EP3615840A1 - Befestigungseinheit zum befestigen eines spannglieds an eine einheit - Google Patents

Befestigungseinheit zum befestigen eines spannglieds an eine einheit

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EP3615840A1
EP3615840A1 EP18727193.7A EP18727193A EP3615840A1 EP 3615840 A1 EP3615840 A1 EP 3615840A1 EP 18727193 A EP18727193 A EP 18727193A EP 3615840 A1 EP3615840 A1 EP 3615840A1
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EP
European Patent Office
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unit
fastening
tendon
shaft
counterpart
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18727193.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Bachmaier
Iason Vittorias
Wolfgang Z LS
Christian Bachmann
Guillaume Pais
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3615840A1 publication Critical patent/EP3615840A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G11/00—Means for fastening cables or ropes to one another or to other objects; Caps or sleeves for fixing on cables or ropes
    • F16G11/04—Means for fastening cables or ropes to one another or to other objects; Caps or sleeves for fixing on cables or ropes with wedging action, e.g. friction clamps
    • F16G11/044—Means for fastening cables or ropes to one another or to other objects; Caps or sleeves for fixing on cables or ropes with wedging action, e.g. friction clamps friction clamps deforming the cable, wire, rope or cord
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G11/00—Means for fastening cables or ropes to one another or to other objects; Caps or sleeves for fixing on cables or ropes
    • F16G11/10—Quick-acting fastenings; Clamps holding in one direction only
    • F16G11/101—Quick-acting fastenings; Clamps holding in one direction only deforming the cable by moving a part of the fastener
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J9/10—Program-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
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    • B25J9/1045—Program-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons comprising tensioning means
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16B33/02—Shape of thread; Special thread-forms
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H19/06—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising flexible members, e.g. an endless flexible member
    • F16H19/0622—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising flexible members, e.g. an endless flexible member for converting reciprocating movement into oscillating movement and vice versa, the reciprocating movement is perpendicular to the axis of oscillation
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    • F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F16B35/04—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
    • F16B35/06—Specially-shaped heads
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    • F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/06—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising flexible members, e.g. an endless flexible member
    • F16H2019/0695—Generating pivoting movement of a joint

Definitions

  • Fastening unit for fastening a tendon to a unit
  • the present invention relates to a fixing unit for fixing a tendon to a unit. Furthermore, the invention is directed to a corresponding tendon operated system.
  • two drive units are used for each individual degree of freedom or every single joint.
  • the arrangement of the two drive units is also known as agonist-antagonist arrangement in the context of human ⁇ muscles.
  • the agonist player
  • the antagonist opponent
  • Actuators or springs are used as drive units.
  • an actuator for closing a joint of a Fin ⁇ gers can be used and an actuator (also called Jacobaktor) to open the joint of the finger can be provided.
  • an actuator also called Jacobaktor
  • the attachment of a tendon is not standardized and should meet certain requirements.
  • Tensioning element remains under tension. Otherwise, the inadequate dynamics of the entire system adversely affect performance. Furthermore, the material of the tendon may disadvantageously expand under certain conditions, for example under high stress, aging or radiation. This disadvantageously leads to a reduction or a loss of the voltage of the entire system. Furthermore, it is necessary that attachment of the tendon to the appropriate actuator or other adjustments to some parameters be allowed, such as degree of tension and length of the tendon, etc. In multi-actuated systems, it may also be desirable that the length of the tendons of each actuator is equal, to simplify the model ⁇ regulation and control of the system.
  • knots are usually used to attach the tendon to the actuator or joint, however, the knots do not allow, as a disadvantage, any further or subsequent adjustment of tension after the tendon has been fastened by a knot because the tendon after fixing has a fixed length
  • the tendon after fixing has a fixed length
  • the present invention therefore provides the objective technical task to provide a mounting unit, which is inexpensive, durable, compact and user-friendly ⁇ and can be set in a simple and reliable manner.
  • a loading ⁇ fastening unit for attaching a tendon to a unit comprising: a. a head with at least a first opening, b. a shaft having at least one second opening and at least one external thread, c. a channel, where d. the channel extends from the at least one first opening of the head along the head to the at least one second opening of the shank at least partially along the shank, wherein e. the at least one external thread and the channel are respectively formed for receiving the clamping member.
