JP2020101282A - トランスミッションモジュール、トランスミッションモジュールを備えたグリッパモジュール、およびグリッパモジュールを備えたグリッパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスミッションモジュールを提供する。【解決手段】トルクを伝達するためのトランスミッションモジュールは、ベース（１）と、第１の駆動軸（２）と、それに平行な第２の駆動軸（７）と、両方とも共通軸を中心に回転可能であり、駆動軸（２；７）の軸は、出力軸（５；８）の軸に平行に配置された第１の出力軸（５）および第２の出力軸（８）と、歯車ユニット（９）とを備え、２つの駆動軸（２；７）、歯車ユニット（９）および第１の出力軸（５）は、ベース（１）に回転可能に支持され、第２の出力軸（８）は、第１の出力軸（５）に回転可能に支持され、歯車ユニット（９）は、２つの出力軸（５；８）の同期回転運動が、第１の駆動軸（２）の回転運動によってもたらされるように設計されており、２つの出力軸（５；８）の相対回転運動は、第２の駆動軸（７）の回転運動によってもたらされるように設計される。【選択図】図３

Description

本発明は、トランスミッションモジュールに関し、特に、２つの平行な駆動軸と２つの同心の出力軸とを有するトランスミッションモジュールに関する。

２つの平行な駆動軸が２つの同心出力軸に変換されるトランスミッションモジュールは、先行技術から知られている。そのようなトランスミッションモジュールは、外側軸とその中に配置された内側軸とを備えている。外側軸は、第１の駆動部によって駆動され、内側軸は、第２の駆動部によって駆動される。２つの軸が互いに同期して回転する場合、２つの駆動部は、互いに同期して回転する必要がある。２つの軸が互いに対して相対的な運動で互いに対して回転する場合、２つの駆動部は、互いに対して相対的な運動で回転する必要がある。これは制御技術に関して複雑であり、両方の駆動部は、連続動作用に設計する必要があるが、同期運動と比較して相対的な運動は、ほとんど必要ないため、これは、実際には必要とされない。

本発明の１つの目的は、前述の欠点を回避するトランスミッションモジュールを提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を備えたトランスミッションモジュールによって解決される。トランスミッションモジュール、本発明に係るトランスミッションモジュールを備えたグリッパモジュール、並びに本発明に係るグリッパモジュールを備えたグリッパ装置のさらなる実施形態は、さらなる請求項の特徴によって規定される。

トルクを伝達するための本発明に係るトランスミッションモジュールは、ベースと、第１の軸の周りで回転可能な第１の駆動軸と、第２の軸の周りで回転可能なそれに平行な第２の駆動軸とを備えている。トランスミッションモジュールは、第１の出力軸および第２の出力軸をさらに備え、これらの両方は、共通の第３の軸の周りで回転可能であり、駆動軸の軸は、出力軸の軸に平行に配置される。トランスミッションモジュールは、歯車ユニットをさらに備え、２つの駆動軸、歯車ユニット、および第１の出力軸は、ベースに回転可能に支持され、第２の出力軸は、第１の出力軸に回転可能に支持される。歯車ユニットは、２つの出力軸の同期回転運動が第１の駆動軸の回転運動によってもたらされ、２つの出力軸の相対回転運動が第２の駆動軸の回転運動によってもたらされるように設計されている。

したがって、第１の駆動軸が第１および第２の出力軸を互いに同期して駆動し、第２の駆動軸が第１の出力軸と第２の出力軸との間に相対運動を生成することが達成できる。したがって、寿命を延ばすために、第１の駆動軸の駆動部のみを設計し、相対運動の寿命のみを目的として、第２の駆動軸の駆動部を設計する必要がある。このような設計では、２つの駆動部は、互いに完全に独立しており、常に互いに同期する必要はない。また、この設計は、非常にコンパクトで、非常に広範囲の寸法にわたって拡張可能である。

一実施形態では、歯車ユニットは、太陽歯車、遊星キャリア、少なくとも１つの遊星歯車、および第２のリング歯車を備えた遊星歯車を備え、第１の駆動軸は、第１の出力軸に動作可能に接続されて駆動可能である。第１の駆動軸は、歯車ユニットによって第２の出力軸に動作可能に接続され、それを駆動することができる。第２の駆動軸は、歯車ユニットによって第２の出力軸に動作可能に接続され、それを駆動することができる。遊星歯車は、２つ、３つまたはそれ以上の遊星歯車を備えることができる。

