JP2022518164A - アクチュエータ構成 - Google Patents

Abstract

アクチュエータは、ハウジングと駆動シャフトとを有するモータであって、駆動シャフト軸を中心にハウジングに対して駆動シャフトを回転させるように構成されたモータと、駆動シャフトから第２のシャフトにトルクを伝達するように構成された第１のトルク伝達装置であって、第２のシャフトが、駆動シャフト軸から離間した第２のシャフト軸を中心に回転可能である、第１のトルク伝達装置と、第２のシャフトからモータのハウジングにトルクを伝達するように構成された出力トルク伝達装置と、を備え、モータハウジングに対する駆動シャフトの回転時に、モータのハウジングが、第２のシャフト軸の位置に対して回転するように構成されている。【選択図】図４

Description

本開示は、アクチュエータ及びそのようなアクチュエータを組み込んだロボットアームに関する。

多くの機械、特にロボットは、アーム及び他の部材を運動させるためにコンパクトで軽量のアクチュエータに依存している。運動は、高精度及び高トルクを必要とすることが多く、アクチュエータのサイズ又は重量を大幅に増加させずに達成することは困難であり得る。

既知のアクチュエータは、多くの場合、使用可能にするために電気モータから送達されるトルクの量を増加させ、モータの駆動軸における回転速度に対して出力における回転速度を減少させるためのモータ及びギヤボックス構成を備える。ギヤボックスは、モータとは別個に設計及び構築されることが一般的であり、これにより、アクチュエータ構成全体の軸方向範囲が不都合に大きくなるという欠点を有する可能性がある。

既知のアクチュエータはまた、低効率又は高レベルの慣性を有し、運動の精度を低下させる可能性がある。
本開示は、上記の問題の少なくともいくつかに対処しようとするものである。

本発明の第１の態様によれば、アクチュエータであって、ハウジングと駆動シャフトとを有するモータであって、駆動シャフト軸を中心にハウジングに対して駆動シャフトを回転させるように構成されたモータと、駆動シャフトから第２のシャフトにトルクを伝達するように構成された第１のトルク伝達装置であって、第２のシャフトが、駆動シャフト軸から離間した第２のシャフト軸を中心に回転可能である、第１のトルク伝達装置と、第２のシャフトからモータのハウジングにトルクを伝達するように構成された出力トルク伝達装置と、を備え、モータハウジングに対する駆動シャフトの回転時に、モータのハウジングが、第２のシャフト軸の位置に対して回転するように構成されている、アクチュエータが提供される。

アクチュエータのどの構成要素が固定されるとみなされるかに応じて、アクチュエータは、駆動シャフト軸を中心に回転するようにモータのハウジングを配置することによって、又は駆動シャフト軸及び／又はモータのハウジングを周回するように第２のシャフトを構成することによって動作するとみなすことができる。これら２つの概念は、ほぼ同様であってもよいが、外部構成要素に固定される代替的な部分と出力部材として使用される代替的な部分とを有してもよい。したがって、第２のシャフト軸、ひいては第２のシャフトがモータを周回するか、又はモータハウジングが回転できるかどうかは、基準フレームの問題であり得る。いずれの場合も、第２のシャフト軸の位置に対するモータハウジングの回転を生じさせることができる。モータハウジングは、一般に、任意の統合制御電子機器、特にモータのステータなど、モータの静止部品が取り付けられる部分である。

第１の態様によるアクチュエータ構成によれば、よりコンパクトなアクチュエータを提供することができる。特に、モータが占める体積は、トルク伝達装置内に収容させることができ、アクチュエータの全体積を減少させる。

本明細書に記載のトルク伝達装置は、プーリ及びギヤであってもよいが、これらに限定されず、トルク伝達装置は、互いに又は中間ギヤと噛み合う歯を有する異なる軸上の２つのギヤ、又は少なくとも１つのケーブル又はバンドによって接続された異なる軸上の２つのプーリを含んでもよい。トルクは、回転速度及びトルクのレベルを一定に保ちながら伝達されてもよく、又は異なる数の歯を有するギヤ若しくは異なる半径を有するプーリを使用することによって、あるレベルの機械的利点を伴ってもよい。特定の実施形態では、無歯ローラをギヤと同様の方法で使用することができ、異なる半径又は異なる直径のローラを使用して、入力トルク及び速度と出力トルク及び速度との所望の比を生成する。

アクチュエータは、アクチュエータの外部の構成要素に固定されるように任意で構成された第２のシャフト取付台を更に備え、第２のシャフト取付台は、モータハウジングに回転可能に結合され、第２のシャフトを支持するように構成することができる。それにより、第２のシャフト取付台は、第２のシャフト軸がモータハウジングに対して円状に並進し、出力が第２のシャフトの周回又は並進に対するモータハウジングの移動として解釈され得るように、第２のシャフトを移動させることができる。これにより、モータに高いレベルの機械的利点を提供することができる。

第２のシャフト取付台は、２つの軸方向に離間した支持位置で第２のシャフトを支持するように配置されてもよい。これにより、第２のシャフトをより安定して支持することができる。

出力トルク伝達装置は、２つの支持位置の間で第２のシャフトに結合されてもよい。出力トルク伝達装置は、第１のトルク伝達装置よりも高いトルクを有し、よって、トルク伝達装置の２つの構成要素間でより高い引張力を有する可能性があるため、シャフトに望ましくない曲げ応力を誘発し得る片持ちシャフトで支持されないことが好ましい。したがって、出力トルク伝達装置のプーリ又はギヤを、２つの支持位置の間の第２のシャフトに取り付けることができる。

第１及び第２のトルク伝達装置の少なくとも一方は、プーリシステムを備えてもよい。プーリシステムは、ギヤ構成よりもそれらのシャフト周りの慣性モーメントが低く、それにより、アクチュエータ位置の制御を向上させることができる。

第１のトルク伝達装置は、第２のシャフトに提供されるトルクが駆動シャフトに提供されるトルクよりも大きくなるように構成されてもよく、及び／又は出力トルク伝達装置は、モータハウジングに提供されるトルクが第２のシャフトに提供されるトルクよりも大きくなるように構成されてもよい。電気モータは、ロボットアクチュエータにとって望ましい回転速度よりも高い回転速度で動作することが多いが、トルクが低いため、ロボットアームで使用されるアクチュエータの適合性を向上させることができる。

アクチュエータは、モータハウジングに固定された外側ハウジングを更に備えることができ、外側ハウジングは、第２のシャフト、モータ、並びに第１及び第２のトルク伝達装置のうちの少なくとも一方を囲み、外側ハウジングは、任意選択的に、これらの構成要素の全てを囲むことができる。これにより、外側ハウジングは、自己完結型アクチュエータを提供することができ、内部構成要素を保護することができる。

外側ハウジングは、アクチュエータの外部の第２の構成要素に固定されるように配置されてもよい。これにより、外側ハウジングをアクチュエータからの出力として使用することができる、又はアクチュエータを確実に取り付けることができる。