  • the fastening unit according to the invention is suitable for fastening or fixing a tendon to a unit.
  • the attachment can therefore also be referred to as fixation.
  • the tendon is for example a rope and advantageously has a certain rigidity or strength. However, it is not be limited ⁇ on a rope. For this purpose, conventional Dyneema ropes or
  • Vectran ropes are used.
  • the ropes can be flexibly selected by a user depending on the specific application.
  • the unit is designed for example as a Gelenkein ⁇ standardized as robot unit or any other unit as the drive unit.
  • the head of the fastening unit can also be referred to as upper subunit and is accordingly arranged above the shaft of the fastening unit.
  • the shaft can therefore also be referred to as the lower subunit.
  • the diameter of the head may be larger than the diameter of the shaft.
  • the head may have a round shape while the shaft has a rod-like shape.
  • a continuous channel is arranged so that the clamping member can penetrate through the opening of Kop ⁇ fes in the head and from the opening of
  • Shank can escape.
  • a rope is threaded in egg ⁇ nem step through the channel and is wound around the external thread of the shaft in a further step.
  • the fastening unit according to the invention is designed very simple and user-friendly.
  • the tendon can be tightened arbitrarily and thus fixed under tension and / or attached to the unit.
  • the voltage can also be reduced and the tensioning member are entspre ⁇ accordingly loosened or dissolved.
  • the attachment can be made at any time in a simple manner he ⁇ neut. It is accordingly reversible.
  • the degree or the strength of the tensile force the tension of the tendon can be influenced and changed. Therefore, the tension of the tendon and its length before and after attachment to the requirements of the user or other conditions can be arbitrarily and efficiently adjusted or set ⁇ is.
  • the attachment unit is accordingly also adjustable.
  • the fastening unit further towards a counterpart having at least one internal thread for loading ⁇ consolidate the tensioning member, into which the shaft may eingrei ⁇ fen, wherein the counterpart is in particular a nut.
  • a counterpart with internal thread or mating thread is provided for the shaft with the external thread.
  • a rope is already threaded through the Ka ⁇ nal, wound around the external thread of the shaft and can still be tightened by the counterpart.
  • the tendon is released.
  • the threads of the shaft and the counterpart can engage each other. By engaging the threads into each other, a force acts on the tendon. The tendon is clamped and held. Otherwise, by Auseinan ⁇ derrage or sliding apart of the threads from each other, the holding force is reduced. The tendon is relieved or loosened.
  • the at least one external thread is arranged on an end region of the shaft.
  • the external thread is attached, in particular facing the head end of the ⁇ accordingly. This area has proven to be particularly advantageous in terms of stability and reliability of attachment.
  • the shaft has two external threads, which are arranged at opposite end regions of the shaft. Accordingly, a second external thread is provided in addition to the first external thread.
  • the first external thread serves to fix the tendon.
  • the second external thread serves to attach the tendon to any unit, such as joint unit or on ⁇ drive unit. This allows advertising beneficial ⁇ way legally used flexibly in any system the fixing unit to.
  • the two external threads differ in their diameters from each other. Accordingly, the diameter of the first external thread is greater than the diameter of the second external thread.
  • other diameters can be chosen flexibly. For example, the larger diameter can be used as a stop.
  • the fastening unit is at least partially produced by a 3D print. Accordingly ⁇ speaking part of the mounting unit or the ge ⁇ entire mounting unit is built layer by layer by means of 3D printing on ⁇ .
  • the 3D printing allows in particular a fast production.
  • the fixing unit is not limited to this manufacturing method.
  • the head and the shaft are designed as a screw. Accordingly, the fastening ⁇ tion unit is formed without the counterpart as a conventional screw. The counterpart to the screw can accordingly also be designed as a matching nut.
  • the fastening unit is operated by a drive unit in one direction.
  • a drive unit is provided which operates the tendon in one direction.
  • the to the unit be ⁇ strengthened tendon is operated in one direction.
  • the ⁇ A standardized moves accordingly in the same direction. There- by a movement in one direction can be performed.
