(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュラ工具装置であって、
マニピュレータに接続可能で、第１の起伏のある表面を有するベース継手、
第２の起伏のある表面および第３の起伏のある表面を有するロック部材、
長手方向の軸について嵌合的かつ調節可能に、前記モジュラ工具の回転調整のために前記ロック部材の第３の起伏のある表面に接続される第４の起伏のある表面を有するモジュラ工具、および
前記ロック部材を前記ベース継手の方向に向けるように付勢するために、前記ロック部材に係合する付勢部材
を有し、
前記第２の起伏のある表面が長手方向の軸について前記ベース継手の回転調整のために前記ベース継手の前記第１の起伏のある表面に嵌合的にかつ調節可能に接続しており、
前記第１、第２、第３および第４の起伏のある表面の中心は、同軸に整列配置されており、
前記第２の起伏のある表面と前記第３の起伏のある表面は同じ方向に向いていることを特徴とするモジュラ工具装置。
【請求項２】
前記第１および第２の起伏のある表面は第１の数のギザギザの歯を含み、前記第３および第４の起伏のある表面は第２の数のギザギザの歯を含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュラ工具装置。
【請求項３】
前記ロック部材は前記第１および第２の数のギザギザの歯を結合して前記第１または第２の数のギザギザの歯より多くの回転調整位置を提供することを特徴とする請求項２に記載のモジュラ工具装置。
【請求項４】
前記ロック部材はギザギザの歯の第１および第２の数を結合して０．６度の回転調整能を提供することを特徴とする請求項３に記載のモジュラ工具装置。
【請求項５】
前記第１および第２の起伏のある表面は前記第３のおよび第４の起伏のある表面とは異なる直径を有することを特徴とする請求項１に記載のモジュラ工具装置。
【請求項６】
前記第１、第２、第３および第４の起伏のある表面は、同軸に整列配置され、同心であり、前記第１および前記第２の起伏のある表面は等しい直径を有し、前記第３および前記第４の起伏のある表面は等しい直径を有することを特徴とする請求項１に記載のモジュラ工具装置。
【請求項７】
直線方向にギザギザの歯を有する第５の起伏のある表面を有する前記ベース継手、および
直線方向にギザギザの歯を有する第６の起伏のある表面
を更に有し、
前記第５および第６の起伏のある表面は、嵌合的に係合して前記取付構造に対して前記ベース継手の直線方向の調整を提供することを特徴とする請求項１に記載のモジュラ工具装置。
【請求項８】
モジュラ工具装置であって、
マニピュレータに接続可能なベース継手であって第１組の周方向に形成され、軸方向に突き出るギザギザの歯を有する前記ベース継手、
モジュラ工具に接続可能な可動部材であって、第３組の周方向に形成され、軸方向に突き出るギザギザの歯と、前記第１組のギザギザの歯を回転可能に受け入れるために伸びている開口を有する可動部材、および
第２及び第４組の異なる面において周方向に形成され、軸方向において同じ方向に突き出るギザギザの歯を有するロック部材、
を有し、
前記第２組のギザギザの歯は長手方向の軸について前記ベース継手の回転調整のために前記ベース継手の前記第１組のギザギザの歯に嵌合的にかつ調整可能に接続されており、前記第４組のギザギザの歯は前記長手方向の軸について前記可動部材の回転調整のために前記第３組のギザギザの歯に嵌合的かつ調節可能に接続されており、
前記第１および第２組のギザギザの歯は、周方向において噛合うように配列され、第３および第４組のギザギザの歯は、周方向において噛合うように配列されているモジュラ工具装置。
【請求項９】
前記ロック部材を前記ベース継手の方向に向けて付勢するために前記ロック部材に係合する付勢部材を更に有することを特徴とする請求項８に記載のモジュラ工具装置。
【請求項１０】
