Das dritte und das vierte Synchronzahnrad 278g und 281g stehen miteinander
in Eingriff, um das fünfte
Armglied 287 und das sechste Armglied 289 mit
Bezug auf das zweite Armglied 277 und das zweite Halterglied 283 zu
drehen.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren einen Gliedbetätigungsmechanismus 290,
der ein Stützungselement 273 und
einen Hebelmechanismus 270 umfasst. Der Hebelmechanismus 270 beinhaltet
ein Gliedelement 272, das einen ersten und einen zweiten
Endabschnitt aufweist. Der Hebelmechanismus 270 beinhaltet
des Weiteren das Hebelarmelement 271, das als eine Komponente
des Gliedhaltemechanismus 229 dient.
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Das
Hebelarmelement 271 ist an dem ersten Endabschnitt des
Hebelarmelements 271 integral mit dem Stützungselement 273 verbunden.
Das Gliedelement 272 ist länger als das Hebelarmelement 271 und
ist an dem ersten Endabschnitt auf der gegenüberliegenden Seite des Hebelarmelements 271 integral
mit dem Stützungselement 273 verbunden.
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Der
Gliedbetätigungsmechanismus 290 beinhaltet
des Weiteren ein erstes Betätigungsglied 275,
ein zweites Betätigungsglied 276,
ein drittes Betätigungsglied 291 und
ein viertes Betätigungsglied 292,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Der
Gliedbetätigungsmechanismus 290 beinhaltet
des Weiteren ein fünftes
Betätigungsglied 293,
das in der Gestalt eines Ts geformt ist und das einen ersten und
einen zweiten Endabschnitt und einen dritten Endabschnitt zwischen
dem ersten und dem zweiten Endabschnitt aufweist.
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Das
erste Betätigungsglied 275 und
das zweite Betätigungsglied 276 sind
in der Länge
einander gleich. Das erste Betätigungsglied 275 und
das zweite Betätigungsglied 276 sind
ein wenig länger
als das dritte Betätigungsglied 291.
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Das
dritte Betätigungsglied 291 und
das vierte Betätigungsglied 292 sind
in der Länge
einander gleich.
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Das
erste Betätigungsglied 275 ist
an dem ersten Endabschnitt des ersten Betätigungsglieds 275 integral
mit einer ersten Antriebswelle 225 verbunden und dreht
sich um die Achse 298. Das zweite Betätigungsglied 276 ist
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Betätigungsglieds 276 integral
mit einer zweiten Antriebswelle 226 verbunden und dreht
sich um die Achse 298.
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Das
erste Betätigungsglied 275 und
das dritte Betätigungsglied 291 sind
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Betätigungsglieds 275 und
an dem ersten Endabschnitt des dritten Betätigungsglieds 291 schwenkbar
miteinander verbunden. Das zweite Betätigungsglied 276 und
das vierte Betätigungsglied 292 sind
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Betätigungsglieds 276 und
an dem ersten Endabschnitt des vierten Betätigungsglieds 292 schwenkbar
miteinander verbunden. Das dritte Betätigungsglied 291 und
das fünfte
Betätigungsglied 293 sind
an dem zweiten Endabschnitt des dritten Betätigungsglieds 291 und
an dem ersten Endabschnitt des fünften
Betätigungsglieds 293 schwenkbar
miteinander verbunden. Das vierte Betätigungsglied 292 und
das fünfte
Betätigungsglied 293 sind
an dem zweiten Endabschnitt des vierten Betätigungsglieds 292 und
an dem zweiten Endabschnitt des fünften Betätigungsglieds 293 schwenkbar
miteinander verbunden. Das Gliedelement 272 und das fünfte Betätigungsglied 293 sind
an dem zweiten Endabschnitt des Gliedelements 272 und an
dem dritten Endabschnitt des fünften
Betätigungsglieds 293 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Wenn
das erste und das zweite Armglied 274 und 277 in
eine Ausgangsposition verstellt werden, befinden sich das erste
und das zweite Armglied 274 und 277 in linearen
Zuständen,
die in 16 gezeigt sind, und das erste
und das zweite Handhabungselement 244 und 254 sind
an derselben Stelle übereinander
platziert.
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Bei
dieser Ausführungsform
dienen der erste und der zweite Hebelarm 262 und 234 sowohl
als der Gliedhaltemechanismus als auch der Gliedbetätigungsmechanismus,
wodurch eine Anzahl der Teile des Roboterarms 220, wie
etwa das erste und das zweite Gelenkglied 223 und 224,
reduziert wird.
