JP2023552409A - 汎用治具、ロボットおよびロック解除システム - Google Patents
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Abstract
汎用治具であって、ベース(100)、係合ユニット(200)、駆動機構(300)およびロック解除機構(400)を含む。ベース(100)は、ベース(100)の側壁によって囲まれたクイックチェンジキャビティ(110)を有し、係合ユニット(200)は、側壁に設けられ、側壁において外方に突き出すか又は引っ込み可能に設けられ、駆動機構(300)は、ベース(100)に設けられ、クイックチェンジキャビティ(110)内に入り込んで係合ユニット(200)の突き出し又は引っ込みを駆動し、ロック解除機構(400)はベース(100)に設けられ、且つロック解除機構(400)はクイックチェンジキャビティ(110)を貫通してロック解除動力を提供する。ロック解除を行う時に、駆動機構(300)によって係合ユニット(200)をベース(100)の側板から突き出すように駆動し、係合ユニット(200)が突き出して治具フランジ(700)を固定する。一方、ロック解除治具を交換する必要がある場合、駆動機構(300)を用いて係合ユニット(200)をクイックチェンジキャビティ(110)内に引っ込めて、ロック解除治具の取り外しを完了し、これによりロック解除治具の取り外しおよび組み立てを自動的に行うことにより、港や埠頭の自動化レベルを高めて、無人化の港や埠頭の建設を容易にする。本発明はさらに、ロボットおよびロック解除システムに関する。
Description
本発明は、コンテナの安全着脱の技術分野に関し、具体的には、汎用治具、ロボットおよびロック解除システムに関する。
コンテナは物体の容器として、一般に大きな収容空間を有し、船舶や大型の工事車両によって輸送され、その輸送場所は主に港、埠頭などの場所である。コンテナを輸送する際に、コンテナ上のロック具に対してロック解除を行う必要がある。しかし、ロック具は種類が多く、各種類のロック具は、通常、ロック解除動作を行うためにそれぞれの専用のロック解除治具が必要である。
従来の技術では、ロック解除治具は汎用治具に取り付けられる。異なる種類のロック具に対して対応するロック解除治具を交換する必要がある場合、作業者は、ロック解除治具の種類を人為的に判断し、手作業でロック解除治具と汎用治具に対して取り外しおよび組み立てを行う必要があり、この過程により港や埠頭全体の自動化レベルが低下してしまう。
これに鑑み、本発明の実施例は、ロック解除治具の交換が自動的に遂行されにくくて自動化レベルが全体的に低下する問題を解決又は改善するための汎用治具、ロボットおよびロック解除システムを提供する。
第1の態様によれば、本発明による汎用治具は、ベースであって、ベースの側壁によって囲まれて形成されたクイックチェンジキャビティを有するベースと、前記側壁に設けられ、前記側壁から突き出すか又は引っ込み可能に設けられた係合ユニットと、前記ベースに設けられ、前記クイックチェンジキャビティ内に入り込んで前記係合ユニットの突き出し又は引っ込みを駆動する駆動機構と、前記ベースに設けられ且つ前記クイックチェンジキャビティを貫通してロック解除動力を提供するロック解除機構と、を含む。
本発明による汎用治具は、ロック解除が行われる時に、ロック具に対応するロック解除治具が取り付けられる。治具フランジを係合ユニットの外側に嵌設し、駆動機構を用いて係合ユニットをベースの側板から突き出すように駆動し、係合ユニットが突き出すことにより治具フランジが固定され、さらにロック解除機構を用いてロック具に対してロック解除を行う。一方、ロック解除治具を交換する必要がある場合、駆動機構を用いて係合ユニットをクイックチェンジキャビティ内に引っ込めるだけで、ロック解除治具の取り外しを完了し、他の種類のロック解除治具に交換することができる。これにより、ロック解除治具の取り外しおよび組み立てを自動的に遂行することにより、港や埠頭の自動化レベルを高めて、無人化の港や埠頭の建設を容易にする。そして、本発明による汎用治具は、構造がコンパクトであり、省スペースに有利である。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記駆動機構は、ねじ軸と、前記ねじ軸にねじ嵌合される押圧部材とを含む。前記押圧部材は前記クイックチェンジキャビティ内に位置し、前記ねじ軸の回動に連動して前記押圧部材は移動し、それにより駆動されて前記係合ユニットは突き出すか又は引っ込む。ここで、前記ねじ軸内には回転キャビティが設けられる。
前記ロック解除機構は、ロック解除ユニットを回転させるための回転軸を含み、前記回転軸は、前記回転キャビティを貫通する。
前記ロック解除機構は、ロック解除ユニットを回転させるための回転軸を含み、前記回転軸は、前記回転キャビティを貫通する。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記駆動機構は、第1の動力部材と、前記第1の動力部材によって駆動される第1の動力伝達ユニットとをさらに含む。前記第1の動力伝達ユニットは前記ねじ軸に接続されて、前記ねじ軸が回転するように駆動する。
前記ロック解除機構は、第2の動力部材と、前記第2の動力部材によって駆動される第2の動力伝達ユニットとをさらに含む。前記第2の動力伝達ユニットは前記回転軸に接続されて、前記回転軸が回転するように駆動する。
ここで、第1の動力部材と第2の動力部材はいずれもブレーキ機能を備えたモータを採用する。
前記ロック解除機構は、第2の動力部材と、前記第2の動力部材によって駆動される第2の動力伝達ユニットとをさらに含む。前記第2の動力伝達ユニットは前記回転軸に接続されて、前記回転軸が回転するように駆動する。