一実施形態では、歯車ユニットは、第３の軸を中心に回転可能な中央歯車軸を備えている。太陽歯車は、歯車軸の第１の端に堅く接続されている。遊星キャリアは、歯車軸に回転可能に取り付けられている。遊星歯車に隣接する第２の平歯車は、歯車軸に堅く接続されている。

一実施形態では、第１の平歯車は第１の駆動軸に堅く接続され、第１の平歯車は、遊星歯車の太陽歯車を介して第１の出力軸に動作可能に接続されている。

一実施形態では、第５の平歯車が第２の駆動軸に堅く接続され、第５の平歯車は遊星歯車の遊星キャリアを介して第２の出力軸に動作可能に接続されている。

一実施形態では、歯車ユニットは、遊星キャリアに堅く接続された第６の平歯車を備えている。

一実施形態では、遊星キャリアは、第６の平歯車によって歯車軸に回転可能に取り付けられている。

一実施形態では、第１の出力軸は、歯車ユニットを完全に取り囲むハウジングを備え、第１のハウジング部分と、それに堅く接続された第２のハウジング部分とを備えている。

一実施形態では、トランスミッションモジュールは、ベースに回転可能に取り付けられ、第１のハウジング部分に堅く接続された第１のリング歯車を備えている。

一実施形態では、遊星歯車の第２のリング歯車は、第１のハウジング部分に回転可能に取り付けられ、第２の出力軸に堅く接続されている。

一実施形態では、第２のハウジング部分は、第３の軸と整列し、第２の出力軸が突出する中央通路開口部を備えている。

一実施形態では、ベースは、プレート形状の第１のベース部分とブラケット形状の第２のベース部分とを備え、これらは、互いに堅く結合されている。

一実施形態では、第１のリング歯車は、第１のベース部分に回転可能に取り付けられている。第１の駆動軸、第２の駆動軸および中央歯車軸は、第２のベース部分に回転可能に取り付けられている。

上記のタイプのトランスミッションモジュールは、互いに矛盾しない限り、任意の組み合わせで使用することができる。

本発明に係るグリッパモジュールは、前述の実施形態の１つに係るトランスミッションモジュールとグリッパユニットとを備えている。グリッパユニットは、第３の軸に垂直な第１の平面内で第１の出力軸に変位可能に取り付けられ、第２の出力軸によって変位可能な少なくとも２つのグリッパを備えている。２つのグリッパの場合、これらは、第３の軸に関して互いに反対に配置できる。３つのグリッパは、円周上の第３の軸の周りに均等に配置でき、グリッパの中心、すなわち、第３の軸に対して変位可能である。グリッパは、完全に引き込めることができ、少なくとも部分的に互いに接触できるように設計することができる。また、引き込むとき、グリッパは、把持する物体よりも互いからの距離が小さくなることがある。

一実施形態では、少なくとも２つのグリッパは、第２のハウジング部分に変位可能に取り付けられている。例えば、グリッパは、ガイドレールに取り付けることができる。

一実施形態では、各グリッパは、ラックに堅く接続され、ラックは、第１の平面の第１の出力軸に変位可能に取り付けられている。第２の出力軸は、各ラックに動作可能に接続され、各ラックが変位可能である出力ホイールを備えている。このような設計では、すべてのグリッパを１つの駆動部で互いに同期して移動することができる。あるいは、スピンドル駆動、ベルト駆動、チェーン駆動などを使用して、第１の出力軸と第２の出力軸との間の相対回転運動をグリッパの直線運動に変換することができる。

一実施形態では、グリッパモジュールは、少なくともグリッパが突出し、少なくともラックを覆うカバーを備えている。

グリッパモジュールの上述の実施形態は、互いに矛盾しない限り、任意の組み合わせで使用することができる。

本発明に係るグリッパ装置は、前述の実施形態のうちの１つに係る少なくとも１つのグリッパモジュール、構造体、物体ホルダ、および少なくとも１つの変位ユニットを備えている。物体ホルダは、第１の変位ユニットを備えた構造体上に配置されている。代替的または追加的に、第２の変位ユニットを備えたグリッパモジュールが構造上に配置される。そのような実施形態は、把持される物体がグリッパモジュールに移動できること、および／またはグリッパモジュールが把持される物体に移動できることを保証する。例えば、構造体は、機械スタンドであり得る。