前記第１および第２組のギザギザの歯がギザギザの歯を第１の数有し、前記第３および第４組のギザギザの歯がギザギザの歯を第２の数有することを特徴とする請求項９に記載のモジュラ工具装置。
【請求項１１】
前記ロック部材は前記第１および第２の数のギザギザの歯を結合して、ギザギザの歯の前記第１または第２の数より多い回転調整位置を提供することを特徴とする請求項１０に記載のモジュラ工具装置。
【請求項１２】
前記ロック部材はギザギザの歯の第１および第２の数を結合して、０．６度の回転調整能を提供することを特徴とする請求項１１に記載のモジュラ工具装置。
【請求項１３】
前記第１および第２組のギザギザの歯は前記第３および第４組のギザギザの歯とは異なる直径を有することを特徴とする請求項８に記載のモジュラ工具装置。
【請求項１４】
前記第１および第２組のギザギザの歯は等しい直径を有し、前記第３および第４組のギザギザの歯は等しい直径を有することを特徴とする請求項８に記載のモジュラ工具装置。
【請求項１５】
直線方向にギザギザの歯を有する前記ベース継手、および
そこにおいて形成される直線方向にギザギザの歯を有する取付構造
を更に有し、
前記ベース継手および前記取付構造の直線方向のギザギザの歯は互いに嵌合的に係合して前記取付構造に対する前記ベース継手の直線方向の調整を提供することを特徴とする請求項８に記載のモジュラ工具装置。
【請求項１６】
前記第１、第２、第３および、第４組のギザギザの歯は、全て半径方向および円周方向３６０度に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のモジュラ工具装置。
【請求項１７】
前記ベース継手は、
ベース部材の一端に形成される前記１組のギザギザの歯を有し、前記第１組のギザギザの歯と反対側の面に複数のタブを有するベース部材、および
前記ベース部材の前記複数のタブを嵌合的に受ける複数のスロットを有する円筒状拡張を有する取付部材、
を更に有し、
前記複数のスロットと前記複数のタブは同じ寸法と形状を有し、前記ベース部材および前記円筒状拡張は前記可動部材の開口に受け入れられることを特徴とする請求項８に記載のモジュラ工具装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２０１１年２月８日に出願された米国仮出願第６１／４４０，４６４号の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、回転及び直線方向の調整のためのギザギザの歯を有するモジュラ工具装置に関するものであり、特に、前記モジュラ工具装置に接続されるモジュラ工具の正確で再現性のある回転、旋回及び直線方向の調整を提供するギザギザの歯を有するモジュラ工具装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
機械的マニピュレータ及びロボットアームの登場により、多くのモジュラ工具装置が同じ操作者によって利用できるように、多くの工具アセンブリ及び工作物処理装置が機械的マニピュレータ及びロボットアームに迅速に結合又は分離するように設計されている。工具アセンブリが多様な工作物の形状に環境設定されるように、工具アセンブリには柔軟性と調整性が設計上取り込まれていることが好ましい。従来の工具アセンブリは、多様な工作物を固定化するために多様なブラケット及び台によって相互に接続された多くの区分管を利用てきたが、そのような設計は固定的であり、工具アセンブリにおいてほとんど又は全く調整を提供しない。他の設計は、つまみまたはスライドを利用して区分された管が輸送の直線方向の通路に沿って調整されるのを可能にするが、そのような設計は、１段階の柔軟性又は１軸の調整を提供するだけなので、調整量が限られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
