ES2903422T3 - Belt termination and tension in pulley arrangement for a robotic arm - Google Patents
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Abstract
Un sistema quirúrgico robótico que comprende una disposición de polea, comprendiendo la disposición de polea: una parte de polea base (1212, 1640) que puede girar alrededor de un eje; una parte de polea ajustable (1214, 1650) acoplada a la parte de polea base y que se puede mover en una primera dirección paralela al eje; un primer bloque deslizante (1660a) y un segundo bloque deslizante (1660b) cada uno acoplado con la parte de polea ajustable; y un miembro impulsor (1220, 1220', 1620, 1620') acoplado a los bloques deslizantes primero y segundo (1660a, 1660b), en el que los bloques deslizantes primero y segundo (1660a, 1660b) están dispuestos en un espacio arqueado en la parte de polea (1214, 1650) y acoplados con la parte de polea ajustable (1214, 1650), donde los bloques deslizantes primero y segundo (1660a, 1660b) están configurados para moverse circunferencialmente uno hacia el otro en respuesta a la compresión de la parte de polea ajustable (1214, 1650) contra la parte de polea base (1212, 1640), aplicando así tensión al miembro impulsor (1220, 1220', 1620, 1620').A robotic surgical system comprising a pulley arrangement, the pulley arrangement comprising: a base pulley portion (1212, 1640) rotatable about an axis; an adjustable pulley portion (1214, 1650) coupled to the base pulley portion and movable in a first direction parallel to the axis; a first slider block (1660a) and a second slider block (1660b) each engaged with the adjustable pulley portion; and a drive member (1220, 1220', 1620, 1620') coupled to the first and second slider blocks (1660a, 1660b), wherein the first and second slider blocks (1660a, 1660b) are arranged in an arcuate space in the pulley portion (1214, 1650) and engaged with the adjustable pulley portion (1214, 1650), wherein the first and second slider blocks (1660a, 1660b) are configured to move circumferentially toward each other in response to compression of the adjustable pulley portion (1214, 1650) against the base pulley portion (1212, 1640), thereby applying tension to the drive member (1220, 1220', 1620, 1620').
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Terminación de correa y tensión en disposición de polea para un brazo robóticoBelt termination and tension in pulley arrangement for a robotic arm
CAMPO TÉCNICOTECHNICAL FIELD
[0001] Esta invención se refiere en general al campo de los brazos robóticos, y más específicamente a los arreglos de polea para un brazo robótico.[0001] This invention relates generally to the field of robotic arms, and more specifically to pulley arrangements for a robotic arm.
ANTECEDENTESBACKGROUND
[0002] Los brazos robóticos se utilizan en una variedad de aplicaciones, como en procedimientos quirúrgicos y de fabricación. Por ejemplo, la cirugía mínimamente invasiva (MIS) asistida por robot implica técnicas destinadas a reducir el daño tisular durante un procedimiento quirúrgico. Los procedimientos laparoscópicos asistidos por robot, por ejemplo, normalmente implican la creación de una serie de pequeñas incisiones en el paciente (p. ej., en el abdomen) y la introducción de uno o más instrumentos (p. ej., una o más herramientas, al menos una cámara, etc.) a través de las incisiones en el paciente. A continuación, los procedimientos quirúrgicos se realizan utilizando las herramientas introducidas controladas por uno o más conjuntos de brazos robóticos comandados por un operador, con la ayuda de visualización proporcionada por la cámara. En general, MIS brinda múltiples beneficios, como menos cicatrices en los pacientes, menos dolor en los pacientes, períodos de recuperación más breves y menores costos de tratamiento médico asociados con la recuperación de los pacientes. En el documento US 2004/0266574, se describe un mecanismo de transmisión de potencia que incluye un par de poleas impulsoras y poleas conducidas en las que se enrolla un elemento de transmisión flexible. El documento US2008087871A1 describe una disposición de poleas que comprende una parte de polea base, una parte de polea de cubierta y un elemento impulsor.[0002] Robotic arms are used in a variety of applications, such as in manufacturing and surgical procedures. For example, robot-assisted minimally invasive surgery (MIS) involves techniques intended to reduce tissue damage during a surgical procedure. Robotic-assisted laparoscopic procedures, for example, typically involve creating a series of small incisions in the patient (eg, in the abdomen) and inserting one or more instruments (eg, one or more tools, at least one camera, etc.) through the incisions into the patient. Surgical procedures are then performed using the inserted tools controlled by one or more sets of robotic arms commanded by an operator, with the aid of visualization provided by the camera. Overall, MIS provides multiple benefits, such as less patient scarring, less patient pain, shorter recovery times, and lower medical treatment costs associated with patient recovery. In US 2004/0266574, a power transmission mechanism is described that includes a pair of driving pulleys and driven pulleys on which a flexible transmission element is wound. Document US2008087871A1 describes a pulley arrangement comprising a base pulley part, a cover pulley part and a driving element.
[0003] En algunas variaciones, al menos una parte de un brazo robótico se puede accionar con una o más disposiciones de poleas (por ejemplo, una transmisión de poleas, como una que incluye poleas y cables que se enrollan alrededor de las poleas). Sin embargo, un inconveniente de las disposiciones de poleas es que tienden a fallar y/o a perder rendimiento debido a que el cable se afloja y/o se rompe durante el transcurso del uso. Además, en algunas aplicaciones, puede ser deseable que las disposiciones de poleas en un brazo robótico sean relativamente compactas, pero capaces de soportar grandes fuerzas motrices.[0003] In some variations, at least a portion of a robotic arm may be driven by one or more pulley arrangements (eg, a pulley drive, such as one that includes pulleys and cables that wrap around the pulleys). However, one drawback of pulley arrangements is that they tend to fail and/or lose performance due to the cable becoming loose and/or breaking during the course of use. Furthermore, in some applications, it may be desirable for the pulley arrangements in a robotic arm to be relatively compact, but capable of withstanding large driving forces.
RESUMENRESUME
[0004] La presente invención se define únicamente por las reivindicaciones adjuntas, en particular por el alcance de la reivindicación independiente adjunta 1. Las referencias a "formas de realización" a lo largo de la descripción que no están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas simplemente representan posibles ejemplos de ejecución y por lo tanto, no forman parte de la presente invención.[0004] The present invention is defined solely by the appended claims, in particular by the scope of the appended independent claim 1. References to "embodiments" throughout the description that do not fall within the scope of the appended claims they simply represent possible examples of execution and therefore do not form part of the present invention.
[0005] Una disposición de polea (p. ej., una transmisión de polea u otra disposición de polea adecuada) incluye una parte de polea base que puede girar dentro de un plano de accionamiento, una parte de polea ajustable acoplada a la parte de polea base y que puede girar con respecto a la parte de polea base dentro del plano de accionamiento, y un elemento impulsor que incluye un primer extremo acoplado a la parte de polea ajustable, en el que al menos una parte del elemento impulsor puede envolver al menos parcialmente alrededor de la parte de polea ajustable.[0005] A pulley arrangement (eg, a pulley drive or other suitable pulley arrangement) includes a base pulley portion rotatable within a drive plane, an adjustable pulley portion coupled to the drive portion base pulley and rotatable with respect to the base pulley portion within the drive plane, and a drive member including a first end coupled to the adjustable pulley portion, wherein at least a portion of the drive member is capable of enclosing the least partially around the adjustable pulley portion.
[0006] La disposición de poleas puede, en algunas variaciones, incluir al menos una segunda polea, en la que el elemento impulsor se enrolla al menos parcialmente alrededor de la segunda polea. La segunda polea puede, por ejemplo, colocarse a una distancia adecuada de la porción de polea base. Un segundo extremo del elemento impulsor puede estar acoplado a la segunda polea. Adicional o alternativamente, un segundo elemento impulsor puede incluir un extremo acoplado a la parte de polea base y otro extremo acoplado a la segunda polea.[0006] The pulley arrangement may, in some variations, include at least one second pulley, in which the driving element wraps at least partially around the second pulley. The second pulley can, for example, be placed at a suitable distance from the base pulley portion. A second end of the drive member may be coupled to the second pulley. Additionally or alternatively, a second drive element may include one end coupled to the base pulley portion and another end coupled to the second pulley.
[0007] La disposición de polea incluye un primer bloque deslizante engancha con la porción de polea ajustable. El primer bloque deslizante está configurado para moverse en una segunda dirección diferente de la primera dirección, en respuesta a la compresión de la parte de polea ajustable contra la parte de polea base. La disposición de polea incluye un elemento impulsor que tiene un primer extremo que está acoplado al primer bloque deslizante, y al menos una parte del elemento impulsor puede envolver al menos parcialmente alrededor del primer bloque deslizante y/o alrededor de la parte de polea ajustable. En algunas variaciones, la disposición de poleas puede incluir una o más poleas adicionales, como una polea libre, en la que al menos un elemento impulsor envuelve al menos parcialmente la polea libre.[0007] The pulley arrangement includes a first sliding block engaging with the adjustable pulley portion. The first slider block is configured to move in a second direction different from the first direction, in response to compression of the adjustable pulley portion against the base pulley portion. The pulley arrangement includes a drive member having a first end that is coupled to the first slider block, and at least a portion of the drive member may at least partially wrap around the first slider block and/or the adjustable pulley portion. In some variations, the pulley arrangement may include one or more additional pulleys, such as an idler pulley, in which at least one drive member at least partially wraps the idler pulley.
[0008] La porción de polea ajustable y/o el primer bloque de deslizamiento puede incluir al menos una superficie inclinada. Por ejemplo, la superficie inclinada puede incluir una superficie helicoidal. Una superficie inclinada de la porción de polea ajustable puede, por ejemplo, encajar con el bloque deslizante. Adicional o alternativamente, una superficie inclinada del bloque deslizante puede acoplarse con la porción de polea ajustable.[0008] The adjustable pulley portion and/or the first slide block may include at least one inclined surface. For example, the inclined surface can include a helical surface. An inclined surface of the adjustable pulley portion may, for example, engage with the slider block. Additionally or alternatively, an inclined surface of the slider block may engage the adjustable pulley portion.
[0009] La disposición de polea incluye un segundo bloque deslizante enganchado con la porción de polea ajustable. Un segundo extremo del elemento impulsor, o un extremo de un segundo elemento impulsor, puede estar acoplado al segundo bloque deslizante. Los bloques deslizantes primero y segundo están configurados para moverse circunferencialmente uno hacia el otro en respuesta a la compresión de la parte de polea ajustable contra la parte de polea base. Su movimiento puede tener velocidades aproximadamente iguales en respuesta a tal compresión (por ejemplo, para proporcionar una tensión simétrica bilateral) o velocidades diferentes. Los bloques deslizantes primero y segundo están dispuestos en un espacio arqueado definido al menos en parte por la porción de polea ajustable. En algunas variaciones, los bloques deslizantes primero y/o segundo pueden configurarse para moverse en una trayectoria arqueada, una trayectoria lineal u otra trayectoria adecuada en respuesta a la compresión de la porción de polea ajustable contra la porción de polea base.[0009] The pulley arrangement includes a second sliding block engaged with the adjustable pulley portion. A second end of the pusher element, or one end of a second pusher element, may be coupled to the second sliding block. The first and second slider blocks are configured to move circumferentially toward each other in response to compression of the adjustable pulley portion against the base pulley portion. Their movement may have approximately equal speeds in response to such compression (eg, to provide bilaterally symmetrical tension) or different speeds. The first and second slider blocks are disposed in an arcuate space defined at least in part by the adjustable pulley portion. In some variations, the first and/or second slider blocks may be configured to move in an arcuate path, a linear path, or other suitable path in response to compression of the adjustable pulley portion against the base pulley portion.
[0010] La porción de polea ajustable puede incluir un solo miembro o múltiples miembros enganchados con uno o más bloques deslizantes. Por ejemplo, la parte de polea ajustable puede incluir un primer miembro acoplado con el primer bloque deslizante y un segundo miembro acoplado con el segundo bloque deslizante, de modo que el primer y el segundo miembros se pueden mover paralelos al eje alrededor del cual gira la parte de polea base. La posición axial de la parte de polea ajustable con respecto a la parte de polea base puede bloquearse (por ejemplo, con uno o más sujetadores, como uno o más sujetadores que acoplan la parte de polea ajustable y la parte de polea base). En algunas variaciones, la parte de polea ajustable puede estar adyacente a la parte de polea base, tal como alineada axialmente. En algunas variaciones, la polea ajustable puede estar dispuesta en un rebaje de la parte de polea base.[0010] The adjustable pulley portion may include a single member or multiple members engaged with one or more slider blocks. For example, the adjustable pulley portion may include a first member engaged with the first slider block and a second member engaged with the second slider block such that the first and second members are movable parallel to the axis about which the pulley rotates. base pulley part. The axial position of the adjustable pulley part relative to the base pulley part may be locked (eg with one or more fasteners, such as one or more fasteners engaging the adjustable pulley part and the base pulley part). In some variations, the adjustable pulley portion may be adjacent to the base pulley portion, such as axially aligned. In some variations, the adjustable pulley may be disposed in a recess in the base pulley portion.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0011][0011]
Las FIGS. 1A y 1B son esquemas ilustrativos de una variación ejemplar de un brazo robótico y una variación ejemplar de un conjunto de paso en un brazo robótico, respectivamente. La FIG. 1C y 1D son vistas detalladas en perspectiva de una variación ejemplar de un conjunto de paso con una disposición de polea.FIGS. 1A and 1B are illustrative schematics of an exemplary variation of a robotic arm and an exemplary variation of a pitch assembly on a robotic arm, respectively. FIG. 1C and 1D are detailed perspective views of an exemplary variation of a pitch assembly with a pulley arrangement.
La FIG. 2A es un esquema ilustrativo de una variación ejemplar de un miembro impulsor de múltiples capas en una disposición de polea. La FIG. 2B es una vista detallada de un sustrato de cizallamiento en una variación ejemplar de un miembro impulsor.FIG. 2A is an illustrative schematic of an exemplary variation of a multilayer drive member in a pulley arrangement. FIG. 2B is a detailed view of a shear substrate in an exemplary variation of a driving member.
Las FIGS. 3A y 3B son una vista en perspectiva y vistas en despiece, respectivamente, de una variación ejemplar de un elemento de arrastre acoplado a una polea.FIGS. 3A and 3B are a perspective view and exploded views, respectively, of an exemplary variation of a drive member coupled to a pulley.
Las FIGS. 4A-4D son vistas detalladas en perspectiva, en sección transversal, lateral y en perspectiva, respectivamente, de una variación ejemplar de un elemento de arrastre acoplado a una polea.FIGS. 4A-4D are detailed perspective, cross-sectional, side, and perspective views, respectively, of an exemplary variation of a drive member coupled to a pulley.
Las FIGS. 5A y 5B son vistas en perspectiva y laterales, respectivamente, de una variación ejemplar de un elemento de arrastre acoplado a una polea.FIGS. 5A and 5B are perspective and side views, respectively, of an exemplary variation of a drive member coupled to a pulley.
Las FIGS. 6A-6D son vistas en perspectiva, en sección transversal, lateral y detallada, respectivamente, de una variación ejemplar de un elemento de arrastre acoplado a una polea.FIGS. 6A-6D are perspective, cross-sectional, side, and detail views, respectively, of an exemplary variation of a drive member coupled to a pulley.
La FIG. 7 es una vista lateral de una variación ejemplar de un elemento de arrastre adjunto a una polea. La FIG. 8 es una vista lateral de una variación ejemplar de un elemento de arrastre adjunto a una polea. La FIG. 9 es una vista lateral de una variación ejemplar de un elemento de arrastre adjunto a una polea. La FIG. 10A es una vista despiezada de una variación ejemplar de un elemento de arrastre adjunto a una polea.FIG. 7 is a side view of an exemplary variation of a drive member attached to a pulley. FIG. 8 is a side view of an exemplary variation of a drive member attached to a pulley. FIG. 9 is a side view of an exemplary variation of a drive member attached to a pulley. FIG. 10A is an exploded view of an exemplary variation of a drive member attached to a pulley.
Las FIGS. 10B-10D son ilustraciones esquemáticas de un método para ensamblar el accesorio del miembro impulsor representado en la FIG. 10A.FIGS. 10B-10D are schematic illustrations of a method of assembling the pusher member fitting depicted in FIG. 10A.
La FIG. 11 es una ilustración esquemática de una variación ejemplar de un elemento de arrastre soldado a una polea.FIG. 11 is a schematic illustration of an exemplary variation of a drive member welded to a pulley.
La FIG. 12A es una vista en perspectiva de una variación ejemplar de una disposición de polea que permite tensar un miembro impulsor. Las FIGS. 12B y 12C son una vista en perspectiva en sección y una vista lateral, respectivamente, de una polea de ajuste para ajustar la tensión en la disposición de polea representada en laFIG. 12A is a perspective view of an exemplary variation of a pulley arrangement that allows a drive member to be tensioned. FIGS. 12B and 12C are a sectional perspective view and a side view, respectively, of an adjustment pulley for adjusting tension in the pulley arrangement shown in Fig.
FIG. 12A.FIG. 12A.
Las FIGS. 13A-13C son ilustraciones esquemáticas de un método para ajustar la tensión en un miembro impulsor con la polea de ajuste representada en la FIG. 12A.FIGS. 13A-13C are schematic illustrations of a method of adjusting tension in a drive member with the adjustment pulley shown in FIG. 12A.
La FIG. 14A es una vista lateral de una variación ejemplar de una disposición de polea que permite tensar un miembro impulsor. La FIG. 14B es una vista lateral de una polea de ajuste en la disposición de polea representada en la FIG. 14A. FIG. 14A is a side view of an exemplary variation of a pulley arrangement that allows a drive member to be tensioned. FIG. 14B is a side view of an adjustment pulley in the pulley arrangement shown in FIG. 14 TO.
La FIG. 15A y 15B son vistas en perspectiva y desde arriba, respectivamente, de una variación ejemplar de un conjunto de enlace de paso que incorpora una o más disposiciones de poleas.FIG. 15A and 15B are perspective and top views, respectively, of an exemplary variation of a pitch link assembly incorporating one or more pulley arrangements.
La FIG. 16A es una vista en perspectiva de la forma de realización de una disposición de polea de acuerdo con la invención que permite tensar un miembro impulsor. La FIG. 16B es una vista lateral con vistas insertadas detalladas de una polea de ajuste y una polea libre en la variación ejemplar de una disposición de polea representada en la FIG. 16A. La FIG. 16C es una vista despiezada de una polea de ajuste ejemplar. La FIG. 16D es una vista despiezada de una polea libre ejemplar. Las FIGS. 16E y 16F son vistas en perspectiva de una polea de ajuste ejemplar. La FIG. 16G-16I son vistas en perspectiva de un bloque deslizante, una parte de polea ajustable y una parte de polea base, respectivamente, de una polea de ajuste ejemplar.FIG. 16A is a perspective view of one embodiment of a pulley arrangement in accordance with the invention that allows a drive member to be tensioned. FIG. 16B is a side view with detailed inset views of an adjusting pulley and an idler pulley in the exemplary variation of a pulley arrangement depicted in FIG. 16A. FIG. 16C is an exploded view of an exemplary slack pulley. FIG. 16D is an exploded view of an exemplary idler pulley. FIGS. 16E and 16F are perspective views of an exemplary adjusting pulley. FIG. 16G-16I are perspective views of a slider block, an adjustable pulley portion, and a base pulley portion, respectively, of an exemplary adjusting pulley.
La FIG. 17 es una vista en perspectiva de una variación ejemplar de una disposición de polea que permite tensar un miembro impulsor.FIG. 17 is a perspective view of an exemplary variation of a pulley arrangement that allows a drive member to be tensioned.
Las FIGS. 18A y 18B son vistas laterales y en perspectiva, respectivamente, de una variación ejemplar de una disposición de polea que permite tensar un miembro impulsor.FIGS. 18A and 18B are side and perspective views, respectively, of an exemplary variation of a pulley arrangement that allows a drive member to be tensioned.
DESCRIPCIÓN DETALLADADETAILED DESCRIPTION
[0012] Los ejemplos de los diversos aspectos y variaciones de la invención se describen en el presente documento y se ilustran en los dibujos adjuntos. La siguiente descripción no pretende limitar la invención a estas realizaciones, sino más bien permitir que una persona experta en la técnica realice y utilice esta invención.[0012] Examples of the various aspects and variations of the invention are described herein and illustrated in the accompanying drawings. The following description is not intended to limit the invention to these embodiments, but rather to enable a person skilled in the art to make and use this invention.