ここで、第1の動力部材と第2の動力部材はいずれもブレーキ機能を備えたモータを採用する。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記回転キャビティ内には軸受が設けられ、前記回転軸は前記軸受によって支持され回動する。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記ベースの側壁には、前記クイックチェンジキャビティに連通する係合穴が設けられる。前記係合ユニットは、前記係合穴に摺動可能に連結されるピンロッドと、前記ピンロッドの、前記クイックチェンジキャビティに近い一端に設けられるピンヘッドと、を含む。前記ピンヘッドの断面積は前記係合穴の断面積より大きい。ここで、前記駆動機構と前記ピンヘッドは互いに接触する。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記係合ユニットは前記ピンヘッドに当接する弾性復帰部材をさらに含む。前記弾性復帰部材の、前記ピンヘッドから離れた側は、前記クイックチェンジキャビティのキャビティ壁に当接する。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記ピンロッドの、前記ピンヘッドから離れた側には、球面が設けられる。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記汎用治具は、前記係合ユニットを介して前記ベースに取り外し可能に連結される治具フランジをさらに含む。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記汎用治具は、前記ベースに設けられて前記治具フランジに連結されるフローティング装置をさらに含む。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記フローティング装置は、前記ベースに設けられるガイド部材と、前記ガイド部材に設けられる弾性部材とを含む。前記弾性部材の一端は前記ベースに当接する。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記駆動機構はねじ軸、駆動部材および押圧部材を含む。ねじ軸は前記ベースに回動可能に連結され、且つ前記ねじ軸の一端は前記クイックチェンジキャビティ内に位置する。駆動部材は前記ねじ軸に連結され、前記駆動部材は前記ねじ軸の回動を駆動するように構成される。押圧部材は前記ねじ軸の、前記クイックチェンジキャビティ内に位置する一端に螺接され、且つ、前記押圧部材が前記係合ユニットに当接することにより、前記押圧部材は前記ねじ軸の軸方向に沿って移動することによって前記係合ユニットを押して突き出させるか又は引っ込ませる。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記押圧部材の外側面には第1の押圧斜面が設けられ、前記係合ユニットの外側面には前記第1の押圧斜面に当接する第2の押圧斜面が設けられる。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記駆動機構は、一端が前記ベースに連結されるストッパロッドをさらに含む。ここで、前記押圧部材にはストッパ穴が設けられ、前記ストッパロッドの、前記ベースから離れた一端は前記ストッパ穴に摺動可能に嵌合する。
前記ストッパロッドにはボスが設けられ、前記ボスの横断面積は前記ストッパ穴の横断面積より大きく、前記ボスによって前記押圧部材の移動範囲が制限される。
前記ストッパロッドにはボスが設けられ、前記ボスの横断面積は前記ストッパ穴の横断面積より大きく、前記ボスによって前記押圧部材の移動範囲が制限される。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記駆動部材は、第1の動力出力端を有する第1の動力部材と、前記第1の動力出力端と前記ねじ軸にそれぞれ連結される第1の動力伝達ユニットと、を含む。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記ロック解除機構は、第2の動力出力端を有する第2の動力部材と、前記第2の動力出力端に連結される第2の動力伝達ユニットと、前記ベースに回動可能に連結され且つ部分的にクイックチェンジキャビティ内に位置し、前記第2の動力伝達ユニットに連結される回転軸と、前記回転軸と固定連結され、部分的に前記ベースから突出した回転ユニットと、前記回転ユニットの、前記ベースから突出した側に連結されるロック解除ユニットと、を含む。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記回転軸内には拡張キャビティが設けられる。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記回転ユニットは、前記回転軸に固定連結される連結部材と、前記連結部材に固定されるトグル部材と、を含む。前記トグル部材の、前記連結部材から離れた一端は前記クイックチェンジキャビティから延出し、前記ベースには前記トグル部材が摺動可能にするためのスライドリング穴が設けられる。
第1の態様と合わせて、一つの可能な実現態様において、前記汎用治具は、前記ベースに固定される固定軸と、前記固定軸の、ベースから離れた一端に固定される支持板と、をさらに含む。前記第1の動力伝達ユニットと前記第2の動力伝達ユニットはいずれも前記支持板に回動可能に連結される。
第2の態様によれば、本発明はロボットをさらに提供する。前記ロボットは、本発明の第1の態様に記載の汎用治具と、前記汎用治具のベースに設けられる認識システムと、を含む。
本発明の第2の態様によるロボットは、動作中に、汎用治具の自動化動作によって対応する作業フローを迅速に遂行することができ、自動化レベルを高めることができる。ロック解除治具のフランジが固定された後、認識システムによりロボットの動作を制御することができる。
第3の態様によれば、本発明はロック解除システムをさらに提供する。前記ロック解除システムは、本発明の第2の態様に記載のロボットと、前記ロボットの外に設けられる搬送装置と、を含む。
本発明の第3の態様によるロック解除システムは、ロボットを用いてロック解除動作を行う時に、該当するロック解除治具を搬送装置によりロボット近傍まで搬送することができ、さらにロボットにより取り外されたロック具などを指定位置まで搬送することもでき、全体の自動化レベルを効果的に高めることができる。
図面を参照しながら本発明の実施例についてより詳細に説明することにより、本発明の上記およびその他の目的、特徴および利点がより明らかになるであろう。図面は、本発明の実施例に対するさらなる理解を提供するためのものであり、明細書の一部を構成して本発明の実施例と共に本発明を解釈するものであって、本発明に対する制限にはならない。図面において、同じ符号は通常、同じ部材又はステップを表す。
本発明のいくつかの実施例における汎用治具の正面断面構造の概略図である。
本発明のいくつかの実施例における汎用治具の左側断面構造の概略図である。
図2に示す実現態様におけるA部の拡大図である。
図2に示す実現態様における部分構造の概略図である。
本発明のいくつかの実施例における汎用治具の右側断面構造の概略図である。
本発明のいくつかの実施例における、認識システムが隠された汎用治具の下面図である。