一実施形態では、第１の変位ユニットおよび／または第２の変位ユニットは、第１の水平方向および／またはそれに垂直な第２の水平方向および／または垂直方向に変位を行うことができる。

一実施形態では、グリッパ装置は、直接または構造体上の変位ユニットによって配置される２つ以上のグリッパモジュールを備えている。

グリッパ装置の上述の実施形態は、互いに矛盾しない限り、任意の組み合わせで使用することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態をより詳細に説明する。これらは、説明のみを目的とするものであり、制限的なものと解釈されるべきではない。

本発明に係るグリッパモジュールの斜視図を示している。 図１のグリッパモジュールの分解斜視図を示している。 線Ａ−Ａに沿った図１のグリッパモジュールの概略断面図を示している。 線Ａ−Ａに沿った図１のグリッパモジュールの断面図を示している。 図４ａの線Ｂ−Ｂを通る断面図を示している。 図４ａの線Ｃ−Ｃを通る断面図を示している。 図４ａの線Ｄ−Ｄを通る断面図を示している。 本発明に係るグリッパ装置の第１の実施形態の斜視図を示している。 本発明に係るグリッパ装置の第２の実施形態の斜視図を示している。

図１は、本発明に係るグリッパモジュールの斜視図を示している。図２は、図１のグリッパモジュールの斜視分解図を示している。図３は、線Ａ−Ａに沿った図１のグリッパモジュールの概略断面図を示している。図４ａは、線Ａ−Ａに沿った図１のグリッパモジュールの断面図を示している。図４ｂは、図４ａの線Ｂ−Ｂを通る断面図を示している。図４ｃは、図４ａの線Ｃ−Ｃを通る断面図を示している。図４ｄは、図４ａの線Ｄ−Ｄを通る断面図を示している。

グリッパモジュールは、トランスミッションモジュールとグリッパユニット６を備えている。トランスミッションモジュールは、互いに堅く接続されたプレート状の第１のベース部分１０とブラケット状の第２のベース部分１１を備えたベース１を備えている。ブラケット１１は、プレート１０の一方の側から中心を横切って、プレート１０の反対側の側まで延びている。ブラケット１１はプレート１０に堅くボルト締めされている。歯車ユニット９の第１の駆動軸２、第２の駆動軸７および歯車軸９０は、ボールベアリングによってブラケット１１に回転可能に取り付けられている。ころ軸受、針状ころ軸受、滑り軸受などの代替軸受も使用できる。第１の駆動軸１は、第１の軸Ｌ１を中心に回転可能であり、第２の駆動軸７は第２の軸Ｌ２を中心に回転可能であり、歯車軸９０は第３の軸Ｌ３を中心に回転可能である。第１のリング歯車４には、ベース１のプレート１０内で回転可能なボールベアリングが取り付けられている。第１の平歯車３は、駆動部から離れた第１の駆動軸２の端部に堅く接続されている。第１の平歯車３は、第１のリング歯車４の内側に係合している。第１のリング歯車４は、ハウジング５の第１のハウジング部分５０に堅く接続される。ハウジング５は、第３の軸Ｌ３を中心に回転可能な第１の出力軸５を表している。ハウジング５は、ベースに近い第１のハウジング部分５０と、第１のハウジング部分５０に堅く接続されたベースとは反対側を向く第２のハウジング部分５１とを備えている。歯車ユニット９は、ベース１からハウジング５まで延び、中央歯車軸９０、第２の平歯車９１、遊星歯車９２、９３、９４、９７、９８および第６の平歯車９６を備えている。第２の平歯車９１は、ベースに近い領域で歯車軸９０に堅く接続され、第１の平歯車３に係合している。遊星歯車は、ベースから離れた端部で歯車軸９０に固定接続された太陽歯車９２と、太陽歯車９２に隣接して歯車軸９０に回転可能に取り付けられた遊星キャリア９７と、遊星歯車９３が回転可能に取り付けられた少なくとも１つの遊星軸９８と、第１のハウジング部分５０に回転可能に取り付けられた第２のリング歯車９４と、を備え、遊星歯車９３は、太陽歯車９２に係合し、少なくとも１つの遊星歯車９３は、内側で係合している。第６の平歯車９６は、遊星歯車のベースに面する側で遊星キャリア９７に堅く接続されている。第６の平歯車は、歯車軸９０に回転可能に取り付けられている。第５の平歯車９５は、ベースから離れた端部で第２の駆動軸７に堅く接続され、第６の平歯車９６に係合している。第２の出力軸８は、遊星歯車の第２のリング歯車に堅く接続されている。第２の出力軸８は、第２のハウジング部分５１を通る中央開口部を通って突出している。出力ホイール８０は、ベースから離れた端部で第２の出力軸８に堅く接続されている。

