JP2018512550A - 特にロボットアーム用の運動伝達装置 - Google Patents
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Abstract
Description
長手軸線を中心として回転するように組付けられたシャフトと、
少なくとも1つの一連のノッチを有する可動機構と、
シャフトと可動機構の間の運動を共同して伝達するための少なくとも3つのアームと、
を含む装置であって、
各アームが可動機構のノッチと協働するために少なくとも1つの歯を具備しており、
各アームが、第1の軸との関係において偏心している第1の軸受上に連接されており、この第1の軸を中心として軸受が回転するように組付けられており、第1の軸受及びシャフトは、同期的に回転するように互いに結合されており、
可動機構及び各アームは、
アームが連接されている第1の軸受の各回転毎に、アームが一回の周期運動を描くように、及び、
可動機構のノッチとアームの少なくとも1つの歯の係合により周期運動の少なくとも一部分の間、アームが可動機構と嵌合して、一方の移動が他方の移動を駆動することになるように、機械的に案内されており、
第1の軸受は、シャフトの回転角度の如何に関わらず、可動機構と嵌合状態にあるアームが少なくとも1つ存在するように配置されており、各アームはさらに、第2の軸との関係において偏心している第2の軸受上に連接されており、この第2の軸を中心として第2の軸受が、シャフトの回転角度の如何に関わらずアームをそれ自体に平行な状態に維持する目的で、回転するように取付けられている、運動伝達装置を提案する。
複数の歯が同じ瞬間にその対応するノッチと接触していることから、応力の伝達の漸進性がより優れたものである。
あらゆる瞬間において、完全にそのノッチ内に係合されている歯が1つ存在し、この時点でその軌道は接線方向であることから、摩擦が制限される。
歯が1つしか付いていない減速機の場合には、歯の軌道及びノッチの軌道がその接触時点で接線方向でない一方で歯がノッチ内に完全に係合された場合にはそれらの軌道は接線方向であることから、歯がそのノッチと再び接触に入る瞬間と歯が完全に係合されている瞬間の間にはわずかな伝達比の差が存在するのに対して、この場合伝達は同速度である。
サイクロイド減速機に比べて、上述の減速機では、大きい直径の中空出力軸を使用できることから、ケーブル及び管を通過させることが可能となり、これらのケーブル及び管は、回転軸線から遠く離れて設置された場合に比べて減速機の出力シャフトの回転の際に受ける運動がより小さい。
この実施形態においては、完全なクラウンの場合では不可能である、研削用砥石などの場所をとる工具のアクセスが可能であることから、アームの歯の機械加工作業は、容易である。
非常に優れた漸進性、
各アームの歯が常時係合されていることによる、非常に優れた耐摩耗性、
同速度の伝達、
大直径の中空軸、
駆動シャフト及び二次シャフトは、出力シャフトの軸から離れており、これらのシャフトをその2つの端部で軸受により支持することが可能であり、こうしてそれらの剛性は増大する。このことは、外部クラウンがベルの形をしているサイクロイドタイプの減速機の場合、不可能である。
長手軸線を中心として回転するように組付けられたシャフトと、
一連のノッチを有する可動機構と、
シャフトと可動機構の間の運動を共同して伝達するための複数のアームと、
を含む装置であって、
各アームが可動機構のノッチと協働するために少なくとも1つの歯を具備しており、
各アームが、軸との関係において偏心している軸受上に連接されており、この軸を中心として軸受が回転するように組付けられており、この軸受及びシャフトは、同期的に回転するように互いに結合されており、
可動機構及び各アームは、アームが連接されている偏心軸受の回転毎に、アームが一回の周期運動を描くように機械的に案内されており、この周期運動には、
アームのいくつかの歯が可動機構との嵌合から解放されている段階と、
一方の移動が他方の移動を駆動するように可動機構のノッチとアームの少なくとも1つの歯の係合によりアームの上記の歯が可動機構と嵌合した状態にある段階と、
が連続的に含まれており、ここで、偏心軸受は、シャフトの回転角度の如何に関わらず可動機構と嵌合しているアームが少なくとも1つ存在するように、互いとの関係においてそれらの軸を中心として角度的にずらされており、かつ、ここで、各アームは、周期運動全体にわたりアームが組付けられている軸受と同時にアームを機械的に誘導するのに役立つ要素を有している、運動伝達装置をも提案している。
各アームは、周期運動全体にわたりスリット又は溝の中を摺動する突起によって、機械的に誘導される。
偏心軸受は、シャフト上に配置されている。
任意の2つの連続する軸受間の角度的ずれは180°未満である。
軸受は、その回転軸線を中心にして規則的な形で互いに角度的にずらされている。
アームの少なくとも1つの歯は、同じ一連のノッチと協働する。
可動機構は、並んで配置された複数の一連のノッチを有し、各連のノッチは他の連のノッチとの関係においてずらされており、各アームの少なくとも1つの歯は別の一連のノッチと協働する。
アームは、ボールベアリング又はニードルベアリングあるいは滑りリングにより軸受上に組付けられている。
可動機構は、並進誘導されるラックである。
可動機構は、その中心軸を中心にして回転するように組付けられ、その上には円周方向にノッチが配置されているホイールである。
