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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gelenkmechanismus,
der in einer Fingereinheit und dergleichen einer Roboterhand verwendet wird,
die sich in der Luft bewegende Gegenstände oder dergleichen mit hoher
Geschwindigkeit exakt greifen kann; im Spezielleren betrifft die
vorliegende Erfindung einen Gelenkmechanismus, bei dem ein Antriebsmoment
einer Gelenkachse erhöht
werden kann, ohne dass eine Abmessung in einer zu der Gelenkachse
orthogonalen Richtung größer wird.
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2. Beschreibung des einschlägigen Standes
der Technik
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Fingereinheiten,
die bei Roboterhänden
verwendet werden, besitzen üblicherweise
gelenkige Konstruktionen, wobei Aktuatoren, die klein und leicht
sind, hohes Drehmoment aufweisen und Fingergelenke mit einem hohen
Maß an
Genauigkeit antriebsmäßig bewegen
können,
erforderlich sind, damit diese gelenkig ausgebildeten Gelenkeinheiten Gegenstände rasch
und exakt greifen, halten sowie werfen können. Die Ausbildung eines
derartigen Aktuators erfordert einen Motor, der zum unmittelbaren Erzeugen
eines maximalen Drehmoments bei hohen Geschwindigkeiten innerhalb
der Abmessungen der Finger in der Lage ist, ein Untersetzungsräderwerk mit
minimalem Spiel bei hohem Untersetzungsverhältnis sowie einen Präzisionscodierer.
Derartige Aktuatoren sind jedoch im Handel nicht erhältlich,
und es gibt auch keine zugehörigen
Produkte, die als Konstruktionselemente zum Erfüllen von derartigen Spezifikationen
verwendet werden könnten.
Im Spezielleren ist das momentane maximale Ausgangsmoment eines
Servomotors nicht ausreichend, ein Untersetzungsräderwerk
weist ein hohes Spiel von nicht weniger als 1° an der Ausgangsachse auf, selbst wenn
es mehrstufige Planetenräder
besitzt, und es sind keine Produkte verfügbar, die ausreichend klein und
leicht sind und eine ausreichend hohe Auflösung für einen Codierer aufweisen.
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Zum
Umwandeln einer Rotationsbewegung, die von einer Drehausgangswelle
eines Aktuators in einer gelenkig ausgebildeten Fingereinheit ausgegeben
wird, in eine Drehbewegung einer dazu orthogonalen Gelenkachse werden
ferner beim Stand der Technik Kombinationen aus Schrauben und Verriegelungsgliedern/Ritzeln,
Kurbelmechanismen, Schneckenrädern,
Drähten,
Seilscheiben und dergleichen verwendet. Alle diese Einrichtungen
haben jedoch den Nachteil, dass sie die Abmessungen und die Masse
der Gelenke erhöhen,
die Schaltgeschwindigkeit zwischen Vorgängen unzulänglich machen sowie noch weitere
Probleme verursachen. Die Verwendung eines regulären Kegelrads beinhaltet ebenfalls
Probleme hinsichtlich Spiel und einer glatten Drehbewegung.
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In
der
JP-A 2004-122339 haben
die Erfinder et al. eine gelenkige Fingereinheit für eine Roboterhand
vorgeschlagen, die auf eine Lösung
derartiger Probleme abzielt. Die
3 und
4 zeigen
eine Draufsicht bzw. eine Schnittdarstellung der in dieser Schrift
offenbarten gelenkigen Fingereinheit. Wie in diesen Zeichnungen
gezeigt ist, besitzt eine gelenkige Fingereinheit
1 einen
Befestigungsflansch
2, einen an diesem Befestigungsflansch
2 angebrachten Aktuator
3 sowie
eine gelenkige Fingerhauptkörpereinheit
5,
die mit einer Drehausgangswelle
4 des Aktuators
3 verbunden
ist. Die Fingerhauptkörpereinheit
5 ist
gebildet aus einem Fingerbasisgelenkteil
6, der mit einem
vorderen Ende der Drehausgangswelle
4 des Aktuators
3 verbunden
ist, einem Fingerbasisteil
7, der mit einem vorderen Ende
des Fingerbasisgelenkteils
6 verbunden ist, einem Fingerspitzengelenkteil
8,
der mit einem distalen Ende des Fingerbasisteils
7 verbunden
ist, sowie aus einem Fingerspitzenteil
9, der mit dem vorderen
Ende des Fingerspitzengelenkteils
8 verbunden ist.