他の公知の設計としては、管の旋回又は回転方向の調整するためボール台を利用するものがある。このようなボール台は、通常、ブラケット及び従来の固定具の使用により丸い球を受け取り、留めるブラケットを提供する。クランプの配列のために、このボール台は、通常３６０°の回転運動を提供しない。また、特に、このような工具台が多様なグリース及び油、並びに工業環境において共通のランダムな力にさらされるとき、このような設計はスリップされやすい。ボール台がスリップすると工作物処理腕木は工作物に対して誤って配列され、これによってワークステーションをシャットダウンして、再調整する必要が生じる。このようなシャットダウンは、工業環境において望ましくない非効率性を生じることとなる。
【０００５】
他のモジュラ工具装置は、回転軸についての第一及び第二の継手の旋回又は回転方向の調整を提供する対向するギザギザの歯を利用する。ギザギザの歯は、堅く締められる位置で噛み合うとき互いに関して継手が回転又はスリップしないことを保証しつつ、第一及び第二の継手が互いに対して既定の回転調整することを提供する。ギザギザの歯の欠点は、既定数の設定位置を提供するので、モジュラ工具装置の可能な位置を限定することである。ギザギザの歯の他の欠点は、結合の位置を調整するために互いに完全に噛合いを解かなければならないことである。このように、互いに対してギザギザの歯を回転することによって結合を調整することはやっかいで難しい仕事であり得る。ギザギザの歯に結合されるモジュラ工具は複数あるので、とりわけ工業環境においてはギザギザの歯の位置調整はさらに困難になる。このような困難さのために工業環境における非効率性が生じる。
【０００６】
モジュラ工具装置のスリップ及び誤配列のリスクを排除して、モジュラ工具の多数の、複数軸を有する迅速で簡易な調整機構を有するモジュラ工具装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、モジュラ工具の回転、旋回及び直線方向の調整を提供するための起伏のある表面を有するモジュラ工具装置を提供する。本発明のモジュラ工具装置は、第１の起伏のある表面を有する、マニピュレータに接続可能なベース継手を提供する。ロック部材は第２及び第３の起伏のある表面を提供し、前記第２の起伏のある表面は、長手方向について前記ベース継手の回転調整のために前記ベース継手の前記第１の起伏のある表面に調整可能に接続されている。第４の起伏のある表面を有するモジュール工具は前記ロック部材の第３の起伏のある表面に調整可能に接続されており、前記長手方向に軸に関して前記モジュラ工具の回転調整を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のモジュラ工具装置の見取り図である。
【図２】本発明のモジュラ工具装置の分解図である。
【図３】本発明のモジュラ工具装置のラックの見取り図である。
【図４】本発明のモジュラ工具装置の略Ｔ型スライドの見取り図である。
【図５】本発明のモジュラ工具装置のベース継手の見取り図である。
【図６】本発明のモジュラ工具装置のスペーサー上の起伏のある表面を示す見取り図である。
【図７】本発明のモジュラ工具装置のスペーサー及び起伏のある表面の分解図である。
【図８】本発明のモジュラ工具装置の腕木ロッドの見取り図である。
【図９】本発明の望遠鏡腕木ロッド又はモジュラ工具装置の見取り図である。
【図１０】フランジ取付に接続されたモジュラ工具装置の回転方向の調整を示す本発明の第二の実施形態の見取り図である。
【図１１】クイック分離体に接続されるモジュラ工具装置の回転方向の調整を示す本発明の第二の実施形態の見取り図である。
【図１２】モジュラ工具装置の回転方向の調整を示す本発明の第二の実施形態の平面図である。
【図１３】回転及び直線方向の調整を有する本発明のモジュラ工具装置の第三の実施形態の見取り図である。
【図１４】回転及び直線方向の調整を有する本発明のモジュラ工具装置の第四の実施形態の見取り図である。
【図１５】ロックキャップアセンブリを有する本発明のモジュラ工具装置の第五の実施形態の見取り図である。