以下、本発明の実施例における図面を参照しながら本発明の実施例における技術案を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明される実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。当業者が本発明における実施例に基づいて創造的な労働を行うことなく取得した他のすべての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
出願の概要
コンテナの着脱過程において、コンテナの固定および取り外しはいずれも専用のロック具によって行われる必要がある。一方、ロック具は種類が多く、ロック解除治具はロック具の種類によって決められる。コンテナの固定又は取り外しの際には、ロック解除治具とロック具をマッチさせてから、ロック具を固定又は解除することによりコンテナの固定および取り外しを行う必要がある。
コンテナの着脱過程において、コンテナの固定および取り外しはいずれも専用のロック具によって行われる必要がある。一方、ロック具は種類が多く、ロック解除治具はロック具の種類によって決められる。コンテナの固定又は取り外しの際には、ロック解除治具とロック具をマッチさせてから、ロック具を固定又は解除することによりコンテナの固定および取り外しを行う必要がある。
従来の技術では、コンテナ上のロック具の種類が異なる場合、ロック解除に必要なロック解除治具も異なるため、その時にはロック具の種類によってロック解除治具を交換する必要がある。しかし、ロック解除治具を使用する際には、まずロック解除治具を対応する汎用治具に固定する必要があり、ロック解除治具と汎用治具の着脱はすべて手作業で行われる。この過程は、手間がかかるだけでなく、コンテナの着脱過程全体の自動化レベルを低下させ、ひいては港や埠頭の無人化への発展進度が遅れる。
本発明による汎用治具、ロボットおよびロック解除システムでは、汎用治具の内部に設けられたクイックチェンジ装置を用いて、ロック解除を実施するためのロック解除治具に取り外し可能に連結し、且つクイックチェンジ装置はモータによって駆動されることにより、ロック解除治具を交換する時にはモータを駆動して動作させるだけでロック解除治具の固定および分離を実現することができる。このように、ロック解除治具の自動交換を実現することができ、手間を省くとともに、コンテナの着脱過程における自動化レベルを高めることができ、港や埠頭の無人化建設を推進することができる。
本発明の実施原理を簡単に紹介したが、以下は、図面を参照して本発明の様々な非限定的な実施例を具体的に紹介する。
例示的な汎用治具
図1には、本発明のいくつかの実施例における汎用治具の正面断面構造の概略図が示されている。図1に示すように、この汎用治具は、ベース100と、係合ユニット200と、駆動機構300と、ロック解除機構400とを含む。ベース100は、ベース100の側壁によって囲まれたクイックチェンジキャビティ110を有する。係合ユニット200はベース100の側壁に設けられ、係合ユニット200はベース100の側壁から突き出すか又は引っ込むことができる。駆動機構300はベース100に設けられ、駆動機構300は、クイックチェンジキャビティ110内に入り込んで係合ユニット200が突き出すか又は引っ込むように駆動する。ロック解除機構400はベース100に設けられ、且つロック解除機構400はクイックチェンジキャビティ110を貫通してロック解除のための動力を提供する。
図1には、本発明のいくつかの実施例における汎用治具の正面断面構造の概略図が示されている。図1に示すように、この汎用治具は、ベース100と、係合ユニット200と、駆動機構300と、ロック解除機構400とを含む。ベース100は、ベース100の側壁によって囲まれたクイックチェンジキャビティ110を有する。係合ユニット200はベース100の側壁に設けられ、係合ユニット200はベース100の側壁から突き出すか又は引っ込むことができる。駆動機構300はベース100に設けられ、駆動機構300は、クイックチェンジキャビティ110内に入り込んで係合ユニット200が突き出すか又は引っ込むように駆動する。ロック解除機構400はベース100に設けられ、且つロック解除機構400はクイックチェンジキャビティ110を貫通してロック解除のための動力を提供する。
本実施例による汎用治具は、使用する際に、係合ユニット200の突き出しによってロック解除治具をベース100に固定して、ロック解除治具の取り付けを実現する。ロック解除治具を取り付けた後、さらにロック解除機構400を用いてロック解除を行う。ロック解除機構400は、ロック解除治具がロック解除を行う時に動力を提供するために用いられる(ロック解除機構400については後文において具体的に説明する)。異なるロック具に対応して治具を交換する必要がある場合、駆動機構300により係合ユニット200をクイックチェンジキャビティ110内に引っ込めるだけで、係合ユニット200によるロック解除治具の固定を解除することができる。これにより、ロック解除治具の自動交換を実現し、作業者の関与度を低減し、コンテナの着脱過程における自動化レベルを効果的に高める。
そして、本発明における駆動機構300とロック解除機構400の配置方式により、構造がコンパクトになって省スペースに有利である。
一実施例において、図1および図2に示すように、駆動機構300は、ねじ軸310と、ねじ軸310にねじ嵌合される押圧部材330とを含む。ねじ軸300の一端はクイックチェンジキャビティ110内に入り込み、押圧部材330はクイックチェンジキャビティ110内に位置する。ねじ軸310の回動につれて押圧部材330が移動することにより、係合ユニット200が突き出すか又は引っ込むように駆動される。本発明のいくつかの実施例において、ねじ軸310内には回転キャビティ311が設けられ、ロック解除機構400は部分的に回転キャビティ311を貫通する。ロック解除機構400が回転キャビティ311を貫通するように設けられることにより、ロック解除機構400の占有スペースを効果的に節約するとともに、全体の重量を低減することができる。
図5に示すように、ロック解除機構400は、ロック解除ユニットが回転するように駆動する回転軸470を含み、回転軸470は前記回転キャビティ311を貫通する。
ロック解除機構400の回転軸470がねじ軸310を貫通するように配置し、回転軸470とねじ軸310がそれぞれの駆動部材によって駆動されて回転するように配置することにより、構造の複雑さを効果的に軽減して、構造をコンパクト化し、占有スペースを減らすことができる。