Información general del brazo robóticoRobotic Arm Overview
[0013] Generalmente, un sistema quirúrgico robótico o asistido por robótica (por ejemplo, para permitir un procedimiento quirúrgico mínimamente invasivo) puede incluir uno o más brazos robóticos para la manipulación de instrumentos quirúrgicos, tales como durante la cirugía mínimamente invasiva. Como se muestra en la FIG. 1A, un brazo robótico 100 puede incluir una pluralidad de eslabones (por ejemplo, 112a, 112b, 112c, 112d, etc.) y una pluralidad de uniones accionadas que permiten el movimiento relativo entre eslabones adyacentes. Además, un destornillador 130 de herramienta puede acoplarse a un extremo distal del brazo robótico 100 y configurarse para sostener y accionar un instrumento quirúrgico 140 que pasa a través de una cánula 150. Durante el uso del brazo robótico 100 para un procedimiento quirúrgico, un extremo proximal del brazo robótico 100 puede montarse o acoplarse de otro modo a una estructura (por ejemplo, una mesa quirúrgica, carro, pared, techo, etc.) en un punto de montaje cerca del paciente durante un procedimiento quirúrgico. El instrumento quirúrgico 140 puede pasar a través de la cánula 150 a través de una incisión u otro punto de entrada en el paciente. Generalmente, el brazo robótico 100 y/o el accionador de herramientas 130 pueden ser manipulados por un usuario para controlar el instrumento quirúrgico 140 dentro del paciente (por ejemplo, para realizar tareas quirúrgicas, colocar una cámara, etc.). Otros ejemplos de un sistema quirúrgico robótico se describen en la Solicitud de Patente de EE. UU. N° 15/706.536 presentada al mismo tiempo con la presente y titulada "BRAZOS ROBÓTICOS" con el expediente del abogado núm. VESU-004/01 US 326240-2095, al que se hace referencia por la presente.[0013] Generally, a robotic or robotically assisted surgical system (eg, to enable a minimally invasive surgical procedure) may include one or more robotic arms for manipulation of surgical instruments, such as during minimally invasive surgery. As shown in FIG. 1A, a robotic arm 100 may include a plurality of links (eg, 112a, 112b, 112c, 112d, etc.) and a plurality of actuated linkages that allow relative movement between adjacent links. In addition, a tool driver 130 may be attached to a distal end of the robotic arm 100 and configured to hold and actuate a surgical instrument 140 passing through a cannula 150. During use of the robotic arm 100 for a surgical procedure, one end Proximal portion of robotic arm 100 may be mounted or otherwise attached to a structure (eg, a surgical table, cart, wall, ceiling, etc.) at a mounting point near the patient during a surgical procedure. Surgical instrument 140 may pass through cannula 150 through an incision or other point of entry into the patient. Generally, robotic arm 100 and/or tool driver 130 can be manipulated by a user to control surgical instrument 140 within the patient (eg, to perform surgical tasks, position a camera, etc.). Other examples of a robotic surgical system are described in concurrently filed US Patent Application No. 15/706,536 entitled "ROBOTIC ARMS" with Attorney Docket No. VESU-004/01 US 326240-2095, hereby referenced.
[0014] Como se muestra en las FIGS. 1A y 1B, el brazo robótico 100 puede incluir además un conjunto de paso 120. El conjunto de paso puede incluir un primer extremo 126 acoplado a una parte del brazo robótico, y un extremo distal 128 que está acoplado al accionador de herramienta 130. Como se muestra en la FIG. 1B, el conjunto de paso 120 puede incluir al menos un primer enlace de paso 122 y un segundo enlace de paso 124 que accionan la cánula en una dirección particular P alrededor de un eje particular, denominado aquí un eje de paso (por ejemplo, representado en la FIG. 1B pasando a través de la página y coincidiendo con, o casi coincidiendo con un centro mecánico de movimiento remoto, o RCM). Por ejemplo, el primer enlace 122 de paso, el segundo enlace 124 de paso y el impulsor de la herramienta 130 pueden moverse como tres enlaces de un enlace de cuatro barras (por ejemplo, generalmente un paralelogramo) que incluye "tierra" como un cuarto enlace, restringido con un mecanismo de accionamiento (como una disposición de polea u otra transmisión de polea adecuada), con el fin de mover la cánula alrededor del eje de paso en una dirección de paso P. A través de este movimiento de articulación de cuatro barras, el conjunto de paso 120 puede replicar la rotación del primer enlace de paso 122 alrededor del Eje A (ilustrado en las FIGS. 1C y 1D) en rotación de la cánula alrededor del eje de paso (por ejemplo, alrededor del RCM mecánico), donde el Eje A y el eje de paso están generalmente desplazados y paralelos. En algunas variaciones, el conjunto de paso puede incluir cualquier número adecuado de enlaces "n" para formar un enlace de n barras. En consecuencia, la activación del primer enlace 122 de paso alrededor de su primer extremo 126 en el Eje A puede controlar un movimiento de paso de la cánula en la dirección P. Aunque el conjunto 120 de paso se describe principalmente aquí como accionando la cánula alrededor de un eje de paso, Debe entenderse que en otras variaciones u otras orientaciones del conjunto de cabeceo 120, los enlaces 122 y 124 pueden configurarse para accionar la cánula alrededor de un eje particular en otra dirección (por ejemplo, un eje de guiñada), dependiendo, por ejemplo, de cómo está orientado el montaje 120, etc.[0014] As shown in FIGS. 1A and 1B, robotic arm 100 may further include a passageway assembly 120. The passageway assembly may include a first end 126 coupled to a portion of the robotic arm, and a distal end 128 that is coupled to tool driver 130. As shown in FIG. 1B, the pitch assembly 120 may include at least a first pitch link 122 and a second pitch link 124 that drive the cannula in a particular direction P about a particular axis, referred to herein as a pitch axis (eg, depicted in FIG 1B passing through the page and coinciding with, or nearly coinciding with, a remote mechanical center of motion, or RCM). For example, the first pitch link 122, the second pitch link 124, and the tool driver 130 may move as three links of a four-bar link (eg, generally a parallelogram) that includes "ground" as a fourth. link, restrained with a drive mechanism (such as a pulley arrangement or other suitable pulley drive), in order to move the cannula about the pitch axis in a pitch direction P. Through this four-way linkage movement rods, the pitch assembly 120 can replicate the rotation of the first pitch link 122 about Axis A (illustrated in FIGS. 1C and 1D) in rotation of the cannula about the pitch axis (for example, about the mechanical RCM). , where Axis A and the pitch axis are generally offset and parallel. In some variations, the pitch set may include any suitable number of "n" links to form an n-bar link. Accordingly, activation of the first pitch link 122 about its first end 126 on Axis A can control a pitch movement of the cannula in the direction P. Although the pitch assembly 120 is primarily described herein as driving the cannula about of a pitch axis. It should be understood that in other variations or other orientations of the pitch assembly 120, the links 122 and 124 may be configured to drive the cannula about a particular axis in another direction (for example, a yaw axis), depending, for example, on how mount 120 is oriented, and so on.
[0015] El paso de montaje 120 puede estar configurado para operar el instrumento quirúrgico 140 sobre el RCM con mayor facilidad, velocidad y flexibilidad. Además, el conjunto de tono 120 puede configurarse para colapsar en una posición o configuración compacta. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 1C y 1D, el primer enlace 122 de paso puede ser más corto que el segundo enlace 124 de paso, de modo que el primer enlace 122 de paso puede girar con relación al segundo enlace 124 de paso sin interferencia física y permitir que el conjunto 120 de paso colapse o se pliegue contra sí mismo. Una configuración de este tipo puede ser útil, por ejemplo, para el almacenamiento, transporte y/o rango de movimiento aumentado del brazo robótico 100, tal como durante un procedimiento quirúrgico.[0015] Mounting passageway 120 may be configured to operate surgical instrument 140 on the RCM with greater ease, speed, and flexibility. Additionally, pitch assembly 120 may be configured to collapse into a compact configuration or position. For example, as shown in FIGS. 1C and 1D, the first pitch link 122 can be shorter than the second pitch link 124, so that the first pitch link 122 can rotate with relative to the second pitch link 124 without physical interference and allow the pitch assembly 120 to collapse or fold against itself. Such a configuration may be useful, for example, for storage, transportation, and/or increased range of motion of robotic arm 100, such as during a surgical procedure.
[0016] El conjunto de articulación de inclinación 120 puede incluir una serie de poleas y una serie de elementos de accionamiento (por ejemplo, bandas metálicas, cables, cadenas, otros miembros de accionamiento adecuados, etc.) que conectan las poleas que facilitan el movimiento del articulación de cuatro barras. Por ejemplo, con referencia a las FIGs .[0016] The tilt linkage assembly 120 may include a series of pulleys and a series of drive members (eg, metal bands, cables, chains, other suitable drive members, etc.) connecting the pulleys that facilitate movement. movement of the four-bar linkage. For example, with reference to FIGs.
1C y 1D, el primer enlace 122 de paso puede acoplarse a un accionador (no mostrado) que impulsa la rotación del primer enlace 122 de paso alrededor del Eje A, mientras que el segundo enlace 124 de paso puede acoplarse rotacionalmente al accionador de herramienta. El primer enlace 122 de paso puede incluir una primera polea 162 acoplada al actuador y ubicada generalmente en un punto proximal del primer enlace 122 de paso, dentro de un espacio interno del primer enlace 122 de paso. El primer enlace 122 de paso también puede incluir una segunda polea 164 situada generalmente en un punto distal de la primera articulación de tono 122, dentro del espacio interno de la primera articulación de paso 122. La segunda polea 164 puede fijarse de forma rígida a un punto proximal de la segunda articulación de paso 124.1C and 1D, the first pitch link 122 may be coupled to an actuator (not shown) that drives rotation of the first pitch link 122 about Axis A, while the second pitch link 124 may be rotationally coupled to the tool driver. The first pitch link 122 may include a first pulley 162 coupled to the actuator and located generally at a point proximal to the first pitch link 122, within an internal space of the first pitch link 122 . The first pitch link 122 may also include a second pulley 164 located generally distal to the first pitch link 122, within the internal space of the first pitch link 122. The second pulley 164 may be rigidly attached to a proximal point of the second pitch joint 124.
[0017] Además, el segundo enlace 124 de paso puede incluir una tercera polea 166 ubicada generalmente en un punto proximal del segundo enlace 124 de paso, montada y fijada rígidamente a un eje del primer enlace 122 de paso que se extiende en un volumen interno del segundo enlace 124 de paso, tal que cuando el primer enlace 122 de paso gira, la tercera polea 166 gira correspondientemente. El segundo enlace 124 de paso también puede incluir una cuarta polea 168 ubicada generalmente en un punto distal del segundo enlace 124 de paso, dentro del espacio interno del segundo enlace 124 de paso. El impulsor de la herramienta se puede acoplar rotacionalmente al punto distal del segundo enlace 124 de paso y, por lo tanto, se ve obligado a moverse cuando la cuarta polea 168 gira alrededor Eje A’.[0017] In addition, the second pitch link 124 may include a third pulley 166 located generally at a point proximal to the second pitch link 124, mounted and rigidly attached to an axis of the first pitch link 122 that extends into an internal volume. of the second pitch link 124, such that when the first pitch link 122 rotates, the third pulley 166 rotates correspondingly. The second pitch link 124 may also include a fourth pulley 168 located generally at a distal point of the second pitch link 124, within the internal space of the second pitch link 124 . The tool driver can be rotationally coupled to the distal point of the second pitch link 124 and is therefore constrained to move when the fourth pulley 168 rotates about Axis A'.
[0018] Al menos un miembro de accionamiento (no mostrado) puede envolver las poleas primera y segunda 162 y 164 de tal manera que cuando un actuador impulsa la rotación de la primera articulación de paso 122 en su primer extremo 126 alrededor del eje A, la orientación del segundo enlace 124 de paso permanece fijo con respecto a la orientación de la carcasa del actuador. De manera similar, al menos un miembro impulsor (no mostrado) puede envolver las poleas tercera y cuarta 166 y 168 de manera que cuando el segundo enlace 124 de paso gira, la orientación del impulsor de la herramienta permanece fija con respecto a la orientación del primer enlace 122 de paso. En suma, la rotación del primer enlace de paso 122 alrededor del Eje A puede transformarse a través del sistema de enlaces de paso, poleas y bandas en la rotación del impulsor de la herramienta alrededor del Eje A’ mediante un movimiento de articulación de cuatro barras (por ejemplo, en un paralelogramo), y por tanto impulsa el movimiento de la cánula alrededor del eje de paso como se describió anteriormente (por ejemplo, alrededor de un RCM mecánico). En algunas variaciones, el al menos un miembro impulsor puede incluir uno o más cables, correas y/u otros miembros impulsores o miembros impulsores adecuados.[0018] At least one drive member (not shown) may wrap first and second pulleys 162 and 164 such that when an actuator drives rotation of first pitch link 122 at its first end 126 about axis A, the orientation of the second pitch link 124 remains fixed with respect to the orientation of the actuator housing. Similarly, at least one drive member (not shown) may wrap the third and fourth pulleys 166 and 168 such that when the second pitch link 124 rotates, the tool drive orientation remains fixed with respect to the tool drive orientation. first link 122 passing. In sum, the rotation of the first pitch link 122 about Axis A can be transformed through the system of pitch links, pulleys, and belts into the rotation of the tool driver about Axis A' by means of a four-bar linkage motion. (eg, in a parallelogram), and thus drives the cannula to move around the pitch axis as described above (eg, around a mechanical RCM). In some variations, the at least one drive member may include one or more cables, belts, and/or other suitable drive members or drive members.
[0019] Por ejemplo, en la variación mostrada en las FIGS. 15A y 15B, el conjunto de paso 1556 incluye un primer enlace de paso 1556a, un segundo enlace de paso 1556b y un conjunto de poleas y miembros impulsores (por ejemplo, bandas) configurados para restringir el movimiento del conjunto de paso de una manera similar a la variación descrita arriba con referencia a las FIGS. 1C y 1D. En esta variación, el primer enlace de paso 1556a tiene una polea de terminación 1510 configurada para acoplarse a la carcasa de un actuador de módulo de unión u otro chasis del brazo robótico, y el primer enlace de paso 1556a está rígidamente fijado a una polea ajustable 1514 ubicada dentro del segundo enlace de paso 1556b. El segundo enlace de paso 1556b está rígidamente fijado a una polea ajustable 1512 e incluye además una polea de terminación 1516 configurada para acoplarse a un impulsor de herramienta. El movimiento de rotación de los diversos componentes puede ser facilitado por cojinetes, como un cojinete 1530a que facilita el movimiento relativo del resto del brazo robótico y el primer enlace de paso 1530a, un cojinete 1530b que facilita el movimiento relativo entre los enlaces de paso primero y segundo 1556a y 1556b y un cojinete 1530c que facilita el movimiento relativo del segundo enlace de paso 1556b y el impulsor de la herramienta.[0019] For example, in the variation shown in FIGS. 15A and 15B, pitch assembly 1556 includes a first pitch link 1556a, a second pitch link 1556b, and a set of pulleys and drive members (eg, belts) configured to restrict movement of the pitch assembly in a similar manner. to the variation described above with reference to FIGS. 1C and 1D. In this variation, the first pitch link 1556a has a termination pulley 1510 configured to mate with a joint module actuator housing or other robotic arm chassis, and the first pitch link 1556a is rigidly attached to an adjustable pulley. 1514 located within the second through link 1556b. The second pitch link 1556b is rigidly attached to an adjustable pulley 1512 and further includes a termination pulley 1516 configured to engage a tool driver. The rotational movement of the various components may be facilitated by bearings, such as a bearing 1530a that facilitates relative movement of the rest of the robotic arm and the first pitch link 1530a, a bearing 1530b that facilitates relative movement between the first pitch links and second 1556a and 1556b and a bearing 1530c that facilitates relative movement of the second pitch link 1556b and the tool driver.
[0020] Un par de miembros de conducción (por ejemplo, correas o bandas) 1520a y 1520b puede extenderse entre la terminación de la polea 1510 y la polea ajustable 1512, con los primeros extremos de terminación rígidamente en la polea de terminación 1510 (por ejemplo, unidos por soldadura o de otra conexión adecuada) y segundos extremos acoplados a la polea ajustable 1512 (por ejemplo, mediante soldadura u otra conexión adecuada). De manera similar, un par de miembros impulsores (por ejemplo, correas) 1522a y 1522b se extienden entre la polea de terminación 1516 y la polea ajustable 1514, con los primeros extremos terminando rígidamente en la polea de terminación 1516 y los segundos extremos acoplados a la polea ajustable 1514. Como resultado del elemento impulsor y del sistema de polea, cuando el primer enlace de paso 1556a gira alrededor de la polea de terminación 1510, el segundo enlace de paso 1556b se traslada en el plano sin girar (por ejemplo, permaneciendo paralelo a su orientación anterior), mientras que la polea de terminación 1516 se mueve en un arco sobre el centro de movimiento remoto.[0020] A pair of drive members (eg, belts or bands) 1520a and 1520b may extend between pulley termination 1510 and adjustable pulley 1512, with the first termination ends rigidly on pulley termination 1510 (for eg, joined by welding or other suitable connection) and second ends coupled to adjustable pulley 1512 (eg, by welding or other suitable connection). Similarly, a pair of drive members (eg, belts) 1522a and 1522b extend between termination pulley 1516 and adjustable pulley 1514, with the first ends terminating rigidly at termination pulley 1516 and the second ends attached to adjustable pulley 1514. As a result of the drive element and pulley system, as the first pitch link 1556a rotates about the termination pulley 1510, the second pitch link 1556b translates in-plane without rotating (i.e., remaining parallel to its previous orientation), while the termination pulley 1516 moves in an arc about the remote center of motion.
[0021] En algunas variaciones, una disposición de polea (por ejemplo, la transmisión de la polea u otra disposición de polea adecuada) en un brazo robótico (por ejemplo, un conjunto de paso) puede incluir una o más configuraciones de fijación para el acoplamiento de un elemento de accionamiento a una polea con una mayor resistencia contra fuerzas de cizallamiento que de otro modo pueden tender a desacoplar el miembro impulsor de la polea, hacer que las múltiples capas de un miembro impulsor (por ejemplo, una pila de capas, como se describe con más detalle a continuación) se deslicen entre sí, y/o provoquen pérdida de tensión en el miembro impulsor, y de una manera que ocupa menos volumen total y/o ocupa menos área superficial de la polea. Adicional o alternativamente, la disposición de poleas puede incluir uno o más mecanismos tensores para ajustar la tensión en el miembro impulsor. Por ejemplo, el miembro impulsor se puede tensar a una tensión predeterminada durante la fabricación, ensamblaje y/o calibración del ensamblaje de paso, para ayudar a proteger y/o compensar las cargas de fatiga que de otra manera pueden tender a hacer que el miembro impulsor se afloje y dan como resultado un peor rendimiento operativo en la disposición de las poleas. A continuación se describen con más detalle varios ejemplos de configuraciones de fijación y mecanismos tensores.[0021] In some variations, a pulley arrangement (eg, pulley drive or other suitable pulley arrangement) on a robotic arm (eg, a pitch assembly) may include one or more attachment configurations for the coupling of a drive element to a pulley with increased resistance against shear forces that may otherwise tend to disengage the drive member from the pulley, cause multiple layers of a drive member (e.g., a stack of layers, as described in more detail below) to slide against each other, and/or cause loss of tension in the drive member, and in a manner that occupies less overall volume and/or occupies less surface area of the pulley. Additionally or alternatively, the pulley arrangement may include one or more tensioning mechanisms to adjust the tension in the driving member. For example, the drive member may be stressed to a predetermined stress during manufacturing, assembly, and/or calibration of the pitch assembly, to help protect and/or compensate for fatigue loads that may otherwise tend to cause the member loosening of the impeller and result in poorer operating performance in the pulley arrangement. Several examples of fastening configurations and tensioning mechanisms are described in more detail below.