【図１６】ロックキャップアセンブリを有する本発明のモジュラ工具装置の第五の実施形態の右側分解図である。
【図１７】ロックキャップアセンブリを有する本発明のモジュラ工具装置の第五の実施形態の左側分解図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、モジュラ工具装置１０に接続される少なくとも一つの従来のモジュラ工具１２に対する回転、旋回及び直線方向の空間調整を提供するモジュラ工具装置１０を提供する。図１及び２に見られるように、モジュラ工具装置１０は、クイック分離体の雌部（図示しない）により受け取られるクイック分離体の雄部１４（図示しない）に接続される。クイック分離体の雌部は、例えばロボットアーム（図示しない）のようなマニピュレータに接続される。クイック分離体の雌部１４はラック１６に解放的にかつ調整的に接続されるベース継手１８に対して直線的調整を提供するラック又は取付部材１６に接続されることができる。腕木・アーム２０はベース継手１８と腕木アーム２０の間に形成される対の起伏のある表面２２を通してベース継手１８に解放的にかつ調整可能に接続される。腕木アーム２０はベース継手１８から伸長し、ほぼ９０°のひじ継手２４が起伏のある表面の第２組を通して腕木アーム２０の端部に解放的にかつ調整可能に接続される。ショベルアーム２８を有する望遠鏡のアーム３２は、起伏のある表面３０の第３組の使用によってひじ継手に接続される。望遠鏡の腕木アーム３２は、望遠鏡の腕木アームの長手方向の軸に沿ってショベルアーム２８の直線方向および回転調整を提供する。ショベルのようなモジュラ工具１２は、工作物（図示しない）の係合のためにショベルアーム２８の末端に接続される。他のモジュラ工具としては、空気グリッパー、空気クランプ、真空カップおよび他の材料処理装置がある。他のアセンブリは、ベース継手１８、腕木ロッド２０、ひじ継手２４、望遠鏡腕木アーム３２、ショベルアーム２８、およびの同じか異なる組合せから構成され、ショベル３４は前述した様にラック１６に結合され、複数のモジュラ工具１２の支持および配置を提供する。
【００１０】
モジュラ工具装置１０に直線方向の調整の第１の度合を提供するために、ラック１６は従来の締着具３６及び１対の合せくぎロッド３８を使用することによってクイック分離体の雌部１４に位置され、接続される。ラック１６は、図１〜３に見られるように、ラック１６の長さに伸長する略Ｔ型スロットを有する略長方形の構造を有する。ラック１６の側面４２はＴ型スロット４０に開放されており、ギザギザの歯のような起伏のある表面を有する。ギザギザの歯４４はラック１６の側面４２の長さ全体に沿ってＴ型スロット４０の両面上にほぼ直線方向に伸長する。ラック１６は高強度、軽量金属、例えばアルミニウムから製造される。
【００１１】
ラック１６に対するベース継手１８の直線方向の結合を可能にするため、略Ｔ型スライド４６は、図１〜４に見られるように、ラック１６に形成されるＴ型スロット４０に嵌合的にスライドして係合する。Ｔ型スライド４６は、図１〜２及び５に見られるように、ベース継手１８の第２の側面５５に第１の側面５０を通して形成された開口４９を貫通して延びる従来の締着具４８を受け止めるためにそこに形成されねじ山付きの開口４７を有する。ベース継手１８は、ベース継手１８の第１の側面５０が、ギザギザの歯５２の２つの列の間に形成されたほぼ長方形の凹部５４を有してそこに形成されたギザギザの歯５２のほぼ平行な２つの列を有するほぼ台形形状を有する。ベース継手１８の第１の側５０にある長方形の凹部はラック１６に備えられるＴ字型のスライド４６の一部を受け入れる。締着具４８をベース継手１８の開口４９およびラックのＴ字型スライド４６に備えられるねじ付開口を貫通してねじ込みことによって、ベース継手上のギザギザの歯はラック上に備えられるギザギザの歯４４に堅固に嵌合される。