さらに、駆動機構300は、第1の動力部材321と、第1の動力部材321によって駆動される第1の動力伝達ユニットとをさらに含み、第1の動力伝達ユニットはねじ軸310に連結されてねじ軸310が回転するように駆動する。
ロック解除機構400は、第2の動力部材410と、第2の動力部材410によって駆動される第2の動力伝達ユニットとをさらに含み、第2の動力伝達ユニットは回転軸470に連結されて回転軸470が回転するように駆動する。
ここで、回転軸470によって駆動されて回転するロック解除ユニットは、回転軸470の、ねじ軸310から延出した上端に設けられ、第2の動力伝達ユニットは、回転軸470の、ねじ軸310から延出した下端に連結される。ねじ軸310の回転を駆動する第1の動力伝達ユニットは、ねじ軸310の下端に設けられてもよい。第1の動力伝達ユニットと第2の動力伝達ユニットは、ほぼ対称に配置されてもよい(後文において具体的に説明する)。
ここで、回転軸470とねじ軸310が回転中に互いに干渉しないようにして、摩擦により他方が連動されて回動することを回避するために、第1の動力部材321と第2の動力部材410はいずれもブレーキ機能付きのモータを採用する。該モータは、サーボモータ、ステッピングモータ、又は他の可変速モータであってもよい。
いくつかの実施例において、ねじ軸310と回転軸470との間には軸受が設けられてもよく、回転軸470の両端は軸受によって支持され回動する。
図2には、本発明のいくつかの実施例における治具の左側断面構造の概略図が示されている。図3には、図2に示す実現態様におけるA部分の拡大図が示されている。図3に示すように、係合ユニット200は複数組(例えば6組)設けられてもよい。6組の係合ユニット200は、ねじ軸310の周方向に沿って均一に配置される。これにより、係合ユニット200は突き出すとき複数の方向においてロック解除治具に係合することができ、ロック解除治具に対する固定效果が向上する。係合ユニット200の組数は装置全体のサイズに応じて決められることができ、本発明では係合ユニット200の数を限定しない。
図3に示すように、本発明のいくつかの実施例において、ベース100の側壁には、クイックチェンジキャビティ110に連通する係合穴120が設けられる。係合ユニット200はピンロッド210とピンヘッド220とを含む。ピンロッド210は、係合穴120に摺動可能に連結される。ピンヘッド220は、ピンロッド210の、クイックチェンジキャビティ110に近い一端に設けられ、且つピンヘッド220の断面積は係合穴120の断面積よりも大きい。ピンロッド210とピンヘッド220とは一体成形されてもよく、溶接により固定されてもよい。ここで、前記駆動機構300と前記ピンヘッド220は互いに接触する。
ロック解除治具を固定する時に、第1の押圧斜面331および第2の押圧斜面201による押圧を受けてピンヘッド220は押されて移動する。さらに、ピンヘッド220はピンロッド210を押して移動させて、ピンロッド210は係合穴120から延出する。係合穴120から延出する時、ピンロッド210はロック解除治具に当接するようになって、順調にロック解除治具を固定することができる。
図3に示すように、本発明のいくつかの実施例において、係合穴120の穴壁の幅は、ピンロッド210の長さの半分より大きくピンロッド210の長さより小さく設定されることができる。これにより、ピンロッド210と係合穴120の接触面積を増加させて十分な転覆モーメントを提供することができるとともに、ピンロッド210と係合穴120の間に隙間が生じる可能性を低減することができる。
図3に示すように、本発明のいくつかの実施例において、係合ユニット200は、弾性復帰部材230をさらに含む。弾性復帰部材230はピンヘッド220に当接し、弾性復帰部材230の、ピンヘッド220から離れた側はクイックチェンジキャビティ110のキャビティ壁に当接する。
第1の押圧斜面331と第2の押圧斜面201が押圧されると、ピンヘッド220が移動して、弾性復帰部材230が押圧されて圧縮変形が生じる。第1の押圧斜面331と第2の押圧斜面201が離れると、弾性復帰部材230は自動的に変形から回復してピンヘッド220を駆動して復帰させ、ピンヘッド220につれてピンロッド210も復帰し、これにより係合ユニット200の自動復帰が実現される。
本発明のいくつかの実施例において、弾性復帰部材230は復帰バネであってもよい。復帰バネはピンロッド210に嵌設されることができ、復帰バネの一端はピンヘッド220に固定連結され、復帰バネの他端はクイックチェンジキャビティ110のキャビティ壁に固定連結される。これにより、ピンロッド210が復帰する時、復帰バネはキャビティ壁とピンヘッド220により位置制限されて、ピンロッド210が係合穴120から離脱する可能性が低くなる。
本発明のいくつかの実施例において、ピンロッド210の、ピンヘッド220から離れた側には球面211が設けられる。球面211は、ピンロッド210とロック解除治具の面積を増加させて、ロック解除治具に対する固定效果を高めることができる。
図4には、図2に示す実現態様における部分構造の概略図が示されている。図4に示すように、治具フランジ700はベース100に取り外し可能に連結される。ピンロッド210は、側壁から突き出すことによって治具フランジ700をベース100に固定することができ、引っ込むことによって治具フランジ700を取り外し可能にすることができる。ここで、治具フランジ700はロック解除治具に連結され(図にはロック解除治具が示されていない)、つまり、ロック解除治具は治具フランジ700によりベース100に取り外し可能に連結される。治具フランジ700は具体的に、ボルトによりロック解除治具に取り外し可能に連結されるか、又は他の手段により固定連結されてもよい。
具体的に、治具フランジ700は連結キャビティ710を有し、連結キャビティ710のキャビティ壁は当接斜面711と係合面712と位置決め斜面713とを有する。当接斜面711は係合ユニット200に当接し、係合面712はベース100の外側壁に密着し、係合面712は当接斜面711と位置決め斜面713との間に位置する。
図4に示すように、連結キャビティ710は円筒形を呈し、且つ連結キャビティ710は全体的に、両端の開口が大きく、中部の開口が小さい形状を呈している。つまり、連結キャビティ710の、位置決め斜面713に対応する部分の直径は、係合面712から離れた側から係合面712に近い側に向かって漸次小さくなる。一方、連結キャビティ710の、当接斜面711に対応する部分の直径は、係合面712に近い側から係合面712から離れた側に向かって大きくなる。