  • an actuator or another drive ⁇ unit used to close a joint of a finger or be provided to open the joint of the finger.
  • the invention relates to a tendon-operated Sys ⁇ tem, comprising: at least one tendon, wherein the at least one tendon is arranged on a unit, at least one fastening unit described above for attaching the tendon to the unit, at least one drive unit for operating the unit in one direction.
  • one or more attachment units of a hinge unit can be arranged.
  • an agonist-antagonist arrangement is desirable in order to realize movement in opposite directions.
  • the two tendons are separated by two
  • Actuators operated. This advantageously made ⁇ light that a drive unit, the other clamping member is capable of driving in the opposite direction, a tensioning member in a Rich ⁇ processing and a driving unit. Actuators or springs, for example, can be used as drive units.
  • Fig. 1 shows a detailed view of a fastening unit according to the invention.
  • Fig. 2 shows a detailed view of a channel of the inventions ⁇ inventive fastening unit.
  • FIG. 3 shows a top view of a tension-driven system according to the invention.
  • Figure 1 shows a fastening unit 1, which is composed of two subunits 11, 13.
  • the upper sub ⁇ unit 11 may be referred to as the head and the lower subunit 13 as a shaft.
  • the mounting unit can be made with ⁇ means of 3D printing and other manufacturing processes.
  • the subunits 11, 13 each have an opening 12, 14.
  • the head 11 has a plurality of edges and is formed flat.
  • the shaft 13 is arranged below the head 11 and is formed rod-shaped. Fer ⁇ ner, the shaft 13 has a threaded portion 15.
  • an external thread 15 is disposed at an end portion of the shaft 13.
  • the shaft 13 can engage correspondingly in an internal thread 18 of a counterpart 17.
  • the fastening unit 1 may be, for example, a screw.
  • the channel 16 is shown in detail in FIG.
  • a tendon 20 (not shown) may be threaded into the first opening 12, through the channel 16, and out the second opening 14.
  • the clamping member 20 can then gewi ⁇ ckelt to the external thread 50.
  • the tendon 20 may be, for example, a rope.
  • FIG. 3 shows a tendon-operated system.
  • the tension-operated system has a fastening unit 1, by means of which a cable 20 is attached to a unit 30.
  • a first cable 20 is fastened by a first fastening ⁇ unit 1 to a hinge unit and / or a drive unit.
  • a second cable 20 is fixed by a second fixing unit 1 to the hinge unit and / or the at ⁇ drive unit.
  • the second rope is indicated by the dashed line.
  • the fastening units 1 he ⁇ possible a reversible, adjustable and reliable Be ⁇ consolidation.
  • the two cables 20 are moved in opposite directions by respective drive units 40.
  • the first driving unit 40 operates the first cable 20 and thus also the Gelenkein ⁇ unit 30 in a direction 42 and the other second drive ⁇ unit 40 operates the second cable 20 and thus also the Ge ⁇ steering unit 30 in the opposite direction.
  • the cables 20 are fixed at one end of the shaft 13 via a first threaded section 15 and at the other end of the shaft 13 via a second threaded section 15 to the associated drive unit 40.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Transmission Devices (AREA)
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  • Prostheses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinheit (1) zum Befestigen eines Spannglieds (20) an eine Einheit (30), aufweisend einen Kopf (11) mit mindestens einer ersten Öffnung (12), einen Schaft (13) mit mindestens einer zweiten Öffnung (14) und mindestens einem Außengewinde (15), einen Kanal (16), wobei sich der Kanal (16) von der mindestens einen ersten Öffnung (12) des Kopfes (11) entlang des Kopfes (11) zu der mindestens einen zweiten Öffnung (14) des Schaftes (13) zumindest teilweise entlang des Schaftes (13) erstreckt, wobei das mindestens eine Außengewinde (15) und der Kanal (16) jeweils zum Aufnehmen des Spannglieds (20) ausgebildet ist. Ferner ist die Erfindung auf ein entsprechendes Spanngliedbetriebenes System gerichtet.

Description

Beschreibung
Befestigungseinheit zum Befestigen eines Spannglieds an eine Einheit
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungseinheit zum Befestigen eines Spannglieds an eine Einheit. Ferner ist die Erfindung auf ein entsprechendes Spannglied-betriebenes System gerichtet.