ワッシャー５６及びスプリング５８は、ベース継手１８がラック１６に対して付勢するようにベース継手１８に係合するために締着具４８にアセンブルされる。ベース継手１８がラックの係合から外れないように締着具４８がゆるめられる間、スプリングによって偏向された力によってベース継手１８がラック１６との係合を維持することを可能にする。一旦、締着具４８がゆるめられると、ラック１６に対するベース継手１８の位置を直線方向で調整するためにラック１６のギザギザの歯４４からベース継手１８のギザギザの歯５２の係合を解くために、使用者はスプリング５８の偏向力に対してベース継手１８を引っ張るだけでよい。このように、ベース継手１８は矢印５９で示されるように、ラック１６の長手方向に沿って調整されることができる。
【００１２】
ベース継手１８に対して腕木・アーム２０の回転方向の調整を提供するために、起伏のある表面２２は、ベース継手１８の第３側面５９と腕木アーム２０の一端との間に結合される歯インサートアセンブリ６０を提供する。歯インサートアセンブリ６０は、図１〜２及び６〜７に見られるように、第１の歯インサート６２の一方側面上でベース継手１８から離れてほぼ円柱形状に形成された、ギザギザの歯６４のような起伏のある表面を有するほぼ円柱状の形状を有する第１の歯インサート６２を有する。第１の歯インサート６２の反対側はベース継手１８の第３の側面５９に隣接しており、ほぼ楕円形状を有する突起６６を提供する。第１の歯インサート６２上の突起６６は、ベース継手１８の第３側面に形成されたほぼ楕円状の凹部により受け入れられる。第１の歯インサート６２のギザギザの歯６４は、歯インサートアセンブリ６０のほぼ円柱状スペーサー又はロック部材の一方側に形成される例えばギザギザの歯７０のような起伏のある表面に嵌合的に噛合う。スペーサー７２上のギザギザの歯７０は、第１の歯インサート６２上に同様に記載されるようにほぼ円周状に形成される。スペーサ７２のギザギザの歯７４は歯インサートアセンブリ６０の第２の歯インサート７８上に形成された例えばギザギザの歯７６のような起伏のある表面に嵌合的に噛合う。第２の歯インサート７８は、第２の歯インサート７８の反対側から伸長するほぼ楕円状の突起８０を提供する点で第１の歯インサート６２と類似している。第２の歯インサート７８上の楕円状の突起８０は、図１〜２及び８に見られるように、腕木アーム２０の一端に備えられるほぼ楕円状の凹部８２によって嵌合的に受け入れられる。腕木アーム２０、第２の歯インサート７８、スペーサー７２、第１の歯インサート６２及びベース継手１８の第３の側面は、全て共通の長手方向の軸８４に沿って同軸上に配置された開口を有する。従来の締着具８６はベース継手１８に備えられるねじ山付きの開口８７にアセンブリ６０とねじを挿入する腕木アーム２０と歯インサートアセンブリ６０の開口を貫通して軸８４に沿って伸長する。締着具８６は歯インサートアセンブリ６０に使用により調整的にかつ解放的に腕木アーム２０をベース継手１８に接続する。管状のスリーブ８９は長手方向の軸８４に沿って歯インサートアセンブリ６０を貫通して伸長し、締着具８６を受け取る。スプリング８８及びワッシャー９０は、腕木・アーム２０を歯インサートアセンブリに対して付勢することによって歯インサートアセンブリをベース継手１８に対して付勢するように締着具８６にアセンブルされることができる。これによって、締着具８６をゆるめると、歯インサートアセンブリ６０に対してかつベース部材に対して腕木・アーム２０の位置を確保することができる。スプリング９２及びスナップリング９４は第１の歯インサート６２と歯インサートアセンブリ６０のスペーサー７２の間に備えられ、スナップリング９４はスリーブ８９の凹部９５に配置される。スプリング９２はスペーサー７２を第２の歯インサート７８に向け、また、第１の歯インサート６２から離れるように付勢する。これによって、締着具８６がゆるむと第１の歯インサート６２、スペーサー７２及び第２の歯インサート７８の位置を維持する。
【００１３】