グリッパユニット６は、第２のハウジング部分５１の凹部５１０に配置されている。グリッパユニット６は、少なくとも２つのグリッパ６０を備え、各グリッパ６０は、ベースに面する側にラック６１を備えている。グリッパ６０は、第１、第２または第３の軸Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に実質的に平行に延び、ラック６１は、これらの軸に実質的に垂直に延びている。ラック６１は、出力ホイール８０に係合している。第２のハウジング部分５１の凹部５１０は、少なくとも部分的にカバー５２で覆われ、カバー５２は、第２のハウジング部分５１に堅く接続されている。カバー５２には、グリッパ６０が突出する少なくとも１つの開口部が設けられている。図示の実施形態では、第１のリング歯車４と第２のリング歯車９４は、同じピッチ円直径を有し、第２の平歯車９１、太陽歯車９２および第５の平歯車９５は、同じピッチ円直径を有し、第１の平歯車３、第６の平歯車９６および遊星歯車９３は、同じピッチ円直径を有している。この設計により、第１の平歯車３の第１のリング歯車４への伝達比は、歯車ユニット９を介した第２のリング歯車９４への第１の平歯車３の伝達比に対応している。第１の駆動軸２が第１の第１の駆動部Ｍ１によって駆動される場合、第１のリング歯車４および第２のリング歯車９４は、互いに同期して回転する。第１の駆動軸２の運動とは無関係に、第２の駆動軸７は、第２の駆動部Ｍ２で駆動することができる。したがって、第１のリング歯車４と第２のリング歯車９４との間の相対運動は、第１のリング歯車４の運動とは無関係に生じることができる。一般に、第１の駆動軸２のみが第１の駆動部Ｍ１によって駆動される場合、第１の出力軸５と第２の出力軸８の同期運動は、このようなトランスミッションモジュールで可能である。また、第２の駆動軸７が第２の駆動部Ｍ２によって駆動される場合、第１の駆動軸２の運動とは無関係の第１の出力軸５と第２の出力軸８との間の相対運動が可能である。

図５は、本発明に係るグリッパ装置の第１の実施形態の斜視図を示している。グリッパユニット６は、トランスミッションモジュールによって構造体１００上に配置されている。第１の駆動部Ｍ１および第２の駆動部Ｍ２は、構造体１００上に配置されている。第１の駆動部Ｍ１により、グリッパユニット６は、第３の軸Ｌ３を中心に回転でき、第２の駆動部Ｍ２により、グリッパユニット６のグリッパ６０は、任意の向きで一緒にまたは上に移動することができる。トランスミッションモジュールの下に、構造体１００に物体ホルダ１０１が配置され、回転する物体を配置することができ、全体として回転するか、または回転により構成要素を配置または除去する。例えば、容器のカバーは、ねじで止めたり外したりできる。物体ホルダ１０１は、第１の変位ユニット１０２上に配置され、これにより、物体ホルダ１０１は、第１の水平方向に移動することができる。代替的にまたは追加的に、さらなる水平および／または垂直変位ユニットを提供することができる。