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Der
säulenförmige Aktuator 3 weist
nach vorne, wobei ein vorderer Endbereich von diesem in einem Rahmen 2a mit
kreisförmiger Öffnung des
Befestigungsflansches 2 in seiner Position festgelegt ist,
und die Drehausgangswelle 4 ragt von einer vorderen Endfläche von
diesem durch den Rahmen 2a mit kreisförmiger Öffnung hindurch nach vorne.
Ein Antriebskegelrad 11 ist auf einem distalen Ende der Drehausgangswelle 4 koaxial
festgelegt.
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Ein
Paar fingerbasisseitige Lagergehäuseteile 2b, 2c verlaufen
parallel zueinander von einem oberen und einem unteren Ende einer
vorderen Oberfläche
des Befestigungsflansches 2 weg über sowie unter dem Antriebskegelrad 11.
Ein oberes Kugellager 12 und ein unteres Kugellager 13 sind
jeweils derart angebracht, dass sie sich in koaxialen Positionen
an den distalen Enden dieser fingerbasisseitigen Lager gehäuseteile 2b, 2c befinden,
die sich weiter nach vorne erstrecken als das Antriebskegelrad 11.
Diese Kugellager 12 und 13 erlauben das Abstützen einer
fingerbasisseitigen Gelenkachse 14 in einer zu einer Axialrichtung
der Drehausgangswelle 4 orthogonalen Richtung oder, bei
dem vorliegenden Beispiel, rechtwinkligen Richtung, wobei das obere und
das untere Ende drehbar sind.
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Ein
angetriebenes Kegelrad 15 ist an einer äußeren peripheren Fläche an der
Oberseite der Gelenkachse 14 in Axialrichtung koaxial in
seiner Position festgelegt, und dieses angetriebene Kegelrad 15 kämmt mit
dem Antriebskegelrad 11. Eine ringförmige Erhebung 16a eines
Verbindungselements 16 ist in Axialrichtung der Gelenkachse 14 in
der Mitte in seiner Position festgelegt. Das Verbindungselement 16 besitzt
die ringförmige
Erhebung 16a, einen Halsbereich 16b, der sich
von der ringförmigen
Erhebung 16a nach vorne erstreckt, sowie einen gegabelten Bereich 16c,
der sich von einem distalen Ende des Halsbereichs 16b in
einer U-Form nach vorne erstreckt. Eine zylindrische basisseitige
Abdeckung 17 ist mit dem gegabelten Bereich 16c koaxial
verbunden.
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Somit
ist der mit dem vorderen Ende der Drehausgangswelle 4 des
Aktuators 3 gekoppelte Fingerbasisgelenkteil 6 gebildet
aus dem oberen und dem unteren fingerbasisseitigen Lagergehäuseteil 2b, 2c,
dem oberen und dem unteren Kugellager 12 und 13,
der fingerbasisseitigen Gelenkachse 14, dem fingerbasisseitigen
angetriebenen Kegelrad 15 sowie dem fingerbasisseitigen
Verbindungselement 16. Weiterhin ist der Fingerbasisteil 7 aus
der zylindrischen basisseitigen Abdeckung 17 gebildet,
die mit dem gegabelten Bereich 16c des fingerbasisseitigen Verbindungselements 16 verbunden
ist.