ロック解除治具とロボットを連結する時、連結キャビティ710の、治具フランジ700の位置決め斜面713に対応する部分の開口が大きいため、ベース100は連結キャビティ710内に容易に挿入されることができる。また、係合面とベース100の外側壁とが密着することで、治具フランジ700の移動範囲を効果的に制限することができる。さらに、当接斜面711と係合ユニット200との押圧を加えて、ロック解除治具とロボットをうまく固定することができる。
図1に示すように、本発明のいくつかの実施例において、汎用治具はフローティング装置500をさらに含む。フローティング装置500はベース100に設けられ、フローティング装置500は治具フランジ700に連結される。ロック解除治具を固定する時、フローティング装置500を用いて、ベース100に対する治具フランジ700の位置を調節することにより、治具フランジ700とベース100の位置がずれる可能性を緩和する。
図1に示すように、本発明のいくつかの実施例において、フローティング装置500はガイド部材510と弾性部材520とを含む。ガイド部材510はベース100に設けられる。弾性部材520はガイド部材510に設けられ、且つ弾性部材520の一端はベース100に当接する。
具体的に、ガイド部材510はガイド柱であってもよく、鉛直方向に沿ってベース100の外側壁に固定される。治具フランジ700には、ガイド柱を貫通させるためのガイド穴が設けられる。弾性部材520はフローティングバネであってもよく、ガイド柱に嵌設される。フローティングバネの一端はベース100の外側壁に固定連結され、フローティングバネの他端はロック解除治具に当接する。
ロック解除治具とベース100を連結する時には、ガイド柱をガイド穴に挿通し、さらにフローティングバネを用いてロック解除治具とベース100の相対位置を制限することにより、ロック解除治具とベース100の位置がずれる可能性を効果的に低減する。
図2に示すように、駆動機構300は、ねじ軸310と、駆動部材320と、押圧部材330とを含む。ねじ軸310はベース100に回動可能に連結され(例えば、ねじ軸310が2つの軸受に連結されることによりねじ軸310の回動可能な連結を実現)、且つ、ねじ軸310の一端はクイックチェンジキャビティ110内に位置する。駆動部材320はねじ軸310に連結され、例えば、ねじ軸310の、クイックチェンジキャビティ110から延出した一端は駆動部材320に連結される。駆動部材320は、ねじ軸310を駆動して回動させるように構成される。押圧部材330がねじ軸310の、クイックチェンジキャビティ110内に位置する一端に螺着され、且つ押圧部材330が係合ユニット200に当接することにより、押圧部材330は、ねじ軸310の軸方向に沿って移動するときに係合ユニット200を押して突き出させるか又は引っ込ませる。
係合ユニット200をクイックチェンジキャビティ110から延出するように駆動しようとする場合、駆動部材320を用いてねじ軸310を駆動して回動させ、したがってねじ軸310は、ねじ嵌合によって押圧部材330をねじ軸310の軸方向に沿って上方に移動させる。押圧部材330の上方への移動につれて、係合ユニット200は押圧部材330に当接するようになり、それによって係合ユニット200はクイックチェンジキャビティ110から徐々に延出する。
係合ユニット200を引っ込めようとする場合には、駆動部材320を用いてねじ軸310を駆動して逆回転させるだけで、ねじ軸310は、押圧部材330をねじ軸310の軸方向に沿って下方に移動させ、押圧部材330は係合ユニット200から離れて当接しなくなり、それによって係合ユニット200は引っ込むことができる。
本発明のいくつかの実施例において、押圧部材330の外側面には第1の押圧斜面331が設けられ、係合ユニット200の外側面には第1の押圧斜面331に当接する第2の押圧斜面201が設けられる。具体的に、第2の押圧斜面201はピンヘッド220の、ピンロッド210から離れた側に設けられる。第1の押圧斜面331と第2の押圧斜面201の当接によって、押圧部材330は、上方又は下方に移動するときに係合ユニット200の突き出し又は引っ込みをスムーズに駆動することができる。
図3に示すように、本発明のいくつかの実施例において、駆動機構300はストッパロッド340をさらに含む。ストッパロッド340の一端はベース100に連結される。ここで、押圧部材330にはストッパ穴332が設けられ、ストッパロッド340の、ベース100から離れた一端はストッパ穴332に摺動可能に嵌合される。具体的に、ストッパロッド340の軸線はねじ軸310の軸線に平行する。ストッパロッド340は2つ設けられてもよく、ねじ軸310は2つのストッパロッド340の間に位置する。
ねじ軸310が回動する時、ねじ軸310と押圧部材330はねじ嵌合されているため、ねじ軸310が回動するときにねじの摩擦力によって押圧部材330は連動して回動するが、ストッパロッド340とストッパ穴332による押圧によって押圧部材330の回動が制限されるため、押圧部材330は回動しない。それにより、ねじ軸310は回動するときに、ねじ嵌合によって押圧部材330が上昇又は降下するようにスムーズに駆動することができる。
ストッパロッド340とストッパ穴332の間にはある程度の隙間を残してもよく、これによりストッパロッド340とストッパ穴332の間の接触面積を減少して、押圧部材330が移動する時にストッパ穴332とストッパロッド340の間に発生する摩擦力を効果的に低減することができる。
図3に示すように、ストッパロッド340にはボス341が設けられてもよい。ボス341は押圧部材330の下方に位置し、ボス341の横断面積はストッパ穴332の横断面積より大きい。ボス341を設けることにより、押圧部材330の移動範囲を制限して、押圧部材330が移動中に係合ユニット200から離脱することを回避することができる。
本発明のいくつかの実施例において、押圧部材330は円錐台形のナットであってもよい。円錐台形のナットは、中心部にねじ軸310が挿通するためのねじ穴が設けられ、ねじ軸310と螺接される。ストッパ穴332は円錐台形のナットの両側において貫通するように開口し、第1の押圧斜面331は、円錐台形のナットの頂壁に設けられ、且つ円錐台形のナットの周方向に沿って設けられる。