図６は、本発明に係るグリッパ装置の第２の実施形態の斜視図を示している。第２の変位ユニット１０３は、構造体１００上に配置され、その上に、本発明に係るトランスミッションモジュールによってグリッパユニット６が配置されている。第２の変位ユニット１０３は、ポータルとして設計され、グリッパユニットを第１の水平方向、第１の水平方向に垂直な第２の水平方向、および垂直方向に移動可能にする。示されている実施形態では、構造体１００は、その上に配置されたポータルを備えた作業台である。グリッパユニット６によって容器を配置することができる、および／または容器をねじで止めたり外したりすることができるさらなるステーションを作業台に設けることができる。

１ ベース
１０ 第１のベース部分
１１ 第２のベース部分
２ 第１の駆動軸
３ 第１の平歯車
４ 第１のリング歯車
５ ハウジング
５０ 第１のハウジング部分
５１ 第２のハウジング部分
５１０ 凹部
５２ カバー
６ グリッパユニット
６０ グリッパ
６１ ラック
７ 第２の駆動軸
８ 出力軸
８０ 出力ホイール
９ 歯車ユニット
９０ 歯車軸
９１ 第２の平歯車
９２ 第３の平歯車
９３ 第４の平歯車
９４ 第２のリング歯車
９５ 第５の平歯車
９６ 第６の平歯車
９７ 遊星キャリア
９８ 遊星軸
１００ 構造体
１０１ 物体ホルダ
１０２ 第１の変位ユニット
１０３ 第２の変位ユニット
Ｌ１ 第１の軸
Ｌ２ 第２の軸
Ｌ３ 第３の軸
Ｍ１ 第１の駆動部
Ｍ２ 第２の駆動部

Claims (18)

