JP5938779B2 - 電気アクチュエータから始まる握持または運動ツールを作動するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気制御モーターのようなアクチュエータによって、グリッパー、スライドなどの握持または運動ツールを作動するための装置に関するものである。

アイテムを握持するためのツールの分野において、それらの生産および／または操作および／または組立てのステップの間の目的または様々な内容で周知のものは、顎板を備えた握持手段の形の２つの機能的な部材を有し、それぞれ作動位置および静止位置、すなわち、閉じた位置および開いた位置の２つの最端の位置の間の反対方向に移動可能であるグリッパーである。それらが例えば代わりの前後の運動を備えたスライド・タイプの部材を有するので、運動システムもまた周知である。

特に、前記ツールまたはグリッパーまたは運動システムは、空気式制御または電気式制御のタイプである可能性がある。空気式制御グリッパーの場合、顎板は適切に連結されて、あるいは圧力下で流体によって関係する室において移動可能であるピストンによって作動される。電気式制御グリッパーは、一方で、変換部材によって作動および静止位置間でグリッパー顎板を動かす電気またはソレノイド・モーターをアクチュエータとして含む。

それにもかかわらず、周知の認識を守ると、電気式制御グリッパーは、アクチュエータと、静止位置および作動位置の両方の方へ決められたストロークをグリッパー顎板に伝えることができる運動学的な伝達とを有する。それらが生じる欠点は、ツールが握持されるように設計されるアイテムまたは物体の名目上の寸法の違いに関して、少なくとも作動ストロークとグリッパー力とを適応することができないことである。しかしながら、前記アイテムまたは物体が様々な理由により、少なくとも処理の誤差のために互いに異なる寸法が生じ、その場合には、最も小さなものは不十分な力によって握持され、最も大きいものは過剰な力によって握持される。それは、一方でアイテムまたは物体が正しく握持されず、他方でアクチュエータおよび動作の運動学的な伝達の不必要な誘導を起こす結果となる。

不都合を防ぐため、現在、機械的なまたは電子的な管理は、制御された可動性の部材またはそれらの傾向によって、動作を細かく設定することができるように、高度で複雑かつ高価なプログラムおよび制御システムによって、電気アクチュエータ、つまりグリッパーの制御モーター・グループに適用される。言い換えると、グリッパー顎板のストロークは直接モーターの回転によって決まり、これが選択されない場合、正確に調整および制御されたツールの適切な握持動作は不正確になってしまう。さらに、作動位置においてグリッパーを維持するため、つまりアイテムなどを握持するために、モーターは、エネルギーの相対的な吸収によって連続的に作動中のままでなければならない。

一方で、電流不足によりグリッパーが停止して、アイテムを放してしまう。

類似した問題は、止め具によって定められる２つの最端の位置の間で移動可能な単一の部材を有するスライド運動システムにおいても確かめることができる。

本発明の目的は、前述のタイプのグリッパー・ツールまたは電気式制御移動装置の衝撃の状態および精度を改良し、公知の技術に関する上記の問題を効果的に解決して、２つの最端の位置間の可動部材または複数の部材への電気アクチュエータによる動作の運動学的な伝達をさらに単純化し、要求される所で、それらが異なる名目上の寸法を有する時適切な力でアイテムおよび物体を握持するのを確実にすることである。

この目的は、本体と、少なくとも前記本体と関連している可動性の部材と、互いに距離をおいて第１の位置と第２の位置との間で交互に動くことができ、前記本体の他の直線運動に影響されやすく、前記位置の一方から他方への後者の運動のために少なくとも前記可動性の部材に連結されるスライドと、前記カーソルの交互の運動、および、後者を通じて前記少なくとも可動性の装置を制御するように設計されている好ましくは電気的なアクチュエータを含む、握持または運動システムを作動する装置で達成される。

本発明によると、前記装置は基本的に、アクチュエータによって作動する運動の伝達手段と、前記カーソルと関連し、前記伝達手段を通じて前記アクチュエータにより生じる代わり運動を受ける牽引スライドと、それらの運動方向および少なくとも可動性の部材の運動方向の両方に並列である前記牽引スライドと前記カーソルとの間で予め搭載されて配置されて、カーソルおよび牽引しているスライドが、弾力的な手段の予圧が不変である限り一体となって両方とも一緒に、および、前記可動性の部材の運動に対する抵抗から導かれる弾力的な手段の予圧の変動に応じて独立して互いに動くことができる少なくとも弾力的な手段と、を含む。