第１及び最終トルク伝達装置のトルク比又は機械的利点は、ほぼ同じであってもよい。これにより、トルク伝達装置のサイズが同様であり得るため、より効率的な駆動が可能になり、空間をより効率的に使用することができる。

第２のシャフト及びモータハウジングは、１６０度未満、任意選択的に１４０度未満の相対回転又は周回範囲を有することができる。アクチュエータが一回転できるのを必要としないことによって、第２のシャフトに略平行な第２のシャフト支持ハウジング又は外側ハウジングにクロス部材を実装することができ、ケーブルベースのプーリ、即ち、（ベルトベースのプーリとは対照的に）少なくとも１つのプーリに固定された少なくとも１つのケーブルを有するプーリ構成を使用することができる。これにより、移動の精度を向上させ、アクチュエータの安定性を高めることができる。

アクチュエータの出力部は、駆動シャフト軸の周りを回転するように配置された、即ち、駆動シャフト軸と同一直線上にある回転軸を有する部材に設けられてもよい。アクチュエータの出力部をモータハウジングと同じ軸を中心とすることにより、アクチュエータをよりバランスよく配置することができる。

第２のシャフトは、駆動シャフトアクセスに沿った方向でモータと重なってもよい。別の言い方をすれば、第２のシャフトは、モータに沿って平行に、特にモータハウジングに沿って延在することができる。これにより、アクチュエータの軸方向範囲を減少させることができ、それにより、更にコンパクトなアクチュエータを提供することができる。

第２のシャフトに固定されたプーリ又はギヤであってもよい第１のトルク伝達装置の構成要素は、モータハウジングと径方向に重なってもよい。言い換えると、第１のトルク伝達装置の構成要素は、モータ又はモータハウジングの軸方向端面に平行に配置されてもよく、どこかの点で軸方向端面に沿っていてもよい。これにより、アクチュエータの径方向範囲を減少させることができ、それにより、更にコンパクトなアクチュエータを提供することができる。

出力トルク伝達装置は、第３のシャフトと、第２のシャフトから第３のシャフトにトルクを伝達するように構成された第２のトルク伝達装置と、第３のシャフトからモータハウジングにトルクを伝達するように構成された第３のトルク伝達装置とを備えることができる。３つのトルク伝達装置を設けることによって、モータに対するアクチュエータの機械的利点を向上させることができる。第４又は第５のトルク伝達装置が採用されてもよい。

アクチュエータは、複数のエンコーダを更に備えることができ、各エンコーダは、モータハウジング又は第２のシャフト取付台に対する駆動シャフト、第２のシャフト又はモータハウジングの回転位置を適宜測定するように構成される。かかるエンコーダは、アクチュエータの摩耗、アクチュエータの位置、及びアクチュエータの速度を示すデータを提供することができる。エンコーダはまた、トルク伝達装置内の歪みを判定するように解釈されてもよく、それにより、モータから及び／又はアクチュエータによって送達されるトルクを判定するために使用されてもよい。

アクチュエータは、エンコーダによって提供されるデータから少なくとも１つのトルク伝達装置内の歪みを判定し、歪みに基づいてアクチュエータによって提供される出力トルクを判定するように構成された制御システムを更に備えることができる。特に、トルク伝達装置がプーリである場合、プーリ間のケーブル又はバンドの歪みをアクチュエータから判定することができ、アクチュエータによって提供されるトルクを判定するために使用することができる。これにより、アクチュエータの制御を向上させることができ、アクチュエータの摩耗の表示を提供し、故障前に予防的にアクチュエータのメンテナンスを実行することができる。

アクチュエータは、アクチュエータの外側の位置からモータに電力を供給するように構成された電気ケーブルを更に備えることができ、電気ケーブルは、駆動シャフト及び／又はモータハウジングの周りに少なくとも部分的に延在する。任意選択的に、電気ケーブルは、１８０度の屈曲を有することができ、屈曲前に第１の方向に駆動シャフト及び／又はモータハウジングの周囲を少なくとも部分的に延在し、屈曲後に第２の方向に駆動シャフト及び／又はモータハウジングの周囲を少なくとも部分的に延在する。モータハウジングが、電力が供給される隣接部材に対して移動可能又は回転可能であり得る構成では、電気ケーブルの移動を可能にすることによって、引き続きモータに電力を供給することができる。電気ケーブルは、アクチュエータの下流の機構の遠位部分へ及び／又はから電力及び／又は情報を提供するために、アクチュエータを通って延在することができる。

電気ケーブルは、駆動シャフト軸に平行な方向に細長い断面を有することができる。これにより、ケーブルを駆動シャフト軸に垂直な方向に薄くすることができ、それにより、駆動シャフト及び／又はモータハウジングの周りに少なくとも部分的に延在するケーブルの可撓性を高めることができる。

本発明の第２の態様によれば、第１の部材と、第２の部材と、第１及び第２の部材の部材が接合するジョイントとを備えるロボットアームであって、先行する態様のいずれかに記載のアクチュエータが、ジョイントに配置され、ジョイントを作動させて第１の部材を第２の部材に対して移動させるように構成されている、ロボットアームが提供される。

第２の部材は上腕であってもよく、第１の部材は前腕であってもよく、関節は肘関節であってもよい。

第２のシャフト軸の位置は、上腕又は前腕に固定されてもよく、モータハウジングは、それぞれ前腕又は上腕に固定されてもよい。

本発明の第３の態様によれば、アクチュエータであって、ハウジングと駆動シャフトとを有するモータであって、駆動シャフト軸を中心にハウジングに対して駆動シャフトを回転させるように構成されたモータと、駆動シャフトから第２のシャフトにトルクを伝達するように構成された第１のトルク伝達装置であって、第２のシャフトが、駆動シャフト軸から離間した第２のシャフト軸を中心に回転可能である、第１のトルク伝達装置と、第２のシャフトから出力部材にトルクを伝達するように構成された出力トルク伝達装置であって、出力部材が、出力軸を中心に回転するように構成されている、出力トルク伝達装置と、を備え、出力部材が、出力軸を中心に回転するように構成されている、アクチュエータが提供される。

出力軸は、駆動シャフト軸と同軸であってもよい。

駆動シャフト軸と出力軸とを同軸にすることによって、モータをアクチュエータ内の中心に配置することができ、よって、アクチュエータの慣性モーメントを低減することができる。これにより、アクチュエータの加速度及び精度を向上させることができる。