2. Stand der Technik Spannglied-betriebene Systeme („tendon-driven Systems") ge¬ winnen zunehmend an Bedeutung. Solche Systeme sind im Bereich der Robotik und Mechatronik angesiedelt. Beispielsweise sind Spannglied-betriebene Robotereinheiten bekannt, welche Kör¬ perglieder aufweisen, die das muskuloskelettale System nach- ahmen. Die Spannglied-betriebenen Systeme weisen üblicherweise Aktoren auf, welche an Spanngliedern ziehen bzw. auf diese eine Zugkraft ausüben. Durch die Krafteinwirkung bringen die Aktoren weiterhin Kräfte auf die Gelenke auf. Mit anderen Worten, erfolgt die Kraftübertragung durch das Spannglied von einem Aktor auf ein Gelenk. Jedoch kann ein einzelnes Spannglied Kräfte nur in eine Richtung aufbringen.
Daher werden gemäß dem Stand der Technik für jeden einzelnen Freiheitsgrad oder jedes einzelne Gelenk zwei Antriebseinhei- ten eingesetzt. Die Anordnung der zwei Antriebseinheiten ist auch als Agonist-Antagonist Anordnung im Kontext der mensch¬ lichen Muskeln bekannt.
Grundsätzlich ist hierbei immer das Zusammenspiel oder Wech- seispiel gegensätzlich wirkender Muskeln notwendig, um eine
Bewegung ausführen zu können. Der Agonist (Spieler) führt eine Bewegung aus, während der Antagonist (Gegenspieler) dafür sorgt, dass die Bewegung auch in die Gegenrichtung erfolgen kann. Als Antriebseinheiten werden Aktoren oder Federn eingesetzt .
Im Fall einer Robotereinheit, die als Roboterhand ausgebildet ist und der menschlichen Hand nachempfunden ist, kann beispielsweise ein Aktor zum Schließen eines Gelenks eines Fin¬ gers verwendet werden sowie ein Aktor (auch Gegenaktor genannt) zum Öffnen des Gelenks des Fingers vorgesehen sein. In dieser Hinsicht ist es erforderlich die Spannglieder an die Aktoren sowie die Gelenke zuverlässig zu befestigen, um die Gelenke in gegenläufige Richtungen bewegen zu können. Die Befestigung eines Spannglieds ist jedoch nicht standardisiert und sollte bestimmte Anforderungen erfüllen.
Beispielsweise ist es erforderlich, dass das befestigte
Spannglied unter Spannung bleibt. Andernfalls beeinflusst die unzureichende Dynamik des gesamten Systems nachteilig die Leistung. Ferner kann sich das Material des Spannglieds unter bestimmten Bedingungen nachteilig ausdehnen, beispielsweise unter hoher Belastung, Alterung oder Strahlung. Dies führt nachteilig zu einer Verringerung oder einem Verlust der Spannung des gesamten Systems. Ferner ist es erforderlich, dass die Befestigung des Spannglieds an den entsprechenden Aktor oder andere Anpassungen einiger Parameter erlaubt, wie Grad der Spannung und Länge des Spannglieds etc. In mehrfach-aktuierten Systemen („multi- actuated Systems") kann es auch wünschenswert sein, dass die Länge der Spannglieder jedes Aktors gleich ist, um die Model¬ lierung und Regelung des Systems zu vereinfachen.
Im Stand der Technik werden üblicherweise zur Befestigung des Spannglieds an den Aktor oder das Gelenk Knoten („knots") verwendet. Die Knoten erlauben jedoch als ein Nachteil keine weitere oder nachträgliche Anpassung der Spannung nachdem das Spannglied mittels eines Knotens befestigt wurde, da das Spannglied nach der Befestigung eine feste Länge hat. Ferner ist es als ein weiterer Nachteil bei bestimmten Materialien und Stärken des Spannglieds schwierig oder unmöglich einen Knoten, der zuvor gemacht wurde, wieder zu lösen. Folglich kann es notwendig sein, dass der Knoten durchtrennt bzw.