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Ferner
weisen der Fingerspitzengelenkteil 8 und der Fingerspitzenteil 9,
der mit dem distalen Ende des Fingerbasisteils 7 verbunden
ist, die gleiche Konstruktion wie der fingerbasisseitige Gelenkteil 6 und
der Fingerbasisteil 7 auf. Im Spezielleren ist ein zweiter
Aktuator 21 in dem hohlen Teil der basisseitigen Abdeckung 17 koaxial
angebracht, und ein vorderes Ende dieses Aktuators 21 ist
durch einen ringförmigen
Flansch 22 drehbar abgestützt, der in der gleichen Weise
in dem hohlen Teil der basisseitigen Abdeckung 17 angebracht
ist. Eine äußere Umfangsfläche dieses
ringförmigen
Flansches 22 ist an einer inneren Umfangsfläche der
basisseitigen Abdeckung 17 befestigt.
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Eine
Drehausgangswelle 23 des Aktuators 21 ragt koaxial
nach vorne durch einen hohlen Teil des ringförmigen Flansches 22,
und ein fingerspitzenseitiges Antriebskegelrad 24 ist an
einem distalen Ende von diesem koaxial festgelegt. Ein Paar fingerspitzenseitige
Lagergehäuseteile 22a, 22b erstreckt sich
parallel zueinander von einem oberen und einem unteren Ende einer
vorderen Oberfläche
des ringförmigen
Flansches 22 weg über
die Oberseite und den Boden des Antriebskegelrads 24. Ein
oberes Kugellager 25 und ein unteres Kugellager 26 sind
an distalen Enden der fingerspitzenseitigen Lagergehäuseteile 22a, 22b angebracht,
die weiter nach vorne ragen als das Antriebskegelrad 24,
so dass sich die Kugellager in koaxialen Positionen befinden. Diese
Kugellager 25 und 26 gestatten das Abstützen einer
fingerspitzenseitigen Gelenkachse 27 in einer zu einer Axialrichtung
der Drehausgangswelle 23 orthogonalen Richtung oder, bei
dem vorliegenden Beispiel, rechtwinkligen Richtung, wobei sich das
obere und das untere Ende in einem drehbaren Zustand befinden.
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Ein
angetriebenes Kegelrad 28 ist an einer äußeren Umfangsfläche oben
an der Gelenkachse 27 in Axialrichtung koaxial festgelegt,
und dieses angetriebene Kegelrad 28 kämmt mit dem Antriebskegelrad 24.
Eine ringförmige
Erhebung 29a eines fingerspitzenseitigen Verbindungselements 29 ist
mittig in der Axialrichtung des angetriebenen Kegelrads 28 in
seiner Position festgelegt. Das Verbindungselement 29 besitzt
die ringförmige
Erhebung 29a, einen Halsbereich 29b, der sich
von der ringförmigen
Erhebung 29a nach vorne erstreckt, sowie einen gegabelten
Bereich 29c, der sich in U-förmiger Weise von einem distalen
Ende des Halsbereichs 29b nach vorne erstreckt. Eine zylindrische
fingerspitzenseitige Abdeckung 30, deren distales Ende
in halbkugelförmiger
Weise abgeschlossen ist, ist mit dem gegabelten Bereich 29c koaxial
verbunden.
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Bei
der gelenkigen Fingereinheit 1 wird die Drehbewegung der
Drehausgangswelle 4 über
das Paar der Kegelräder 11 und 15 in
eine Drehbewegung der Gelenkachse 14 umgewandelt, und das Verbindungselement 16,
das an dem einen Ende an der Gelenkachse 14 festgelegt
ist, dreht sich über
einen Winkelbereich von 90° oder
mehr nach links und rechts um die Gelenkachse 14. Die Gelenkteile 6 und 8 lassen
sich derart steuern, dass sie sich um einen Winkel von 90° oder mehr
nach vorne und hinten oder nach links und nach rechts biegen lassen,
und es lässt
sich ein leichter, schneller und äußerst exakter künstlicher
Finger erzielen, der in der Lage ist, verschiedene Vorgänge auszuführen.