モータは、出力部材内に少なくとも部分的に配置されてもよい。これにより、アクチュエータ内の空間を節約することができ、一層コンパクトな設計を可能にすることができる。

出力部材は、モータのステータに固定的に取り付けられてもよく、及び／又はモータのハウジングに固定されてもよい。

本発明の第４の態様によれば、アクチュエータであって、ハウジングと駆動シャフトとを有するモータであって、駆動シャフト軸を中心にハウジングに対して駆動シャフトを回転させるように構成されたモータと、駆動シャフトから第２のシャフトにトルクを伝達するように構成された第１のトルク伝達装置であって、第２のシャフトが、駆動シャフト軸から離間した第２のシャフト軸を中心に回転可能である、第１のトルク伝達装置と、第２のシャフトから出力部材にトルクを伝達するように構成された出力トルク伝達装置であって、出力部材が、出力軸を中心に回転するように構成されている、出力トルク伝達装置と、を備え、モータが、出力部材内に少なくとも部分的に配置されている、アクチュエータが提供される。

出力部材は、略環状であってもよく、及び／又はプーリであってもよい。

アクチュエータが、ハウジング、ステータ、ロータ、及び駆動シャフトとを有するモータであって、駆動シャフト軸を中心にハウジングに対して駆動シャフトを回転させるように構成されたモータと、駆動シャフトから第２のシャフトにトルクを伝達するように構成された第１のトルク伝達装置であって、第２のシャフトが、駆動シャフト軸から離間した第２のシャフト軸を中心に回転可能である、第１のトルク伝達装置と、第２のシャフトから出力部材にトルクを伝達するように構成された出力トルク伝達装置であって、出力部材が、出力軸を中心に回転するように構成されている、出力トルク伝達装置と、を備え、出力部材が、モータのステータに固定的に取り付けられている。

第１の態様を参照して上述した任意の態様のいずれも、第２、第３、及び第４の態様に組み込むことができる。

ここで、添付図面を参照して、単に例として本発明の実施形態を説明する。

本開示によるアクチュエータの概略図である。 本開示によるアクチュエータで使用するための２つのトルク伝達装置の斜視図である。 本開示によるアクチュエータの断面図である。 本開示によるアクチュエータの断面図である。 本開示によるアクチュエータの斜視図である。 本開示によるアクチュエータで使用するための電気ケーブルを示す図である。 本開示による別のアクチュエータで使用するためのトルク伝達装置の概略図である。 本開示によるロボットアームを示す図である。 別のアクチュエータアセンブリの選択部品の概略図である。 別のアクチュエータアセンブリを組み込んだロボットジョイントの概略図である。 別のアクチュエータアセンブリを組み込んだロボットアームを示す図である。 ケーブル構成に接続されたプーリを示す図である。 一方のケーブル及びコネクタが取り外されたプーリ及びケーブル構成を示す図である。 コネクタの断面図である。 コネクタの平面図である。

図１は、本開示によるアクチュエータ１０の概略図である。アクチュエータは、ステータ１０４及びロータ１０６を有するモータ１００を有し、ステータ１０４及びロータ１０６は、両者の間にトルクを生成するように構成される。ステータ１０４は、モータ１００を囲むモータハウジング１０２に固定される。ロータ１０６は、ハウジング１０２から延在する駆動シャフト１０８に固定され、ロータ１０６及び駆動シャフト１０８は、モータ１００内で生成されたトルクに起因して、ステータ１０４及びモータハウジング１０２に対して駆動シャフト軸Ａ１を中心に回転するように構成される。

駆動シャフト１０８は、第１のトルク伝達装置２００、特にトルク伝達装置２００の第１のプーリ２０２に連結されている。第１のプーリ２０２は、少なくとも一つのケーブル２０６を介して第２のプーリ２０４に連結され、ケーブル２０６は、第１の及び／又は第２のプーリ２０４に固定されてもよく、及び／又はプーリ２０２、２０４の少なくとも一つを径方向に貫通してもよい。第２のプーリ２０４は、第２のシャフト軸Ａ２を中心に回転可能な第２のシャフト２０８に固定されており、第２のシャフト取付台２１０に支持されている。第２のシャフト取付台２１０は、モータハウジング１０２に対して駆動シャフト軸Ａ１を中心とするようにモータハウジング１０２及び／又は駆動シャフト１０８に回転可能に取り付けられ、それによって第２のシャフト２０８を支持するため、第２のシャフト２０８がモータ１００を周回し、第２のシャフト軸Ａ２も第２のシャフト２０８と共にモータ１００を周回することができる。

アクチュエータ１０は、第２のトルク伝達装置３００を更に備え、第２のトルク伝達装置３００は、第２のシャフト２０８に固定された第３のプーリ３０２と、モータハウジング１０２に固定され、モータハウジング１０２の一体部であってもよい第４のプーリ３０４とを有する。これにより、第４のプーリ３０４は、モータハウジング１０２及びステータ１０４を囲むことができる。第３のプーリ及び第４のプーリ３０２、３０４は、ケーブル３０６を介して結合されており、ケーブルは２本又は４本であってもよい。

この構成では、モータ１００によって生成されたトルクは、モータハウジング１０２が静止状態に保持されているときに第２のシャフト取付台２１０を回転させるように構成されて、第２のシャフト軸Ａ２及び第２のシャフト２０８がモータ１００を周回する。あるいは、第２のシャフト取付台２１０が静止して保持される場合、モータハウジング１０２及び第４のプーリ３０４は回転することができる。

静止するようにアクチュエータ１０の一部を固定するため、及び／又はアクチュエータ１０から出力トルクを得るために、第２のシャフト取付台２１０に固定された固定プレート２１８が設けられ、モータハウジング１０２に固定されたモータ出力部材１１０が設けられる。固定プレート２１８及びモータ出力部材１１０の両方が外部構成要素に固定されてもよく、モータハウジング１０２又は第２のシャフト取付台２１０の相対回転は、単に基準フレームの問題であり得、どの外部構成要素が固定されているとみなされ、どの外部構成要素が移動可能であるとみなされるかによって決定され得る。アクチュエータ１０は、全体として、可動部材又は車両に固定されてもよく、又は可動部材又は車両の一部を形成してもよく、したがって絶対的な意味で固定されなくてもよいことが理解されよう。

更に、任意の構成要素も図１に示されている。これらは軸受を含む。図示される軸受は例示的なものであり、特定の軸受は省略又は移動されてもよい。モータハウジング１０２の周りで、かつモータハウジング１０２と第２のシャフト取付台２１０との間に配置されたモータハウジング軸受１１２が設けられてもよい。駆動シャフトと第２のシャフト取付台２１０との間に第１の駆動シャフト軸受１１４及び第２の駆動シャフト軸受１１８が存在してもよい。第２のシャフト２０８は、第１の軸受２１２、第２の軸受２１４、及び第３の軸受２１６によって第２のシャフト取付台２１０に支持されてもよい。これらの軸受は、第２及び第３の軸受２１４、２１６が第３のプーリ３０２の両側に配置され、第２のシャフト２０８が第３のプーリ３０２の両側に支持されるように配置されてもよい。