durchgeschnitten werden muss, um ihn zu lösen. Ferner ist als weiterer Nachteil anzuführen, dass ein Knoten nur schwierig in einer bestimmten Länge verwirklicht werden kann. Folglich ist die Länge der Spannglieder jedes Aktors in mehrfach- aktuierten Systemen nicht gleich. Weiterhin werden beispiels- weise Federn in Serie eingesetzt, welche jedoch ebenfalls gravierende Nachteile mit sich bringen.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die objektive technische Aufgabe eine Befestigungseinheit bereitzustellen, welche kostengünstig, langlebig, kompakt und benutzerfreund¬ lich ist sowie sich auf einfache und zuverlässige Art und Weise einstellen lässt.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Be¬ festigungseinheit zum Befestigen eines Spannglieds an eine Einheit gelöst, aufweisend: a . einen Kopf mit mindestens einer ersten Öffnung, b. einen Schaft mit mindestens einer zweiten Öffnung und mindestens einem Außengewinde, c . einen Kanal, wobei d. sich der Kanal von der mindestens einen ersten Öffnung des Kopfes entlang des Kopfes zu der mindestens einen zweiten Öffnung des Schaftes zumindest teilweise entlang des Schaftes erstreckt, wobei e . das mindestens eine Außengewinde und der Kanal jeweils zum Aufnehmen des Spannglieds ausgebildet ist. Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Befestigungseinheit dazu geeignet ein Spannglied an eine Einheit zu befestigen oder zu fixieren. Die Befestigung kann daher auch als Fixierung bezeichnet werden. Das Spannglied ist beispielsweise ein Seil und weist vorteilhafterweise eine gewisse Steifigkeit oder Festigkeit auf. Es ist jedoch nicht auf ein Seil be¬ schränkt. Hierzu können herkömmliche Dyneema-Seile oder
Vectran-Seile verwendet werden. Die Seile können abhängig von der konkreten Anwendung flexibel von einem Anwender gewählt werden. Die Einheit ist beispielsweise als eine Gelenkein¬ heit, wie Robotereinheit, oder eine andere beliebige Einheit, wie Antriebseinheit, ausgebildet.
Der Kopf der Befestigungseinheit kann auch als obere Unter- einheit bezeichnet werden und ist dementsprechend oberhalb des Schaftes der Befestigungseinheit angeordnet. Der Schaft kann folglich auch als untere Untereinheit bezeichnet werden. Der Durchmesser des Kopfes kann größer als der Durchmesser des Schaftes sein. Ferner kann der Kopf eine runde Form ha- ben, während der Schaft eine stabähnliche Form aufweist.
Zwischen dem Kopf und dem Schaft ist ein durchgängiger Kanal angeordnet, so dass das Spannglied durch die Öffnung des Kop¬ fes in den Kopf eindringen kann und aus der Öffnung des
Schaftes ausdringen kann. Beispielsweise wird ein Seil in ei¬ nem Schritt durch den Kanal gefädelt und in einem weiteren Schritt um das Außengewinde des Schaftes gewickelt.
Folglich ist die erfindungsgemäße Befestigungseinheit sehr einfach und benutzerfreundlich ausgestaltet. Das Spannglied kann beliebig festgezogen und somit unter einer Spannung fixiert und/oder an die Einheit befestigt werden. Umgekehrt kann die Spannung auch verringert und das Spannglied entspre¬ chend gelockert oder ganz gelöst werden. Mit anderen Worten, kann die Befestigung jederzeit auf einfache Art und Weise er¬ neut hergestellt werden. Sie ist dementsprechend reversibel. Durch den Grad oder die Stärke der Zugkraft kann die Spannung des Spannglieds beeinflusst und verändert werden. Daher kann die Spannung des Spannglieds und dessen Länge vor sowie nach Befestigung an die Anforderungen des Anwenders oder sonstige Gegebenheiten beliebig und effizient angepasst bzw. einge¬ stellt werden. Die Befestigungseinheit ist dementsprechend auch justierbar.