作動される装置は、２つのリミットストップ間の単一の代わり可動性部材を備えたスライドであってもよい。

それ以外は、作動される装置は、時にアイテムまたは物体を握持または放すため、反対方向において移動可能な２つの握持顎板を可動性の部材として備えたグリッパーから構成されることができる。

基本的に、伝達装置によってアクチュエータで駆動される牽引スライドは決められたストロークを常に受け、一方、カーソルはまた、牽引スライドに相対的に一直線で動くことができ、可動性の部材または複数の部材が満たすことができる運動への抵抗によって特定の限度内で可変のストロークを実行する。

これによって、本発明の装置は、少なくとも次の利点を有する：電気アクチュエータの高度な電子的かつ機械的な処置に頼らなくてはならない必要性を取り除く；それらが呈する各々の２つの最端の位置において制御される部材または複数の部材を実行し正確に維持する機能を電気アクチュエータから除く；各々の可動性の部材の少なくとも１つの運動方向において、弾力的な手段によって供給され、アクチュエータによっては多くは供給されない陽の力で運動する；異なる寸法のアイテムでさえも顎板の部分上の適切な握持力で少なくともグリッパーの場合に制御する弾力的なストローク補正器の制御装置を提供する；少なくとも１つの方向で制御された可動性の部材またはその各々と同じレベルで及ぼされる力を弾力的な手段の予圧の選択によって調整することができる；電気アクチュエータの回転を可能にし、それによって伝達手段が常に同じ方向に回転する。

本発明のさらなる詳細は、同封の図面、および、反対方向において移動可能な２つの対向した部材を有する線形のグリッパーの形における握持手段への衝撃装置の適用の例の説明に関して実行された記載の継続から明らかになる。しかしながら類似した応用の装置は適切であり、それらが例えばスライドなど単一の交互の可動要素の動作を有するので、制御するツールと関連して使用されると理解される。したがって図面において；
図１は、本発明の装置を組み込んでいる線形のグリッパーの構成要素の分解立体図を示す； 図２は、相対的に接近した顎板を有する組立てられたグリッパーの斜視図を示す； 図３は、図１のグリッパーの正面図であり、点線により互いに相対的に離れた顎板を示す； 図４は、組立てられたグリッパー上面図を示す； 図５は、組立てられたグリッパー側面図を示す； 図６は、図４の矢印Ａ−Ａによるグリッパーの拡大断面図を示す； 図７は、図６の矢印Ｂ−Ｂによるグリッパーの拡大断面図を示す。

図面において、ベースプレート１２とその対向する端部の２つのヘッド１３とが室１４を区切るようにネジ１２’によってそれぞれ１３’に固定される基本的にＵの逆さの形状の輪郭要素１１で構成されるグリッパー本体１０を基本的に含むグリッパーが表示して表される。その一方の側、ベースプレート１２の反対側において、グリッパー１０の本体はガイド溝１５を備え、そこで握持顎板１６、１７の形をした２つの可動性の部材は導かれ、反対方向の運動あるいは接近する位置と互いに離れる位置との間の運動に影響されやすくなる。

特に、ガイド溝１５はＴの逆さの形状を有することができ、握持顎板１６、１７は、対応して前記ガイドにおいて摺動するように構成され、それらの上面が、前記ガイド溝１５の縦の孔に面するようになる。

握持顎板１６、１７は時に、握持するアイテムまたは物体の形状によって構成される締結具−図示せず−に固定することができる。例えば、グリッパーは、作動中つまり２つの握持顎板の間が接近する場合前記締結具でアイテムまたは物体を握持することができ、顎板が互いに離れた時に静止中であり、反対に、顎板が接近した時に静止中で、離れた時に作動中であるように備えることができる。

グリッパー本体１０の上面に、保護プレート１８は、ガイド溝１５の中間の部分の上に位置し、横方向に面して取り付けられる。それらが面している端部で、顎板握持１６、１７の各々は、延長して常に前記保護プレート１７ａ−図６−の下でほこりの侵入を防ぐように保護されたままの部分と、それらの一方の位置から他方の位置への交互の運動中に顎板の間の外側にある要素とを有する。

それらの運動のために、２つの握持顎板１６、１７は、グリッパー本体１０によって区切られる室１４において配置され、後述するように電気アクチュエータ１９、好ましくは電気モーターによって制御される他の線状の運動に影響されやすいカーソル１８に連結される。