図4に示すように、本発明のいくつかの実施例において、駆動部材320は、第1の動力部材321と第1の動力伝達ユニットとを含む。第1の動力伝達ユニットは、第1の歯車322と、第1の動力伝達軸323と、第2の歯車324と、第3の歯車325と、第4の歯車326とを含む。第1の動力部材321は第1の動力出力端を有し、例えば、第1の動力部材321はブレーキ付きモータを採用することができ、ブレーキ付きモータのシャフトを第1の動力出力端とすることができる。第1の歯車322は第1の動力出力端に連結される。第1の動力伝達軸323はベース100に回動可能に連結される。第2の歯車324は第1の動力伝達軸323に固定され、且つ第2の歯車324は第1の歯車322に噛合する。第3の歯車325は第1の動力伝達軸323に固定される。第4の歯車326は第3の歯車325に噛合し、且つ第4の歯車326はねじ軸310に固定連結される。
ねじ軸310を駆動して回動させようとする場合には、第1の動力部材321の第1の動力出力端によって動力を出力して第1の歯車322を回動させ、第1の歯車322に連動して第2の歯車324が回動し、それに駆動されて第1の動力伝達軸323が回動し、さらに第3の歯車325が連動して回動する。第3の歯車325の回動につれて第4の歯車326が同期して回動する。一方、第4の歯車326がねじ軸310に固定連結されており、且つねじ軸310が回動可能に装着されているため、ねじ軸310は、第4の歯車326の回動につれて回動する。これのように、ねじ軸310が回動するようにスムーズに駆動することができる。
図4に示すように、本発明のいくつかの実施例において、第1の歯車322と第2の歯車324はいずれもかさ歯車を採用し、第3の歯車325と第4の歯車326はスパー歯車を採用する。また、回転速度を調節するために、第1の歯車322の直径は第2の歯車324の直径より小さく、第3の歯車325の直径は第4の歯車326の直径より小さく、これにより減速動力伝達を実現して、ねじ軸310の回動制御を容易にする。
図5には、本発明のいくつかの実施例における汎用治具の右側断面構造の概略図が示されている。図5に示すように、ロック解除機構400は、第2の動力部材410と、第2の動力伝達ユニットと、回転軸470と、回転ユニット480と、ロック解除ユニットとを含む。第2の動力伝達ユニットは、第5の歯車420と、第2の動力伝達軸430と、第6の歯車440と、第7の歯車450と、第8の歯車460とを含む。第2の動力部材410は第2の動力出力端を有する。例えば、第2の動力部材410はブレーキ付きモータであってもよく、ブレーキ付きモータのモータ軸を第2の動力出力端とすることができる。第5の歯車420は第2の動力出力端に連結され、例えばカプラを介してモータ軸と同軸に固定連結される。第2の動力伝達軸430はベース100に回動可能に連結される。第6の歯車440は第2の動力伝達軸430に固定され、第6の歯車440は第5の歯車420に噛合する。第7の歯車450は第2の動力伝達軸430に固定される。
図5に示すように、第8の歯車460は回転軸470に固定され、且つ第8の歯車460は第7の歯車450に噛合する。第8の歯車460に連動して回転軸470が回動し、且つ回転軸470は部分的にクイックチェンジキャビティ110内に位置する。具体的に、回転軸470の、クイックチェンジキャビティ110内に位置する部分は、回転キャビティ311を貫通して設けられ、すなわちねじ軸310は回転軸470の外側に嵌設される。ねじ軸310には軸受が取り付けられて、回転軸470とねじ軸310の回動可能な連結を保証する。
回転ユニット480はベース100に回動可能に連結され、且つ回転ユニット480は回転軸470に固定連結され、回転ユニット480は部分的にベース100から延出する。ロック解除ユニットは回転ユニット480の、ベース100から延出した側に連結される。
ロック解除を行う時、第2の動力部材410により第5の歯車420を駆動して回動させ、第5の歯車420に連動して第6の歯車440が回動し、これにより第2の動力伝達軸430が駆動されて回動し、第2の動力伝達軸430に連動して第7の歯車450が回動し、第7の歯車450に連動して第8の歯車460が回動し、第8の歯車460に駆動されて回転軸470が回動し、回転軸470に連動して回転ユニット480が回動し、それによって回転ユニット480はロック解除ユニットを駆動し、ロック解除ユニットは回転するとともにロック解除治具を回し、それによりロック解除治具はロック解除を行う。このように、第2の動力部材410および2組の歯車の動力伝達によってロック解除を迅速に完了することができる。
図5に示すように、本発明のいくつかの実施例において、第5の歯車420と第6の歯車440はいずれもかさ歯車を採用し、第7の歯車450と第8の歯車460はスパー歯車を採用する。また、回転速度を調節するために、第5の歯車420の直径は第6の歯車440の直径より小さく、第7の歯車450の直径は第8の歯車460の直径より小さく、これにより減速動力伝達を実現して、回転軸470の回動制御を容易にする。
本発明のいくつかの実施例において、ねじ軸310と回転軸470の回動に干渉が生じることを避けるために、第1の動力部材321と第2の動力部材410はいずれもブレーキ付きモータを採用してもよい。また、ねじ軸310と回転軸470の間に潤滑材(例えば潤滑フィルムや潤滑油)を増設してもよく、それによりねじ軸310と回転軸470の間の摩擦力を極めて小さく抑える。この場合、第1の動力部材321と第2の動力部材410は、ブレーキ付きモータではなく通常のモータを採用してもよい。
本発明のいくつかの実施例において、回転軸470内には拡張キャビティが設けられる。これにより、回転軸470内に他のロッド状構造を取り付けることができ、取り付けられるロッド状構造の内部にも対応するようにキャビティが設けられることができる。このように、複数のロッド状構造を嵌着して、構造全体のコンパクト性を高めることができる。
図6には、本発明のいくつかの実施例における、認識システムが隠された汎用治具の下面図が示されている。図5と図6に示すように、回転ユニット480は連結部材481とトグル部材482とを含む。連結部材481はクイックチェンジキャビティ110内に回動可能に連結され、連結部材481の底壁は回転軸470に固定連結される。トグル部材482は連結部材481に固定され、トグル部材482の、連結部材481から離れた一端はクイックチェンジキャビティ110から延出し、ベース100にはトグル部材482をスライドさせるためのスライドリング穴を有する。
具体的に、連結部材481は連結盤であってもよく、トグル部材482はトグルロッドであってもよい。トグルロッドは2つ設けられてもよく、2つのトグルロッドは連結盤の頂壁に直接溶接されてもよい。