In einer Ausgestaltung weist die Befestigungseinheit weiter- hin ein Gegenstück mit mindestens einem Innengewinde zum Be¬ festigen des Spannglieds auf, in welches der Schaft eingrei¬ fen kann, wobei das Gegenstück insbesondere eine Mutter ist. Dementsprechend ist für den Schaft mit dem Außengewinde ein entsprechendes Gegenstück mit Innengewinde oder Gegengewinde vorgesehen. Beispielsweise ist ein Seil bereits durch den Ka¬ nal gefädelt, um das Außengewinde des Schaftes gewickelt und kann weiterhin durch das Gegenstück festgezogen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung, falls der Schaft in das Ge- genstück eingreift, wird das Spannglied festgezogen.
In einer weiteren Ausgestaltung, falls der Schaft von dem Gegenstück gelöst wird, wird das Spannglied gelöst. Dementspre¬ chend können die Gewinde des Schaftes und des Gegenstücks in- einander greifen. Durch das Eingreifen der Gewinde ineinander wirkt eine Kraft auf das Spannglied ein. Das Spannglied wird festgeklemmt und festgehalten. Andernfalls, durch Auseinan¬ dergreifen oder Auseinandergleiten der Gewinde voneinander, wird die Haltekraft verringert. Das Spannglied wird entlastet oder gelockert.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das mindestens eine Außengewinde an einem Endbereich des Schaftes angeordnet. Dem¬ entsprechend ist das Außengewinde insbesondere an dem Kopf zugewandten Ende angebracht. Dieser Bereich hat sich hinsichtlich der Stabilität und Zuverlässigkeit der Befestigung als besonders vorteilhaft erwiesen. In einer weiteren Ausgestaltung weist der Schaft zwei Außengewinde auf, welche an sich gegenüberliegenden Endbereichen des Schaftes angeordnet sind. Dementsprechend ist neben dem ersten Außengewinde ein zweites Außengewinde vorgesehen. Das erste Außengewinde dient der Fixierung des Spannglieds. Das zweite Außengewinde dient hingegen der Befestigung des Spannglieds an eine beliebige Einheit, wie Gelenkeinheit oder An¬ triebseinheit. Dadurch kann die Befestigungseinheit vorteil¬ hafterweise flexibel in beliebigen Systemen eingesetzt wer- den.
In einer weiteren Ausgestaltung unterscheiden sich die zwei Außengewinde in ihren Durchmessern voneinander. Dementsprechend ist der Durchmesser des ersten Außengewindes größer als der Durchmesser des zweiten Außengewindes. Alternativ können andere Durchmesser flexibel gewählt werden. Beispielsweise kann der größere Durchmesser als Anschlag eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird die Befestigungseinheit zumindest teilweise durch einen 3D Druck hergestellt. Dement¬ sprechend wird ein Teil der Befestigungseinheit oder die ge¬ samte Befestigungseinheit schichtweise mittels 3D Druck auf¬ gebaut. Der 3D Druck ermöglicht insbesondere eine schnelle Fertigung. Die Befestigungseinheit ist jedoch nicht auf die- ses Fertigungsverfahren beschränkt.
In einer weiteren Ausgestaltung sind der Kopf und der Schaft als Schraube ausgebildet. Dementsprechend ist die Befesti¬ gungseinheit ohne das Gegenstück als herkömmliche Schraube ausgebildet. Das Gegenstück zur Schraube kann dementsprechend auch als hierzu passende Mutter ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung wird die Befestigungseinheit durch eine Antriebseinheit in eine Richtung betrieben. Dem- entsprechend ist eine Antriebseinheit vorgesehen, welche das Spannglied in eine Richtung betreibt. Das an die Einheit be¬ festigte Spannglied wird in eine Richtung betrieben. Die Ein¬ heit bewegt sich entsprechend in die gleiche Richtung. Da- durch kann eine Bewegung in eine Richtung durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein Aktor oder eine andere Antriebs¬ einheit zum Schließen eines Gelenks eines Fingers verwendet oder zum Öffnen des Gelenks des Fingers vorgesehen sein.
Ferner betrifft die Erfindung ein Spannglied-betriebenes Sys¬ tem, aufweisend: mindestens ein Spannglied, wobei das mindestens eine Spannglied an einer Einheit angeordnet ist, mindestens eine oben beschriebene Befestigungseinheit zum Befestigen des Spannglieds an die Einheit, mindestens eine Antriebseinheit zum Betreiben der Ein heit in eine Richtung.