Elemento de accionamiento y uniónDrive element and connection
[0022] En general, cuando se utiliza una disposición de polea, las fuerzas de conducción significativas se pueden aplicar al uno o más miembros de conducción que envuelven al menos parcialmente una polea y/o el punto de fijación del elemento de accionamiento a la polea. Por ejemplo, cuando se opera la disposición de poleas (por ejemplo, al menos una polea gira), uno o más miembros impulsores pueden cargarse en tensión. Como otro ejemplo, cuando se opera la disposición de la polea, uno o más puntos de unión para un miembro impulsor (donde un extremo de terminación del miembro impulsor está acoplado a una polea) pueden cargarse con una fuerza cortante (por ejemplo, relacionada con la carga de tracción en el miembro conductor). Si tales fuerzas son lo suficientemente importantes, pueden hacer que la disposición de la polea falle de una o más formas diferentes. Por ejemplo, el miembro impulsor puede romperse si las fuerzas impulsoras exceden su resistencia a la tracción, o un punto de unión puede fallar si las fuerzas cortantes exceden la resistencia cortante de la junta entre el extremo terminal del miembro impulsor y la polea. En algunas variaciones, un miembro impulsor se puede enrollar más de una vez alrededor de toda la circunferencia de la polea, lo que puede ayudar a proteger el punto de unión para que no experimente la carga completa de fuerzas durante el funcionamiento de la disposición de la polea. Sin embargo, incluso en estas variaciones, el elemento impulsor y su punto de unión a la polea todavía están sujetos a fallas debido a las fuerzas impulsoras en la disposición de la polea, y el mayor volumen de la disposición de la polea debido a la envoltura adicional puede ser indeseable en algunas aplicaciones.[0022] In general, when a pulley arrangement is used, significant driving forces may be applied to the one or more driving members that at least partially enclose a pulley and/or the point of attachment of the drive element to the pulley. . For example, when the pulley arrangement is operated (eg, at least one pulley rotates), one or more drive members may be loaded in tension. As another example, when operating the pulley arrangement, one or more attachment points for a drive member (where a terminating end of the drive member is attached to a pulley) may be loaded with a shear force (for example, related to the tensile load in the driving member). If such forces are significant enough, they can cause the pulley arrangement to fail in one or more different ways. For example, the drive member may break if the driving forces exceed its tensile strength, or a point of attachment may fail if the shear forces exceed the shear strength of the joint between the terminal end of the drive member and the pulley. In some variations, a drive member may be wrapped more than once around the entire circumference of the pulley, which can help protect the attachment point from experiencing the full load of forces during operation of the pulley arrangement. pulley. However, even in these variations, the driving element and its attachment point to the pulley are still subject to failure due to the driving forces in the pulley arrangement, and the increased volume of the pulley arrangement due to the sheath. additional may be undesirable in some applications.
[0023] Además, en algunas aplicaciones, puede ser ventajoso unir un elemento de accionamiento a una polea usando un área de superficie de la polea tan pequeña como sea posible, con el fin de aumentar la cantidad de recorrido angular útil de la polea (por ejemplo, menos envoltura "muerta" o envoltura "estática" del miembro impulsor) y así permitir que la disposición de la polea (y, por ejemplo, un conjunto de articulación impulsado por la disposición de la polea) tenga un mayor rango de movimiento.[0023] Also, in some applications, it may be advantageous to attach a drive element to a pulley using as small a pulley surface area as possible, in order to increase the amount of useful angular travel of the pulley (for less "dead" wrap or "static" wrap of the drive member) and thus allow the pulley arrangement (and, for example, a link assembly driven by the pulley arrangement) to have a greater range of motion.
[0024] A continuación se presentan las variaciones de ejemplo de elementos de accionamiento, y las variaciones de ejemplo de disposiciones de fijación de elemento de polea de conducción que pueden ser seguras, compactas, y/o ocupan menos superficie de la polea sin sacrificar la resistencia a la fijación del elemento de accionamiento a la polea. Debe entenderse que aunque al menos algunos de los sistemas y métodos de fijación se describen principalmente en el presente documento como acoplar dos extremos de un miembro impulsor a una polea, se pueden usar los mismos sistemas y métodos de fijación para asegurar los extremos de dos miembros impulsores separados a una polea (es decir, un extremo de un primer miembro impulsor y un extremo de un segundo miembro impulsor a la polea).[0024] Below are example variations of drive elements, and example variations of drive pulley element attachment arrangements that can be secure, compact, and/or take up less pulley surface area without sacrificing resistance to fixing the drive element to the pulley. It should be understood that while at least some of the fastening systems and methods are described herein primarily as attaching two ends of a drive member to a pulley, the same fastening systems and methods can be used to secure the ends of two members. separate drives to a pulley (ie, one end of a first drive member and one end of a second drive member to the pulley).
Miembros de conduccióndriving members
[0025] Como se muestra en la FIG. 2A, en algunas variaciones, un miembro impulsor 200 para una disposición de polea puede incluir una pluralidad de capas de uno o más materiales dispuestos en una pila, de modo que una carga (por ejemplo, fuerza impulsora de tracción) aplicada al miembro impulsor se distribuya a través de múltiples capas. Generalmente, con múltiples capas de materiales compartiendo la carga de tal manera, el miembro impulsor como un todo puede soportar una carga aplicada mayor antes de fallar (por ejemplo, debido a la carga cíclica alrededor de la polea y/u otros factores). Las capas del miembro impulsor se pueden unir al menos a un extremo de terminación del miembro impulsor. Adicional o alternativamente, las capas del miembro impulsor se pueden unir a lo largo o en parte de la longitud del miembro impulsor en laminado.[0025] As shown in FIG. 2A, in some variations, a drive member 200 for a pulley arrangement may include a plurality of layers of one or more materials arranged in a stack such that a load (eg, tensile driving force) applied to the drive member is distribute through multiple layers. Generally, with multiple layers of materials sharing the load in such a way, the drive member as a whole can withstand a greater applied load before failing (eg, due to cyclic loading around the pulley and/or other factors). The layers of the pusher member may be attached to at least one terminating end of the pusher member. Additionally or alternatively, the layers of the pusher member may be joined along or part of the length of the pusher member in laminate.
[0026] En algunas variaciones, como se muestra en la FIG. 2A, al menos algunas de las capas del miembro impulsor pueden incluir un primer material 210 y un segundo material 220 que se entrelaza con el material primario. El primer material 210 puede funcionar para soportar cargas de tracción aplicadas al miembro impulsor y puede incluir, por ejemplo, metal, plástico, fibra de carbono, etc. El segundo material 220 puede funcionar como un sustrato de cizallamiento que aumenta la resistencia al cizallamiento en un punto de unión. El segundo material 220 puede incluir, por ejemplo, una solución adhesiva (por ejemplo, un adhesivo de cianoacrilato u otro adhesivo líquido adecuado, un adhesivo estructural de doble cara o epoxi adecuado, etc.). Como otro ejemplo, como se muestra en la FIG. 2B, el segundo material 220 puede incluir adicional o alternativamente partículas 222 (por ejemplo, partículas de diamante, partículas de carburo de silicio, etc.) adecuadas para deformar la laminación del primer material 210, de modo que proporcionen una conexión física entre las capas del primer material 210. Las partículas 222 se pueden mezclar entre una solución portadora de materiales adhesivos y/o no adhesivos, y las partículas se pueden distribuir y al menos parcialmente incrustar en las superficies contiguas del primer material 210 de modo que las partículas se bloqueen mecánicamente en el primer material 210. En algunas variaciones, las partículas 222 pueden tener generalmente un diámetro que es hasta aproximadamente la mitad del espesor de la(s) capa(s) adyacente(s) del primer material 210. Por ejemplo, en una variación, si una capa del primer material 210 incluye una banda de aproximadamente 0,002 pulgadas de espesor, las partículas 222 pueden tener hasta aproximadamente 25 micrómetros de diámetro. Tal conexión física transfiere fuerzas mecánicas entre las capas del primer material 210 en respuesta a las fuerzas de corte aplicadas, aumentando así la rigidez general de la junta. Varias otras mezclas adecuadas de soluciones adhesivas y/o no adhesivas se pueden mezclar con partículas y curar antes o durante la laminación del primer material 210. Adicional o alternativamente, el segundo material 220 puede incluir un material de relleno adecuado (por ejemplo, aluminio-silicio, cobre o aleación de cobre, aleación de níquel, etc.) para soldar capas del primer material 210 juntas.[0026] In some variations, as shown in FIG. 2A, at least some of the layers of the drive member may include a first material 210 and a second material 220 that interlocks with the primary material. The first material 210 may function to support tensile loads applied to the drive member and may include, for example, metal, plastic, carbon fiber, and the like. The second material 220 may function as a shear substrate that increases shear strength at a point of junction. Second material 220 may include, for example, an adhesive solution (eg, a cyanoacrylate or other suitable liquid adhesive, a suitable epoxy or double-sided structural adhesive, etc.). As another example, as shown in FIG. 2B, the second material 220 may additionally or alternatively include particles 222 (eg, diamond particles, silicon carbide particles, etc.) suitable for deforming the lamination of the first material 210 so as to provide a physical connection between the layers. of the first material 210. The particles 222 can be mixed between a carrier solution of adhesive and/or non-adhesive materials, and the particles can be distributed and at least partially embedded in the adjoining surfaces of the first material 210 such that the particles become blocked. mechanically into the first material 210. In some variations, the particles 222 may generally have a diameter that is up to about half the thickness of the adjacent layer(s) of the first material 210. For example, in a variation, if a layer of the first material 210 includes a band about 0.002 inches thick, the particles 222 can be up to about 25 micrometers in diameter. Such a physical connection transfers mechanical forces between the layers of the first material 210 in response to applied shear forces, thus increasing the overall stiffness of the joint. various others Suitable mixtures of adhesive and/or non-adhesive solutions may be mixed with the particles and cured prior to or during lamination of the first material 210. Additionally or alternatively, the second material 220 may include a suitable filler material (eg, aluminum-silicon, copper or copper alloy, nickel alloy, etc.) to weld layers of the first material 210 together.
[0027] Las dimensiones y la elección del material para un miembro impulsor multicapa pueden seleccionarse dependiendo de las necesidades de la aplicación específica. Por ejemplo, el grosor de un miembro impulsor multicapa puede depender de varios factores tales como las cargas anticipadas que se espera que resista el miembro impulsor, el tipo o tipos de materiales en cada capa, el radio de la polea, el grosor de cada capa, el número de capas y el ancho del miembro impulsor. Como ejemplo, generalmente, el grosor total del elemento impulsor en una disposición de polea para un brazo robótico puede oscilar entre aproximadamente 0,2 milímetros y aproximadamente 1 milímetro, entre aproximadamente 0,4 milímetros y aproximadamente 0,8 milímetros, o entre aproximadamente 0,50 milímetros y aproximadamente 0,7 milímetros.[0027] The dimensions and choice of material for a multilayer pusher member can be selected depending on the needs of the specific application. For example, the thickness of a multi-layer driving member may depend on various factors such as the anticipated loads the driving member is expected to withstand, the type(s) of material in each layer, the radius of the pulley, the thickness of each layer , the number of layers and the width of the driving member. As an example, generally, the overall thickness of the drive element in a pulley arrangement for a robotic arm can range from about 0.2 millimeters to about 1 millimeter, from about 0.4 millimeters to about 0.8 millimeters, or from about 0 .50 millimeters and approximately 0.7 millimeters.
[0028] En una variante a modo de ejemplo, un miembro de varias capas de accionamiento puede incluir aproximadamente seis capas de metal (por ejemplo, acero inoxidable 301-HY), donde cada capa de metal puede tener un grosor de aproximadamente 0,05 milímetros. Las capas de metal, en un extremo de terminación del miembro impulsor, se pueden intercalar con una mezcla de adhesivo de cianoacrilato y partículas de diamante. Las partículas de diamante pueden tener un diámetro de aproximadamente 0,5 micrómetros o 0,6 micrómetros.[0028] In an exemplary variation, a multilayer drive member may include approximately six layers of metal (eg, 301-HY stainless steel), where each layer of metal may be approximately 0.05 thick. millimeters. The metal layers, at one end of the driving member, can be sandwiched with a mixture of cyanoacrylate adhesive and diamond particles. The diamond particles can have a diameter of about 0.5 microns or 0.6 microns.
[0029] En otras variaciones, el elemento de accionamiento puede incluir cualquier número adecuado de capas (por ejemplo, al menos dos, tres, cuatro, cinco o más capas). Además, aunque anteriormente se describen elementos impulsores multicapa ejemplares, las variaciones de los métodos de fijación que se describen a continuación se pueden usar en combinación con cualquier tipo de elemento impulsor adecuado (por ejemplo, una sola capa de un cinturón o banda) fabricado con cualquier tipo de material adecuado.[0029] In other variations, the actuation member may include any suitable number of layers (eg, at least two, three, four, five, or more layers). In addition, while exemplary multi-layer pusher elements are described above, variations of the attachment methods described below may be used in combination with any type of suitable pusher element (for example, a single layer of a belt or band) made with any kind of suitable material.
Unión compresivacompressive union
[0030] En algunas variaciones que no forman parte de la invención, un extremo de terminación de un elemento de accionamiento puede estar unido a una polea en la disposición de la polea a través de al menos una disposición compresiva. Una disposición compresiva puede proporcionar una buena resistencia contra la fatiga por el funcionamiento repetido de la disposición de la polea, de modo que es menos probable que el miembro impulsor se afloje con el tiempo. Además, una disposición compresiva puede evitar las debilidades que pueden introducirse en el material del miembro impulsor por otros métodos de unión usando soldadura, que pueden causar tensiones térmicas indeseables cerca del punto de unión del miembro impulsor a la polea. Además, cuando se usa en combinación con sujetadores o pasadores que pasan a través de orificios en el miembro impulsor, una disposición compresiva puede ejercer una fuerza de compresión que proporcione un buen contacto de fricción para transferir cargas, reduciendo o eliminando así la concentración de tensión alrededor de los orificios en el miembro impulsor que de lo contrario contribuiría a la falla del miembro impulsor alrededor del punto de unión.[0030] In some variations not forming part of the invention, a termination end of a drive member may be attached to a pulley in the pulley arrangement through at least one compressive arrangement. A compressive arrangement can provide good resistance against fatigue from repeated operation of the pulley arrangement so that the drive member is less likely to loosen over time. Furthermore, a compressive arrangement can avoid weaknesses that can be introduced into the drive member material by other joining methods using welding, which can cause undesirable thermal stresses near the point of attachment of the drive member to the pulley. Also, when used in combination with fasteners or pins that pass through holes in the driving member, a compressive arrangement can exert a compressive force that provides good frictional contact to transfer loads, thereby reducing or eliminating stress concentration. around holes in the drive member that would otherwise contribute to drive member failure around the attachment point.
[0031] En general, una disposición compresiva para la fijación de un elemento de accionamiento a una polea puede incluir comprimir al menos una porción del elemento de accionamiento (por ejemplo, un extremo de terminación del mismo) contra la polea. Por ejemplo, al menos una parte del miembro impulsor y la polea pueden estar intercaladas entre dos superficies opuestas. Las superficies opuestas pueden, por ejemplo, estar alineadas y/o comprimidas entre sí con un sujetador tal como un miembro roscado (por ejemplo, perno o tornillo). Dicho sujetador puede asegurarse con una tuerca (por ejemplo, contratuerca, tuerca de seguridad, etc.). Como se ilustra con más detalle en los ejemplos descritos a continuación, al menos una de las superficies opuestas puede incluir, por ejemplo, un componente de compresión adicional, como una arandela o placa de sujeción, que aumenta el área de superficie y la fricción contra la polea y/o el miembro impulsor y, por lo tanto, aumenta la resistencia al corte de la unión cuando la disposición compresiva se aprieta y se asegura con el sujetador. Como otro ejemplo, al menos una parte del elemento impulsor y la polea pueden comprimirse contra la polea con una cuña u otro elemento de compresión adecuado. En este documento se describen otras variaciones de disposiciones de compresión para unir un miembro impulsor a una polea u otra superficie.[0031] In general, a compressive arrangement for attaching a drive member to a pulley may include compressing at least a portion of the drive member (eg, a terminating end thereof) against the pulley. For example, at least a portion of the drive member and pulley may be sandwiched between two opposing surfaces. Opposing surfaces may, for example, be aligned and/or compressed with one another with a fastener such as a threaded member (eg, bolt or screw). Said fastener may be secured with a nut (eg lock nut, lock nut, etc.). As illustrated in more detail in the examples described below, at least one of the opposing surfaces may include, for example, an additional compression component, such as a washer or clamp plate, which increases the surface area and friction against it. pulley and/or drive member and thus increases the shear strength of the joint when the compressive arrangement is tightened and secured with the fastener. As another example, at least a portion of the drive member and pulley may be compressed against the pulley with a wedge or other suitable compression member. Other variations of compression arrangements for attaching a drive member to a pulley or other surface are described herein.
[0032] En una variante a modo de ejemplo que no forma parte de la invención, como se muestra en las FIGS. 3A y 3B, una disposición compresiva 300 para acoplar un miembro impulsor a una polea puede incluir una polea 310, un miembro impulsor 320 y una abrazadera 330. Un sustrato de cizallamiento adecuado (por ejemplo, como se describe anteriormente con referencia a la FIG. 2B) tal como un adhesivo de cianoacrilato puede estar dispuesto entre la polea 310 y el miembro impulsor 320 y/o entre el miembro impulsor 320 y la abrazadera 330. El sustrato de cizallamiento entre la polea 310 y el miembro impulsor 320 puede ser diferente o sustancialmente similar a la cizalla sustrato entre el miembro impulsor 320 y la abrazadera 330. Como se muestra en la FIG. 3A, al menos un sujetador 340 (por ejemplo, un tornillo roscado) puede pasar a través de un orificio 332 en la abrazadera, un orificio 322 en el miembro impulsor y un orificio 312 en la polea.[0032] In an exemplary variant not forming part of the invention, as shown in FIGS. 3A and 3B, a compressive arrangement 300 for coupling a drive member to a pulley may include a pulley 310, a drive member 320, and a bracket 330. A suitable shear substrate (eg, as described above with reference to FIG. 2B) such as a cyanoacrylate adhesive may be disposed between pulley 310 and drive member 320 and/or between drive member 320 and bracket 330. The shear substrate between pulley 310 and drive member 320 may be different or substantially similar to the substrate shear between drive member 320 and clamp 330. As shown in FIG. 3A, at least one fastener 340 (eg, threaded screw) may pass through a hole 332 in the bracket, a hole 322 in the drive member, and a hole 312 in the pulley.
[0033] La abrazadera 330 puede incluir una placa con orificios 332 formados en la misma (por ejemplo, por mecanizado, la impresión 3D, fundición, etc.). Aunque la abrazadera 330 se muestra en las FIGS. 3A y 3B como una placa generalmente plana o nivelada con dos orificios 332, debe entenderse que en otras variaciones, la abrazadera 330 puede ser arqueada (por ejemplo, arqueada con un radio de curvatura similar al de la polea 310) e incluir cualquier número adecuado de agujeros, tales como dos, tres, cuatro, cinco, seis o más agujeros en cualquier patrón adecuado para acomodar cualquier número adecuado de sujetadores 340. Al menos algunos de los agujeros 332 pueden, en algunas variaciones, estar avellanados para recibir las cabezas de los sujetadores 340 de manera que los sujetadores 340 queden generalmente al ras con la superficie de la abrazadera 330. La abrazadera 330 puede incluir un material que sea más suave que el material del miembro impulsor para no deformar el miembro impulsor cuando se aprieta la abrazadera 330 sobre el miembro impulsor. La abrazadera puede, en algunas variaciones, tener un grosor generalmente igual al grosor del miembro impulsor, pero alternativamente puede tener cualquier grosor adecuado. En algunas variaciones, la longitud circunferencial de la abrazadera 330 con respecto a la anchura del miembro impulsor puede estar entre aproximadamente 1:1,5 y aproximadamente 1:3, o aproximadamente 1:2.[0033] The clamp 330 may include a plate with holes 332 formed therein (eg, by machining, 3D printing, casting, etc.). Although clamp 330 is shown in FIGS. 3A and 3B as a generally flat or level plate with two holes 332, it is to be understood that in other variations, clamp 330 may be arcuate (eg, arcuate with a radius of curvature similar to that of pulley 310) and include any suitable number. from holes, such as two, three, four, five, six or more holes in any suitable pattern to accommodate any suitable number of fasteners 340. At least some of the holes 332 may, in some variations, be countersunk to receive fastener heads. fasteners 340 such that the fasteners 340 are generally flush with the surface of the clamp 330. The clamp 330 may include a material that is softer than the material of the pusher member so as not to deform the pusher member when the clamp 330 is tightened on. the driving member. The clamp may, in some variations, have a thickness generally equal to the thickness of the driving member, but may alternatively have any suitable thickness. In some variations, the circumferential length of the clamp 330 relative to the width of the drive member may be between about 1:1.5 and about 1:3, or about 1:2.