アクチュエータ１０はまた、構成要素の相対回転位置を決定するように構成された複数のエンコーダを更に備えてもよい。第１のエンコーダ４０２は、第２のシャフト取付台２１０に対する駆動シャフト１０８の相対角度位置を測定してもよく、第２のエンコーダ４０４は、第２のプーリ２０４の相対位置、ひいては第２のシャフト取付台２１０に対する第２のシャフト２０８の相対位置を測定してもよく（又は、第２のシャフト取付台２１０に対する第２のシャフト２０８の位置を直接測定してもよく）、第３のエンコーダ４０６は、第２のシャフト取付台２１０に対するモータハウジング１０２の位置を測定してもよい。

駆動シャフト、モータハウジング、及び第２のシャフト１０８、２０８、１０２の相対回転位置を測定することにより、トルク伝達装置の歪みを判定することができる。特に、トルク伝達装置２００、３００のプーリ間のケーブル２０６、３０６の歪みを判定することができ（トルク伝達装置の中実の固定された構成要素、すなわちプーリ及びシャフト内の歪みは無視できると仮定され得る）、それによってアクチュエータ１０のトルクを判定することができる。経時的なエンコーダ読取り値の観察も、ケーブルのクリープの指標をもたらすことができ、摩耗を示すことができる。

いくつかの構成では、第１のケーブル２０６の歪みのみでアクチュエータ１０によって供給されるトルクを判定するのに十分であり得るため、例えば第１及び第２のエンコーダ４０２、４０４などの２つのみのエンコーダが使用されてもよい。

ケブラーは、所与の歪みに対して特に容易に決定される引張応力を有し、アクチュエータから必要なトルクを提供するのに十分な強度を有し得るため、使用されるケーブルはケブラー製であってもよい。第１のトルク伝達装置２００内のケーブル２０６ａ、ｂは、第２のトルク伝達装置３００のケーブル３０６ａ、ｂよりも小さい張力を担持することができる。したがって、第１のトルク伝達装置２００のケーブル２０６ａ、ｂは、第２のトルク伝達装置３００のケーブル３０６ａ、ｂよりも薄くてもよく、又は直径若しくは断面が小さくてもよい。

図２は、アクチュエータ１０の第１及び第２のトルク伝達装置２００、３００を示しており、明確にするために他の部分は取り除かれている。モータ１００は第４のプーリ３０４の内側にあってもよく、駆動シャフト１０８はモータ１００から延在していることが理解されよう。また、第１のプーリ２０８は、元来駆動シャフト１０８と共に形成されてもよく、駆動シャフト１０８の外面に形成された螺旋溝を備えてもよいことが分かる。２つのケーブル２０６ａ、２０６ｂは、螺旋溝内にある第１のプーリ２０２に巻き付けられて、第１のプーリ２０２が駆動シャフト軸Ａ１を中心に回転すると、第１のケーブル２０６ａが第１のプーリ２０２に更に巻き付けられ、第２のケーブル２０６ｂが第１のプーリ２０２から巻き付けられる。２つのケーブル２０６ａ、２０６ｂは、第１のプーリ２０２の両端で終わるように巻き付けられてもよく、第１のプーリ２０２を径方向に貫通して第１のプーリ２０２の内側で合流してもよい。ケーブル２０６ａ、２０６ｂはまた、第２のプーリ２０４に巻き付けられ、第２のプーリ２０４の螺旋溝内に位置してもよい。２つのケーブル２０６ａ、２０６ｂは、第１の又は第２のプーリ２０２、２０４で又はその内側で接合された単一のケーブルの別々の部分であってもよい。

２つのケーブル２０６ａ、ｂは、第１のプーリ２０２と第２のプーリ２０４との間で延在する領域で平行であってもよい。これにより、アクチュエータ１０の動作中に２つのケーブル２０６ａ、ｂが互いに接触又は干渉する可能性を低減することができる。このような構成により、第１のプーリ及び第２のプーリ２０２、２０４は、同じ方向に回転するように配置される。

第２のプーリ２０４は第２のシャフト２０８に接続されており、第２のシャフトは第３のプーリ３０２にも接続されており、第３のプーリ３０２は第２のトルク伝達装置３００の一部を形成している。第２のプーリ２０４及び第３のプーリ３０２は、実質的に異なる直径を有してもよく、それらの直径は、個々のトルク伝達装置２００、３００の機械的利点に沿った比率を有してもよい。具体的には、第２のプーリ２０４は、第１のプーリ２０２の約５倍の半径を有してもよく、第４のプーリ３０４は、第３のプーリ３０２の約５倍の半径を有してもよい。したがって、コンパクトな配置を可能にするために、第２のプーリ２０４は、第３のプーリ３０２の約５倍の半径を有してもよい。５以外の数が使用されてもよく、第１及び第２のプーリ２０２、２０４間、並びに第３及び第４のプーリ３０２、３０４間の半径の比の原理はほぼ同じままである。

第３のプーリ３０２は、４つのケーブルを介して第４のプーリ３０４に結合されてもよく、そのうちの２つのケーブル３０６ａ、３０６ｂのみが示されている。１つのケーブルはかなり大きい直径を有し、より大きな曲げ応力をケーブルに付与する必要があるため、２つの平行なケーブルが交互に配置され螺旋状に第３のプーリ３０２に巻き付けられてもよい。

第３及び第４のプーリ３０２、３０４間の４本のケーブルは、第３のプーリ３０２と第４のプーリ３０４との間を延在する領域において平行であってもよい。これにより、アクチュエータ１０の動作中にケーブルが互いに接触又は干渉する可能性を低減することができる。このような配置により、第３及び第４のプーリ３０２、３０４は、同じ方向に回転するように配置される。

図３は、第２のシャフト取付台２１０の形状を示すアクチュエータ１０の詳細な断面図である。第２のシャフト取付台２１０は、略環状又は半環状であってもよく、駆動シャフト軸Ａ１及び第２のシャフト軸Ａ２にほぼ平行に、かつ第２のシャフト軸Ａ２にほぼ正反対に配置されたクロス部材を備え、駆動シャフト軸Ａ１が、クロス部材と第２のシャフト軸Ａ２との間に位置してもよい。

アクチュエータ１０を通って延在することができる電気ケーブル５００も図３に示される。電気ケーブル５００の第１の端部５０２は、モータ１００に隣接するアクチュエータ１０の軸方向端部にあり、電気ケーブル５００の第２の端部５０６は、固定プレート２１８に隣接する。電気ケーブル５００の中間端部５０４は、アクチュエータ１０内の電気ケーブル５００の端部であってもよく、モータ１００に電力を搬送することができる、及び／又はエンコーダからの情報をアクチュエータ１０から伝達することができる。