腕木・アーム２０に対するベース継手１８の増加調整をするために、歯インサートアセンブリ６０のスペーサー７２の反対側上のギザギザの歯７０、７４は図６〜７に見られるように０．６°相殺される。このように、スペーサー７２の第１の側面上のギザギザの歯７０は、第１の歯インサート６２のギザギザの歯６４を歯インサートアセンブリ６０に対になって係合するほぼ円周状のスペーサー７２について２４歯７０を供給するように１５°の角度で間隔をあけている。スペーサー７２の反対側上のギザギザの歯７４は１４．４°の角度で間隔をおいており、これによって円周状のスペーサー７２の反対側面上に総計２５のギザギザの歯７４を供給する。スペーサー７２上のギザギザの歯７４は歯インサートアセンブリ６０の第２の歯インサート７８上に備えられるギザギザの歯７６を嵌合的に係合する。歯インサートアセンブリ６０のスペーサー７２上の相殺角度は、矢印９７によって示されるように、ベース継手１８と腕木・アーム２０との間に多数の回転調整を提供する。
【００１４】
ベース継手１８及び腕木３０の位置について参照するために、スペーサー７２はスペーサー７２の外側表面上に形成された英数字の印を有する。英数字９６はスペーサー７２の片面上にギザギザの歯７４の７０の各ルートに異なる文字９８を供給する。異なる数字１００はスペーサー７２の反対側上のギザギザの歯７０の各ルートに供給される。参照指標１０２が歯インサートアセンブリ６０の第１の歯インサート６２の外側表面に供給され、第２の参照指標１０４が歯インサートアセンブリ６０の第２の歯インサート７０の外側表面に供給される。参照指標１０２、１０４はそれぞれ第１及び第２の歯インサート６０、７８の外側表面に結合される材料の狭い部位から製造される。
【００１５】
スペーサー７２の第１の側面上に１５°間隔で、スペーサー７２の第２の側面上に１４．４°の角度で配置されるスペーサー７２のギザギザの歯７０、７４を有することにより、腕木・アーム２０に対する回転又は旋回方向の調整が回転間隔の各０．６度ごとに提供される。したがって、モジュラ工具装置１０は、腕木・アーム２０に対してベース継手１８の６００の異なる増大した回転調整を提供する。例えば、参照指標１０２をスペーサー７２の第１の側面上の数字「１」上の第１の歯インサート６２に置くことによって、第１の歯インサート６２上の参照指標１０２が数字「１」上であるとき、２４の異なる増大した位置を提供するために、第２の歯インサート７８上の参照指標１０４は２４の文字９８のいずれか上に置かれることができる。第１の歯インサート６２上の参照指標１０２がスペーサー７２の第１の側面上の番号「２」上に置かれるとき、第２の歯インサート７８上の参照指標１０４は追加の２４増加した位置を提供するためにスペーサー７２の第２の側面上の２４文字９８のいずれかに移動することができる。このプロセスは増加した調整の６００位置の全てを実現するために継続する。
【００１６】
モジュラ工具１２をさらに拡張するために、ベース継手１８に対向する腕木・アーム２０の末端は歯インサートアセンブリ６０と同様の歯インサートアセンブリ１０６に接続される。すなわち、腕木・アーム２０の末端は、歯インサートアセンブリ１０６の第１の歯インサート上に備えられるほぼ楕円形状の突起を嵌合的に受け入れるためのほぼ楕円形状の凹部を有する。ひじ継手２４が歯インサートアセンブリ１０６の第２の歯インサートに備えられるほぼ楕円状の突起を嵌合的に受け入れるためのほぼ楕円状の凹部を提供するのと同様に、歯インサートアセンブリ１０６は、９０°ひじ継手２４に結合される。ひじ継手２４は、ひじ継手２４の第１の側面に備えられる開口を貫通して、かつ歯インサートアセンブリ１０６を通して延びる締着具１１０を有する。締着具１１０も腕木ロッド２０の末端に備えられるねじ山付きの開口１０８を通る。締着具１１０をゆるめることにより、ひじ継手２４は、ギザギザの歯を歯インサートアセンブリ１０６内で回転することにより腕木・アーム２０に関して回転可能に調整され得る。歯インサートアセンブリ１０６におけるギザギザの歯は、歯インサートアセンブリ６０について記載した様に相殺され、ひじ継手２４は、矢印１１１に示されるように、腕木・アーム２０に関して６００の回転調整位置を有する。