[0034] En algunas variaciones, el uno o más orificios 312 en la polea 310 puede estar roscado para recibir un sujetador roscado 340 de tal manera que uno o más sujetadores 340 pueden sujetar y comprimir la abrazadera 330 y el miembro de accionamiento 320 contra la polea 310 en una disposición compresiva, a medida que los sujetadores 340 avanzan dentro de los orificios 312. Además o alternativamente, una tuerca 342 (por ejemplo, contratuerca, tuerca de seguridad, etc.) puede encajar con un extremo distal de un sujetador 340 para asegurar las partes del conjunto sujeto. Se puede aplicar un adhesivo fijador de roscas (por ejemplo, LOCTITE), en algunas variaciones, a las roscas del sujetador 340 para asegurar aún más el conjunto sujetado contra la fatiga y el aflojamiento.[0034] In some variations, the one or more holes 312 in the pulley 310 may be threaded to receive a threaded fastener 340 such that one or more fasteners 340 may hold and compress the clamp 330 and drive member 320 against the pulley 310 in a compressive arrangement, as fasteners 340 are advanced within holes 312. Additionally or alternatively, a nut 342 (eg, jam nut, lock nut, etc.) may engage a distal end of a fastener 340 to secure the parts of the clamped assembly. A threadlocking adhesive (eg, LOCTITE) may be applied, in some variations, to the threads of fastener 340 to further secure the fastened assembly against fatigue and loosening.
[0035] Como se muestra en la FIG. 3A, la disposición compresiva 300 puede incluir una pluralidad de sujetadores 340 (por ejemplo, al menos dos, tres, cuatro, cinco, etc.) para asegurar la disposición compresiva de la abrazadera 330, el miembro impulsor 320 y la polea 310. Una disposición particular deseada de los sujetadores (tamaño, número, etc.) para unir el miembro impulsor 320 a la polea sin una soldadura puede evaluarse en función de la geometría y/o las propiedades del material del miembro impulsor y los sujetadores, y su efecto sobre la tensión experimentada en la interfaz entre el miembro impulsor y los sujetadores.[0035] As shown in FIG. 3A, compressive arrangement 300 may include a plurality of fasteners 340 (eg, at least two, three, four, five, etc.) to secure the compressive arrangement of clamp 330, drive member 320, and pulley 310. The particular desired arrangement of fasteners (size, number, etc.) to attach the drive member 320 to the pulley without a weld can be evaluated based on the geometry and/or material properties of the drive member and fasteners, and their effect. on the stress experienced at the interface between the drive member and the fasteners.
[0036] Por ejemplo, las expresiones matemáticas abajo pueden ser utilizadas para determinar el diámetro de sujeción deseado en base al menos en parte en caracterizaciones de tensiones de cizallamiento del elemento de accionamiento y elementos de sujeción, y en geometrías conocidas ilustradas en la FIG. 3B y otras propiedades conocidas del material. El esfuerzo cortante j f de los sujetadores en la disposición compresiva puede expresarse como se muestra en la Ecuación (1) a continuación:[0036] For example, the mathematical expressions below can be used to determine the desired clamping diameter based at least in part on shear stress characterizations of the drive element and clamping elements, and on known geometries illustrated in FIG. 3B and other known material properties. The shear stress jf of the fasteners in the compressive arrangement can be expressed as shown in Equation (1) below:
donde Pf = fuerza en la ubicación cortante de los sujetadores, Af = área de los sujetadores en la ubicación de cortante, Nf = número de sujetadores, Df = diámetro de cada sujetador, y of = resistencia máxima a la tracción (UTS) del material del sujetador.where P f = force at shear location of fasteners, A f = area of fasteners at shear location, N f = number of fasteners, D f = diameter of each fastener, and of = maximum tensile strength ( UTS) of the fastener material.
[0037] Además, la tensión de cizallamiento od del elemento de accionamiento se puede expresar en muestra en la Ecuación (2) siguiente:[0037] Furthermore, the shear stress od of the driving member can be expressed as shown in Equation (2) below:
donde Pd = fuerza en la ubicación de cizallamiento del miembro, la conducción Ad = área del elemento de accionamiento en la posición de corte, Nd = número de capas en el miembro impulsor en la ubicación de corte, Yd = espesor de cada capa en el miembro impulsor, Xd = ancho de cada capa en el miembro impulsor, Nf = número de sujetadores, Df = diámetro de cada sujetador, y j d = resistencia máxima a la tracción (UTS) del material de la capa del miembro impulsor.where P d = force at member shear location, driving A d = area of drive member at shear position, N d = number of layers in driving member at shear location, Y d = thickness of each ply in the driving member, X d = width of each ply in the driving member, N f = number of fasteners, D f = diameter of each fastener, and jd = ultimate tensile strength (UTS) of ply material of the driving member.
[0038] Suponiendo que, en la interfaz entre el miembro y sujetadores de conducción, la fuerza de cizallamiento Pf que actúa sobre los elementos de fijación por el elemento de accionamiento es igual a la fuerza de cizallamiento Pd que actúa sobre el elemento de accionamiento por los elementos de sujeción, se pueden desarrollar las Ecuaciones (3) -(6):[0038] Assuming that, at the interface between the member and driving fasteners, the shear force Pf acting on the fasteners by the drive element is equal to the shear force Pd acting on the drive element. driven by the clamping elements, Equations (3) -(6) can be developed:
Pf = Pn Pf = Pn (3)(3)
of Af — odA d (4) of A f — od A d (4)
O p N p n ty 2 O p N p n ty 2 = od = od Nd Yd (X d - NpDp) (5) N d Y d ( X d - NpDp) (5)
^ D f 2 aDNDYDNFDp - oDNDYDXD = 0 (6) ^ D f 2 aDNDYDNFDp - oDNDYDXD = 0 ( 6 )
[0039] Usando la Ecuación (6), el diámetro deseado Df de cada sujetador se puede determinar usando la fórmula cuadrática[0039] Using Equation (6), the desired diameter D f of each fastener can be determined using the quadratic formula
dondewhere
ffcNpnffcNpn
a = ( 4 8 ) a = ( 4 8 )
b = o DN DYDN f (9 ) b = o DN DYDN f ( 9 )
c = o d N d Yd X d ( 10 ) c = od N d Y d X d ( 10 )
las Ecuaciones (7) - (10) proporcionan un valor positivo y un valor negativo, siendo el valor positivo el diámetro del sujetador deseado en función de las geometrías y características del material conocidas o predeterminadas del elemento impulsor y los sujetadores.Equations (7)-(10) provide a positive value and a negative value, with the positive value being the desired fastener diameter based on the known or predetermined geometries and material characteristics of the driver and fasteners.
[0040] En otras palabras, una vez que se seleccionan y conocen los materiales y las geometrías particulares de la disposición compresiva, se pueden aplicar las Ecuaciones (1) -(10) para determinar un diámetro de sujetador deseado para la disposición compresiva. Además, en algunas variaciones, la disposición compresiva puede incluir tamaños de sujetadores que incorporan factores de seguridad adicionales (por ejemplo, 1,5x, 1,75x, 2x, etc.) aplicados al diámetro determinado del sujetador. Estos factores de seguridad pueden incorporarse para aumentar la confianza de que la unión del miembro impulsor a la polea (a través de la disposición compresiva) no fallará durante el uso esperado de la disposición de la polea. Debe entenderse que aunque las Ecuaciones (1) - (10) se describen con referencia a la disposición compresiva 300, estas ecuaciones no son necesariamente aplicables únicamente a la disposición compresiva 300, y pueden modificarse para determinar los parámetros deseados de otras disposiciones de fijación descritas aquí.[0040] In other words, once the particular materials and geometries of the compressive arrangement are selected and known, Equations (1)-(10) can be applied to determine a desired fastener diameter for the compressive arrangement. Additionally, in some variations, the compressive arrangement may include fastener sizes that incorporate additional safety factors (eg, 1.5x, 1.75x, 2x, etc.) applied to the given diameter of the fastener. These safety factors can be incorporated to increase confidence that the drive member attachment to the pulley (via the compressive arrangement) will not fail during the expected use of the pulley arrangement. It should be understood that although Equations (1)-(10) are described with reference to compression arrangement 300, these equations are not necessarily applicable solely to compression arrangement 300, and may be modified to determine the desired parameters of other fastener arrangements described. here.
[0041] En otra variación ejemplar que no forma parte de la invención, como se muestra en las FIGS. 4A-4D, una disposición compresiva 400 para acoplar un miembro impulsor a una polea puede incluir una polea 410, un miembro impulsor 420 con extremos primero y segundo superpuestos 422 y 424, respectivamente, y al menos dos superficies opuestas aseguradas por al menos un sujetador 434 y tuerca 436 para sujetar los extremos superpuestos del miembro de accionamiento 420 a la polea 410. Como se muestra mejor en la FIG. 4c , las superficies opuestas en la disposición compresiva 400 pueden incluir una primera arandela 430 y una segunda arandela 432 dispuestas en lados opuestos de la polea 410 y los extremos del miembro impulsor 422 y 424. Al menos una de las arandelas 430 y 432 puede ser una onda arandela de resorte o similar, que imparte una presión de resorte cuando se comprime en la disposición compresiva, para aumentar la probabilidad de que la disposición compresiva proporcione una fuerza de compresión positiva en el lugar de unión durante la vida útil de la disposición de polea.[0041] In another exemplary variation not forming part of the invention, as shown in FIGS. 4A-4D, a compressive arrangement 400 for coupling a drive member to a pulley may include a pulley 410, a drive member 420 with overlapping first and second ends 422 and 424, respectively, and at least two opposing surfaces secured by at least one fastener. 434 and nut 436 for fastening the overlapping ends of drive member 420 to pulley 410. As best shown in FIG. 4c, opposing surfaces on compressive arrangement 400 may include a first washer 430 and a second washer 432 disposed on opposite sides of pulley 410 and drive member ends 422 and 424. At least one of washers 430 and 432 may be a wave spring washer or similar, which imparts a spring pressure when compressed in the compressive arrangement, to increase the likelihood that the compressive arrangement will provide a positive compressive force at the attachment site over the life of the arrangement pulley.
[0042] En general, el elemento de sujeción 434 (por ejemplo, un miembro roscado tal como un perno o tornillo) puede pasar a través de la primera arandela 430, la polea 410, a través de los extremos primero y segundo 422 del elemento de accionamiento 420, a través de la segunda arandela 432, y a través de la tuerca 436. En algunas variaciones, el diámetro del sujetador puede ser menor o igual a aproximadamente la mitad del ancho del miembro impulsor 420. La tuerca 436, que está acoplada a rosca con el sujetador 434, puede apretarse para sujetar y asegurar la polea 410 y los extremos del miembro impulsor juntos entre la primera arandela 430 y la segunda arandela 432. La tuerca 436 puede ser una contratuerca o tuerca de seguridad con fijador de roscas, etc. para ayudar a asegurar la ubicación de la tuerca en el sujetador 434 y mantener la fuerza de compresión.[0042] In general, the fastener element 434 (eg, a threaded member such as a bolt or screw) may pass through the first washer 430, the pulley 410, through the first and second ends 422 of the element. drive member 420, through second washer 432, and through nut 436. In some variations, the diameter of the fastener may be less than or equal to about one-half the width of drive member 420. Nut 436, which is attached threaded with fastener 434, it can be tightened to clamp and secure pulley 410 and drive member ends together between first washer 430 and second washer 432. Nut 436 can be a locknut or locknut with threadlocker, etc. to help secure the location of the nut on the 434 fastener and maintain compressive strength.
[0043] En algunas variaciones, como se muestra en la FIG. 4B, la polea 410 puede incluir un rebajo para recibir la cabeza del sujetador (o alternativamente, la tuerca 436). Adicional o alternativamente, como se muestra en la FIG. 4D, la polea 410 puede definir una superficie plana 412 contra la cual la cabeza del sujetador 434 puede apoyarse de manera que el sujetador no gire (por ejemplo, mientras o después de que se apriete la disposición compresiva). Durante el montaje, la arandela 430 se puede insertar a través de una ranura 414 en la polea 410 para colocarse en la trayectoria del elemento de fijación 434.[0043] In some variations, as shown in FIG. 4B, pulley 410 may include a recess to receive the fastener head (or alternatively, nut 436). Additionally or alternatively, as shown in FIG. 4D, pulley 410 may define a flat surface 412 against which fastener head 434 may bear so that the fastener does not rotate (eg, while or after the compressive arrangement is tightened). During assembly, washer 430 can be inserted through slot 414 in pulley 410 to position itself in the path of fastener 434.
[0044] En otra variación ejemplar, como se muestra en las FIGS. 5A y 5B, una disposición compresiva 500 para acoplar un miembro impulsor a una polea puede incluir una polea 510, un miembro impulsor 520 con los extremos primero y segundo superpuestos 522 y 524, respectivamente, y al menos dos superficies opuestas aseguradas por uno o más sujetadores. 534 y tuercas 536 para sujetar los extremos superpuestos del miembro 520 impulsor a la polea 510. Como se muestra mejor en la FIG. 5B, las superficies opuestas en la disposición compresiva 500 pueden incluir una arandela 530 y una abrazadera 532 dispuestas en lados opuestos de la polea 510 y los extremos del miembro impulsor 522 y 524. La abrazadera 532 puede, por ejemplo, ser similar a la abrazadera 330 descrita arriba con referencia a las FIGS. 3A y 3B.[0044] In another exemplary variation, as shown in FIGS. 5A and 5B, a compressive arrangement 500 for coupling a drive member to a pulley may include a pulley 510, a drive member 520 with overlapping first and second ends 522 and 524, respectively, and at least two opposing surfaces secured by one or more bras. 534 and nuts 536 for fastening the overlapping ends of drive member 520 to pulley 510. As best shown in FIG. 5B, the opposing surfaces on the compressive arrangement 500 may include a washer 530 and a bracket 532 disposed on opposite sides of pulley 510 and drive member ends 522 and 524. Bracket 532 may, for example, be similar to bracket 330 described above with reference to FIGS. 3A and 3B.
[0045] En general, los elementos de fijación 534 pueden pasar a través de la abrazadera 532, a través de los extremos segundo y primero 524 y 522, respectivamente, a través de la polea 510, a través de la arandela 530, y por medio de la tuerca 536. En algunas variaciones, el diámetro de un sujetador 534 puede ser menor o igual a aproximadamente la mitad del ancho del miembro impulsor 520. En algunas variaciones, los sujetadores 534 pueden estar roscados (p. ej., perno o tornillo) y enroscarse con agujeros en la polea 510 y/o las tuercas 536. En otras variaciones, uno o más de los elementos de fijación 534 puede ser de ajuste a presión en la polea 510 para asegurar de este modo el elemento de accionamiento 520 contra la polea 510.[0045] In general, fasteners 534 may pass through clamp 532, through second and first ends 524 and 522, respectively, through pulley 510, through washer 530, and through middle of the nut 536. In some variations, the diameter of a fastener 534 may be less than or equal to about one-half the width of the drive member 520. In some variations, the fasteners 534 may be threaded (e.g., bolt or screw) and threaded with holes in pulley 510 and/or nuts 536. In other variations, one or more of fasteners 534 may be press-fit on pulley 510 to thereby secure drive member 520 against pulley 510.
[0046] Como se muestra en la FIG. 5A, la disposición compresiva 500 se puede asegurar con más sujetadores que tengan diámetros más pequeños en lugar de menos sujetadores que tengan diámetros mayores. Por ejemplo, la disposición compresiva 500 se representa de modo que incluye cinco sujetadores que pasan a través de un conjunto de cinco orificios respectivos en la abrazadera 534 y los extremos de miembros impulsores 522 y 544. Numerosos agujeros más pequeños, en lugar de menos agujeros más grandes, pueden reducir la concentración de estrés alrededor de los agujeros que son más propensos a fallar (por ejemplo, en el caso de que la resistencia al corte de la junta de unión sea superada por las fuerzas impulsoras de la disposición de la polea).[0046] As shown in FIG. 5A, the compressive arrangement 500 can be secured with more fasteners having smaller diameters rather than fewer fasteners having larger diameters. For example, compression arrangement 500 is shown as including five fasteners passing through a set of five respective holes in clamp 534 and drive member ends 522 and 544. Numerous smaller holes, rather than fewer holes larger, they can reduce stress concentration around holes that are more prone to failure (for example, in the event that the shear strength of the tie joint is overcome by the driving forces of the pulley arrangement) .
[0047] En otra variación ejemplar que no forma parte de la invención, como se muestra en las FIGS. 6A-6D, una disposición de compresión 600 para acoplar un miembro impulsor a una polea puede incluir una polea 610 que tiene al menos una proyección 616, y un miembro impulsor 620 con los extremos primero y segundo 622 y 624 donde al menos uno de los extremos primero y segundo 622 y 624 envuelven al menos parcialmente una proyección 616 en la polea 610. En la variación mostrada en la FIG. 6C, cada uno de los extremos del miembro impulsor 622 y 624 puede envolver una proyección respectiva 616. La disposición compresiva 600 puede incluir además al menos dos superficies opuestas aseguradas por al menos un sujetador 634 y una tuerca 636 para sujetar extremos de miembro impulsor 622 y 624 sobre las proyecciones 616 de la polea 610. Como se muestra mejor en la FIG. 6C, las superficies opuestas en la disposición compresiva 600 pueden incluir una primera abrazadera 640 dispuesta en un primer lado (por ejemplo, el lado interior) de las proyecciones 616 y una segunda abrazadera 642 dispuesta en un segundo lado (por ejemplo, el lado exterior) de las proyecciones 616. Las abrazaderas 640 y 642 pueden, por ejemplo, ser similares a la abrazadera 330 descrita anteriormente con referencia a las FIGS. 3A y 3B. La primera abrazadera 640 puede configurarse para comprimir partes de los extremos 622 y 624 del miembro impulsor contra el primer lado de las proyecciones 616. La segunda abrazadera 642 puede configurarse para comprimir partes de los extremos 622 y 624 del miembro impulsor contra el segundo lado de las proyecciones 616. Generalmente, el sujetador 634 puede pasar a través de las abrazaderas 640 y 642 y la tuerca 636 para comprimir y asegurar los extremos del miembro impulsor alrededor de las proyecciones 616 de la polea.[0047] In another exemplary variation not forming part of the invention, as shown in FIGS. 6A-6D, a compression arrangement 600 for coupling a drive member to a pulley may include a pulley 610 having at least one projection 616, and a drive member 620 with first and second ends 622 and 624 where at least one of the First and second ends 622 and 624 at least partially enclose a projection 616 on pulley 610. In the variation shown in FIG. 6C, each of pusher member ends 622 and 624 may wrap around a respective projection 616. Compressive arrangement 600 may further include at least two opposing surfaces secured by at least one fastener 634 and nut 636 for fastening pusher member ends 622. and 624 on projections 616 of pulley 610. As best shown in FIG. 6C, the opposing surfaces on the compressive arrangement 600 may include a first clamp 640 disposed on a first side (eg, the inner side) of projections 616 and a second clamp 642 disposed on a second side (eg, the outer side). ) of projections 616. Brackets 640 and 642 may, for example, be similar to bracket 330 described above with reference to FIGS. 3A and 3B. The first clamp 640 may be configured to compress portions of the pusher member ends 622 and 624 against the first side of projections 616. The second clamp 642 may be configured to compress portions of the pusher member ends 622 and 624 against the second side of projections 616. projections 616. Generally, fastener 634 may pass through clamps 640 and 642 and nut 636 to compress and secure the ends of the drive member around projections 616 on the pulley.
[0048] Adicionalmente o alternativamente, las superficies opuestas en la disposición compresiva 600 pueden incluir una primera arandela 630 y/o una segunda arandela 632. Al menos una de las arandelas 630 y 632 puede ser una arandela de resorte ondulado o similar, que imparte una presión de resorte cuando se comprime en la disposición compresiva, para aumentar la probabilidad de que la disposición compresiva proporcione una fuerza de compresión positiva en el lugar de unión a lo largo de la vida de la disposición de polea.[0048] Additionally or alternatively, the opposing surfaces on the compressive arrangement 600 may include a first washer 630 and/or a second washer 632. At least one of the washers 630 and 632 may be a wave spring washer or the like, which imparts a spring pressure when compressed in the compressive arrangement, to increase the probability that the compressive arrangement will provide a positive compressive force at the attachment site throughout the life of the pulley arrangement.
[0049] Adicionalmente o alternativamente, las superficies opuestas de sujeción de los extremos de miembro de accionamiento 622 y 624 sobre las proyecciones 616 de la polea 610 pueden estar en el elemento de fijación 634 en sí. Por ejemplo, puede tener una forma de la cabeza del elemento de sujeción 634 (por ejemplo, mecanizar) para que coincida con la curvatura de la polea 610, y ser lo suficientemente grande como para proporcionar suficiente fuerza de compresión sobre los extremos de miembro de accionamiento 622 y 624.[0049] Additionally or alternatively, the opposing clamping surfaces of drive member ends 622 and 624 on projections 616 of pulley 610 may be on fastener 634 itself. For example, the head of fastener 634 may be shaped (eg, machined) to match the curvature of pulley 610, and be large enough to provide sufficient compressive force on the clamp member ends. drive 622 and 624.