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Die
Aktuatoren 3 und 21 besitzen einen Servomotor
mit hoher Geschwindigkeit, hohem maximalen Drehmoment und kurzer
zeitlicher Abstufung auf der Basis einer Wicklung mit hoher Dichte
sowie einer Anordnung der Komponenten mit hoher Dichte; eine Wellgetriebeantriebseinheit
mit hohem Untersetzungsverhältnis
(z. B. 1/50 bis 1/100), kleinen Abmessungen, hohem Drehmoment sowie
geringem Spiel; sowie einen kleinen und leichten sowie rasch ansprechenden
Codierer mit hoher Auflösung.
Ferner werden ölfreie
Kegelräder
mit minimalem Spiel für
die Kegelräder 11, 15, 24 und 28 verwendet.
Derartige Kegelräder
werden nach dem Schneiden der Zähne
einer Oberflächenhärtungsbehandlung
unterzogen, es erfolgt eine Läppungsbehandlung
unter Verwendung einer Kegelrad-Läppmaschine mit hoher Genauigkeit
in einem spielfreien Zustand, eine Zahnoberfläche wird mit einem festen Schmierstoff imprägniert,
und die Zahnräder
werden derart ausgebildet, dass sie eine spielfreie Bewegung ohne Schmierung
ausführen
können.
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Diese
spielfreie Bewegungskonstruktion der Kegelräder 11 und 15 sowie
der Kegelräder 24 und 28,
die bei den Gelenkteilen verwendet werden, ist aus Federplatten
gebildet. Zum Beispiel sind in dem fingerbasisseitigen Gelenk 6 Federplatten 31 und 32 zum
Aufbringen von Axialdruck, der das Ausmaß der axialen Verschiebung
in der Gelenkachse 14 in Richtung eines konischen Zentrums
der Kegelräder
begrenzt, an einer oberen Oberfläche
des oberen Kugellagers 12 und einer unteren Oberfläche des
unteren Kugellagers 13 angebracht, an denen das obere und
das untere Ende der Gelenkachse 14 drehbar abgestützt sind.
Federplatten 33 und 34 mit einer ähnlichen
Funktion sind in der gleichen Weise in dem fingerspitzenseitigen
Gelenkteil 8 angebracht.
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Ein
weiterer Gelenkmechanismus ist aus der
US-A-6,658,962 bekannt, der
zwei Aktuatoren aufweist, die an einem Abstützelement angebracht sind und
entlang der Mittenlinie einer Gelenkachse mittels zwei Antriebskegelrädern parallel
wirken, die mit zwei angetriebenen Kegelrädern kämmen.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Bei
einem Gelenkmechanismus für
eine Roboterhand und dergleichen gemäß der
JP-A-2004-122339 ist
es als ein Verfahren zum Steigern des Drehmoments von Gelenkachsen
allgemein üblich,
eine höhere
Größe (Modellzahl)
für einen
Motor und ein Untersetzungsräderwerk
zu verwenden, die einen Aktuator bilden. Ein Motor und ein Untersetzungsräderwerk
mit einer höheren
Modellzahl weisen jedoch normalerweise auch größere Außendurchmesserabmessungen auf.
Daher werden die Abmessungen des Gelenkmechanismus an sich unweigerlich
größer.
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Eine
Vergrößerung der
Abmessungen des Gelenkmechanismus ist nicht bevorzugt, da dann auch
ein Durchmesser oder eine Dicke der Fingereinheiten der Roboterhand
größer wird,
in die diese Mechanismen integriert sind. Im Spezielleren gibt es
gelegentlich keinen zusätzlichen
Raum in einer horizontalen Breitenrichtung orthogonal zu der Gelenkachse in
dem Gelenkmechanismus. Selbst wenn zusätzlicher Montageraum in einer
vertikalen Richtung (Axialrichtung) der Gelenkachse vorhanden ist,
kann in diesem Fall kein großer
Aktuator verwendet werden, da Einschränkungen hinsichtlich des Montageraums in
der Breitenrichtung vorhanden sind, und es ist schwer, ein erforderliches
Antriebsmoment zu erzielen.