可動機構は、その中心軸を中心にして回転するように組付けられ、その上には円周方向にノッチが配置されているクラウンである。
装置は、入力端であるシャフトを有し、好ましくは少なくとも1/50の減速比を有する減速機を形成している。
Claims (15)
- 運動伝達装置において、
長手軸線を中心として回転するように組付けられたシャフト(4)と、
少なくとも1つの一連のノッチを有する可動機構(1;11;12)と、
シャフトと可動機構の間の運動を共同して伝達するための少なくとも3つのアーム(2.1、2.2、2.3)とを含む装置であって、
各アームが可動機構のノッチと協働するために少なくとも1つの歯(7)を具備しており、
各アームが、第1の軸(9)との関係において偏心している第1の軸受(3.1;3.2;3.3)上に連接されており、この第1の軸を中心として軸受が回転するように組付けられており、第1の軸受及びシャフト(4)は、同期的に回転するように互いに結合されており、
可動機構(1)及び各アームは、
アームが連接されている第1の軸受の回転毎に、アームが一回の周期運動を描くように、及び、
可動機構のノッチとアームの少なくとも1つの歯の係合により周期運動の少なくとも一部分の間、アームが可動機構と嵌合して、一方の移動が他方の移動を駆動することになるように、機械的に案内されており、
第1の軸受(3.1;3.2;3.3)は、シャフトの回転角度の如何に関わらず、可動機構と嵌合状態にあるアーム(2.1、2.2、2.3)が少なくとも1つ存在するように配置されており、各アームはさらに、第2の軸(10)との関係において偏心している第2の軸受(3’)上に連接されており、この第2の軸を中心として第2の軸受が、シャフト(4)の回転角度の如何に関わらずアームをそれ自体に平行な状態に維持する目的で、回転するように取付けられている、運動伝達装置。 - 各アーム(2.1、2.2、2.3)の周期運動が連続して、
アームが可動機構との嵌合から解放されている段階と、
一方の移動が他方の移動を駆動するように可動機構のノッチとアームの少なくとも1つの歯の係合によりアームが可動機構と嵌合した状態にある段階とを含む、請求項1に記載の装置。 - 第1の軸受(3.1;3.2;3.3)がシャフト(4)上に配置され、第2の軸受(3’)が同様の第2のシャフト(5)上に配置されている、請求項1又は2に記載の装置。
- それぞれ第1の軸受(3)及び第2の軸受(3’)が、そのそれぞれの回転軸線(9;10)を中心に互いに角度的にずらされている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- それぞれ任意の連続する2つの第1の軸受及び任意の連続する2つの第2の軸受の間の角度的ずれが180°未満であり、それぞれ第1の軸受あるいは第2の軸受が好ましくは、そのそれぞれの回転軸線(9;10)を中心にして互いに規則的な形で角度的にずらされている、請求項4に記載の装置。
- アームの少なくとも1つの歯が、同じ一連のノッチと協働する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 可動機構が、並んで配置された複数の一連のノッチ(1.1、1.2、1.3)を有し、各連のノッチは他の連のノッチとの関係においてずらされており、各アーム(2.1、2.2、2.3)の少なくとも1つの歯が別の一連のノッチと協働する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- アームが、ボールベアリング、ローラーベアリング又はニードルベアリングあるいは滑りリングあるいは滑り軸受により第1の軸受上又は第2の軸受上に組付けられている請求項1〜7のいずれか1項に記載の装置。
- 可動機構が、並進誘導されるラック(12)か、又はその中心軸を中心にして回転するように組付けられ、その内部には円周方向にノッチが配置されているクラウン(11)である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
- 可動機構が、その中心軸(8)を中心にして回転するように組付けられ、その上には円周方向にノッチが配置されているホイール(1)である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
- アームが各々、歯付きクラウンの一部を形成するように円形部分上に配置された複数の歯を有する、請求項10に記載の装置。
- 歯の機能が、内部歯面と相補的でより少ない数の歯を有するホイールと噛合わさるクラウンを含む減速機の機能に類似したものとなるように、アームの各々が複数の歯を有している、請求項10又は11に記載の装置。
- 各アームが、可動機構のノッチと協働するために内部周囲全体にわたり歯が分布している歯付きクラウンを含み、各々の歯は、アームの周期運動の際に可動機構のノッチ内に連続的に係合し、次に脱係合する、請求項10に記載の装置。
- 入力端であるシャフト(4)を有し、好ましくは少なくとも1/50の減速比を有する減速機を形成している、請求項10〜13のいずれか1項に記載の装置。
- ロボットアームの関節に対してモータの回転運動を伝達するため、又はモータの回転運動から機械の要素を移動させるための、請求項1〜14のいずれか1項に記載の装置の使用。
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