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Mit
Bezug auf 18 der Zeichnung ist eine siebte
bevorzugte Ausführungsform
des Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Der Roboterarmmechanismus 200 ist in 18 als
einen Roboterarm 220 beinhaltend gezeigt, der ein erstes
und ein zweites Armglied 274 und 277 umfasst,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen
und dem ersten und dem zweiten Armglied 274 und 277 des
Roboterarmmechanismus 200 in der sechsten bevorzugten Ausführungsform ähnlich sind.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren ein erstes und ein
zweites Halterglied 281 und 283, die jeweils einen
ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen und dem ersten bzw.
dem zweiten Halterglied 281 bzw. 283 des Roboterarmmechanismus
in der sechsten bevorzugten Ausführungsform ähnlich sind.
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Die
Konstruktion des Roboterarmmechanismus in der vorliegenden bevorzugten
Ausführungsform
ist der Konstruktion des Roboterarmmechanismus 200 in der
sechsten bevorzugten Ausführungsform
außer
einem Hebelmechanismus 294 ähnlich.
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Der
Hebelmechanismus 294 beinhaltet ein erstes Hebelarmelement 295 und
ein zweites Hebelarmelement 296, die jeweils einen ersten
und einen zweiten Endabschnitt aufweisen. Der Hebelmechanismus 294 beinhaltet
ein Stützungselement 297 in koaxialer
Beziehung mit einer ersten und einer zweiten Antriebswelle 225 und 226.
Das erste Hebelarmelement 295 ist an dem ersten Endabschnitt
integral mit dem Stützungselement 297 verbunden.
Das erste Hebelarmelement 295 und der erste Halter 281 sind
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Hebelarmelements 295 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Halterglieds 281 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
zweite Hebelarmelement 295 ist an dem ersten Endabschnitt
integral mit dem Stützungselement 297 verbunden.
Das zweite Hebelarmelement 296 und der zweite Halter 283 sind
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Hebelarmelements 296 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Halterglieds 283 schwenkbar
miteinander verbunden.
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Das
erste Hebelarmelement 295 und das zweite Hebelarmelement 296 sind
in einem spitzen Winkel ψ zueinander
angeordnet.
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Bei
dieser Ausführungsform
können
die Entwürfe
der Roboterarme, wie etwa des ersten und des zweiten Armglieds 274 und 277 und
die Handhabungselemente 244 und 254 von beliebiger
Auswahl durch Variieren der Winkel ψ und der Längen des ersten und des zweiten
Hebelarmelements 295 und 296 entworfen werden.
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Mit
Bezug auf 19 bis 21 der
Zeichnungen ist eine achte bevorzugte Ausführungsform des Roboterarmmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Der Roboterarmmechanismus 200 ist in 18 als
einen Roboterarm 220 beinhaltend gezeigt, der ein erstes
und ein zweites Armglied 300 und 305 umfasst,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen
und um eine Drehachse 298 gedreht werden können. Das erste
Armglied 300 weist einen dritten schwenkbaren Gelenkabschnitt 396 zwischen
dem ersten und dem zweiten Endabschnitt des ersten Armglieds 300 auf. Das
zweite Armglied 305 weist einen dritten schwenkbaren Gelenkabschnitt 397 zwischen
dem ersten und dem zweiten Endabschnitt des zweiten Armglieds 305 auf.
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Der
Roboterarmmechanismus 200 beinhaltet des Weiteren eine
erste und eine zweite Antriebswelle 225 und 226,
die um die Drehachse 298 gedreht werden können.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren ein erstes und ein
zweites Halterglied 301 und 292, die jeweils einen
ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
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Das
erste Armglied 300 ist an dem ersten Endabschnitt des ersten
Armglieds 300 integral mit der ersten Antriebswelle 225 verbunden
und kann um die Achse 298 gedreht werden. Das zweite Armglied 305 ist
an dem ersten Endabschnitt integral mit der ersten Antriebswelle 225 verbunden
und kann um die Achse 298 gedreht werden. Das erste und
das zweite Armglied 300 und 305 sind in einem
Winkel von im Wesentlichen 180 Grad zueinander positioniert.
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Der
Roboterarm 220 beinhaltet des Weiteren einen Gliedbetätigungsmechanismus 205,
der einen ersten und einen zweiten Gliedbetätigungsmechanismus 206 und 207 umfasst.
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Der
erste Gliedbetätigungsmechanismus 206 ist
schwenkbar mit dem ersten Armglied 300 verbunden. Der zweite
Gliedbetätigungsmechanismus 207 ist
schwenkbar mit dem zweiten Armglied 305 verbunden.
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Der
erste Gliedbetätigungsmechanismus 206 beinhaltet
ein erstes Hebelelement 302, ein erstes Verbindungsglied 303 und
ein erstes langes Glied 276, die jeweils einen ersten und
einen zweiten Endabschnitt aufweisen. Das erste Hebelelement 302 beinhaltet
einen ersten Hebelarm 295 und ein erstes Kupplungsglied 272,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
Das erste lange Glied 276 kann um die Drehachse 298 gedreht werden.