ロック解除治具が固定された後、トグル部材482はロック解除ユニットに連結されているため、回転軸470が回動すると、連結部材481は連動して回動し、連結部材481に連動してトグル部材482が回動する。この時、トグル部材482はロック解除ユニットに連結されているため、ロック解除ユニットはトグル部材482により駆動されて動作して、ロック解除を実現する。
図6に示すように、第1の動力部材321と第2の動力部材410は左右対称するように配置され、それによって構造全体がよりコンパクトになる。一方、第1の動力伝達ユニットと第2の動力伝達ユニットは、取り付けスペースに合わせて上下にずれるように配置され、それによって占有スペースを減らして構造全体のコンパクト性をさらに高める。さらに、第1の動力部材321と第2の動力部材410はいずれもブレーキ機能を備えたサーボモータを採用することにより、回転軸470とねじ軸311の間の回動に干渉が生じる可能性を防止することができる。
図4に示すように、本発明のいくつかの実施例において、汎用治具は固定軸130と支持板140とをさらに含む。固定軸130はベース100に固定される。支持板140は固定軸130の、ベース100から離れた一端に固定される。第1の動力伝達軸323と第2の動力伝達軸430はいずれも支持板140に回動可能に連結される。具体的に、第1の動力伝達軸323と第2の動力伝達軸430の軸線はいずれも固定軸130に平行する。支持板140を設けることにより、第1の動力伝達軸323と第2の動力伝達軸430の安定性を効果的に高めることができる。
例示的なロボット
図5に示すように、該ロボットは、認識システム600と、上記したいずれかの実施例に記載の汎用治具とを含む。認識システム600は汎用治具に設けられる。
図5に示すように、該ロボットは、認識システム600と、上記したいずれかの実施例に記載の汎用治具とを含む。認識システム600は汎用治具に設けられる。
ロボットが動作する時には、認識システム600を用いて、予め設定されたプログラムおよび方法に従って治具の動作を制御することができ、汎用治具とロック解除治具の迅速な着脱を制御できるとともに、治具がロック解除治具を用いてロック解除を行うように制御することもでき、全体の自動化レベルを効果的に高める。
上記したロボットは上記した治具を備えるので、上記したロボットは上記した治具のすべての技術的効果を有し、ここでは説明を省略する。
例示的なロック解除システム
該ロック解除システムは、上記実施例に記載のロボットと、搬送装置とを含む。搬送装置は、ロボットの外部に設けられる。具体的に、搬送装置は、ベルトであってもよく、搬送能力を備えた他の機器であってもよい。
該ロック解除システムは、上記実施例に記載のロボットと、搬送装置とを含む。搬送装置は、ロボットの外部に設けられる。具体的に、搬送装置は、ベルトであってもよく、搬送能力を備えた他の機器であってもよい。
このロボットを用いてロック解除を行う時には、搬送装置によりロック解除治具をロボット近傍に搬送することができ、さらに、ロボットが取り外したロック具を指定位置に搬送することもでき、全体の自動化レベルをより一層高めることができる。
上記したロック解除システムは上記したロボットを備えるので、上記したロック解除システムは上記したロボットのすべての技術的効果を有し、ここでは説明を省略する。
以上は本願の好適な実施例にすぎず、本願を制限するものではない。本発明の精神および原則内に行われる修正や均等な置換などは、すべて本願の保護範囲に属するべきである。
一実施例において、図1および図2に示すように、駆動機構300は、ねじ軸310と、ねじ軸310にねじ嵌合される押圧部材330とを含む。ねじ軸310の一端はクイックチェンジキャビティ110内に入り込み、押圧部材330はクイックチェンジキャビティ110内に位置する。ねじ軸310の回動につれて押圧部材330が移動することにより、係合ユニット200が突き出すか又は引っ込むように駆動される。本発明のいくつかの実施例において、ねじ軸310内には回転キャビティ311が設けられ、ロック解除機構400は部分的に回転キャビティ311を貫通する。ロック解除機構400が回転キャビティ311を貫通するように設けられることにより、ロック解除機構400の占有スペースを効果的に節約するとともに、全体の重量を低減することができる。
図6に示すように、第1の動力部材321と第2の動力部材410は左右対称するように配置され、それによって構造全体がよりコンパクトになる。一方、第1の動力伝達ユニットと第2の動力伝達ユニットは、取り付けスペースに合わせて上下にずれるように配置され、それによって占有スペースを減らして構造全体のコンパクト性をさらに高める。さらに、第1の動力部材321と第2の動力部材410はいずれもブレーキ機能を備えたサーボモータを採用することにより、回転軸470とねじ軸310の間の回動に干渉が生じる可能性を防止することができる。
Claims (20)
- 汎用治具であって、
ベース(100)であって、ベース(100)の側壁によって囲まれて形成されたクイックチェンジキャビティ(110)を有するベース(100)と、
前記側壁に設けられ、且つ前記側壁において外方に突き出すか又は引っ込み可能に設けられた係合ユニット(200)と、
前記ベース(100)に設けられ、前記クイックチェンジキャビティ(110)内に入り込んで前記係合ユニット(200)の突き出し又は引っ込みを駆動する駆動機構(300)と、
前記ベース(100)に設けられ、且つ前記クイックチェンジキャビティ(110)を貫通してロック解除動力を提供するように構成されるロック解除機構(400)と、を含む
ことを特徴とする汎用治具。 - 前記駆動機構(300)は、ねじ軸(310)と、前記ねじ軸(310)にねじ嵌合される押圧部材(330)とを含み、
前記押圧部材(330)は前記クイックチェンジキャビティ(110)内に位置し、前記ねじ軸(310)の回動に連動して前記押圧部材(330)が移動し、それにより駆動されて前記係合ユニット(200)は突き出すか又は引っ込み、
ここで、前記ねじ軸(310)内には回転キャビティ(311)が設けられ、
前記ロック解除機構(400)は、ロック解除ユニットを回転させるための回転軸(470)を含み、前記回転軸(470)は前記回転キャビティ(311)を貫通する
ことを特徴とする請求項1に記載の汎用治具。 - 前記駆動機構(300)は、第1の動力部材(321)と、前記第1の動力部材(321)によって駆動される第1の動力伝達ユニットとをさらに含み、
前記第1の動力伝達ユニットは前記ねじ軸(310)に連結されて、前記ねじ軸(310)の回転を駆動し、
前記ロック解除機構(400)は、第2の動力部材(410)と、前記第2の動力部材(410)によって駆動される第2の動力伝達ユニットとをさらに含み、