【００１７】
望遠鏡の腕木アーム３２をひじ継手２４に接続するために、ひじ継手２４の対向側面は前述した歯インサートアセンブリ６０と同様の歯インサートアセンブリ１１２に接続されている。このように、ひじ継手２４は歯インサートアセンブリ１１２の第１の歯インサートに備えられるほぼ楕円状の突起を嵌合的に受け入れるほぼ楕円状の凹部を提供する。歯インサートアセンブリ１１２は、図１〜２及び９に見られるように、歯インサートアセンブリ１１２の第１の歯インサートに備えられるほぼ楕円状の突起を嵌合的に受け入れるほぼ楕円状の凹部１１３を有する腕木・アーム３２によって腕木アームに結合される。従来の締着具１１４は腕木・アーム３２の端部を貫通し、かつ歯インサートアセンブリ１１２を貫通して延びる同軸の開口を貫通する。締着具１１４は上記に一覧させた構成要素を接続、確保するためにひじ継手１０８に備えられるねじ山付きの開口に伸長しねじ込まれる。スプリング１１６及びワッシャー１１８は、同様の構成について前述したように、腕木・アーム３２を腕木歯インサートアセンブリ１１２に向かって付勢するために締着具１１４にアセンブルされる。締着具１１４をゆるめることによって、矢印１２０で示すように、歯インサートアセンブリ１１２のギザギザの歯は、ひじ継手１０８と関連して腕木・アーム３２の６００の回転調整を考慮に入れるために、互いに対して回転することができる。
【００１８】
モジュラ工具１２の更に直線方向および回転調整を提供するために、腕木アーム３２は、腕木アーム３２の第１部分１２２が腕木アーム３２の第２部分またはシャベル腕２８を受ける望遠鏡の調整を有することができる。腕木アーム３２の第１部分１２２は、腕木アーム３２の第１部分１２２の一端で壁を通って延びているスロット１２６を有するほぼ円筒状構成を有する。腕木アーム３２の第１部分１２２のスロット１２６によって、第１部分１２２の端が腕木アーム３２の第２部分２８まで伸長して、受けることができる。クランプ１２８は、腕木アーム３２の第１部分１２２の溝付き部分を通じて伸びる。従来の締着具１３０は、腕木アーム３２の第１部分１２２の範囲内で取り外し可能に腕木アーム３２の第２部分２８を固定するためにクランプ１２８に設けられている開口を通って延びる。クランプ１２８が締着具１３０をゆるめることによってゆるめられるときに、腕木アーム３２の第２部分２８は回転することができるかまたは腕木アーム３２の長手方向の軸に沿って直線方向で調整されることができる。シャベル３４は、従来の締着具１３２を用いることにより腕木アーム３２の第２部分２８の終わりまで接続される。上記したように、モジュラ工具１２のいかなる形も、腕木アーム３２に接続していることができる。このように、腕木アーム３２の望遠鏡の特徴によって、腕木アーム３２の長手方向の軸に沿って、矢印印１３６で示すような直線方向調整、及び矢印印１３６で示すような回転調整について可能にする。
【００１９】
他の実施形態では、歯インサートアセンブリ６０は、前述したように、モジュラ工具装置１０の複数の回転方向の調整を提供するために利用することができる。図１１〜１２に示すように、クイック分離体１３８は、マニピュレータ（図示せず）、例えば、ロボットアームまたは転送レール／ビームに接続することができ、または、図１０に示すように、モジュラ工具装置１０はフランジ取付１３９によってマニピュレータに接続することができる。図１１〜１２に示すように、クイック分離体１３８は、従来の締着具を用いることによりマニピュレータに接続する雌部１４０を有する。クイック分離体１３８の雄部１４２は、クイック分離体１３８の雌部１４０によって受け入れられる。クイック分離体１３８は、クイック分離体１３８の雌部および雄部１４０、１４２間の空気および電気接続を提供することができる。