Dementsprechend können ein oder mehrere Befestigungseinheiten einer Gelenkeinheit angeordnet werden. Üblicherweise ist eine Agonist-Antagonist Anordnung wünschenswert, um eine Bewegung in gegenläufige Richtungen verwirklichen zu können. Hierzu können zwei Spannglieder, wie Seile, an einer Gelenkeinheit angeordnet und mittels der Befestigungseinheiten an diese be¬ festigt werden. Die zwei Spannglieder werden durch zwei
Aktoren betrieben. Dadurch wird vorteilhafterweise ermög¬ licht, dass eine Antriebseinheit ein Spannglied in eine Rich¬ tung und eine Antriebseinheit das andere Spannglied in die Gegenrichtung antreiben kann. Als Antriebseinheiten können beispielsweise Aktoren oder Federn verwendet werden.
4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden vorliegend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung weiter beschrieben mit Bezug auf die folgenden Figuren.
Fig. 1 zeigt eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Befestigungseinheit . Fig. 2 zeigt eine Detailansicht eines Kanals der erfin¬ dungsgemäßen Befestigungseinheit .
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Spann- glied-betriebenen Systems.
5. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorlie- genden Erfindung in Bezug auf die Figuren beschrieben.
Figur 1 zeigt eine Befestigungseinheit 1, welche aus zwei Untereinheiten 11, 13 zusammengesetzt ist. Die obere Unter¬ einheit 11 kann als Kopf bezeichnet werden und die untere Untereinheit 13 als Schaft. Die Befestigungseinheit kann mit¬ tels 3D Druck oder anderen Fertigungsverfahren hergestellt werden. Die Untereinheiten 11, 13 weisen jeweils eine Öffnung 12, 14 auf. Beispielsweise weist der Kopf 11 eine Mehrzahl von Kanten auf und ist flach ausgebildet. Der Schaft 13 ist unterhalb des Kopfes 11 angeordnet und ist stäbchenförmig ausgebildet. Fer¬ ner weist der Schaft 13 einen Gewindeabschnitt 15 auf. Bei¬ spielsweise ist ein Außengewinde 15 an einem Endbereich des Schaftes 13 angeordnet. Der Schaft 13 kann entsprechend in ein Innengewinde 18 eines Gegenstücks 17 eingreifen. Bei der Befestigungseinheit 1 kann es sich beispielsweise um eine Schraube handeln. Zwischen den zwei Öffnungen 12, 14 erstreckt sich durchgängig ein Kanal 16 von der ersten Öffnung 12 durch den Kopf 11 und durch den Schaft 13 bis zu der zweiten Öffnung 14. Der Kanal 16 ist im Detail in Figur 2 dargestellt. Ein Spannglied 20 (nicht gezeigt) kann in die erste Öffnung 12, durch den Kanal 16 und aus der zweiten Öffnung 14 gefädelt werden. Ferner kann das Spannglied 20 daraufhin um das Außengewinde 50 gewi¬ ckelt werden. Das Spannglied 20 kann beispielsweise ein Seil sein . Durch das Ineinandergreifen der Gewindeabschnitte 15, 18 des Schaftes 13 und des Gegenstücks 17 wird das Spannglied 20 festgezogen und festgehalten. Mit anderen Worten, wird es fixiert. Ferner wird durch das Auseinandergleiten der Gewinde- abschnitte voneinander das Spannglied 20 gelöst.
Figur 3 zeigt ein Spannglied-betriebenes System. Das Spann- glied-betriebene System weist eine Befestigungseinheit 1 auf, mittels welcher ein Seil 20 an eine Einheit 30 befestigt wird. Ein erstes Seil 20 wird durch eine erste Befestigungs¬ einheit 1 an eine Gelenkeinheit und/oder eine Antriebseinheit befestigt. Ferner wird ein zweites Seil 20 durch eine zweite Befestigungseinheit 1 an die Gelenkeinheit und/oder die An¬ triebseinheit befestigt. Das zweite Seil ist durch die ge- strichelte Linie angedeutet. Die Befestigungseinheiten 1 er¬ möglichen eine reversible, justierbare und zuverlässige Be¬ festigung .