前記第2の動力伝達ユニットは前記回転軸(470)に連結されて、前記回転軸(470)の回転を駆動し、
ここで、前記第1の動力部材(321)と前記第2の動力部材(410)は、いずれもブレーキ機能を備えたモータを採用する
ことを特徴とする請求項2に記載の汎用治具。 - 前記回転キャビティ(311)内には軸受が設けられ、前記回転軸は前記軸受によって支持され回動する
ことを特徴とする請求項2に記載の汎用治具。 - 前記ベース(100)の側壁には、前記クイックチェンジキャビティ(110)に連通する係合穴(120)を有し、
前記係合ユニット(200)は、
前記係合穴(120)に摺動可能に連結されるピンロッド(210)と、
前記ピンロッド(210)の、前記クイックチェンジキャビティ(110)に近い一端に設けられるピンヘッド(220)と、を含み、
前記ピンヘッド(220)の断面積は前記係合穴(120)の断面積より大きく、
ここで、前記駆動機構(300)と前記ピンヘッド(220)は互いに接触する
ことを特徴とする請求項1に記載の汎用治具。 - 前記係合ユニット(200)は、前記ピンヘッド(220)に当接する弾性復帰部材(230)をさらに含み、
前記弾性復帰部材(230)の、前記ピンヘッド(220)から離れた側は、前記クイックチェンジキャビティ(110)のキャビティ壁に当接する
ことを特徴とする請求項5に記載の汎用治具。 - 前記ピンロッド(210)の、前記ピンヘッド(220)から離れた側には球面(211)が設けられる
ことを特徴とする請求項5に記載の汎用治具。 - 治具フランジ(700)をさらに含み、
前記治具フランジ(700)は前記係合ユニット(200)を介して前記ベース(100)に取り外し可能に連結される
ことを特徴とする請求項1から7のうちのいずれか1項に記載の汎用治具。 - フローティング装置(500)をさらに含み、
前記フローティング装置(500)は前記ベース(100)に設けられ、前記フローティング装置(500)は前記治具フランジ(700)に連結される
ことを特徴とする請求項8に記載の汎用治具。 - 前記フローティング装置(500)は、
前記ベース(100)に設けられるガイド部材(510)と、
前記ガイド部材(510)に設けられる弾性部材(520)と、を含み、
前記弾性部材(520)の一端は前記ベース(100)に当接する
ことを特徴とする請求項9に記載の汎用治具。 - 前記駆動機構(300)は、ねじ軸(310)、駆動部材(320)および押圧部材(330)を含み、
前記ねじ軸(310)は前記ベース(100)に回動可能に連結され、且つ前記ねじ軸(310)の一端が前記クイックチェンジキャビティ(110)内に位置し、
前記駆動部材(320)は前記ねじ軸(310)に連結され、前記駆動部材(320)は前記ねじ軸(310)の回動を駆動するように構成され、
前記押圧部材(330)は前記ねじ軸(310)の、前記クイックチェンジキャビティ(110)内に位置する一端に螺着され、且つ前記押圧部材(330)が前記係合ユニット(200)に当接することにより、前記押圧部材(330)は前記ねじ軸(310)に沿って軸方向に移動するときに前記係合ユニット(200)の突き出し又は引っ込みを駆動する
ことを特徴とする請求項1に記載の汎用治具。 - 前記押圧部材(330)の外側面には第1の押圧斜面(331)が設けられ、前記係合ユニット(200)の外側面には前記第1の押圧斜面(331)に当接する第2の押圧斜面(201)が設けられる
ことを特徴とする請求項11に記載の汎用治具。 - 前記駆動機構(300)は、一端が前記ベース(100)に連結されるストッパロッド(340)をさらに含み、
ここで、前記押圧部材(330)にはストッパ穴(332)が設けられ、前記ストッパロッド(340)の、前記ベース(100)から離れた一端は前記ストッパ穴(332)に摺動嵌合し、
前記ストッパロッド(340)にはボス(341)が設けられ、前記ボス(341)の断面積が前記ストッパ穴(332)の断面積より大きく、前記押圧部材(330)の移動範囲は前記ボス(341)によって制限される
ことを特徴とする請求項11に記載の汎用治具。 - 前記駆動部材(320)は、
第1の動力出力端を有する第1の動力部材(321)と、
前記第1の動力出力端と前記ねじ軸(310)にそれぞれ連結される第1の動力伝達ユニットと、を含む
ことを特徴とする請求項11に記載の汎用治具。 - 前記ロック解除機構(400)は、
第2の動力出力端を有する第2の動力部材(410)と、
前記第2の動力出力端に連結される第2の動力伝達ユニットと、
前記ベース(100)に回動可能に連結され、且つ部分的に前記クイックチェンジキャビティ(110)内に位置し、前記第2の動力伝達ユニットに連結される回転軸(470)と、
前記回転軸(470)に固定連結され、部分的に前記ベース(100)から延出して回転時にロック解除を実現する回転ユニット(480)と、
前記回転ユニット(480)の、前記ベース(100)から延出した側に連結されるロック解除ユニットと、を含む
ことを特徴とする請求項14に記載の汎用治具。 - 前記回転軸(470)内には拡張キャビティが設けられる
ことを特徴とする請求項15に記載の汎用治具。 - 前記回転ユニット(480)は、
前記回転軸(470)に固定連結される連結部材(481)と、
前記連結部材(481)に固定されるトグル部材(482)と、を含み、
前記トグル部材(482)の、前記連結部材(481)から離れた一端は前記クイックチェンジキャビティ(110)から延出し、前記ベース(100)には前記トグル部材(482)が摺動可能にするためのスライドリング穴が設けられる
ことを特徴とする請求項15に記載の汎用治具。 - 前記ベース(100)に固定される固定軸(130)と、
前記固定軸(130)の、前記ベース(100)から離れた一端に固定される支持板(140)と、を含み、
前記第1の動力伝達ユニットと前記第2の動力伝達ユニットはいずれも前記支持板(140)に回動可能に連結される
ことを特徴とする請求項15に記載の汎用治具。 - ロボットであって、
請求項1から18のうちのいずれか1項に記載の汎用治具と、
前記汎用治具のベース(100)に設けられる認識システム(600)と、を含む
ことを特徴とするロボット。 - ロック解除システムであって、
請求項19に記載のロボットと、
前記ロボットの外部に設けられる搬送装置と、を含む
ことを特徴とするロック解除システム。
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