カーソル１８への握持顎板１６、１７の連結は、前記カーソルの運動に応答してそれらが反対方向において同時に動く限り、いかなる適切な方法でも実行することができる。

例えば第１の握持顎板１６は、孔２０’に挿入され、室１４とガイド溝１５との間でグリッパー本体１０において作成されるスロット２１を通過して動くピン２０によって相互に合意した運動に続くために根本的にカーソル１８にしっかりと連結されることができるように表される。第２の握持顎板１７は、発振伝達レバー２２によってカーソル１８に連結されることができ、一方向への前記カーソルの運動は、反対方向であるが、第１の可動握持顎板１６のそれとは反対方向で、その反対方向においてその逆も同じである第２の握持顎板１７の運動に対応する。伝達レバー２２は、横方向にグリッパー本体１０に挿入され、カーソル１８間で延長する中間の枢軸２２’において振動し、第２の顎板１７は、室１４とガイド溝１５との間でグリッパー本体において作成される孔２３を交差する。

さらに発振レバー２２の端部は、好ましくは円柱形または球形の回転面を各々示し、それぞれ第２の顎板１７の下部において、および、それぞれカーソル１８の上部で得られる対応する座部２５、２５’において係合する。

カーソル１８は一方で、グリッパー本体１０の室１４において収容され、図面に示すように好ましくは回転カム２７から構成される動作の伝達によって電気アクチュエータ１９によって制御される代わりの運動に影響されやすい牽引スライド２６と関連する。牽引スライド２６は、その運動方向およびカーソル１８のそれと平行して前記室１４において導かれ、機械的な接触手段を通じて回転カム２７と相互作用する。明らかに、運動を可能にするために、牽引スライド２６は、それが導かれる室１４よりも長さが短い。

より正確に言うと、カーソル１８および牽引スライド２６はしっかりと対にされないが、配置される少なくとも弾力的な部材２８の干渉を有し、これらの２つの関連する構成要素１８、２６の運動準線に作用する。

牽引スライド２６は、互いに与えられた距離分離れた運動方向の２つの肩部２９を有する；カーソル１８は、前記肩部２９の間の距離よりも長さが短く、可動であるように後者の間に位置し；少なくとも弾力的な部材２８は、図６に示すように予圧によって配置され、牽引スライド２６の１つの肩２９とカーソル１８の端部との間で圧縮可能である。

示される例において、弾力的な部材２８は平行または同軸一以上の螺旋形のバネ２８ａから構成され、カーソル１８の一端のみに置かれる。しかしながらそれは他のタイプであってもよく、さらに弾力的な手段が、後者と牽引スライド２６の各々の肩２９との間のカーソル１８の各々の端部に置かれてもよい。

回転カム２７はグリッパー本体のベースプレート１２に隣接して配置され、そこで軸受３０によって支持され、Ｘ軸上で回転し、電気アクチュエータ１９の出力軸１９ａに連結する。周囲において、カム２７は、第１の半径Ｒを有し、死角の機能を有するおよそ半円形であるカム２７’の第１部分と、前記第１部分の半径の第２の小さい半径ｒを有する直径で対向する第２のカム部２７”とによって定められる輪郭を有する。

２つのカム部は、中間の平面２７ａにより互いに連結し、それらのＲおよびｒ半径間の測定の違いは、最端の位置間の握持顎板のストロークの最大の長さに対応する。

牽引スライド２６と伝達カム２７との間の機械的な接触手段は、それぞれのピン３２ａ、３２ｂによって、前記スライド２６に取り付けられた２つの接触ローラ３１ａ、３１ｂにより設定され、これに対する対向する部分上で前記カムの輪郭に載置される。図７に示すように、接触ローラ３１ａ、３１ｂは、グリッパー本体１０のベースプレート１２において提供される対応している凹部３３と同一線上に配置され、前記カムの回転に伴う牽引スライド２６の運動に続くことによって前記凹部において並進することができる

しかしながら、全体的に、単一の弾力的な手段の存在と、対向する部分上の２つの弾力的な手段の存在との両方により、弾力的な手段が受ける圧縮および連続した膨張により弾力的な手段２８／２８ａの負荷が互いに独立して不変のままであるまで、カーソル１８および牽引スライド２６は両方とも、全体として堅固に一緒に動くことができる。