1. トルクを伝達するためのトランスミッションモジュールであって、
   ベース（１）と、
   第１の軸（Ｌ１）を中心に回転可能な第１の駆動軸（２）と、
   第２の軸（Ｌ２）を中心に回転可能なそれに平行な第２の駆動軸（７）と、
   第１の出力軸（５）および第２の出力軸（８）であって、両方とも共通の第３の軸（Ｌ３）を中心に回転可能であり、前記駆動軸（２；７）の軸（Ｌ１；Ｌ２）は、前記出力軸（５；８）の軸（Ｌ３）に平行に配置されている、第１の出力軸（５）および第２の出力軸（８）と、
   歯車ユニット（９）と、を備え、
   前記２つの駆動軸（２；７）、前記歯車ユニット（９）および前記第１の出力軸（５）は、前記ベース（１）に回転可能に支持され、前記第２の出力軸（８）は、前記第１の出力軸（５）に回転可能に支持され、
   前記歯車ユニット（９）は、前記２つの出力軸（５；８）の同期回転運動が第１の駆動軸（２）の回転運動によってもたらされるように設計されていること、および前記２つの出力軸（５；８）の相対回転運動が前記第２の駆動軸（７）の回転運動によってもたらされるように設計されていることを特徴とするトランスミッションモジュール。
2. 前記歯車ユニット（９）は、太陽歯車（９２）、遊星キャリア（９７）、少なくとも１つの遊星歯車（９３）、および第２のリング歯車（９４）を備えている遊星歯車を備え、前記第１の駆動軸（２）は、前記第１の出力軸（５）に動作可能に接続されて駆動することができ、前記第１の駆動軸（２）は、前記歯車ユニット（９）によって前記第２の出力軸（８）に動作可能に接続されて駆動することができ、前記第２の駆動軸（７）は、前記歯車ユニット（９）によって前記第２の出力軸（８）に動作可能に接続されて駆動することができる、請求項１に記載のトランスミッションモジュール。
3. 前記歯車ユニット（９）は、前記第３の軸（Ｌ３）を中心に回転可能な中央歯車軸（９０）を備え、前記太陽歯車（９２）は、前記歯車軸（９０）の第１の端部に堅く接続され、前記遊星キャリア（９７）は、前記歯車軸（９０）に回転可能に取り付けられ、前記遊星歯車に隣接する第２の平歯車（９１）は、前記歯車軸（９０）に堅く接続されている、請求項２に記載のトランスミッションモジュール。
4. 第１の平歯車（３）は、前記第１の駆動軸（２）に堅く接続され、前記第１の平歯車（３）は、前記遊星歯車の前記太陽歯車（９２）を介して前記第１の出力軸（５）に動作可能に接続されている、請求項２または３に記載のトランスミッションモジュール。
5. 第５の平歯車（９５）は、前記第２の駆動軸（７）に堅く接続され、前記第５の平歯車（９５）は、前記遊星歯車の前記遊星キャリア（９７）を介して前記第２の出力軸（７）に動作可能に接続されている、請求項２ないし４のうちいずれか１項に記載のトランスミッションモジュール。
6. 前記歯車ユニット（９）は、前記遊星キャリア（９７）に堅く接続された第６の平歯車（９６）を備えている、請求項２ないし５のうちいずれか１項に記載のトランスミッションモジュール。
7. 前記遊星キャリア（９７）は、前記第６の平歯車（９６）によって前記歯車軸（９０）に回転可能に取り付けられている、請求項２ないし６のうちいずれか１項に記載のトランスミッションモジュール。
8. 前記第１の出力軸（５）は、前記歯車ユニット（９）を完全に囲み、第１のハウジング部分（５０）と、それに堅く接続された第２のハウジング部分（５１）とを備える、ハウジングを備えている、請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載のトランスミッションモジュール。
9. 前記トランスミッションモジュールは、前記ベース（１）に回転可能に取り付けられ、前記第１のハウジング部分（５０）に堅く接続された第１のリング歯車（４）を備えている、請求項８に記載のトランスミッションモジュール。
10. 前記遊星歯車の第２のリング歯車（９４）は、前記第１のハウジング部分（５０）に回転可能に取り付けられ、前記第２の出力軸（８）に堅く接続されている、請求項８または９に記載のトランスミッションモジュール。
11. 前記第２のハウジング部分（５１）は、前記第３の軸（Ｌ３）と整列し、前記第２の出力軸が突出する中央通路開口部を備えている、請求項８ないし１０のうちいずれか１項に記載のトランスミッションモジュール。
12. 前記第１のリング歯車（４）は、第１のベース部分（１０）に回転可能に取り付けられ、前記第１の駆動軸（２）、前記第２の駆動軸（７）および前記中央歯車軸（９０）は、第２のベース部分（１１）に回転可能に取り付けられている、請求項３ないし１１のうちいずれか１項に記載のトランスミッションモジュール。
13. グリッパユニット（６）は、前記第３の軸（Ｌ３）に垂直な第１の平面で前記第１の出力軸（５）に変位可能に取り付けられ、前記第２の出力軸（８）によって変位可能な少なくとも２つのグリッパ（６０）を備える、請求項１ないし１２のうちいずれか１項に記載のトランスミッションモジュールおよびグリッパユニット（６）を備えている、グリッパモジュール。
14. 前記少なくとも２つのグリッパ（６０）は、前記第２のハウジング部分（５１）に変位可能に取り付けられている、請求項１３に記載のグリッパモジュール。
15. 各グリッパ（６０）は、ラック（６１）に堅く接続され、前記ラック（６１）は、前記第１の平面で前記第１の出力軸（５）に変位可能に取り付けられ、前記第２の出力軸（８）は、各ラック（６１）に動作可能に接続され、各ラック（６１）が変位可能である出力ホイール（８０）を備えている、請求項１３または１４に記載のグリッパモジュール。
16. 前記グリッパモジュールは、少なくとも前記グリッパ（６０）が突出し、少なくとも前記ラック（６１）を覆うカバー（５２）を備えている、請求項１５に記載のグリッパモジュール。
17. 物体ホルダ（１０１）は、第１の変位ユニット（１０２）を備えた構造体（１００）上に配置され、および／または前記グリッパモジュールは、第２の変位ユニット（１０３）を備えた前記構造体（１００）上に配置される、請求項１３ないし１６のうちいずれか１項に記載の少なくとも１つのグリッパモジュール、構造体（１００）、物体ホルダ（１０１）、および少なくとも１つの変位ユニット（１０２；１０３）を備えている、グリッパ装置。
18. 前記第１の変位ユニット（１０２）および／または前記第２の変位ユニット（１０３）は、第１の水平方向および／または前記第１の水平方向に垂直な第２の水平方向および／または垂直方向に変位を行うことができる、請求項１７に記載のグリッパ装置。

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