Die zwei Seile 20 werden durch jeweilige Antriebseinheiten 40 in gegenläufige Richtungen bewegt. Die erste Antriebseinheit 40 betreibt das erste Seil 20 und somit auch die Gelenkein¬ heit 30 in eine Richtung 42 und die andere zweite Antriebs¬ einheit 40 betreibt das zweite Seil 20 und somit auch die Ge¬ lenkeinheit 30 in die Gegenrichtung.
Falls der Schaft 13 zwei Außengewinde gemäß Figur 1 aufweist, werden die Seile 20 über einen ersten Gewindeabschnitt 15 an einem Ende des Schaftes 13 fixiert und am anderen Ende des Schaftes 13 über einen zweiten Gewindeabschnitt 15 an die zu- gehörige Antriebseinheit 40.

Claims

Patentansprüche
1. Befestigungseinheit (1) zum Befestigen eines Spannglieds (20) an eine Einheit (30), aufweisend: a. einen Kopf (11) mit mindestens einer ersten Öffnung (12) , b. einen Schaft (13) mit mindestens einer zweiten Öff¬ nung (14) und mindestens einem Außengewinde (15), c. einen Kanal (16), wobei d. sich der Kanal (16) von der mindestens einen ersten Öffnung (12) des Kopfes (11) entlang des Kopfes
(11) zu der mindestens einen zweiten Öffnung (14) des Schaftes (13) zumindest teilweise entlang des Schaftes (13) erstreckt, wobei e. das mindestens eine Außengewinde (15) und der Kanal
(16) jeweils zum Aufnehmen des Spannglieds (20) ausgebildet ist.
2. Befestigungseinheit (1) nach Anspruch 1,
weiterhin aufweisend ein Gegenstück (17) mit mindestens einem Innengewinde (18) zum Befestigen des Spannglieds (20) an die Einheit (30), in welches der Schaft (13) eingreifen kann, wo¬ bei das Gegenstück (17) insbesondere eine Mutter ist. 3. Befestigungseinheit (1) nach Anspruch 2, falls der Schaft (13) in das Gegenstück (17) eingreift, das Spannglied (20) festgezogen wird.
4. Befestigungseinheit (1) nach Anspruch 3, falls der Schaft (13) von dem Gegenstück (17) gelöst wird, das Spannglied (20) gelöst wird.
5. Befestigungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Außengewinde (15) an einem Endbereich des Schaftes (13) angeordnet ist. 6. Befestigungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schaft (13) zwei Außengewinde (15) auf¬ weist, welche an sich gegenüberliegenden Endbereichen des Schaftes (13) angeordnet sind. 7. Befestigungseinheit (1) nach Anspruch 6, wobei sich die zwei Außengewinde (15) in ihren Durchmessern voneinander unterscheiden .
8. Befestigungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, wobei die Befestigungseinheit (1) zumindest teilwei¬ se durch einen 3D Druck hergestellt wird.
9. Befestigungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kopf (11) und der Schaft (13) als Schraube ausgebildet sind.
10. Befestigungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungseinheit (1) durch eine An¬ triebseinheit (40) in eine Richtung (42) betrieben wird.
11. Spannglied-betriebenes System, aufweisend: a. mindestens ein Spannglied (20), wobei das mindes¬ tens eine Spannglied (20) an einer Einheit (30) an- geordnet ist, b. mindestens eine Befestigungseinheit (1) zum Befes¬ tigen des Spannglieds (20) an die Einheit (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, b. mindestens eine Antriebseinheit (40) zum Betreiben der Einheit (30) in eine Richtung (42), wobei die mindestens eine Antriebseinheit (40) ein Aktor ist.
12. Spannglied-betriebenes System nach Anspruch 11 oder Anspruch 11, falls die mindestens eine Antriebseinheit (40) be¬ trieben wird, der Schaft (13) in das Gegenstück (17) eingreift und das Spannglied (20) festgezogen wird.
13. Spannglied-betriebenes System nach Anspruch 12, falls die mindestens eine Antriebseinheit (40) nicht betrieben wird, der Schaft (13) vom Gegenstück (17) gelöst wird und das
Spannglied (20) gelöst wird.
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