休止位置におけるグリッパーにより、弾力的な手段２８／２８ａの動作または各々の動作が、相対的に牽引スライド２６上の特定の静止位置にカーソル１８を維持するために導かれ、またはさらによいのは、後者はそれらが備えている顎板によってアイテムのグリップの方向に垂直に握持顎板１６、１７を動かす傾向があることである。

電気アクチュエータが作動している場合、それは伝達カム２７の回転を生じ、その輪郭が接触ローラ３１ａ、３１ｂと相互に作用することによって牽引スライド２６の並進を決定して、それにより、交互にそれを近づけるまたは遠ざけることによって顎板１６、１７の動作のためのカーソルを決定する。したがって、例えば、図面に示されるようにグリッパーが顎板が接近するときにアイテムまたは物体を握持するために予め設定されるとみなすと、伝達カム２７の輪郭２７’の第１の部分−より大きな半径Ｒを有する−場合、それ自身が接触ローラ３１ａ−図７の右にあるもの−に係合しなければならず、スライド２６およびカーソル１８は、顎板の接近方向に動かされる。これに反して、前記カムの第１の部分２７’が他の接触ローラ３１ｂ−図７の左にあるもの−と係合する場合、スライドおよびカーソルは反対方向に動かされ、顎板は広げられる。

それは、したがって、開閉運動すなわち顎板の作動および静止したストロークを引き起こすため、カム２７の輪郭の第１の部分２７’が接触ローラ３１ａ、３１ｂのどちらか一方に向かって回転・係合するには十分である。それらの運動および顎板の運動に反する抵抗の損失があるまで、牽引スライド２６およびカーソル１８は、それらの間に配置される弾力的な手段２８／２８ａのおかげで堅固に一緒に動く。

その角度の延長または死角が上述のように半円形であるならば、電気アクチュエータの回転が必ずしもスライドのストロークに等しくない場合であっても、一方向または他の方向に握持顎板のストロークを決定するため、カム２７’の前記部分が接触ローラ３１ａ、３１ｂの１つと係合するのに十分である。それから、顎板がアイテムまたは物体を握持するために、したがってそれらの運動に対して抵抗するために接触するとすぐに、弾力的な手段が動作に入り、一方でスライドと比較してカーソルの相対的な運動を可能にして、他方でそれらは、アクチュエータの力にもかかわらずアイテムの握持力を定める。

スライドの代わり動作を備えたスライド要素のように駆動される部材が単一のときに同じことが生じ、前記部材はストロークを区切る手段に届く。

上記の装置は、本発明の目的から逸脱することなく修正を受けることができることに留意するべきである。したがって、牽引スライドおよびこれによるカーソルの制御のための動力伝達装置として、カムの代わりに、連接棒アセンブリなどを制御する装置または複数の装置を採用することができる。さらに、本体１０の一方の側に、直接または間接的にカーソルと関連する少なくとも磁気の装置３５−図１−を通じて、カーソルの位置および対応して制御された設備の作動および静止した位置を検出することに適している例えば磁気タイプの必要な溝、センサを適用することができる。

Claims (9)