電気ケーブル５００はまた、モータハウジング１０２の周りに延在することができるループ部５０８を有してもよく、アクチュエータが回転すると、ループ（図６に全体が示される）が移動し、第１の端部５０２を第２の端部５０６に対して移動させることができる。ケーブル５００の薄い断面も図３に示されており、この断面は駆動シャフト軸Ａ１に沿った方向に細長である。これは、ループ部５０８を形成するのに役立ち得る。したがって、ケーブル５００の断面は、アクチュエータ軸Ａ１に沿った方向に細長く、アクチュエータ軸Ａ１に垂直な方向（すなわち、径方向）により薄い断面を有する。

図４は、外側ハウジング６００を含むアクチュエータ１０を示す。外側ハウジング６００が、モータハウジング出力部材１１０を介してモータハウジング１０２に結合されていることが分かる。外側ハウジング６００は、モータ１００の反対側の端部に中央孔を更に有し、この中央孔を介して、第２のシャフト取付台に結合された固定プレート２１８にアクセスすることができる。電気ケーブル５００が外側ハウジング６００から両軸方向に延在していることも分かる。

外側ハウジング６００は、略円筒形であり、湾曲側面及び２つの軸方向端面を有し、それによって、駆動軸１０８、モータ１００、第１のトルク伝達装置２００及び第２のトルク伝達装置３００、並びにそれらの全ての構成要素を含む、アクチュエータ１０のほぼ全ての他の構成要素を包囲する。

図５から、外側ハウジング６００は、第１の部分６００ａ及び第２の部分６００ｂから形成され、第１の部分６００ａ及び第２の部分ｂがそれぞれ略円筒形であり、軸方向に分離可能であることが分かる。外側ハウジング６００をこのような２つの部分から形成することにより、ハウジングをアクチュエータ１０の周りにより容易に構築することができる。

ハウジング６００は、長さ１００ｍｍ、直径１００ｍｍであってもよい。好ましくは、ハウジング６００の最長寸法は１５０ｍｍ未満である。ハウジング６００は好ましくは、モータ及びトルク伝達装置を囲む。コンパクトで円筒形のハウジング６００を提供することにより、アクチュエータは、人型ロボット内での使用に適したパッケージを総体的に提供することができる。

ブレーキ（図示せず）を設けるために、ハウジング６００内にモータ１００に隣接して十分な空間があってもよい。ブレーキは、駆動シャフト１０８に制動力を提供するように配置されてもよく、したがって、モータ１００の第１のプーリ２０２とは反対側の駆動シャフト１０８の周りに配置されてもよい。このため、駆動軸１０８は、モータ１００を貫通してもよく、モータ１００から対向する２方向に突出してもよい。

以下に、各々が直径１００ｍｍのハウジングを有するアクチュエータ装置の３つの具体的な実施例の寸法を開示する。各トルク伝達装置内のプーリの小さい方は、１０ｍｍの直径を有する。

第１の実施例では、モータは４０ｍｍの直径を有し、両トルク伝達装置は４：１のトルク比を有する。

第２の実施例では、モータは５０ｍｍの直径を有し、第１のトルク伝達装置は３：１のトルク比を有し、出力トルク伝達装置は５：１のトルク比を有する。

第３の実施例では、モータは６０ｍｍの直径を有し、第１のトルク伝達装置は２：１のトルク比を有し、出力トルク伝達装置は６：１のトルク比を有する。

図６は、ケーブルの延伸及び損傷の可能性を回避するために、アクチュエータ１０が回転するときに移動可能であり得る１８０度ループ部５０８を含む、アクチュエータ１０を通って延在するように配置された電気ケーブル５００の全範囲を示す。

図７は、代替的なプーリ構成７００を示す。この構成は、モータ７０２によって駆動され、その端面のみが示され、駆動シャフト及びプーリ７０４を回転させるように構成されている。駆動軸及び第１のプーリ７０４は、第１のケーブル又はバンド７０６を介して、第３のプーリ７１０を有する軸上の第２のプーリ７０８に結合されており、第３のプーリ７１０は、第２のケーブル又はバンド７１２を介して第４のプーリ７１４に結合されている。第４のプーリ７１４は、シャフトを介して第５のプーリ７１６に結合され、第５のプーリは、ケーブル又はバンド７１８を介して第６のプーリ７２０に結合され、第６のプーリは、シャフトを介して第７のプーリ７２２に結合され、第７のプーリは、更なるケーブル又はバンド７２４によってモータハウジングに結合され、最終プーリ７２６を組み込んでいる。

図７に示す構成は、上述したものとほぼ同様のアクチュエータ内に組み込まれてもよいが、得られる機械的利点を高めるように追加のプーリ及びシャフトが組み込まれている。

１つの第２のシャフト及び３つの第２のシャフトを有する構成が図示されているが、モータから離れて配置された２つのシャフト又はモータから離れて配置された４つのシャフトを有する構成も使用され得ることが理解されるであろう。

図８は、ロボットアーム８００を示す。ロボットアーム８００は、水平ベースＢに固定された垂直軸アクチュエータ８０２と、垂直軸アクチュエータ８０２に結合され、上腕８０６とも称される第１の部材８０６を移動させるように配置された肩関節８０４とを有する。上腕８０６は、下腕８１０又は前腕８１０とも称される第２の部材８１０に結合されている。上腕８０６は、肘関節８０８で前腕８１０に結合され、前腕８１０の肘関節８０８とは反対側の端部にエンドエフェクタ８１２がある。

上述したようなアクチュエータは、肘関節８０８又は肩関節８０４に配置されてもよく、第２のシャフト取付台２１０及び固定プレート２１８は、垂直アクチュエータ８０２、上腕８０６、又は下腕８１０のいずれかに適宜固定されてもよい。

図９は、別のアクチュエータ８５０を示す。アクチュエータ８５０は、ハウジング８５３と、ハウジング８５３から延在する駆動シャフト８５４とを有するモータ８５２を備える。モータ８５２は、駆動シャフト軸Ａ３を中心にハウジング８５３に対して駆動シャフト８５４を回転させるように構成される。駆動シャフト８５４は、プーリとして作用してもよく、又はプーリに固定されてもよく、よって、第２のプーリ８５６を回転させるためにケーブル又はバンドを駆動してもよい。

第２のプーリ８５６は、駆動シャフト軸Ａ３から離間した第２のシャフト軸Ａ４を中心に回転するように配置された第２のシャフト軸８５３に支持されている。第２のシャフト８５３は第３のプーリ８５７を更に有し、第３のプーリは、第４のプーリ８６０に固定された、又は別の方法で結合されたバンド又はケーブルを駆動するように配置されている。モータハウジング８５３は、第４のプーリ８６０内にある、第４のプーリに固定される、又は一体であってもよい。

代替的なアクチュエータ８５０の上述の態様は、前述のアクチュエータ１０の対応する態様とほぼ同様であることが理解されるであろう。したがって、代替的なアクチュエータ８５０はまた、代替的なアクチュエータ８５０に関連して明示的に記載されていないアクチュエータ１０の他の特徴を共有することができる。