[0050] En algunas variaciones, similares a las descritas anteriormente con referencia a la FIG. 4B, la polea 610 puede incluir un rebajo para recibir la cabeza del sujetador (o alternativamente, la tuerca 636). Adicional o alternativamente, como se muestra en la FIG. 6D, la polea 610 puede definir una superficie plana 612 contra la cual la cabeza del sujetador 634 puede apoyarse de manera que el sujetador no gire (por ejemplo, mientras o después de que se apriete la disposición compresiva). Durante el montaje, la arandela 630 y/o la abrazadera 640 pueden ser insertadas a través de una ranura 614 en la polea 610 para colocarse en la trayectoria del elemento de fijación 634.[0050] In some variations, similar to those described above with reference to FIG. 4B, pulley 610 may include a recess to receive the fastener head (or alternatively, nut 636). Additionally or alternatively, as shown in FIG. 6D, pulley 610 may define a flat surface 612 against which fastener head 634 may bear so that the fastener does not rotate (eg, while or after the compressive arrangement is tightened). During assembly, washer 630 and/or clamp 640 may be inserted through a slot 614 in pulley 610 to position itself in the path of fastener 634.
[0051] En otra variación ejemplar que no forma parte de la invención, como se muestra en FIG. 7, una disposición compresiva 700 es similar a la disposición compresiva 600, excepto en lo que se describe a continuación. La disposición compresiva 700 para acoplar un miembro impulsor a una polea puede incluir una polea 710 que tiene al menos una proyección 716, y un miembro impulsor 720 con extremos primero y segundo 722 y 724 donde al menos uno de los extremos primero y segundo 722 y 724 envuelve al menos parcialmente una proyección 716 en la polea 710. En la variación mostrada en la FIG. 7, cada uno de los extremos 722 y 724 del miembro impulsor puede envolver una proyección 716 respectiva. La disposición 700 de compresión puede incluir además una cuña 750 configurada para comprimir los extremos 722 del miembro impulsor contra las proyecciones 716. Por ejemplo, la cuña 750 puede ser generalmente prismática con bordes ahusados de modo que la cuña se estrecha en ancho a lo largo de una dirección radial. Alternativamente, la cuña 750 puede ser cónica o troncocónica, etc. La cuña puede estar hecha de un material de alta fricción, como caucho u otro material adecuado. Un sujetador 734, asegurado por la tuerca 736, puede pasar a través de un lumen de la cuña 750 entre las proyecciones 716 de tal manera que cuando se aprieta el sujetador, la cuña 750 es empujada radialmente y su ancho creciente en los puntos de contacto con los extremos del miembro impulsor 722 y 724 hacen que la cuña 750 comprima aún más los extremos 722 y 724 del miembro impulsor contra las proyecciones 716 en la polea.[0051] In another exemplary variation not forming part of the invention, as shown in FIG. 7, a compressive arrangement 700 is similar to a compressive arrangement 600, except as described below. Compressive arrangement 700 for coupling a drive member to a pulley may include a pulley 710 having at least one projection 716, and a drive member 720 with first and second ends 722 and 724 where at least one of first and second ends 722 and 724 at least partially surrounds a projection 716 on pulley 710. In the variation shown in FIG. 7, each of the pusher member ends 722 and 724 may wrap around a respective projection 716. Compression arrangement 700 may further include a wedge 750 configured to compress the ends 722 of the drive member against projections 716. For example, wedge 750 may be generally prismatic with tapered edges such that the wedge tapers in width along its length. in a radial direction. Alternatively, wedge 750 may be conical or frustoconical, etc. The wedge may be made of a high friction material such as rubber or other suitable material. A fastener 734, secured by nut 736, can pass through a wedge lumen 750 between the projections 716 such that when the fastener is tightened, the wedge 750 is pushed radially and its increasing width at the points of contact with the drive member ends 722 and 724 causes the wedge 750 to compress further the ends 722 and 724 of the drive member against projections 716 on the pulley.
[0052] La disposición compresiva 700 puede incluir además al menos una abrazadera 740 dispuesta en un lado interior de las proyecciones 716 para ayudar a asegurar los extremos del elemento de accionamiento a la polea. La reivindicación 740 puede, por ejemplo, ser similar a la abrazadera 330 descrita anteriormente con referencia a las FIGS. 3A y 3B. Adicional o alternativamente, la disposición compresiva 700 puede incluir una primera arandela 730 y/o una segunda arandela 732. Al menos una de las arandelas 730 y 732 puede ser una arandela de resorte ondulado o similar, que imparte una presión de resorte cuando se comprime en la disposición compresiva, para aumentar la probabilidad de que la disposición compresiva proporcione una fuerza de compresión positiva en el lugar de unión a lo largo de la vida útil de la disposición de polea.[0052] Compression arrangement 700 may further include at least one clamp 740 disposed on an inner side of projections 716 to help secure the ends of the drive member to the pulley. Claim 740 may, for example, be similar to clamp 330 described above with reference to FIGS. 3A and 3B. Additionally or alternatively, the compressive arrangement 700 may include a first washer 730 and/or a second washer 732. At least one of the washers 730 and 732 may be a wave spring washer or the like, which imparts spring pressure when compressed. in the compressive arrangement, to increase the probability that the compressive arrangement will provide a positive compressive force at the attachment site throughout the life of the pulley arrangement.
[0053] En otra variación ejemplar que no forma parte de la invención, como se muestra en la FIG. 8, una disposición compresiva 800 es similar a la disposición compresiva 700, excepto en lo que se describe a continuación. Por ejemplo, la disposición compresiva 800 puede incluir una polea 810 que tiene al menos una proyección 816, y un miembro impulsor 820 con los extremos primero y segundo 822 y 824, donde al menos uno de los extremos primero y segundo envuelve al menos parcialmente alrededor de una proyección sobre la polea 810. La disposición compresiva 800 puede incluir además una cuña 850 como la similar a la cuña 750 descrita anteriormente con referencia a la FIG. 7. Un sujetador roscado 834, asegurado en un extremo con una tuerca 836, puede pasar a través de un lumen de la cuña 850 y dentro de un orificio roscado de la polea 810. A medida que se aprieta el sujetador (p. ej., la tuerca 936 y la arandela 832 avanzan contra la cuña 850), la cuña 850 se empuja radialmente y su anchura creciente en los puntos de contacto con los extremos del elemento impulsor 822 y 824 hace que la cuña 850 comprima aún más los extremos del elemento impulsor 822 y 824 contra las proyecciones en la polea 810. En la FIG. 9 se muestra otra variación ejemplar de una disposición compresiva 900. La disposición compresiva 900 es similar a la disposición compresiva 800, con elementos numerados similares a los de la disposición compresiva 800, excepto que los extremos 922 y 924 del miembro impulsor se envuelven menos alrededor de las proyecciones 916 en comparación con los extremos 822 y 824 del miembro impulsor como se muestra en la FIG. 8.[0053] In another exemplary variation not forming part of the invention, as shown in FIG. 8, a compressive arrangement 800 is similar to a compressive arrangement 700, except as described below. For example, compression arrangement 800 may include a pulley 810 having at least one projection 816, and a drive member 820 with first and second ends 822 and 824, where at least one of the first and second ends wraps at least partially around of a projection on pulley 810. Compression arrangement 800 may further include a wedge 850 such as is similar to wedge 750 described above with reference to FIG. 7. A threaded fastener 834, secured at one end with a nut 836, can pass through a lumen in wedge 850 and into a threaded hole in pulley 810. As the fastener is tightened (eg. , nut 936 and washer 832 advance against wedge 850), wedge 850 is pushed radially and its increasing width at the points of contact with the drive member ends 822 and 824 causes wedge 850 to further compress the drive ends. drive element 822 and 824 against projections on pulley 810. In FIG. Another exemplary variation of a compression arrangement 900 is shown in Figure 9. The compression arrangement 900 is similar to the compression arrangement 800, with similar numbered elements as the compression arrangement 800, except that the drive member ends 922 and 924 wrap less around of projections 916 compared to ends 822 and 824 of the drive member as shown in FIG. 8.
[0054] En otra variación ejemplar que no forma parte de la invención, como se muestra en la FIG. 10A, una disposición compresiva 1000 puede incluir un bloque 1010 (por ejemplo, parte de una polea o un componente acoplado a una polea) que tiene uno o más pasadores deformables 1034, un miembro impulsor 1020 y una abrazadera 1030. Los pasadores 1034 pueden, por ejemplo, ser mecanizados del bloque 1010, y/o pueden ser pasadores que se insertan en los orificios respectivos en el bloque 1010 (p. ej., mediante ajuste a presión, etc.). Los pasadores pueden ser recibidos a través de los orificios 1022 en el miembro impulsor 1020 y los orificios 1032 en la abrazadera 1030 en la disposición de la FIG. 10B. Como se muestra en la FIG. 10B, el bloque 1010 y la abrazadera 1030 pueden tener superficies acoplables que intercalan y comprimen el miembro impulsor en lados opuestos del miembro impulsor.[0054] In another exemplary variation not forming part of the invention, as shown in FIG. 10A, a compressive arrangement 1000 may include a block 1010 (eg, part of a pulley or a component attached to a pulley) having one or more deformable pins 1034, a drive member 1020, and a clamp 1030. The pins 1034 may, for example, be machined from block 1010, and/or may be pins that are inserted into respective holes in block 1010 (eg, by press fit, etc.). The pins can be received through holes 1022 in drive member 1020 and holes 1032 in bracket 1030 in the arrangement of FIG. 10B. As shown in FIG. 10B, block 1010 and bracket 1030 may have mating surfaces that interpose and compress the drive member on opposite sides of the drive member.
[0055] Como se muestra en la FIG. 10C, se puede aplicar una fuerza de compresión F al bloque y conjunto de abrazadera, para deformar al menos uno de los pasadores 1034 en un remache o forma de tipo remache que asegura el miembro impulsor 1020 contra el bloque 1010. Por ejemplo, la fuerza de compresión F se puede aplicar mediante una abrazadera con uno o más rebajes, recibiendo cada rebaje un extremo distal respectivo de un pasador 1034 de manera que el rebaje moldea o forma de otro modo el extremo distal del pasador 1034 en un remache o en forma de remache. La fuerza de compresión F puede aplicarse a múltiples (dos o más, o todos) pasadores 1034 simultáneamente, o puede aplicarse a cada pasador secuencialmente.[0055] As shown in FIG. 10C, a compressive force F can be applied to the block and clamp assembly to deform at least one of the pins 1034 into a rivet or rivet-like shape that secures the drive member 1020 against the block 1010. For example, the force Compression F may be applied by a clamp with one or more recesses, each recess receiving a respective distal end of a pin 1034 such that the recess molds or otherwise forms the distal end of the pin 1034 into a rivet or pin shape. rivet. The compression force F may be applied to multiple (two or more, or all) pins 1034 simultaneously, or may be applied to each pin sequentially.
[0056] Además, aunque el bloque 1010 y la abrazadera 1032 se representan en la FIG. 10A con superficies planas acoplables, debe entenderse que, en otras variaciones, pueden tener superficies en ángulo, superficies curvas (por ejemplo, arqueadas con el mismo radio de curvatura) u otras superficies coincidentes adecuadas. Las dimensiones particulares, el número, los materiales, etc. de los pasadores en el bloque pueden, en algunas variaciones, seleccionarse basándose en un análisis de parámetros tales como los utilizados en las Ecuaciones 1 -10 como se describe anteriormente.[0056] Furthermore, although block 1010 and bracket 1032 are shown in FIG. 10A with mating flat surfaces, it is to be understood that, in other variations, they may have angled surfaces, curved surfaces (eg, arcuate with the same radius of curvature), or other suitable mating surfaces. The particular dimensions, number, materials, etc. of the pins in the block can, in some variations, be selected based on an analysis of parameters such as those used in Equations 1-10 as described above.
[0057] En algunas variaciones de ejemplo, el bloque 1010 y los pasadores 1034 pueden estar hechos de acero inoxidable (por ejemplo, 304SST) o acero al carbono, con o sin elementos de aleación adicionales (por ejemplo, acero de aleación baja de alta resistencia, que puede incluir, por ejemplo, elementos de aleación adicionales como manganeso, cobre, titanio, vanadio, niobio, etc. al carbono o cualquier material adecuado. La abrazadera puede estar hecha de acero recocido (p. ej., AISI 1010) u otro material adecuado que puede ser relativamente blando (p. ej., para proporcionar suficiente contacto para mejorar la fricción). Como se muestra en la FIG. 10A, el bloque 1010 puede incluir cinco pasadores, cada uno con un diámetro de aproximadamente 1 mm, y puede estar dispuesto en un patrón simétrico bilateralmente, como con cuatro pasadores en cuatro esquinas de un rectángulo que mide aproximadamente 4 mm x aproximadamente 3 mm y un quinto pasador en el centro del rectángulo. La operación de formación en los pasadores para deformar los pasadores en remaches o formas similares a remaches se puede formar uno a la vez bajo una fuerza compresora de alrededor de 1500 N. En estas variaciones, cada operación de formación puede lograr, por ejemplo, alrededor de 300N de la fuerza de fijación para asegurar el elemento de accionamiento 1032 al bloque 1010. [0057] In some example variations, the block 1010 and pins 1034 may be made of stainless steel (eg, 304SST) or carbon steel, with or without additional alloying elements (eg, high-grade low-alloy steel). strength, which may include, for example, additional alloying elements such as manganese, copper, titanium, vanadium, niobium, etc. to carbon or any suitable material The clamp may be made of annealed steel (eg AISI 1010) or other suitable material which may be relatively soft (eg, to provide enough contact to improve friction.) As shown in FIG 10A, block 1010 may include five pins, each with a diameter of approximately 1 mm, and may be arranged in a bilaterally symmetrical pattern, such as with four pins at four corners of a rectangle measuring about 4 mm x about 3 mm and a fifth pin in the center of the rectangle. Forming the pins to deform the pins into rivets or rivet-like shapes can be formed one at a time under a compressive force of about 1500 N. In these variations, each forming operation can achieve, for example, about 300 N of the clamping force to secure the drive element 1032 to the block 1010.
Unión soldadawelded joint
[0058] En algunas variaciones que no forman parte de la invención, un extremo de terminación de un miembro de conducción puede estar unido a una polea en la disposición de la polea mediante al menos soldadura fuerte. El miembro impulsor puede incluir múltiples capas de un material metálico que se acoplan mediante soldadura fuerte con un material de relleno de aleación de soldadura fuerte, y el miembro impulsor puede acoplarse además a una polea u otro componente mediante soldadura fuerte con el mismo o diferente material de relleno de aleación de soldadura fuerte. La unión soldada resultante puede ser tan fuerte o más fuerte que la resistencia de la sección transversal completa de todas las tiras de metal.[0058] In some variations not forming part of the invention, a terminating end of a drive member may be attached to a pulley in the pulley arrangement by at least brazing. The drive member may include multiple layers of a metallic material that are brazed together with a brazing alloy filler material, and the drive member may be further attached to a pulley or other component by brazing with the same or different material. brazing alloy filler. The resulting welded joint can be as strong or stronger than the full cross-sectional strength of all the metal strips.
[0059] Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 11, un miembro impulsor de múltiples capas 1120 (por ejemplo, similar al descrito anteriormente con referencia a las FIGS. 2A y 2B) puede soldarse a un bloque de metal 1110. El bloque de metal 1110 puede ser parte de una polea o un componente acoplado a una polea. El miembro impulsor multicapa puede soldarse a un segmento arqueado del bloque que forma un ángulo A, donde el ángulo A puede estar, por ejemplo, entre aproximadamente 10 grados y 25 grados, o entre aproximadamente 15 grados y aproximadamente 20 grados. El miembro de accionamiento de múltiples capas 1120 puede incluir al menos una capa de cinturón de metal 1122 y al menos una capa de relleno 1124. Las capas de cinturón de metal 1122 pueden incluir acero inoxidable u otro material adecuado. Las capas de relleno 1124 pueden incluir una aleación de soldadura fuerte adecuada tal como aluminio-silicio, cobre o aleación de cobre, aleación de níquel, etc. Aunque la FIG. 11 representa un miembro impulsor 1120 con dos capas de metal y dos capas de relleno 1124, debe entenderse que se puede incluir cualquier número adecuado de capas de cinturón de metal y/o capas de relleno.[0059] For example, as shown in FIG. 11, a multilayer drive member 1120 (eg, similar to that described above with reference to FIGS. 2A and 2B) may be welded to a metal block 1110. The metal block 1110 may be part of a pulley or a component. attached to a pulley. The multilayer driving member may be welded to an arcuate segment of the block forming an angle A, where the angle A may be, for example, between about 10 degrees and 25 degrees, or between about 15 degrees and about 20 degrees. The multilayer drive member 1120 may include at least one metal belt layer 1122 and at least one filler layer 1124. The metal belt layers 1122 may include stainless steel or other suitable material. Filler layers 1124 may include a suitable brazing alloy such as aluminium-silicon, copper or copper alloy, nickel alloy, etc. Although FIG. 11 depicts a drive member 1120 with two metal layers and two filler layers 1124, it should be understood that any suitable number of metal belt layers and/or filler layers may be included.
[0060] En algunas variaciones de ejemplo, el bloque 1010 es un segmento arqueado de acero inoxidable (por ejemplo, 304SST) o acero al carbono, con o sin elementos de aleación adicionales. El miembro impulsor multicapa puede incluir múltiples tiras de metal (por ejemplo, acero inoxidable 301-HY) que se sueldan entre sí con un material de relleno. Además, el miembro impulsor multicapa se puede soldar a lo largo de la longitud del arco del bloque 1010 que barre alrededor de 17,5 grados. En un ejemplo, el miembro impulsor puede incluir hasta aproximadamente cinco capas de material de correa metálica, cada una con un grosor de aproximadamente 0,13 mm y una anchura de aproximadamente 6 mm. Como otro ejemplo, el elemento impulsor puede incluir hasta aproximadamente doce capas de material de correa metálica, cada una con un grosor de aproximadamente 0,05 mm y una anchura de aproximadamente 6 mm. Estos ejemplos pueden resultar en una unión por soldadura fuerte que tiene una resistencia a la cizalladura de aproximadamente 6.800 N.[0060] In some example variations, block 1010 is an arcuate segment of stainless steel (eg, 304SST) or carbon steel, with or without additional alloying elements. The multilayer drive member may include multiple strips of metal (eg, 301-HY stainless steel) that are welded together with a filler material. In addition, the multi-layer driving member can be welded along the arc length of block 1010 sweeping about 17.5 degrees. In one example, the drive member may include up to about five layers of metal belt material, each about 0.13mm thick and about 6mm wide. As another example, the drive element may include up to about twelve layers of metal belt material, each about 0.05mm thick and about 6mm wide. These examples can result in a brazed joint having a shear strength of approximately 6,800 N.
Mecanismos tensoresTensioning mechanisms
[0061] A continuación se describen las variaciones de tensión de los mecanismos en los arreglos de poleas que permiten el tensado de los miembros unidos a una o más poleas de accionamiento. Generalmente, los miembros impulsores apropiadamente tensados ayudan a facilitar el movimiento de rotación dentro de una disposición de polea (por ejemplo, dentro de un conjunto de paso tal como el conjunto de paso 120 descrito anteriormente con referencia a las FIGS. 1C y 1D).[0061] The tension variations of the mechanisms in the pulley arrangements that allow the tensioning of the members attached to one or more drive pulleys are described below. Generally, properly tensioned drive members help facilitate rotational movement within a pulley arrangement (eg, within a pitch assembly such as pitch assembly 120 described above with reference to FIGS. 1C and 1D).