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Der
zweite Gliedbetätigungsmechanismus 207 beinhaltet
ein zweites Hebelelement 306, ein zweites Verbindungsglied 304 und
ein zweites langes Glied 307, die jeweils einen ersten
und einen zweiten Endabschnitt aufweisen. Das zweite Hebelelement 306 beinhaltet
einen zweiten Hebelarm 381 und ein zweites Kupplungsglied 372,
die jeweils einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweisen.
Das zweite lange Glied 307 kann um die Drehachse 298 gedreht
werden.
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Der
erste Hebelarm 385 und das erste Kupplungsglied 272 sind
an dem ersten Endabschnitt des ersten Hebelarms 385 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Kupplungsglieds 272 in
einem spitzen Winkel zueinander integral miteinander verbunden.
Der erste Hebelarm 385 und das erste Armglied 300 sind
an dem ersten Endabschnitt des ersten Hebelarms 385 und
an dem ersten schwenkbaren Gelenkabschnitt 396 des ersten
Armglieds 300 schwenkbar miteinander verbunden. Der erste
Hebelarm 385 und das erste Halterglied 301 sind
an dem zweiten Endabschnitt des ersten Hebelarms 385 und
an dem ersten Endabschnitt des ersten Halterglieds 301 schwenkbar
miteinander verbunden. Das erste Kupplungsglied 272 und
das erste Verbindungsglied 303 sind an dem zweiten Endabschnitt des
ersten Kupplungsglieds 272 und an dem ersten Endabschnitt
des ersten Verbindungsglieds 303 schwenkbar miteinander
verbunden. Das erste Verbindungsglied 303 und das erste
lange Glied 276 sind an dem zweiten Endabschnitt des ersten
Verbindungsglieds 303 und an dem zweiten Endabschnitt des
ersten langen Glieds 276 schwenkbar miteinander verbunden.
Das erste und das zweite lange Glied 276 und 307 sind
an den ersten Endabschnitten des ersten und des zweiten langen Glieds 276 und 307 in einem
spitzen Winkel zueinander integral miteinander verbunden und können um
die Drehachse 298 gedreht werden.
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Der
zweite Hebelarm 381 und das zweite Kupplungsglied 372 sind
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Hebelarms 381 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Kupplungsglieds 372 in
einem spitzen Winkel zueinander integral miteinander verbunden.
Der zweite Hebelarm 381 und das zweite Armglied 305 sind
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Hebelarms 381 und
an dem ersten schwenkbaren Gelenkabschnitt 397 des zweiten
Armglieds 305 schwenkbar miteinander verbunden. Der zweite Hebelarm 381 und
das zweite Halterglied 292 sind an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Hebelarms 381 und an dem ersten Endabschnitt
des zweiten Halterglieds 292 schwenkbar miteinander verbunden.
Das zweite Kupplungsglied 372 und das zweite Verbindungsglied 304 sind
an dem zweiten Endabschnitt des zweiten Kupplungsglieds 372 und
an dem ersten Endabschnitt des zweiten Verbindungsglieds 304 schwenkbar
miteinander verbunden. Das zweite Verbindungsglied 304 und
das zweite lange Glied 307 sind an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten Verbindungsglieds 304 und an dem zweiten Endabschnitt
des zweiten langen Glieds 307 schwenkbar miteinander verbunden.
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Bei
dieser Ausführungsform
können
lediglich zwei Elektromotoren das erste und das zweite Armglied 300 und 305 kontrahieren
und ausstrecken und sie in einem Zustand miteinander drehen, in
dem das erste und das zweite Armglied 300 und 305 vereint sind.
Es ist nicht nötig,
eine den Roboterarm stützende
Scheibe zu drehen, um das erste und das zweite Armglied 300 und 305 zu
drehen. Dies resultiert in der Tatsache, dass der Roboterarmmechanismus 200 gemäß dieser
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung seine Konstruktion einfacher ermöglicht.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können die
Drehachsen der ersten und der zweiten Antriebswelle 225 und 226 nicht
in koaxialer Beziehung zueinander sein.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung können die
Drehachsen der ersten und der zweiten Antriebswelle 225 und 226 und
die Drehachse des ersten und des zweiten Armglieds nicht in koaxialer
Beziehung zueinander sein.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein Verhältniswert
des Hebelarms und des Kupplungsglieds eine beliebige Auswahl sein.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein Längenverhältniswert
des Hebelarms zu dem Kupplungsglied durch eine beliebige Auswahl entschieden werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können die
ersten Gelenkabschnitte 210a, 211a, 297, 397 bei einer
beliebigen wünschenswerten
Position des ersten und des zweiten Armglieds 210, 211, 300, 305 entworfen
werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das Verbindungsglied durch ein anderes schwenkbar
verbundenes Glied an dem zweiten Endabschnitt des Verbindungsglieds
schwenkbar mit dem Kupplungsglied verbunden sein.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das Halterglied schwenkbar mit dem zweiten Endabschnitt
des Kupplungsglieds verbunden sein, anstelle des Hebelarms.