図１０は、代替的なアクチュエータ８５０がロボットジョイント８８０内にどのように組み込まれ得るかを示す。ロボットジョイント８８０は、駆動シャフト軸Ａ３を中心に２つの部材を互いに対して枢動させるように構成されている。

図１０に示すように、第２のシャフト８５３は、外部部材８８４ａ、ｂによって支持されるように構成されている。このため、第２のシャフト８５３は、外部部材８８４ａ、ｂの対応する穴に受け入れられるように配置された軸受を更に備えることができる円形端部８７２ａ、ｂを有する。

外部部材８８４ａ、ｂは、駆動シャフト軸Ａ３を中心とする軸受面８６７ａ、ｂをそれぞれ有する面フランジ８６８ａ、ｂに結合され、したがって、外部部材８８４ａ、ｂは、駆動シャフト軸Ａ３の周りを回転するように配置されている。

面フランジ８６８ａ、ｂは、別の外部部品に結合されることを可能にするボルト穴を有する。面フランジ８６８ａ、ｂはまた、対応する軸受面８６７ａ、ｂに弾性支持を提供するように作用する。

第１の面フランジ８６８ａは、クロス部材８７０を介してモータハウジング８５３に結合されている。クロス部材８７０は、環又は押出円弧の一部の形状を有し、駆動シャフト８５４の周りに部分的に延在する。この形状を有することにより、クロス部材８７０は、アクチュエータ８５０に良好な強度を提供することができる。モータハウジング８５３とは反対側の端部でクロス部材８７０に結合されたアクチュエータの部分はまた、駆動シャフト８５４を支持することができ、それによって駆動シャフト８５４の剛性を改善することができる。

第２の軸受面８６７ｂは、駆動シャフト８５４とは反対側の端部でモータハウジング８５３に結合されている。第２の軸受面８６７ｂは、モータハウジング８５３に直接固定されてもよい。

外部部材８８４ａ、ｂは、第２のクロス部材８８６を介して接続されており、これにより、ジョイント構成８８０の構造剛性を向上させることができる。クロス部材８８６はまた、外部部材８８４ａ、ｂの分離を防止することができる。外部部材は、図８に示すロボットアーム８００などのロボットアームの部材の一部であってもよく、又はそれに固定されてもよく、又はそれと一体であってもよい。

ロボットアームの隣接部材は、２つの追加の外部部材８８２ａ、８８２ｂに固定されてもよく、又は一体化されてもよい。追加の外部部材８８２ａのうちの第１の外部部材は、クロス部材８７０に、又はクロス部材８７０と第１の面フランジ８６８ａとの間に固定されている。追加の外部部材８８２ｂのうちの第２の外部部材は、モータハウジング８５３に固定されている。

図１０に示すように、第２のシャフト８５３は、アクチュエータ８５０が配置されるロボットアームの部材内に支持されてもよい。駆動シャフト軸Ａ３と第２のシャフト軸Ａ４との間の離間距離を増加させることにより、より大きなプーリ及び／又はより大きなモータを使用することができ、したがって、ジョイントのサイズを増加させることなく、アクチュエータ８５０によって供給されるトルクの改善を達成することができる。

代替アクチュエータの第１の例では、モータは６０ｍｍの直径を有し、第１のトルク伝達装置は４：１のトルク比を有し、出力トルク伝達装置は６：１のトルク比を有する。各トルク伝達装置内のプーリの小さい方は、１０ｍｍの直径を有する。

代替的なアクチュエータの第２の例では、モータは９０ｍｍの直径を有し、第１のトルク伝達装置は４：１のトルク比を有し、出力トルク伝達装置は９：１のトルク比を有する。各トルク伝達装置内のプーリの小さい方は、１０ｍｍの直径を有する。

外部部材に支持されている第２のシャフト軸によって許容される駆動シャフト軸と第２のシャフト軸との間の間隔によって、改善されたトルク変換及びモータサイズを可能にすることができる。

図１１は、代替的なアクチュエータ８５０及びロボットジョイント８８０を組み込んだロボットアーム８９０を示す。ロボットアームは、下腕である第１の部材８９２と、上腕である第２の部材８９４とを有する。図１１から、アクチュエータ８５０が位置するエンベロープが肘関節内に快適に位置し、外部部材８８２、８８４が第１の及び第２の部材８９２、８９４に沿って配置され得ることが分かる。

図１２は、ケーブル部がコネクタ９００を介して第２のプーリ３０４にどのように接続され得るかを示す、第４のプーリ３０４の逆転図である。

図１２から、コネクタ９００は、略湾曲しており、第４のプーリ３０４の外面の湾曲と同様の湾曲を有し、コネクタから離れるように延在するケーブル部９１２、９１４を有し、ケーブル部９１２、９１４は、コネクタ９００の本体と第２のプーリ３０４との間にあり、ケーブル部９１２、９１４は、ケーブル部９１２、９１４がコネクタ９００から離れるように延在する端部とは反対側の端部において、コネクタ９００上に位置する固定点９０２、９０６でコネクタ５００に接続されていることが分かる。

ケーブル部９１２は、図２に示す第１及び第２のケーブル部３０６Ａ、Ｂと同じケーブル部であってもよいことが理解されるであろう。

図１３は、コネクタ９００の一方が取り外され、コネクタ９００を受け入れるための収容部１０００を露出させた第４のプーリ３０４を示す。収容部１０００は、第１及び第２のケーブル部９１２、９１４を収容する２つの螺旋溝１００４、１００６と、コネクタ９００の各歯と係合する収容歯１００２とを有する。

図１４は、一部を省略したコネクタ９００の断面図である。したがって、ケーブル部９１２は、第１の固定点９０２からコネクタの長さに沿って延在することが分かる。コネクタ９００はまた、ケーブル部９１２の径方向外側の略平坦な湾曲部であり、ケーブル部９１２に隣接する径方向内側に歯付き部９２２を有する本体９２０を備える。

歯付き部９２２は歯９２４を備え、各歯は係合面９２６を有し、係合面は第１の固定点９０２から離れる第１の方向に面し、本体部９２０に対して略垂直であり、第２の固定点９０４に面している。各歯はまた、構造が係合面９２６を支持し、本体部９２０と２０度～６０度の角度を定める傾斜面９２８と、係合面９２６と傾斜面９２８とを接合する湾曲面９３０とを有する。各歯９２４は中実であってもよく、係合面９２６、傾斜面９２８、及び湾曲面９３０によって画定されてもよく、本体部９２０から離れるように延在してもよい。

図１５は、コネクタ９００の平面図であり、２つの平行なケーブル部９１２、９１４と、ケーブル間に位置する歯付き部９２２とを示している。第２のケーブル部９１４も２つの固定点９０６、９０８でコネクタ９００に固定されており、固定点９０２、９０４、９０６、９０８の間に歯付き部９２２が介在している。このような対称的な配置を提供することにより、コネクタに対する応力をより均等に釣り合わせることができ、歯に対する曲げ力を低減することができる。