[0062] En algunas variaciones, el uno o más miembros de accionamiento pueden ser tensados a un nivel de tensión predeterminado al menos durante la fabricación, el montaje, y/o calibración del conjunto de paso. Adicional o alternativamente, el uno o más miembros impulsores se pueden monitorear y volver a tensar durante el transcurso del uso del brazo robótico. Por ejemplo, durante el funcionamiento de una disposición de poleas, las cargas de fatiga aplicadas a la disposición de poleas durante un período prolongado de tiempo pueden hacer que uno o más miembros impulsores se aflojen y pierdan su tensión, lo que da como resultado un rendimiento deficiente en la disposición de poleas (p. ej., menor precisión posicional, tiempos de respuesta de actuación más lentos, etc.). Por tanto, puede desearse un tensado periódico o intermitente de uno o más miembros impulsores para mantener el rendimiento. Adicional o alternativamente, al menos una parte del conjunto de polea puede intercambiarse para ser reemplazada por piezas del conjunto de polea tensas apropiadamente, como parte del mantenimiento regular.[0062] In some variations, the one or more drive members may be stressed to a predetermined stress level at least during manufacturing, assembly, and/or calibration of the pitch assembly. Additionally or alternatively, the one or more drive members may be monitored and re-tensioned during the course of use of the robotic arm. For example, during the operation of a pulley arrangement, fatigue loads applied to the pulley arrangement over an extended period of time can cause one or more drive members to loosen and lose their tension, resulting in poor performance. poor pulley arrangement (eg, lower positional accuracy, slower actuation response times, etc.). Therefore, periodic or intermittent tensioning of one or more drive members may be desired to maintain performance. Additionally or alternatively, at least a portion of the pulley assembly may be swapped out to be replaced with properly tensioned pulley assembly parts, as part of regular maintenance.
[0063] Por consiguiente, en algunas variaciones, una disposición de polea (tal como una incluida en el conjunto de paso 120 como se muestra en las FIGS. 1C y 1D en un brazo robótico) puede incluir además un mecanismo tensor. Por ejemplo, el mecanismo tensor puede incluir al menos una polea tensora ubicada en plano con las poleas primera y segunda 162 y 164 y una o más bandas correspondientes, y al menos una polea tensora ubicada en plano con las poleas tercera y cuarta 166 y 168 y una o más bandas correspondientes. Las ubicaciones en el plano de las poleas tensadoras se pueden ajustar y configurar (por ejemplo, con sujetadores) para calibrar la tensión de las bandas. Sin embargo, el conjunto de paso 120 puede incluir un tensor o cualquier conjunto tensor adecuado. Otras variaciones ejemplares de mecanismos tensores, tales como los que se describen a continuación, pueden incorporarse en la disposición de la polea.[0063] Accordingly, in some variations, a pulley arrangement (such as one included in pitch assembly 120 as shown in FIGS. 1C and 1D on a robotic arm) may further include a tensioning mechanism. For example, the tensioning mechanism may include at least one idler pulley located in plane with the first and second pulleys 162 and 164 and one or more corresponding belts, and at least one idler pulley located in plane with the third and fourth pulleys 166 and 168. and one or more corresponding bands. The in-plane locations of the idler pulleys can be adjusted and configured (for example, with fasteners) to calibrate the tension of the belts. However, the passageway assembly 120 may include a tensioner or any suitable tensioner assembly. Other exemplary variations of tensioning mechanisms, such as those described below, may be incorporated into the pulley arrangement.
Poleas partidassplit pulleys
[0064] En algunas variaciones que no forman parte de la invención, como se muestra en la FIG. 12A, una disposición 1200 de polea puede incluir una polea de ajuste 1210 y una polea libre 1230 que están conectadas a través de un primer miembro impulsor 1220 y un segundo miembro impulsor 1220’. Un primer extremo 1222 de un primer miembro impulsor 1220 puede acoplarse a y envolver al menos parcialmente alrededor de la polea de ajuste 1210, y un segundo extremo 1224 del primer miembro impulsor 1220 puede acoplarse a y envolver al menos parcialmente alrededor de la polea libre 1230. De manera similar, un primer extremo 1222' de un segundo miembro impulsor 1220' se puede acoplar y envolver al menos parcialmente alrededor de la polea de ajuste 1210, y un segundo extremo 1224’ del segundo miembro impulsor 1220' se puede acoplar y envolver al menos parcialmente alrededor de la polea libre 1230. Alternativamente, la polea de ajuste 1210 y la polea libre 1230 pueden estar conectadas a través de un único miembro impulsor 1220, con un primer extremo 1222 del miembro impulsor 1220 acoplado y enrollado al menos parcialmente alrededor de la polea de ajuste 1210, un cuerpo parte del miembro impulsor 1220 que envuelve la polea libre 1230, y un segundo extremo 1224 del miembro impulsor 1220 acoplado y envuelto al menos parcialmente alrededor de la polea de ajuste 1210. Cualquier mecanismo de fijación adecuado o disposición, que incluye cualquiera de las variaciones de unión del miembro impulsor descritas en este documento, puede usarse para acoplar un extremo de uno o ambos miembros impulsores a la polea de ajuste y/o polea libre. Las disposiciones de poleas con poleas de ajuste descritas a continuación pueden, por ejemplo, usarse para ajustar la tensión en el miembro impulsor en aquellas variaciones en las que la polea libre puede estar a una distancia fija de la parte de polea base (aunque en algunas variaciones la posición de la polea libre puede ser ajustable en distancia desde la parte de polea base, como para ajustar aún más la tensión en el miembro o miembros impulsores).[0064] In some variations that are not part of the invention, as shown in FIG. 12A, a pulley arrangement 1200 may include an adjusting pulley 1210 and an idler pulley 1230 that are connected through a first drive member 1220 and a second drive member 1220'. A first end 1222 of a first drive member 1220 may engage and wrap at least partially around the adjustment pulley 1210, and a second end 1224 of the first drive member 1220 may engage and at least partially wrap around the idler pulley 1230. Similarly, a first end 1222' of a second drive member 1220' may engage and at least partially wrap around the idler pulley. 1210, and a second end 1224' of second drive member 1220' may engage and wrap at least partially around idler 1230. Alternatively, adjusting pulley 1210 and idler 1230 may be connected via a single member. drive member 1220, with a first end 1222 of drive member 1220 engaged and at least partially wrapped around adjusting pulley 1210, a body part of drive member 1220 enclosing idler pulley 1230, and a second end 1224 of drive member 1220 attached and wrapped at least partially around adjustment pulley 1210. Any suitable attachment mechanism or arrangement, including any of the vari The drive member attachment features described herein can be used to couple one end of one or both of the drive members to the idler pulley and/or idler pulley. The pulley arrangements with adjusting pulleys described below can, for example, be used to adjust the tension in the drive member in those variations where the idler pulley may be a fixed distance from the base pulley portion (although in some variations the position of the idler pulley can be adjustable in distance from the base pulley part, so as to further adjust the tension in the driving member(s).
[0065] En algunas variaciones, una disposición de polea puede incluir una polea de ajuste para ajustar la tensión en la disposición de polea, la polea de ajuste incluye una parte de polea base giratoria dentro de un plano de conducción, y una porción de polea ajustable acoplada a la parte de polea base. La parte de polea ajustable puede ser giratoria con relación a la parte de polea base dentro del plano de conducción. La disposición de polea puede incluir además un miembro impulsor que comprende un primer extremo acoplado a la parte de polea ajustable, en el que al menos una porción del miembro impulsor está envuelta al menos parcialmente alrededor de la parte de polea ajustable. En las FIGS. 12A-12C y las FIGS. 14A-14B se muestran ejemplos de estas variaciones.[0065] In some variations, a pulley arrangement may include an adjusting pulley for adjusting the tension in the pulley arrangement, the adjusting pulley including a base pulley portion rotatable within a driving plane, and a pulley portion adjustable coupled to the base pulley part. The adjustable pulley portion may be rotatable relative to the base pulley portion within the driving plane. The pulley arrangement may further include a drive member comprising a first end coupled to the adjustable pulley portion, wherein at least a portion of the drive member is at least partially wrapped around the adjustable pulley portion. In FIGS. 12A-12C and FIGS. Examples of these variations are shown in 14A-14B.
[0066] Como se muestra en las FIGS. 12A-12C, una disposición de polea puede incluir una parte de polea base 1212, una parte de polea ajustable 1214 rotativa con relación a la parte de polea base 1212, y al menos un miembro impulsor 1220 que tiene un primer extremo 1222 acoplado y envuelto al menos parcialmente alrededor de la parte de polea ajustable 1214. Otro extremo del miembro impulsor 1222’ (del mismo miembro impulsor 1220 u otro miembro impulsor 1220') puede acoplarse a la parte de polea base 1212 y envolver al menos parcialmente alrededor de la parte de polea base 1212. La parte de polea base y la parte de polea ajustable puede ser generalmente circular o arqueada. Por ejemplo, la parte de polea base y/o la parte de polea ajustable pueden ser en forma de anillo o en forma de anillo parcial como se muestra en las FIGS. 12B y 12C. Alternativamente, la parte de polea base y/o la parte de polea ajustable pueden tener la forma de un disco o de un disco parcial con un borde arqueado.[0066] As shown in FIGS. 12A-12C, a pulley arrangement may include a base pulley portion 1212, an adjustable pulley portion 1214 rotatable relative to base pulley portion 1212, and at least one drive member 1220 having a first end 1222 attached and wrapped. at least partially around the adjustable pulley portion 1214. Another drive member end 1222' (of the same drive member 1220 or another drive member 1220') may be attached to the base pulley portion 1212 and wrap at least partially around the base pulley portion. base pulley portion 1212. The base pulley portion and the adjustable pulley portion may be generally circular or arcuate. For example, the base pulley portion and/or the adjustable pulley portion may be ring-shaped or partial ring-shaped as shown in FIGS. 12B and 12C. Alternatively, the base pulley part and/or the adjustable pulley part may be in the form of a disc or a partial disc with an arcuate edge.
[0067] Como se muestra en la FIG. 12A, la parte de polea base 1212 puede incluir una región de montaje 1212a y una región de accionamiento 1212b. La región de montaje 1212a puede configurarse para montar la parte de polea base 1212 en una estructura circundante (por ejemplo, un segmento de brazo como un enlace de paso en un brazo robótico), como con sujetadores. La región impulsora 1212b puede incluir una superficie arqueada configurada para acoplarse con el miembro impulsor 1220. Por ejemplo, el miembro impulsor 1220 puede envolver al menos parcialmente la superficie arqueada de la región impulsora 1212b. En algunas variaciones, la región 1212b de accionamiento puede ser una superficie que es al menos aproximadamente la anchura del elemento de accionamiento 1220.[0067] As shown in FIG. 12A, base pulley portion 1212 may include a mounting region 1212a and a drive region 1212b. Mounting region 1212a may be configured to mount base pulley portion 1212 to a surrounding structure (eg, an arm segment such as a pitch link on a robotic arm), such as with fasteners. Drive region 1212b may include an arcuate surface configured to engage drive member 1220. For example, drive member 1220 may at least partially enclose the arcuate surface of drive region 1212b. In some variations, drive region 1212b may be a surface that is at least about the width of drive element 1220.
[0068] Al igual que la parte de polea base 1212, la parte de polea ajustable 1214 puede incluir una región de montaje 1214a y una región de conducción 1214b. La región de montaje 1214a puede configurarse para acoplar la parte de polea ajustable 1214 a la parte de polea base 1212. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 12B, uno o más sujetadores 1213 (por ejemplo, tornillos, pernos, etc.) pueden pasar a través de las aberturas 1215 y en los orificios roscados (no mostrados) en la parte de polea base 1212, con el fin de restringir axialmente la parte de polea ajustable 1214 con respecto a la parte de polea base 1212. La región de accionamiento 1214b puede incluir una superficie arqueada configurada para acoplarse con el elemento de accionamiento 1220. Por ejemplo, el elemento de accionamiento 1220 puede envolver en al menos parcialmente alrededor de la superficie arqueada de la región de accionamiento 1214b. En algunas variaciones, la región impulsora 1214b puede ser una superficie que tenga al menos aproximadamente el ancho del miembro impulsor 1220. Además, como se muestra, por ejemplo, en la FIG. 12C, un extremo del elemento de accionamiento 1220 puede estar acoplado (por ejemplo, con cualquiera de las disposiciones de fijación se describe aquí, o de cualquier forma adecuada) a la región de conducción1214b en el punto A de la parte de polea ajustable 1214.[0068] Like base pulley portion 1212, adjustable pulley portion 1214 may include a mounting region 1214a and a driving region 1214b. Mounting region 1214a may be configured to couple adjustable pulley portion 1214 to base pulley portion 1212. For example, as shown in FIG. 12B, one or more fasteners 1213 (eg, screws, bolts, etc.) may pass through openings 1215 and into threaded holes (not shown) in base pulley portion 1212, in order to axially restrain the pulley. adjustable pulley portion 1214 relative to base pulley portion 1212. Drive region 1214b may include an arcuate surface configured to engage drive member 1220. For example, drive member 1220 may wrap at least partially around of the arcuate surface of the drive region 1214b. In some variations, drive region 1214b can be a surface that is at least about the width of drive member 1220. In addition, as shown, for example, in FIG. 12C, one end of drive member 1220 may be coupled (for example, with any of the attachment arrangements described herein, or in any suitable manner) to drive region 1214b at point A of adjustable pulley portion 1214.
[0069] La región de conducción 1214b de la polea ajustable y la región motriz 1212b de la parte de polea base pueden, en combinación, aproximarse al menos a parte de un círculo. Por ejemplo, la región impulsora 1214b y la región impulsora 1212b pueden ser casi semicirculares. Como otro ejemplo, la región impulsora 1212b puede barrer un arco mayor mientras que la región impulsora 1214b barre un arco menor, o viceversa. Como otro ejemplo más, tanto la región de impulsión 1214b como la región de impulsión 1212b pueden barrer un arco menor. La parte de polea ajustable 1214 y la región motriz 1212b de la parte de polea base pueden ser generalmente coaxiales y tener aproximadamente el mismo radio de curvatura, de modo que un miembro impulsor 1220 y/o un miembro impulsor 1220’ pueden girar con la disposición de polea en una tasa constante de viajes.[0069] The adjustable pulley driving region 1214b and the base pulley portion driving region 1212b may, in combination, approximate at least part of a circle. For example, drive region 1214b and drive region 1212b may be nearly semicircular. As another example, driving region 1212b may sweep a major arc while driving region 1214b sweeps a minor arc, or vice versa. As yet another example, both drive region 1214b and drive region 1212b can sweep a minor arc. Adjustable pulley portion 1214 and base pulley portion drive region 1212b may be generally coaxial and have approximately the same radius of curvature, such that a drive member 1220 and/or drive member 1220' can rotate with the arrangement. pulley at a constant rate of travel.
[0070] La parte de polea ajustable 1214 puede estar configurada para girar en relación a la parte de polea base 1212. Como se ha descrito anteriormente, un extremo del elemento de accionamiento 1220 puede estar acoplado a y envuelto al menos parcialmente alrededor de la parte de polea ajustable 1214, y el otro extremo del miembro impulsor 1220 puede acoplarse a una ubicación en el suelo (por ejemplo, la polea libre 1230 como se muestra en la FIG. 12A o el punto B en la parte de polea base 1212 como se muestra en la FIG. 12C). En tal disposición, la parte de polea ajustable 1214 puede estar restringida radialmente para girar con relación a la parte de polea base mediante una restricción cinemática entre las partes de polea y la tensión de la correa.[0070] Adjustable pulley portion 1214 may be configured to rotate relative to base pulley portion 1212. As described above, one end of drive member 1220 may be attached to and at least partially wrapped around the drive portion. adjustable pulley 1214, and the other end of drive member 1220 can be attached to a location on the ground (eg, idler pulley 1230 as shown in FIG. 12A or point B on base pulley portion 1212 as shown in FIG. 12C). In such an arrangement, the adjustable pulley portion 1214 may be radially constrained to rotate relative to the base pulley portion by a kinematic constraint between the pulley portions and belt tension.
[0071] Por otra parte, la rotación de la parte de polea ajustable 1214 en una dirección particular respecto a la parte de polea base 1212 puede someter a tensión el elemento de accionamiento 1220. En algunas variaciones, la disposición de polea puede incluir un elemento móvil enganchado con la parte de polea ajustable, donde el elemento móvil puede ser ajustable para rotar así la parte de polea ajustable 1214 con respecto a la parte de polea base 1212. Por ejemplo, el elemento móvil puede incluir un miembro roscado 1216 (por ejemplo, un perno de carro u otro sujetador adecuado). Un extremo del miembro roscado 1216 puede acoplarse a la parte de polea base 1212, y otro extremo del miembro roscado 1216 puede estar en contacto con la parte de polea ajustable 1214. El avance y/o retracción del miembro roscado 1216 puede causar el desplazamiento de la porción ajustable de la polea 1214.[0071] Furthermore, rotation of the adjustable pulley portion 1214 in a particular direction relative to the base pulley portion 1212 may put the drive element 1220 under stress. In some variations, the pulley arrangement may include a movable engaged with the adjustable pulley portion, wherein the movable member may be adjustable to thereby rotate the adjustable pulley portion 1214 relative to the base pulley portion 1212. For example, the movable member may include a threaded member 1216 (e.g. , a carriage bolt, or other suitable fastener). One end of threaded member 1216 may engage base pulley portion 1212, and another end of threaded member 1216 may contact adjustable pulley portion 1214. Advancement and/or retraction of threaded member 1216 may cause displacement of the adjustable portion of pulley 1214.
[0072] Las FIGS. 13A-13C que no forman parte de la invención representan varias posiciones de rotación ejemplares de la parte de polea ajustable 1214 correspondientes a diferentes niveles de tensión en el miembro impulsor 1220. En la FIG.[0072] FIGS. 13A-13C not forming part of the invention depict various exemplary rotational positions of adjustable pulley portion 1214 corresponding to different levels of tension in drive member 1220. In FIG.
13A, la parte de polea ajustable 1214 está en una posición de rotación correspondiente a una cantidad relativamente baja de tensión en el miembro impulsor. El miembro roscado 1216 está en un estado retraído. En esta posición de rotación, los sujetadores 1213 que acoplan axialmente la parte de polea ajustable 1214 a la parte de polea base 1212 están generalmente ubicados en un primer extremo (por ejemplo, el extremo derecho, como se muestra en la FIG. 13A) de las aberturas de ranura 1215.13A, the adjustable pulley portion 1214 is in a rotational position corresponding to a relatively low amount of tension in the drive member. Threaded member 1216 is in a retracted state. In this rotational position, fasteners 1213 that axially couple adjustable pulley portion 1214 to base pulley portion 1212 are generally located at a first end (eg, the right end, as shown in FIG. 13A) of slot openings 1215.
[0073] En la FIG. 13B, la parte de polea ajustable 1214 está en una posición de rotación correspondiente a una cantidad moderada de tensión en el miembro impulsor. El miembro roscado 1216 avanza hacia arriba (en la orientación mostrada en la FIG. 13B) una distancia moderada para desplazar de ese modo en rotación la parte de polea ajustable 1214 en el sentido de las agujas del reloj. En esta posición rotacional ajustada, la parte de polea ajustable 1214 hace que el extremo del miembro impulsor 1220 unido en "A" esté más cerca del extremo del miembro impulsor unido en "B", lo que aumenta la tensión en el miembro impulsor. En esta posición de rotación, los sujetadores 1213 están generalmente ubicados en el medio de las aberturas 1215 de las ranuras. En la FIG. 13C, la parte de polea ajustable 1214 está en una posición de rotación correspondiente a una cantidad relativamente alta de tensión en el miembro impulsor. El miembro roscado 1216 avanza más que en la FIG. 13B para así desplazar aún más la parte de polea ajustable 1214 en el sentido de las agujas del reloj. En esta posición rotacional ajustada, la parte de polea ajustable 1214 hace que el extremo del miembro impulsor adjunto en "A" esté aún más cerca (por ejemplo, adyacente a) el extremo del miembro impulsor adjunto en "B", lo que aumenta aún más la tensión en el miembro impulsor en comparación con la disposición de la FIG. 13B. En esta posición de rotación, los sujetadores 1213 están generalmente ubicados en un segundo extremo de las aberturas 121 de las ranuras. Los tres niveles de tensión se representan en las FIGS. 13A-13C como ejemplos ilustrativos. Debe entenderse que el posible rango de tensión seleccionable en el miembro impulsor puede ser continuo e incluir niveles de tensión entre los representados en las FIGS. 13A-13C. Además, en algunas variaciones, se pueden alcanzar niveles de tensión más allá de los niveles de tensión bajos y altos representados en las FIGS. 13A y 13C. Por ejemplo, la parte de polea ajustable 1214 puede colocarse en una posición más en sentido antihorario que en la FIG. 13A, que corresponde a un nivel de tensión aún más bajo en el miembro impulsor. Como otro ejemplo, tal como si las regiones impulsoras 1212b y 1214b (de la parte de polea base y la parte de polea ajustable, respectivamente) pudieran superponerse, la parte de polea ajustable 1214 se puede colocar en una posición más en el sentido de las agujas del reloj que la FIG. 13C, que permite que los extremos del elemento impulsor en "A" y "B" se superpongan y den como resultado un nivel de tensión aún mayor en el elemento impulsor en comparación con la FIG. 13C. Además, en algunas variaciones, el posible rango de tensión seleccionable puede ser discreto (por ejemplo, mediante retenes en las aberturas 1215, etc.).[0073] In FIG. 13B, the adjustable pulley portion 1214 is in a rotational position corresponding to a moderate amount of tension in the drive member. Threaded member 1216 advances upwardly (in the orientation shown in FIG. 13B) a moderate distance to thereby rotationally displace adjustable pulley portion 1214 in a clockwise direction. In this adjusted rotational position, the adjustable pulley portion 1214 causes the end of the drive member 1220 attached at "A" to be closer to the end of the drive member attached at "B", which increases the tension in the drive member. In this rotational position, the fasteners 1213 are generally located in the middle of the slot openings 1215. In FIG. 13C, the adjustable pulley portion 1214 is in a rotational position corresponding to a relatively high amount of tension in the drive member. Threaded member 1216 advances further than in FIG. 13B to further move the adjustable pulley portion 1214 in a clockwise direction. In this adjusted rotational position, the adjustable pulley portion 1214 causes the end of the attached drive member at "A" to be even closer to (eg, adjacent to) the end of the attached drive member at "B", further increasing more stress on the driving member compared to the arrangement of FIG. 13B. In this rotational position, the fasteners 1213 are generally located at a second end of the slot openings 121. The three voltage levels are depicted in FIGS. 13A-13C as illustrative examples. It should be understood that the possible selectable voltage range in the drive member may be continuous and include voltage levels between those depicted in FIGS. 13A-13C. Furthermore, in some variations, stress levels beyond the low and high stress levels depicted in FIGS. 13A and 13C. For example, adjustable pulley portion 1214 may be positioned in a more counterclockwise position than in FIG. 13A, which corresponds to an even lower stress level in the drive member. As another example, such as if the driving regions 1212b and 1214b (of the base pulley portion and the adjustable pulley portion, respectively) could overlap, the adjustable pulley portion 1214 can be positioned in a more clockwise position. clockwise than FIG. 13C, which allows the ends of the drive member at "A" and "B" to overlap and result in an even higher stress level on the drive member compared to FIG. 13C. Also, in some variations, the possible selectable voltage range may be discrete (eg, by detents in openings 1215, etc.).