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Ferner
ist bei dem Gelenkmechanismus mit zwei Aktuatoren, wie er in der
US-A-6,658,962 offenbart ist, zusätzlicher
Raum für
den Kraftübertragungsmechanismus
erforderlich.
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Ein
Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines
Gelenkmechanismus für eine
Roboterhand und dergleichen, bei dem ein Antriebsmoment einer Gelenkachse
gesteigert werden kann, und zwar insbesondere ohne gleichzeitige
Vergrößerung der
Abmessungen in einer zu der Gelenkachse orthogonalen Richtung.
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Mittel zum Erreichen der Zielsetzungen
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Zum
Erreichen der vorstehenden sowie weiterer Ziele besitzt ein Gelenkmechanismus
für eine Roboterhand
und dergleichen gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Gelenkachse, ein Abstützelement zum Abstützen der
Gelenkachse in drehbarer Weise um eine Mittenlinie von dieser, ein
Drehelement, das mit der Gelenkachse verbunden ist und sich zusammen
mit der Drehung der Gelenkachse drehen kann, zumindest einen ersten
und einen zweiten Aktuator, die an dem Abstützelement angebracht sind,
zumindest ein erstes und ein zweites angetriebenes Kegelrad, die
an der Gelenkachse in feststehender, koaxialer Weise angebracht
sind, ein erstes Antriebskegelrad, das mit einer Drehausgangswelle
des ersten Aktuators koaxial verbunden ist und das mit dem ersten angetriebenen
Kegelrad kämmt,
und ein zweites Antriebskegelrad, das mit einer Drehausgangswelle
des zweiten Aktuators koaxial verbunden ist und das mit dem zweiten
angetriebenen Kegelrad kämmt;
wobei der erste und der zweite Aktuator parallel zu der Mittenlinie
der Gelenkachse angeordnet sind.
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Bei
einer typischen Konfiguration der vorliegenden Erfindung weist das
Abstützelement
einen Befestigungsrahmen zum Befestigen des ersten und des zweiten
Aktuators sowie ein Paar Abstützarme auf,
die sich parallel zueinander von beiden Enden des Befestigungsrahmens
weg erstrecken. Ferner stützen
distale Enden dieser Abstützarme
die beiden Endbereiche der Gelenkachse über Lager drehbar ab und sind
das erste und das zweite angetriebene Kegelrad jeweils an innenseitig
von den Lagern der Gelenkachse gelegenen Stellen fest angebracht. Darüber hinaus
weist das Drehelement einen Verbindungsarm auf, der mit einem zentralen
Bereich der Gelenkachse zwischen den Lagern verbunden ist.
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Bei
der Gelenkkonstruktion für
die Roboterhand und dergleichen gemäß der vorliegenden Erfindung
wird die Gelenkachse unter Verwendung von Kegelrädern rotationsmäßig angetrieben,
eine Mehrzahl von Aktuatoren ist entlang der Mittenlinienrichtung
der Gelenkachse parallel angeordnet, und die Rotationskräfte dieser
Aktuatoren können über einen Getriebezug,
der aus Kegelrädern
gebildet ist, auf die Gelenkachse übertragen werden.