1. 本体（１０）、可動性部材（１６、１７）、カーソル（１８）、電気アクチュエータ（１９）、運動の伝達手段（２７）、牽引スライド（２６）、および少なくとも一つの弾力性部材（２８）を備えた、握持または運動ツールを作動するための装置であって、
   前記可動性部材（１６、１７）は前記本体（１０）と関連し、第１の位置と、間隔を置かれた第２の位置との間で往復運動をすることができ、
   前記カーソル（１８）は前記本体（１０）の中で往復の直線運動をすることができ、前記可動性部材（１６、１７）の前記第１の位置と前記第２の位置の間の往復運動のために、前記可動性部材（１６、１７）に連結され、
   前記電気アクチュエータ（１９）は前記カーソル（１８）と前記可動性部材（１６，１７）の往復運動を制御するように設計されており、
   前記運動の伝達手段（２７）は前記電気アクチュエータ（１９）によって駆動される運動を伝達し、
   前記牽引スライド（２６）は前記カーソル（１８）と関連し、前記電気アクチュエータ（１９）によって前記運動の伝達手段（２７）を通じて駆動されて前記本体（１０）内部で往復運動することができ、
   少なくとも一つの前記弾力性部材（２８）は前記牽引スライド（２６）と前記カーソル（１８）の間に、前もって負荷をかけられた状態で配置され、少なくとも一つの前記弾力性部材（２８）は、前記牽引スライド（２６）と前記カーソル（１８）の運動方向と平行であって、かつ前記可動性部材（１６、１７）の運動方向とも平行であることによって、少なくとも一つの前記弾力性部材（２８）の負荷が変動しない限りは前記牽引スライド（２６）と前記カーソル（１８）は全く同じ動きをし、前記可動性部材（１６、１７）の動きに対する抵抗によって少なくとも一つの前記弾力性部材（２８）に対する負荷が変動する場合は、前記負荷の変動に応じて、前記牽引スライド（２６）と前記カーソル（１８）が互いに異なる動きをし、
   前記可動性部材（１６、１７）のうちの第１の可動性部材（１６）は前記カーソル（１８）にピン（２０）によって固く固定され、前記可動性部材（１６、１７）のうちの第２の可動性部材（１７）は前記カーソル（１８）に振動伝達レバー（２２）によって接続され、前記振動伝達レバー（２２）が枢軸（２２’）を軸に振動することによって、前記カーソル（１８）の一方向への動きが前記第２の可動性部材（１７）の反対方向への動きとなり、その結果、前記第１の可動性部材（１６）と前記第２の可動性部材（１７）は互いに方向が逆で大きさが同じ動きをすること、および
   前記カーソル（１８）の運動方向は前記可動部材（１６，１７）の運動方向と平行であり、前記弾力性部材（２８）は前記可動性部材（１６、１７）を互いに近づける方向に力を作用していること、を特徴とする装置。
2. 前記牽引スライド（２６）が運動方向において互いに所定の距離で配置された２つの肩部（２９）を有し、前記カーソル（１８）の長さは前記肩部（２９）の間の距離よりも短くかつ前記カーソル（１８）は前記肩部（２９）の間に配置されて移動でき、前記牽引スライド（２６）の前記肩部（２９）と前記カーソル（１８）の一端との間に、少なくとも一つの前記弾力性部材（２８）が前もって負荷をかけられた状態で配置され、かつ圧縮可能であり、少なくとも一つの前記弾力性部材（２８）が、関連する前記牽引スライド（２６）および前記カーソル（１８）の運動の方向に配置されかつ作動する、請求項１記載の装置。
3. 前記牽引スライド（２６）が運動方向において互いに所定の距離で配置された２つの肩部（２９）を有し、前記カーソル（１８）の長さは前記肩部（２９）の間の距離より短くかつ前記カーソル（１８）は前記肩部（２９）の間に配置されて移動でき、前記牽引スライド（２６）の前記肩部（２９）の各々と該カーソル（１８）の端部の各々との間に、前記弾力性の部材（２８）が前もって負荷をかけられた状態で配置され、かつ圧縮可能であり、前記弾力性の部材（２８）の各々が、関連する前記牽引スライド（２６）および前記カーソル（１８）の運動の方向に配置されかつ作動する、請求項１記載の装置。
4. 少なくとも一つの前記弾力性の部材（２８）の各々が１つ以上のバネ（２８ａ）を含む、請求項１、２または３記載の装置。
5. 前記電気アクチュエータ（１９）がモーターであり、前記運動の伝達手段（２７）は、前記モーターの出力軸に一方の側が連結され、前記牽引スライド（２６）に他方の側が連結された連接棒アセンブリにより形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記電気アクチュエータ（１９）がモーターであり、前記運動の伝達手段（２７）は、前記モーターの出力軸に連結され、接触ローラ（３１ ａ、３１ｂ）によって形成される機械的な手段により前記牽引スライド（２６）と関連した回転カム（２７）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記回転カム（２７）が軸受（３０）によって支持され、第１の半径（Ｒ）を有する第１の部分（２７’）と、前記第１の部分（２７’）に対して径方向で対向し、前記第１の部分（２７’）よりも小さい半径（ｒ）を有する第２のカム部（２７”）とによって定められる輪郭を有し、前記第１の部分（２７’）および前記第２のカム部（２７”）の間の部分は中間の平面（２７ａ）によって連結され、前記第１の部分（２７’）と前記第２のカム部（２７”）の半径の差は、前記可動性部材（１６、１７）のストロークの最大の長さに対応する、請求項６記載の装置。
8. ２つの端部間の往復運動の動作によって移動可能な単一の部材を有するツールを制御する、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 必要に応じてアイテムまたは物体をピックアップまたはリリースするため、たがいに反対方向に移動可能なグリッパー顎板の形で２つの可動性部材を有するツールを制御する、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。

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