[0076] Como se muestra en las FIGS. 13A-13C, en algunas variaciones, el miembro roscado 1216 puede incluir un cabezal semiesférico 14 configurado para hacer contacto con la parte de polea ajustable en un punto tangencial como posición de la parte de polea ajustable 1214. Al contactar la parte de polea ajustable 1214 solo en un solo punto a medida que varía la posición de rotación de la parte de polea ajustable, la cabeza semiesférica del miembro roscado 1216 puede ayudar a asegurar un acoplamiento cinemático adecuado entre la parte de polea base, la parte de polea de ajuste y el miembro roscado 1216. En algunas variaciones, la cabeza semiesférica del miembro roscado 1216 puede tener un solo radio de curvatura de modo que la velocidad de desplazamiento lineal del miembro roscado 1216 corresponde a una tasa constante de recorrido rotacional de la parte de polea ajustable, y por lo tanto da como resultado una cantidad constante de tensión por unidad de recorrido del miembro roscado 1216. En otras palabras, la relación entre una unidad de recorrido lineal del miembro roscado 1216 y una unidad de recorrido rotacional de la parte de polea ajustable puede ser generalmente constante mientras que están en contacto la cabeza del miembro roscado 1216 y la parte de polea ajustable.[0076] As shown in FIGS. 13A-13C, in some variations, the threaded member 1216 may include a hemispherical head 14 configured to contact the adjustable pulley portion at a point tangential to the position of the adjustable pulley portion 1214. Upon contacting the adjustable pulley portion 1214 only at a single point as the adjustable pulley part's rotational position varies, the hemispherical head of the threaded member 1216 can help ensure proper kinematic coupling between the base pulley part, the adjusting pulley part, and the adjusting pulley part. threaded member 1216. In some variations, the hemispherical head of threaded member 1216 may have a single radius of curvature such that the linear rate of displacement of threaded member 1216 corresponds to a constant rate of rotational travel of the adjustable pulley portion, and therefore results in a constant amount of tension per unit travel of the threaded member 1216. In other words, the relationship between a unit of linear travel of the threaded member 1216 and a unit of rotational travel of the adjustable pulley portion may be generally constant while the head of the threaded member 1216 and the adjustable pulley portion are in contact.
[0077] Además, en algunas variaciones, como se muestra en las FIGS. 13A-13C, el miembro roscado 1216 puede incluir una o más características que se pueden acoplar para hacer avanzar y/o retraer el miembro roscado 1216 con respecto a la parte de polea base. Por ejemplo, el miembro roscado 1216 puede incluir a lo largo de su longitud una o más superficies planas que se pueden agarrar con una abrazadera, llave u otra herramienta adecuada desde un enfoque lateral o radial con respecto a la longitud del miembro roscado (por ejemplo, dado que la cabeza del miembro roscado 1216 puede estar al menos parcialmente obstruida por la parte de polea ajustable). Tal herramienta puede usarse para agarrar y girar el miembro roscado 1216 para hacer avanzar y/o retraer el miembro roscado 1216. Alternativamente, una parte inferior de la cabeza del miembro roscado, u otra parte adecuada del miembro roscado, puede acoplarse a avance y/o retraer el miembro roscado y girar la parte de polea ajustable 1214.[0077] Furthermore, in some variations, as shown in FIGS. 13A-13C, threaded member 1216 may include one or more features that can be engaged to advance and/or retract threaded member 1216 relative to the base pulley portion. For example, threaded member 1216 may include along its length one or more flat surfaces that can be grasped with a clamp, wrench, or other suitable tool from a lateral or radial approach to the length of the threaded member (eg, , since the head of threaded member 1216 may be at least partially obstructed by the adjustable pulley portion). Such a tool can be used to grasp and rotate threaded member 1216 to advance and/or retract threaded member 1216. Alternatively, a bottom of the threaded member head, or other suitable portion of the threaded member, may engage to advance and/or retract the threaded member and rotate the adjustable pulley portion 1214.
[0078] La parte de polea ajustable puede ser bloqueable en una posición de rotación seleccionada con respecto a la parte de polea base, estableciendo así un nivel de tensión seleccionado en el elemento de accionamiento. Por ejemplo, una vez que se selecciona la posición de rotación de la parte de polea ajustable, los sujetadores 1213 pueden apretarse en sus ubicaciones en las aberturas de la ranura 1215 para bloquear de ese modo la parte de polea ajustable en la posición de rotación seleccionada (y bloquear el nivel de tensión seleccionado en el miembro impulsor). Por lo tanto, al mover la parte de polea ajustable y bloquear su posición de rotación, la tensión del miembro impulsor puede ajustarse y bloquearse durante el ensamblaje de la disposición de la polea (por ejemplo, como parte del proceso de fabricación), durante un procedimiento de calibración y/o durante mantenimiento, etc.[0078] The adjustable pulley portion may be lockable in a selected rotational position relative to the base pulley portion, thus establishing a selected level of tension in the drive member. For example, once the rotational position of the adjustable pulley portion is selected, the fasteners 1213 can be tightened into their locations in the slot openings 1215 to thereby lock the adjustable pulley portion in the selected rotational position. (and lock the selected tension level in the driving member). Therefore, by moving the adjustable pulley part and locking its rotational position, the drive member tension can be adjusted and locked during assembly of the pulley arrangement (for example, as part of the manufacturing process), during a calibration procedure and/or during maintenance, etc.
[0079] Otra variante de una disposición de polea 1400 que no forma parte de la invención se muestra en las FIGS. 14A y 14B. La disposición de polea 1400 es similar a la disposición de polea 1200 mostrada en la FIG. 12A excepto como se describe a continuación, con una numeración similar de elementos. Por ejemplo, la disposición de polea 1400 puede incluir una polea de ajuste 1410 y una polea libre 1430 que están conectadas mediante al menos un miembro impulsor 1420. Se puede usar cualquier mecanismo o disposición de fijación adecuada, incluyendo cualquiera de las variaciones de fijación del miembro impulsor descritas en este documento para acoplar un extremo de uno o ambos miembros impulsores a la polea de ajuste y/o la polea libre. Las disposiciones de poleas con poleas de ajuste descritas a continuación pueden, por ejemplo, usarse para ajustar la tensión en el miembro impulsor en aquellas variaciones en las que la polea libre puede estar a una distancia fija de la parte de polea base (aunque en algunas variaciones la posición de la polea libre puede ser ajustable en distancia desde la parte de polea base, como para ajustar aún más la tensión en el miembro o miembros impulsores).[0079] Another variation of a pulley arrangement 1400 that is not part of the invention is shown in FIGS. 14A and 14B. Pulley arrangement 1400 is similar to pulley arrangement 1200 shown in FIG. 12A except as described below with similar element numbering. For example, pulley arrangement 1400 may include an adjusting pulley 1410 and an idler pulley 1430 that are connected by at least one drive member 1420. Any suitable attachment mechanism or arrangement may be used, including any of the attachment variations of the drive member described herein for coupling one end of one or both of the drive members to the adjusting pulley and/or the idler pulley. The pulley arrangements with adjusting pulleys described below can, for example, be used to adjust the tension in the drive member in those variations where the idler pulley may be a fixed distance from the base pulley portion (although in some variations the position of the idler pulley can be adjustable in distance from the base pulley part, so as to further adjust the tension in the driving member(s).
[0080] Como se muestra en la FIG. 16D, la polea libre 1630 puede incluir una base 1632 y una brida 1634 alineada axialmente y acoplada a la base 1632. La base 1632 puede incluir una región motriz alrededor de la cual al menos parte del miembro impulsor 1620 y/o el miembro impulsor 1620' puede estar envuelto. Los extremos de los miembros impulsores 1620 y/o 1620' se pueden acoplar a la base 1632 mediante bloques de anclaje 1622 acoplados con la base 1632, o de cualquier manera adecuada (por ejemplo, métodos de fijación descritos en este documento). La brida 1634 puede, por ejemplo, proporcionar una pared que guía los elementos impulsores a lo largo de la región impulsora de la base 1632 y ayuda a evitar que los elementos impulsores se salgan del plano con la disposición de polea.[0080] As shown in FIG. 16D, idler pulley 1630 may include a base 1632 and a flange 1634 axially aligned and coupled to base 1632. Base 1632 may include a drive region around which at least part of drive member 1620 and/or drive member 1620 ' may be wrapped. The ends of drive members 1620 and/or 1620' may be attached to base 1632 by anchor blocks 1622 engaged with base 1632, or in any suitable manner (eg, attachment methods described herein). Flange 1634 may, for example, provide a wall that guides the drive elements along the drive region of base 1632 and helps prevent the drive elements from falling out of plane with the pulley arrangement.
[0081] La disposición de polea 1400 puede incluir una polea de ajuste de 1410 como se muestra en la FIG. 14B. La polea de ajuste 1410 puede incluir una parte de polea base 1412 y una parte de polea ajustable 1414 que puede girar con respecto a la parte de polea base 1412. Al menos un miembro impulsor (no representado) puede tener un primer extremo acoplado a (por ejemplo, en la ubicación "A") y envolverse al menos parcialmente alrededor de la parte de polea ajustable 1414. Otro extremo elemento de accionamiento puede estar acoplado a (por ejemplo, en la posición 'B') y envolverse al menos parcialmente alrededor de la parte de polea base de 1412.[0081] Pulley arrangement 1400 may include an adjusting pulley 1410 as shown in FIG. 14B. Adjusting pulley 1410 may include a base pulley portion 1412 and an adjustable pulley portion 1414 rotatable with respect to base pulley portion 1412. At least one drive member (not shown) may have a first end coupled to ( for example, at location 'A') and wrap at least partially around the adjustable pulley portion 1414. Another drive member end may be attached to (for example, at position 'B') and wrap at least partially around of the base pulley part of 1412.
[0082] Como se muestra en la FIG. 14B, la parte de polea ajustable 1414 puede incluir una pluralidad de aberturas 1415 mediante las cuales los sujetadores pueden acoplar axialmente la parte de polea ajustable 1414 a la parte de polea base 1412. La pluralidad de aberturas 1415 pueden alinearse selectivamente con una o más aberturas en la parte de polea base 1412. Cada una de las aberturas 1415, cuando se alinea con una abertura en la parte de polea base 1412, puede corresponder a una posición rotacional respectiva de la parte de polea ajustable 1414 con respecto a la parte de polea base 1412, y por lo tanto puede corresponder a un nivel respectivo de tensión en el miembro impulsor. De forma similar a la de la disposición 1200 de polea descrita anteriormente, la posición rotacional seleccionada de la porción 1414 de polea ajustable puede bloquearse apretando un sujetador o pasador (no mostrado) en los orificios alineados para bloquear así la tensión del miembro impulsor. Adicional o alternativamente, la parte de polea base 1412 puede incluir una pluralidad de aberturas que se alinean selectivamente con una o más aberturas en la parte de polea ajustable 1414 para proporcionar múltiples posiciones de rotación potenciales de la parte de polea ajustable 1414 y niveles de tensión en el miembro de accionamiento. En algunas variaciones, la parte de polea ajustable 1414 y/o la parte de polea base 1412 pueden incluir aberturas 15 dispuestas de manera similar a una escala Vernier para proporcionar muchas opciones para niveles discretos de tensión en el miembro impulsor.[0082] As shown in FIG. 14B, adjustable pulley portion 1414 may include a plurality of openings 1415 through which fasteners can axially couple adjustable pulley portion 1414 to base pulley portion 1412. The plurality of openings 1415 may be selectively aligned with one or more openings. in the base pulley portion 1412. Each of the openings 1415, when aligned with an opening in the base pulley portion 1412, may correspond to a respective rotational position of the adjustable pulley portion 1414 with respect to the adjustable pulley portion. base 1412, and thus may correspond to a respective level of tension in the driving member. Similar to the pulley arrangement 1200 described above, the selected rotational position of the adjustable pulley portion 1414 can be locked by tightening a fastener or pin (not shown) in the aligned holes to thereby lock the drive member tension. Additionally or alternatively, base pulley portion 1412 may include a plurality of openings that selectively align with one or more openings in adjustable pulley portion 1414 to provide multiple potential adjustable pulley portion 1414 rotational positions and tension levels. in the drive member. In some variations, adjustable pulley portion 1414 and/or base pulley portion 1412 may include openings 15 arranged similar to a Vernier scale to provide many options for discrete levels of tension in the drive member.
Poleas de superficie en ánguloAngled Surface Pulleys
[0083] La forma de realización de una disposición de polea 1600 de acuerdo con la invención se muestra en las FIGS.[0083] The embodiment of a pulley arrangement 1600 according to the invention is shown in FIGS.
16A y 16B. La disposición de polea 1600 es similar a la disposición de polea 1200 mostrada en la FIG. 12A excepto como se describe a continuación, con una numeración similar de elementos. Por ejemplo, la disposición de polea 1600 puede incluir una polea de ajuste 1610 y una polea libre 1630 que están conectadas mediante al menos un miembro impulsor 1620 (por ejemplo, miembro impulsor 1620 y segundo miembro impulsor 1620’). Se puede utilizar cualquier mecanismo o disposición de fijación adecuada, incluyendo cualquiera de las variaciones de fijación del miembro impulsor descritas en este documento, para acoplar un extremo de uno o ambos miembros impulsores a la polea de ajuste y/o polea libre. Las disposiciones de poleas con poleas de ajuste descritas a continuación pueden, por ejemplo, usarse para ajustar la tensión en el miembro impulsor en aquellas variaciones en las que la polea libre puede estar a una distancia fija de la parte de polea base (aunque en algunas variaciones la posición de la polea libre puede ser ajustable en distancia desde la parte de polea base, como para ajustar aún más la tensión en el miembro o miembros impulsores).16A and 16B. Pulley arrangement 1600 is similar to pulley arrangement 1200 shown in FIG. 12A except as described below with similar element numbering. For example, pulley arrangement 1600 may include an adjusting pulley 1610 and an idler pulley 1630 that are connected by at least one drive member 1620 (eg, drive member 1620 and second drive member 1620'). Any suitable attachment mechanism or arrangement, including any of the drive member attachment variations described herein, may be used to couple an end of one or both of the drive members to the adjusting pulley and/or idler pulley. The pulley arrangements with adjusting pulleys described below can, for example, be used to adjust the tension in the drive member for those variations where the idler pulley may be a fixed distance from the driving portion. base pulley (although in some variations the position of the idler pulley may be adjustable in distance from the base pulley portion, such as to further adjust the tension in the driving member(s).
[0084] Como se muestra en la vista en despiece ordenado de la FIG. 16B y las vistas ensambladas de las FIGS. 16E y 16F, la polea de ajuste 1610 puede incluir una parte de polea base 1640 giratoria alrededor de un eje, una parte de polea ajustable 1650 acoplada a la parte de polea base, y al menos un bloque deslizante (por ejemplo, bloques deslizantes 1660a y 1660b) acoplado con la parte de polea ajustable 1650. Como se muestra en la FIG. 16F, la parte de polea ajustable 1650 puede moverse en una primera dirección (por ejemplo, dirección "Z") paralela al eje de rotación de la parte de polea base 1640. El al menos un bloque deslizante puede configurarse para moverse en una segunda dirección (por ejemplo, dirección "R") diferente de la primera dirección, en respuesta a la compresión de la parte de polea ajustable 1650 contra la parte de polea base 1640. En algunas variaciones, las direcciones primera y segunda pueden ser generalmente ortogonales entre sí.[0084] As shown in the exploded view of FIG. 16B and the assembled views of FIGS. 16E and 16F, the adjusting pulley 1610 may include a base pulley portion 1640 rotatable about an axis, an adjustable pulley portion 1650 coupled to the base pulley portion, and at least one slider block (eg, slider blocks 1660a). and 1660b) engaged with adjustable pulley portion 1650. As shown in FIG. 16F, adjustable pulley portion 1650 can move in a first direction (eg, "Z" direction) parallel to the axis of rotation of base pulley portion 1640. The at least one slider block can be configured to move in a second direction. (eg, "R" direction) different from the first direction, in response to compression of adjustable pulley portion 1650 against base pulley portion 1640. In some variations, the first and second directions may be generally orthogonal to each other .
[0085] La parte de polea base 1640 puede estar configurada para montar de manera fija, por ejemplo, a un extremo distal de un enlace de paso (por ejemplo, enlace de paso 1512 mostrado en la FIG. 15A) u otra porción de un brazo robótico. Como se muestra en la FIG. 16I, la parte de polea base 1640 puede tener una cara de montaje configurada para acoplarse con la parte de polea ajustable 1650 y los bloques deslizantes 1660a y 1660b. La cara de montaje puede incluir, por ejemplo, al menos una cresta u otra guía 1642 configurada para acoplarse a los bloques deslizantes 1660a y 1660b. La parte de polea base 1640 puede ser una placa o disco generalmente circular como se muestra en la FIG. 16I, pero alternativamente puede tener cualquier forma adecuada con una o más características de montaje. En algunas variaciones, los cortes en el material de la parte de polea base 1640 pueden ayudar a reducir el peso del conjunto de polea de ajuste general. La parte de polea base puede estar equipada con uno o más pasadores 1646 configurados para acoplarse con los orificios 1656 en la parte de polea ajustable 1650 de modo que la parte de polea ajustable 1650 gire en correspondencia 1:1 con la parte de polea base 1640. Los pasadores 1646 pueden transferir el par de torsión desde la parte de polea base 1640 a la parte de polea ajustable 1650, al tiempo que permite la parte de polea ajustable 1650 se mueva axialmente más cerca de y/o más lejos de la parte de polea base 1640.[0085] Base pulley portion 1640 may be configured to fixedly mount, for example, to a distal end of a pitch link (eg, pitch link 1512 shown in FIG. 15A) or other portion of a pitch link. robotic arm. As shown in FIG. 16I, base pulley portion 1640 may have a mounting face configured to engage adjustable pulley portion 1650 and slide blocks 1660a and 1660b. The mounting face may include, for example, at least one ridge or other guide 1642 configured to engage slide blocks 1660a and 1660b. Base pulley portion 1640 may be a generally circular plate or disc as shown in FIG. 16I, but may alternatively be of any suitable shape with one or more mounting features. In some variations, cutouts in the material of the base pulley portion 1640 can help reduce the weight of the overall fit pulley assembly. The base pulley portion may be equipped with one or more pins 1646 configured to engage holes 1656 in the adjustable pulley portion 1650 so that the adjustable pulley portion 1650 rotates in 1:1 correspondence with the base pulley portion 1640. The pins 1646 can transfer torque from the base pulley portion 1640 to the adjustable pulley portion 1650, while allowing the adjustable pulley portion 1650 to move axially closer to and/or further from the bearing portion. base pulley 1640.