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Somit
kann das Antriebsmoment der Gelenkachse durch gleichzeitiges Antreiben
dieser Aktuatoren erhöht
werden. Da ferner die Mehrzahl von Aktuatoren parallel zu der Richtung
der Gelenkachse angeordnet sind, nimmt die Abmessung in der zu der Gelenkachse
orthogonalen Richtung nicht zu, obwohl die Abmessung in Richtung
der Gelenkachse zunimmt. Diese Verfahrensweise ist somit extrem nützlich,
wenn die Abmessung des Gelenkmechanismus in der Breitenrichtung
von diesem nicht erhöht werden
kann.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht, eine Frontansicht und eine Seitenansicht, gesehen von
dem distalen Ende eines Gelenkmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schnittdarstellung eines Bereichs, der in 1 entlang
einer Linie a-a geschnitten ist;
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3 eine
Draufsicht unter Darstellung eines Beispiels einer gelenkigen Fingereinheit;
und
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4 eine
Längsschnittdarstellung
der gelenkigen Fingereinheit der 3.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Beispiele
eines Gelenkmechanismus für eine
Roboterhand und dergleichen gemäß der vorliegenden
Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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1 zeigt
eine Draufsicht, eine Frontansicht und eine Seitenansicht, gesehen
von dem distalen Ende und unter Darstellung des Gelenkmechanismus
einer Fingereinheit in einer Roboterhand, und 2 zeigt
eine Schnittdarstellung eines Bereichs, der in 1 entlang
der Linie a-a geschnitten ist.
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Ein
Gelenkmechanismus 100 des vorliegenden Beispiels weist
eine zylindrische, vertikal verlaufende, senkrechte Gelenkachse 101 auf,
und die senkrechte Gelenkachse 101 ist durch einen Abstützhalter 102 drehbar
abgestützt.
Der Abstützhalter 102 weist
einen Befestigungsrahmen 103 sowie ein Paar aus einem oberen
und einem unteren Abstützarm 104 und 105 auf,
die sich von einem oberen und einem unteren Bereich des Befestigungsrahmens 103 horizontal
nach vorne erstrecken. Lager 106 und 107 sind
an distalen Endbereichen dieser Abstützarme 104 und 105 horizontal
angebracht, und die senkrechte Gelenkachse 101 ist über die se
Lager 106 und 107 drehbar abgestützt. In
dem Befestigungsrahmen 103 des Abstützhalters 102 sind
eine erste und eine zweite kreisförmige Halterung 103A und 103B oben und
unten in diesem ausgebildet (in Richtung einer Mittenlinie 101A der
senkrechten Gelenkachse 101). Ein vorderer Endbereich eines
ersten Aktuators 110 ist in die obere erste Halterung 103A von
einer Rückseite
her eingesetzt sowie mit dieser verbunden und festgelegt. Ein vorderer
Endbereich eines zweiten Aktuators 120 ist in die untere
zweite Halterung 103B von einer Rückseite her eingesetzt sowie
mit dieser verbunden und festgelegt.
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Ein
drehbarer Halter bzw. Drehhalter 130, der an einer Vorderseite
der senkrechten Gelenkachse 101 angeordnet ist, ist mit
dieser verbunden und auf ihr festgelegt. Der Drehhalter 130 weist
einen Verbindungsarm 131 sowie ein Paar Befestigungsarme 132 und 133 auf,
die vertikal gegabelt sind, so dass sie sich von einem vorderen
Ende des Verbindungsarms 133 parallel zueinander nach vorne
erstrecken. Der Verbindungsarm 133 ist mit einem vertikal
zentralen Bereich der senkrechten Gelenkachse 101 verbunden
und an dieser festgelegt. Daher dreht sich der Drehhalter 130 gemeinsam
mit der Drehbewegung der senkrechten Gelenkachse 101 nach links
und nach rechts um die Mittenlinie 101A von dieser.
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Der
erste und der zweite Aktuator 110 und 120 sind
in dem Abstützhalter 102 derart
angebracht, dass Achsenlinien 110A und 120A von
diesen von der Mittenlinie 101A der senkrechten Gelenkachse 101 nach
hinten weisen und in einer orthogonalen Richtung (horizontalen Richtung)
dazu verlaufen. Der erste Aktuator 110 besitzt einen koaxial
verbundenen Motor 111 und ein Untersetzungsräderwerk 112,
wobei eine untersetzende Drehausgangswelle 113 des Untersetzungsräderwerks 112 von
der ersten Halterung 103A des Abstützhalters 102 nach
vorne ragt, und ein erstes Antriebskegelrad 114 ist mit
einem distalen Ende von diesem koaxial verbunden und in seiner Position
festgelegt. Der zweite Aktuator 120 besitzt die gleiche
Konfiguration mit einem koaxial verbunden Motor 121 und
einem Untersetzungsräderwerk 122,
wobei eine Untersetzungs-Drehausgangswelle 123 des Untersetzungsräderwerks 122 von
der zweiten Halterung 103B des Abstützhalters 102 nach vorne
ragt und ein zweites Antriebskegelrad 124 mit einem distalen
Ende von dieser koaxial verbunden und in seiner Position festgelegt
ist.