コネクタ９００は、成形プロセス、任意選択的に射出成形プロセスによって形成されてもよく、ケーブル部９１２、９１４の周りに成形されてもよい。ケーブル部９１２、９１４は、型内に配置され、プラスチックが型内に導入される際に張力を維持することができ、プラスチックは、ケーブルの繊維を通って拡散することができる。このようにコネクタを成形することによって、ケーブルに沿ってより一貫した張力を形成することができる。これにより、コネクタ９００は、ケーブル部９１２、９１４のそれぞれにおける引張応力及び本体部９２０における圧縮応力として出現する、あるレベルの残留応力で形成され得る。

余分なケーブル部は、型から外へ両方向（すなわち、固定点９０２、９０６から両方向に）に延在してもよく、これらのケーブル部は、コネクタ９００を第２のプーリ３０４に固定し、その後除去するために使用されてもよい。余分なケーブル部（図示せず）は、固定点９０２、９０６から離れるように延在してもよく、コネクタ９００をプーリ３０４に弾性的に結合するために張力下で保持されてもよい。

更なる開示を、以下の項に記載する。

Ａ．ケーブルをプーリに結合するためのコネクタであって、
本体部と、本体部から離間して延在する複数の歯と、を有する歯付き部であって、歯が第１方向を向く係合面を有する歯付き部と、
歯付き部に沿って延在し、第１の固定点で歯付き部に固定されたケーブル部であって、第１の固定点から離れるように歯付き部に沿って第１の方向に延在するケーブル部と、
を備えるコネクタ。

Ｂ．ケーブル部が、第２の固定点で歯付き部に固定され、複数の歯が、第１の固定点と第２の固定点との間に位置する、Ａ項に記載のコネクタ。

Ｃ．ケーブル部が第１のケーブル部であり、
コネクタが、第３の固定点で歯付き部に固定された第２のケーブル部を更に備え、該ケーブル部が、第３の固定点から離れるように歯付き部に沿って、第１のケーブル部に略平行な第１の方向に延在する、Ａ又はＢ項に記載のコネクタ。

Ｄ．第２のケーブル部が、第４の固定点で歯付き部に固定され、複数の歯が、第３の固定点と第４の固定点との間に位置する、Ｃ項に記載のコネクタ。

Ｅ．複数の歯が、第１のケーブル部と第２のケーブル部との間に位置する、Ｃ項又はＤ項に記載のコネクタ。

Ｆ．第１及び／又は第２のケーブル部がそれぞれ、第１及び／又は第３の固定点で終端する、先行する項のいずれか１項に記載のコネクタ。

Ｇ．歯付き部が湾曲している、先行する項のいずれか１項に記載のコネクタ。

Ｈ．歯付き部がケーブル部よりも可撓性が低い、先行する項のいずれか１項に記載のコネクタ。

Ｉ．各係合面が、本体部に対して略垂直である、先行する項のいずれか１項に記載のコネクタ。

Ｊ．歯の係合面がそれぞれ円弧に垂直であり、円弧に沿って位置する、先行する項のいずれか１項に記載のコネクタ。

Ｋ．歯が略三角形であり、各歯が係合面と本体部との間に延在する傾斜面を有する、先行する項のいずれか１項に記載のコネクタ。

Ｌ．傾斜面が、１０度～６０度の角度で本体部と交わる、Ｋ項に記載のコネクタ。

Ｍ．歯がそれぞれ、傾斜面が係合面と交わる湾曲面を有する、Ｋ項又はＬ項に記載のコネクタ。

Ｎ．円筒面を有するプーリであって、円筒面が収容部を有し、収容部が、先行する節のいずれかのコネクタを収容するように配置された歯付き凹部を有する、プーリ。

Ｏ．ケーブル部を収容するように配置された螺旋溝を更に備える、Ｎ項に記載のプーリ。

Ｐ．Ｎ又はＯ項に記載のプーリと、Ａ～Ｍ項のいずれか１項に記載のコネクタとを備える、プーリ及びケーブルシステム。

Ｑ．コネクタの製造方法であって、
コネクタ部を形成するための型を設けることと、
型の少なくとも１つの壁を通じてケーブル部を挿入することと、
コネクタ部がケーブル内に引張残留応力を伴ってケーブルの周りに形成されるように、ケーブル部が型内で張力下で保持されている間にケーブル部の周りにコネクタ部を成形することと、
を含む方法。

Ｒ．ケーブル部がコネクタ部分から２方向に離れるように延在するように、ケーブル部がコネクタ部分を通って延在する、Ｑ項に記載の方法。

Ｓ．コネクタ部を形成するために使用される材料が、ケーブル部の繊維を通って拡散する、Ｑ又はＲ項に記載の方法。

Ｔ．Ａ～Ｍ項のいずれか１項に記載のコネクタを形成する、Ｑ、Ｒ、又はＳ項に記載の方法。

Ｕ．Ｐ項に記載のプーリ及びケーブルシステムを構築する方法であって、
コネクタ部から離れるように第１又は第３の固定点から延在する余剰ケーブル部を保持することと、
余剰ケーブル部に張力を加えながらコネクタを移動させて収容部と係合させることと、
コネクタが収容部と係合した後に、余剰ケーブル部を除去することと、
を含む方法。

本発明を１つ又は複数の好ましい実施形態を参照して上述したが、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更又は修正を行うことができることが理解されるであろう。

Claims (33)