[0086] Como se muestra en la FIG. 16H, la parte de polea ajustable 1650 puede ser generalmente circular (por ejemplo, anillo o placa) y puede tener una región motriz 1652 en una superficie exterior de la parte de polea ajustable 1650, alrededor de la cual se envuelven uno o más miembros impulsados. La parte de polea ajustable 1650 puede acoplarse y conectarse con las características de montaje de la parte de polea base 1640, como con los sujetadores 1650 (por ejemplo, tornillos) que pasan a través de los orificios 1658 de la parte de polea ajustable y se acoplan a los orificios roscados 1644 de la parte de polea base 1640. Además, la parte de polea ajustable 1650 puede tener un espacio arqueado entre superficies separadas 1654. Las superficies 1654 pueden estar inclinadas (por ejemplo, superficies helicoidales) de manera complementaria con superficies inclinadas 1664 (por ejemplo, superficies helicoidales) de bloques deslizantes 1660a y 1660b.[0086] As shown in FIG. 16H, adjustable pulley portion 1650 may be generally circular (eg, ring or plate) and may have a drive region 1652 on an outer surface of adjustable pulley portion 1650, around which one or more driven members wrap. . The adjustable pulley portion 1650 may mate and connect with mounting features of the base pulley portion 1640, such as with fasteners 1650 (eg, screws) that pass through holes 1658 in the adjustable pulley portion and are engage threaded holes 1644 in base pulley portion 1640. In addition, adjustable pulley portion 1650 may have an arcuate gap between spaced apart surfaces 1654. Surfaces 1654 may be sloped (e.g., helical surfaces) complementary to surfaces inclined 1664 (eg, helical surfaces) of sliding blocks 1660a and 1660b.
[0087] Como se muestra en las FIGS. 16E y 16F, los bloques deslizantes 1660a y 1660b pueden estar dispuestos en el espacio arqueado entre las superficies espaciadas 1654. Las ranuras 1666 de los bloques deslizantes pueden acoplar la guía que se proyecta hacia afuera 1642 en la parte de polea de base (aunque alternativamente, la guía 1642 puede ser una ranura y los bloques deslizantes pueden incluir una guía que se proyecta hacia afuera). Con referencia a la FIG. 16G, un extremo de un miembro impulsor puede unirse a una región impulsora 1662 en una superficie exterior del bloque deslizante 1660b. De manera similar, un extremo del mismo u otro miembro impulsor se puede unir a una región impulsora en una superficie exterior del bloque deslizante 1660a. Las regiones impulsoras de la parte de polea ajustable 1650 y los bloques deslizantes 1660a y 1660b pueden alinearse para facilitar una transición suave para que un miembro impulsor se enrolle alrededor de las regiones impulsoras.[0087] As shown in FIGS. 16E and 16F, slide blocks 1660a and 1660b may be disposed in the arcuate space between spaced surfaces 1654. Slots 1666 in the slide blocks may engage outwardly projecting guide 1642 on the base pulley portion (although alternatively , the guide 1642 may be a slot and the slide blocks may include an outwardly projecting guide). With reference to FIG. 16G, one end of a pusher member may be attached to a pusher region 1662 on an outer surface of slider block 1660b. Similarly, one end of the same or another drive member may be attached to a drive region on an outer surface of slider block 1660a. The drive regions of adjustable pulley portion 1650 and slider blocks 1660a and 1660b may be aligned to facilitate a smooth transition for a drive member to wrap around the drive regions.
[0088] La polea de ajuste 1610 puede facilitar la puesta en tensión bilateral de los miembros de accionamiento 1620 y 1620. En general, como se muestra en la FIG. 16F, una fuerza de entrada puede aplicar compresión de la parte de polea ajustable 1650 contra la parte de polea base 1640 y mover la parte de polea ajustable 1650 en la dirección "Z" (acercando así la parte de polea ajustable 1650 y la parte de polea base 1640 en aproximación más cercana la una a la otra). La fuerza de entrada se puede aplicar apretando los sujetadores 1670 para apretar la parte de polea ajustable 1650 contra la parte de polea base 1640. Esta fuerza de entrada dirigida axialmente se traduce, por superficies de acoplamiento inclinadas 1654 (en la parte de polea ajustable) y 1664 (en los bloques deslizantes), para mover los bloques deslizantes circunferencialmente juntos. En otras palabras, en respuesta a esta fuerza de entrada en la dirección "Z", los bloques deslizantes primero y segundo 1660a y 1660b están configurados para moverse circunferencialmente o en forma de arco uno hacia el otro en las direcciones "R", llevando así los extremos del miembro impulsor (unidos a los bloques deslizantes) juntos y aplicando tensión al miembro o miembros impulsores. Si las superficies helicoidales 1664 en los bloques deslizantes 16 son similares en pendiente, etc. (por ejemplo, los bloques deslizantes 1660a y 1660b son imágenes especulares entre sí), entonces los bloques deslizantes 1660a y 1660b pueden moverse circunferencialmente o en forma de arco uno hacia el otro a velocidades aproximadamente iguales. Si las superficies helicoidales 1664 de los bloques deslizantes no tienen una pendiente similar, entonces los bloques deslizantes 1660a y 1660b pueden moverse circunferencialmente o en forma de arco uno hacia el otro a diferentes velocidades.[0088] Adjusting pulley 1610 may facilitate bilateral tensioning of drive members 1620 and 1620. In general, as shown in FIG. 16F, an input force can apply compression of adjustable pulley portion 1650 against base pulley portion 1640 and move adjustable pulley portion 1650 in the "Z" direction (thereby bringing adjustable pulley portion 1650 and base portion 1650 closer together). base pulley 1640 in closest approach to each other). The input force can be applied by tightening fasteners 1670 to tighten the adjustable pulley portion 1650 against the base pulley portion 1640. This axially directed input force is translated, by sloped mating surfaces 1654 (on the adjustable pulley portion). and 1664 (on the slider blocks), to move the slider blocks circumferentially together. In other words, in response to this input force in the "Z" direction, the first and second slider blocks 1660a and 1660b are configured to move circumferentially or arcing toward each other in the "R" directions, thus carrying the ends of the drive member (attached to the slider blocks) together and applying tension to the drive member(s). If the helical surfaces 1664 on the slider blocks 16 are similar in slope, etc. (eg, slider blocks 1660a and 1660b are mirror images of each other), then slider blocks 1660a and 1660b may move circumferentially or arc toward each other at approximately equal speeds. If the helical surfaces 1664 of the slider blocks do not have a similar slope, then the slider blocks 1660a and 1660b may move circumferentially or arc toward each other at different speeds.
[0089] Cuando un nivel deseado de tensado en el elemento de accionamiento o de los miembros se consigue con una posición axial particular de la parte de polea ajustable 1650 respecto a la parte de polea base 1640, uno o más de los elementos de fijación 1670 se puede fijar para bloquear el nivel tensor. Por ejemplo, la posición axial de los elementos de fijación 1670 se puede fijar con una tuerca de seguridad, tuerca de bloqueo con roscas, etc.[0089] When a desired level of tension in the drive element or members is achieved with a particular axial position of the adjustable pulley portion 1650 relative to the base pulley portion 1640, one or more of the fasteners 1670 can be fixed to lock the tensioner level. For example, the axial position of the fasteners 1670 can be fixed with a lock nut, threaded lock nut, etc.
[0090] Por lo tanto, una sola acción de entrada de acercar la parte de polea ajustable y la parte de polea base resulta en el endurecimiento de los miembros impulsores, que pueden mejorar la facilidad de instalación y mantenimiento durante la vida útil del mecanismo de polea. Además, con bloques deslizantes simétricos, se puede aplicar la misma tensión a ambas bandas, lo que puede mejorar la capacidad de carga y la vida útil del mecanismo de la polea. Además, dentro de una disposición de una sola polea que incluye una polea ajustable y una polea libre, ventajosamente sólo se puede requerir una polea para proporcionar una terminación ajustable de las bandas.[0090] Therefore, a single input action of bringing the adjustable pulley part and the base pulley part closer together results in hardening of the drive members, which can improve ease of installation and maintenance over the life of the drive mechanism. pulley. Also, with symmetrical slider blocks, the same tension can be applied to both belts, which can improve the load capacity and life of the pulley mechanism. Furthermore, within a single pulley arrangement including an adjustable pulley and an idler pulley, advantageously only one pulley may be required to provide adjustable termination of the belts.
[0091] Otra variación de una polea de ajuste 1710 que no forma parte de la invención se muestra en la FIG. 17. La polea de ajuste 1710 es similar a la polea de ajuste 1610, excepto como se describe a continuación, con una numeración similar de elementos. En la polea de ajuste 1710, la parte de polea ajustable incluye dos miembros 1750a y 1750b. El primer miembro 1750a puede acoplarse con un primer bloque deslizante 1760a, y el segundo miembro 1750b puede acoplarse con un segundo bloque deslizante 1760b. De manera similar a la parte de polea ajustable 1650 descrita anteriormente, los miembros 1750a y 1750b pueden moverse en paralelo al eje alrededor del cual gira la parte de polea base 1740. Cuando el primer miembro 1750a se mueve en tal dirección axial hacia la parte de polea base 1740, las superficies inclinadas (p. ej., helicoidales) de interfaz del primer miembro 1750a y el primer bloque deslizante 1760a pueden traducirse en un movimiento circunferencial o arqueado del primer bloque deslizante 1760a hacia el segundo bloque deslizante 1760b. De manera similar, cuando el segundo miembro 1750b se mueve en una dirección axial hacia la parte de polea base 1740, las superficies inclinadas (p. ej., helicoidales) de interfaz del segundo miembro 1760b y el segundo bloque deslizante 1760b pueden traducirse en un movimiento circunferencial o arqueado del segundo bloque deslizante 1760b hacia el primer bloque deslizante 1760a. Por lo tanto, al igual que la polea de ajuste 1610 descrita anteriormente, una única acción de entrada de acercar la parte de polea ajustable y la parte de polea base en la polea de ajuste 1710 da como resultado el apriete de los miembros impulsores.[0091] Another variation of an adjustment pulley 1710 that is not part of the invention is shown in FIG. 17. The 1710 Idler Pulley is similar to the 1610 Idler Pulley, except as described below, with similar item numbering. In the adjustment pulley 1710, the adjustable pulley portion includes two members 1750a and 1750b. First member 1750a may engage first slider block 1760a, and second member 1750b may engage second slider block 1760b. Similar to the adjustable pulley portion 1650 described above, members 1750a and 1750b can move parallel to the axis about which the base pulley portion 1740 rotates. As the first member 1750a moves in such an axial direction toward the base pulley 1740, the sloped (eg, helical) interfacing surfaces of the first member 1750a and first slider block 1760a can be translated into circumferential or arcuate motion of the first slider block 1760a toward the second slider block 1760b. Similarly, when second member 1750b is moved in an axial direction toward base pulley portion 1740, the interface sloped (eg, helical) surfaces of second member 1760b and second slider block 1760b may translate into a circumferential or arcuate movement of the second slider block 1760b toward the first slider block 1760a. Thus, like the adjustment pulley 1610 described above, a single input action of bringing the adjustable pulley portion and the base pulley portion closer together on the adjustment pulley 1710 results in tightening of the drive members.
[0092] Los miembros de 1750A y 1750b se pueden mover independientes unos de otros, lo que puede permitir la puesta en tensión independiente de los extremos de miembro de accionamiento acoplados a cada miembro 1750A y 1750b. Además, los miembros 1750a y 1750b pueden moverse en tándem, lo que puede permitir la puesta en tensión simultánea de los extremos del miembro impulsor acoplados a los miembros 1750a y 1750b.[0092] Members 1750A and 1750b are movable independent of one another, which may allow independent tensioning of the drive member ends coupled to each member 1750A and 1750b. In addition, members 1750a and 1750b may move in tandem, which may allow simultaneous tensioning of the drive member ends coupled to members 1750a and 1750b.
[0093] Cuando un nivel deseado de tensado en el elemento de accionamiento o de los miembros se consigue con una posición axial particular de la parte de polea ajustable con relación a la parte de polea base 1740, uno o más de los elementos de fijación 1770 se puede fijar para bloquear el nivel de tensado. Por ejemplo, la posición axial de los elementos de fijación 1770 se puede fijar con una tuerca de seguridad, tuerca de bloqueo con roscas, etc.[0093] When a desired level of tension in the drive element or members is achieved with a particular axial position of the adjustable pulley portion relative to the base pulley portion 1740, one or more of the fastener elements 1770 can be set to lock the tension level. For example, the axial position of fasteners 1770 can be fixed with a lock nut, threaded lock nut, etc.
[0094] Otra variación de una polea de ajuste 1810 que no forma parte de la invención "se representa en las FIGS. 18A y 18B. La polea de ajuste 1810 es similar a la polea de ajuste 1810, excepto como se describe a continuación, con una numeración similar de elementos. En la polea de ajuste 1810, la parte de polea ajustable incluye dos miembros 1850a y 1850b, cada uno de los cuales está dispuesto en un hueco de la base la parte de polea 1840 de modo que la parte de polea ajustable y la parte de polea base 1840 estén en plano entre sí (en lugar de ser generalmente adyacentes entre sí como en las poleas de ajuste 1610 y 1710). Los miembros de la parte de polea ajustable 1850a y 1850b pueden acoplarse con bloques deslizantes primero y segundo 1860a y 1860b, respectivamente. Como se muestra en la FIG. 18B, el extremo del miembro impulsor 1820 se envuelve alrededor de la parte de polea base, alrededor de una proyección 1842a, sobre el miembro de parte de polea ajustable 1850a, y está acoplado al primer bloque deslizante 1860a. De manera similar, el extremo del miembro impulsor 1820' (o alternativamente, un segundo extremo del miembro impulsor 1820) se envuelve alrededor de la parte de polea base, alrededor de una proyección 1842b, sobre el miembro de la parte de polea ajustable 1850b, y se acopla al segundo bloque deslizante 1860b. Los extremos del miembro impulsor se pueden acoplar a los bloques deslizantes 1860a y 1860b usando, por ejemplo, cualquiera de las disposiciones de fijación descritas en este documento, o cualquier disposición de fijación adecuada.[0094] Another variation of an idler pulley 1810 that is not part of the invention" is depicted in FIGS. 18A and 18B. The idler pulley 1810 is similar to the idler pulley 1810, except as described below, with similar numbering of elements.In the adjustment pulley 1810, the adjustable pulley portion includes two members 1850a and 1850b, each of which is disposed in a recess in the base of the pulley portion 1840 so that the adjustable pulley portion adjustable pulley and base pulley portion 1840 are flat with each other (instead of being generally adjacent to each other as in adjusting pulleys 1610 and 1710).Adjustable pulley portion members 1850a and 1850b may be engaged with slide blocks first and second 1860a and 1860b, respectively As shown in FIG 18B, the drive member end 1820 wraps around the base pulley portion, about a projection 1842a, on the adjustable pulley portion member 1850a, and is coupled to the first sliding block 1860a. Similarly, drive member end 1820' (or alternatively, a second drive member end 1820) wraps around the base pulley portion, about a projection 1842b, on the adjustable pulley portion member 1850b, and engages second slider block 1860b. The ends of the pusher member can be attached to slider blocks 1860a and 1860b using, for example, any of the attachment arrangements described herein, or any suitable attachment arrangement.
[0095] De manera similar a la parte de polea ajustable descrita anteriormente con respecto a la FIG. 17, los miembros 1850a y 1850b pueden moverse en paralelo al eje alrededor del cual gira la parte de polea base 1840. Cuando el primer miembro 1850a se mueve en tal dirección axial hacia la parte de polea base 1840, la superficie inclinada de interconexión (por ejemplo, inclinada, inclinada linealmente) del primer miembro 1850a y el primer bloque deslizante 1860a puede traducirse en un movimiento lineal del primer bloque deslizante 1860a en el rebajo lejos de la proyección 1842a, tensionando así el extremo del miembro impulsor 1820. De manera similar, cuando el segundo miembro 1850b se mueve en una dirección axial hacia la parte de polea base 1840, la superficie inclinada (p. ej., inclinada, inclinada linealmente) del segundo miembro 1850b y el segundo bloque deslizante 1860b pueden traducirse en un movimiento lineal del segundo bloque deslizante 1860b en el rebajo alejándose de la proyección 1842b, tensionando así el extremo del miembro impulsor 1820'.[0095] Similar to the adjustable pulley portion described above with respect to FIG. 17, members 1850a and 1850b can move parallel to the axis about which base pulley portion 1840 rotates. When first member 1850a moves in such an axial direction toward base pulley portion 1840, the interconnecting inclined surface (for eg, tilted, linearly tilted) of first member 1850a and first slider block 1860a may result in linear movement of first slider block 1860a in the recess away from projection 1842a, thereby stressing the end of drive member 1820. Similarly, when the second member 1850b moves in an axial direction toward the base pulley portion 1840, the inclined (eg, inclined, linearly inclined) surface of the second member 1850b and the second sliding block 1860b can be translated into a linear movement of the second sliding block 1860b in the recess away from the projection 1842b, thus tensioning the end of the drive member 1820'.
[0096] Los miembros 1850a y 1850b pueden ser movidos independientes uno de otro, lo que puede permitir tensado independiente de los extremos de miembro de accionamiento acoplados a cada miembro 1850a y 1850b. Además, los miembros 1850a y 1850b pueden moverse en tándem, lo que puede permitir el tensado simultáneo de los extremos del miembro impulsor acoplados a los miembros 1850a y 1850b. En algunas variaciones, durante un proceso de tensado, los miembros impulsores se pueden mover hacia adelante y hacia atrás (tensionando cíclicamente y aflojando ligeramente los miembros impulsores) para distribuir la tensión a lo largo de los miembros impulsores.[0096] Members 1850a and 1850b may be moved independent of one another, which may allow independent tensioning of the drive member ends coupled to each member 1850a and 1850b. In addition, members 1850a and 1850b may move in tandem, which may allow simultaneous tensioning of the drive member ends coupled to members 1850a and 1850b. In some variations, during a tensioning process, the drive members can be moved back and forth (cyclically tightening and slightly loosening the drive members) to distribute the tension along the drive members.
[0097] Cuando un nivel deseado de tensado en el elemento o elementos de accionamiento se consigue con una posición axial particular de la parte de polea ajustable con relación a la parte de polea base 1840, uno o más de los elementos de fijación 1870 se puede fijar para bloquear el nivel de tensado. Por ejemplo, la posición axial de los elementos de fijación 1870 se puede fijar con una tuerca de seguridad, tuerca de bloqueo con roscas, etc.[0097] When a desired level of tension in the drive member(s) is achieved with a particular axial position of the adjustable pulley portion relative to base pulley portion 1840, one or more of the fasteners 1870 may be set to lock the tension level. For example, the axial position of the fasteners 1870 can be fixed with a lock nut, threaded lock nut, etc.
[0098] La anterior descripción, para fines de explicación, utiliza una nomenclatura específica para proporcionar una comprensión completa de la invención. Sin embargo, resultará evidente para un experto en la técnica que no se requieren detalles específicos para poner en práctica la invención. Por tanto, las descripciones anteriores de formas de realización específicas de la invención se presentan con fines ilustrativos y descriptivos. No pretenden ser exhaustivos ni limitar la invención a las formas precisas descritas; obviamente, son posibles muchas modificaciones y variaciones en vista de las enseñanzas anteriores. Las realizaciones se eligieron y describieron con el fin de explicar mejor los principios de la invención y sus aplicaciones prácticas, por lo que permiten a otros expertos en la técnica utilizar mejor la invención y varias formas de realización con diversas modificaciones según se adapten al uso particular contemplado. Se pretende que las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes definan el alcance de la invención. [0098] The foregoing description, for purposes of explanation, uses specific nomenclature to provide a complete understanding of the invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that no specific details are required to practice the invention. Therefore, the foregoing descriptions of specific embodiments of the invention are presented for purposes of illustration and description. They are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed; obviously, many modifications and variations are possible in view of the above teachings. The embodiments have been chosen and described for the purpose of better explaining the principles of the invention and their practical applications, thereby enabling others skilled in the art to better use the invention and various embodiments with various modifications as adapted to a particular use. contemplated. The following claims and their equivalents are intended to define the scope of the invention.
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