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Ein
erstes angetriebenes Kegelrad 141 und ein zweites angetriebenes
Kegelrad 142 sind in koaxialer Weise an innenseitig von
dem oberen und dem unteren Lager 106 und 107 der
senkrechten Gelenkachse 101 gelegenen Stellen fest angebracht.
Das erste angetriebene Kegelrad 141 kämmt mit dem ersten Antriebskegelrad 114,
und das zweite angetriebene Kegelrad 142 kämmt mit
dem zweiten Antriebskegelrad 124.
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Bei
dem Gelenkmechanismus 100 mit dieser Konfiguration ist
der Abstützhalter 102 in
seiner Position festgelegt, und wenn der erste und der zweite Aktuator 110 und 120 in
diesem Zustand rotationsmäßig angetrieben
werden, kann die senkrechte Gelenkachse 101 durch die beiden
Aktuatoren 110 und 120 rotationsmäßig angetrieben
werden. Wenn sich die senkrechte Gelenkachse 101 dreht,
dreht sich der Drehhalter 130, der mit dieser fest verbunden
ist, ausgehend von einer neutralen Stellung in der Darstellung nach
links und nach rechts.
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Der
Gelenkmechanismus 100 des vorliegenden Beispiels kann z.
B. bei dem Fingerspitzengelenkteil 8 in der Fingereinheit 1 einer
Roboterhand verwendet werden, wie diese in den 3 und 4 gezeigt
ist. in diesem Fall sind die beiden Aktuatoren 110 und 120 in
dem Fingerbasisteil 7 angebracht, und der Fingerspitzenteil 9 wird
durch diese beiden Aktuatoren 110 und 120 rotationsmäßig bewegt.
Auf diese Weise ist es möglich,
den Fingerspitzenteil 9 mit einem Antriebsmoment rotationsmäßig zu bewegen,
das im Wesentlichen das 2-fache im Vergleich zu dem Fall beträgt, in dem
der Fingerspitzenteil 9 durch einen einzigen Aktuator rotationsmäßig bewegt
wird, wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist.
Ferner nehmen die horizontalen Abmessungen der Gelenkachse nicht
zu, obwohl die Abmessungen des Gelenkmechanismus in der vertikalen
Richtung der Gelenkachse zunehmen. Der Gelenkmechanismus des vorliegenden
Beispiels kann somit zum Erhöhen
des Antriebsmoments der Gelenkachse verwendet werden, wenn kein
zusätzlicher
Montageraum in der horizontalen Richtung vorhanden ist. Da zwei
Aktuatoren vorhanden sind, ist es ferner möglich, die Konfiguration derart
auszubilden, dass der Antrieb des Fingerspitzenteils 9 durch
den anderen Aktuator sichergestellt wird, wenn einer der Aktuatoren 110 und 120 ausfällt.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Beispiel sind zwei Aktuatoren vorhanden,
jedoch kann der Gelenkmechanismus der vorliegenden Erfindung auch
verwendet werden, wenn drei oder mehr Aktuatoren vorgesehen sind.
Es versteht sich auch, dass der Gelenkmechanismus der vorliegenden
Erfindung in einer anderen Vorrichtung als einer gelenkigen Fingereinheit
mit der in den 3 und 4 dargestellten
Konstruktion verwendet werden kann.