1. アクチュエータであって、
   ハウジングと駆動シャフトとを有するモータであって、駆動シャフト軸を中心に前記ハウジングに対して前記駆動シャフトを回転させるように構成されたモータと、
   前記駆動シャフトから第２のシャフトにトルクを伝達するように構成された第１のトルク伝達装置であって、前記第２のシャフトが、前記駆動シャフト軸から離間した第２のシャフト軸を中心に回転可能である、第１のトルク伝達装置と、
   前記第２のシャフトから前記モータの前記ハウジングにトルクを伝達するように構成された出力トルク伝達装置と、
   を備え、
   前記モータハウジングに対する前記駆動シャフトの回転時に、前記モータの前記ハウジングが、前記第２のシャフト軸の位置に対して回転するように構成されている、アクチュエータ。
2. 前記モータハウジングが固定位置に維持されている場合、前記モータハウジングに対する前記駆動シャフトの回転が、前記モータハウジングを中心とした前記第２のシャフト軸の位置の回転を引き起こす、請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記第２のシャフト軸の位置が固定位置に維持されている場合、前記モータハウジングに対する前記駆動シャフトの回転が、前記第２のシャフト軸の位置に対する前記モータハウジングの回転を引き起こす、請求項１に記載のアクチュエータ。
4. 第２のシャフト取付台を更に備え、前記第２のシャフト取付台が、前記モータハウジングに回転可能に結合され、前記第２のシャフトを支持するように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
5. 前記第２のシャフト取付台が、２つの軸方向に離間した支持位置で前記第２のシャフトを支持するように構成されている、請求項４に記載のアクチュエータ。
6. 前記出力トルク伝達装置が、前記２つの支持位置の間の点で前記第２のシャフトに結合されている、請求項５に記載のアクチュエータ。
7. 前記第１及び第２のトルク伝達装置のうちの少なくとも一方が、プーリシステムを備える、請求項１～６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
8. 前記第２のシャフトに提供されるトルクが前記駆動シャフトに提供されるトルクよりも大きくなるように、前記第１のトルク伝達装置が構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
9. 前記出力トルク伝達装置によって前記モータハウジングに提供されるトルクが前記第２のシャフトに提供されるトルクよりも大きくなるように、前記出力トルク伝達装置が構成されている、請求項１～８のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
10. 前記モータハウジングに固定された外側ハウジングを更に備え、前記外側ハウジングが、前記第２のシャフト、前記モータ、並びに前記第１及び第２のトルク伝達装置のうちの少なくとも一方を囲んでいる、請求項１～９のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
11. 前記外側ハウジングが、前記アクチュエータの外部の第２の構成要素に固定されるように構成されている、請求項１０に記載のアクチュエータ。
12. 前記第１のトルク伝達装置と最終トルク伝達装置のトルク比が略同じである、請求項１～１１のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
13. 前記第２のシャフト及び前記モータハウジングが、１６０°未満、任意選択的に１４０°未満の相対回転又は軌道範囲を有する、請求項１～１２のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
14. 前記アクチュエータの出力部が、前記駆動シャフト軸の周りを回転するように構成された部材に設けられる、請求項１～１３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
15. 前記第２のシャフトが、前記駆動シャフト軸に沿った方向で前記モータと重なっている、請求項１～１４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
16. 前記第２のシャフトに固定された前記第１のトルク伝達装置の構成要素が、前記モータハウジングと径方向に重なっている、請求項１～１５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
17. 前記出力トルク伝達装置が、第３のシャフトと、前記第２のシャフトから前記第３のシャフトにトルクを伝達するように構成された第２のトルク伝達装置と、前記第３のシャフトから前記モータハウジングにトルクを伝達するように構成された第３のトルク伝達装置とを備える、請求項１～１６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
18. 複数のエンコーダを更に備え、各エンコーダが、前記モータハウジング又は前記第２のシャフト取付台に対する前記駆動シャフト、第２のシャフト又はモータハウジングの回転位置を測定するように構成されている、請求項１～１７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
19. 前記エンコーダによって提供されたデータから前記トルク伝達装置のうちの少なくとも１つ内の歪みを決定し、
    前記歪みに基づいて前記アクチュエータによって提供される出力トルクを決定する、
    ように構成されている制御システムを更に備える、請求項１８に記載のアクチュエータ。
20. 前記アクチュエータの外側の位置から前記モータに電力を供給するように構成された電気ケーブルを更に備え、前記電気ケーブルが、前記駆動シャフト及び／又は前記モータハウジングの周りに少なくとも部分的に延在している、請求項１～１９のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
21. 前記電気ケーブルが、前記駆動シャフト軸に平行な方向に細長い断面を有する、請求項２０に記載のアクチュエータ。
22. 第１の部材と、第２の部材と、前記第１及び第２の部材の部材が接合するジョイントとを備えるロボットアームであって、
    請求項１～２１のいずれか１項に記載のアクチュエータが、前記ジョイントに配置され、前記ジョイントを作動させて前記第１の部材を前記第２の部材に対して移動させるように構成されている、ロボットアーム。
23. 前記第２の部材が上腕であり、前記第１の部材が前腕であり、前記ジョイントが肘関節である、請求項２２に記載のロボットアーム。
24. 前記第２のシャフト軸が、前記上腕に固定されている、請求項２３に記載のロボットアーム。
25. 前記第２のシャフト軸が、前記下腕に固定されている、請求項２３に記載のロボットアーム。
26. アクチュエータであって、
    ハウジングと駆動シャフトとを有するモータであって、駆動シャフト軸を中心に前記ハウジングに対して前記駆動シャフトを回転させるように構成されたモータと、
    前記駆動シャフトから第２のシャフトにトルクを伝達するように構成された第１のトルク伝達装置であって、前記第２のシャフトが、前記駆動シャフト軸から離間した第２のシャフト軸を中心に回転可能である、第１のトルク伝達装置と、
    前記第２のシャフトから出力部材にトルクを伝達するように構成された出力トルク伝達装置であって、前記出力部材が、出力軸を中心に回転するように構成されている、出力トルク伝達装置と、
    を備え、
    前記出力軸が、前記駆動シャフト軸と同軸である、アクチュエータ。
27. 前記モータが、前記出力部材内に少なくとも部分的に配置されている、請求項２６に記載のアクチュエータ。
28. 前記出力部材が、前記モータのステータに固定的に取り付けられている、請求項２６又は２７に記載のアクチュエータ。
29. アクチュエータであって、
    ハウジングと駆動シャフトとを有するモータであって、駆動シャフト軸を中心に前記ハウジングに対して前記駆動シャフトを回転させるように構成されたモータと、
    前記駆動シャフトから第２のシャフトにトルクを伝達するように構成された第１のトルク伝達装置であって、前記第２のシャフトが、前記駆動シャフト軸から離間した第２のシャフト軸を中心に回転可能である、第１のトルク伝達装置と、
    前記第２のシャフトから出力部材にトルクを伝達するように構成された出力トルク伝達装置であって、前記出力部材が、出力軸を中心に回転するように構成されている、出力トルク伝達装置と、
    を備え、
    前記モータが、前記出力部材内に少なくとも部分的に配置されている、アクチュエータ。
30. 前記出力部材が、略環状である、請求項２９に記載のアクチュエータ。
31. 前記出力部材がプーリである、請求項２９又は３０に記載のアクチュエータ。
32. 前記モータのステータが、前記出力部材に固定的に取り付けられている、請求項２９～３２のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
33. アクチュエータであって、
    ハウジング、ステータ、ロータ、及び駆動シャフトとを有するモータであって、駆動シャフト軸を中心に前記ハウジングに対して前記駆動シャフトを回転させるように構成されたモータと、
    前記駆動シャフトから第２のシャフトにトルクを伝達するように構成された第１のトルク伝達装置であって、前記第２のシャフトが、前記駆動シャフト軸から離間した第２のシャフト軸を中心に回転可能である、第１のトルク伝達装置と、
    前記第２のシャフトから出力部材にトルクを伝達するように構成された出力トルク伝達装置であって、前記出力部材が、出力軸を中心に回転するように構成されている、出力トルク伝達装置と、
    を備え、
    前記出力部材が、前記モータの前記ステータに固定的に取り付けられている、アクチュエータ。

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