【００２０】
図１１〜１２に示すように、モジュラ工具装置１０をクイック分離体１３８に接続するか、または図１０に示すように１３９をフランジに取り付けるために、前述の歯インサートアセンブリ６０と同様の歯インサートアセンブリ１４４は、クイック分離体１３８の雄部１４２の終端部に、または、フランジ取付１３９に接続される。図１１〜１２に示すように、クイック分離体１３８の雄部１４２およびフランジ取付１３９は、図１０に示すように、両方とも、歯インサートアセンブリ１４４の第１の歯インサート物から伸びている実質的に楕円状の突起を受けるための実質的に楕円状の凹部を有する。歯インサートアセンブリ１４４は、従来の締着具１４８を用いることにより結合棒１４６にも接続している。締着具１４８は、結合棒１４６、歯インサートアセンブリ１４４およびフランジ取付１３９のクイック復帰接続体１３８の雄部１４２を通って延びている同軸の開口を通って延びる。クイック分離体１３８の雄部１４２およびフランジ取付１３９は、締着具１４８をねじにより受けるためのねじ山付き開口を有する。同様の構造において前述した様に、歯インサートアセンブリ１４４の方へ結合棒１４６を付勢するためにバネ（図示せず）およびワッシャ（図示せず）は締着具１４８に接続することもできる。締着具１４８をゆるめることによって、図１２の回転軸１５０により示すように、歯インサートアセンブリ１４４は、結合棒１４６の回転方向の調整を提供するためにクイック分離体１３８の雄部１４２に対して回転することができる。歯インサートアセンブリ１４４のギザギザの歯が歯インサートアセンブリ６０にて説明したように、相殺されるので、結合棒１４６はクイック復帰接続体１３８またはフランジ取付１３９に対して６００のインクリメント式回転調整を有する。
【００２１】
結合棒１４６は、結合棒１４６の各先端の丸形端部１５２を有する実質的に矩形の構成を有する。結合棒１４６の第１端部の反対側には、歯インサートアセンブリ６０と同様の歯インサートアセンブリ１５４に接続している第２端部がある。すなわち、結合棒１４６は、嵌合的に歯インサートアセンブリ１５４上の第１の歯インサート物への実質的に楕円状の突起を受信するための実質的に楕円状の凹部を有する。歯インサートアセンブリ１５４は、結合棒１４６と類似の構成を有する第２の同様の結合棒１５６に結合棒１４６を接続する。すなわち、結合棒１５６は、歯インサートアセンブリ１５４の第２の歯インサート上に実質的に楕円状の突起を受け入れるための実質的に楕円状凹部を有する。従来の締着具１５８は、結合棒１４６、歯インサートアセンブリ１５４および締着具１５８が第１端部結合棒１５６において設けられているねじ開口にねじ切りする結合棒１５６の第１端部を通って延びている同軸の開口を通って延びる。前述したように、同様の構成において、バネ（図示せず）およびワッシャ（図示せず）は締着具１５８に組み立てられることもできる。そこにおいて、結合棒１５６は歯インサートアセンブリ１５４の方へ付勢される。締着具１５８がゆるめられるときに、前述したように、歯インサートアセンブリ６０で、歯インサートアセンブリ１５４のギザギザの歯は歯インサートアセンブリ１５４のオフセットのギザギザの歯のため結合棒１４６と関連して結合棒１５６の６００の軌道調整を提供するために回転することができる。
【００２２】
軌道回転および線形調整をモジュラ・ツール１２に提供するために、ブーム・アーム３２に同じように記載されていているように、結合棒１５６の端部まで接続されるにつれて、結合棒１５６（結合棒１５６の第１端部の反対側にある）の第２端部は伸縮ブーム・アーム１６０があることができる。結合棒１５６の第２端部は、ブーム・アーム１６０に設けられている実質的に楕円状突起を受ける実質的に楕円状凹部を有する。締着具は、結合棒１５６の第２端部を通って延びて、ブーム・アーム１６０を結合棒１５６に固定するために、ブーム・アーム１６０のねじ開口にねじ切りした。このように、図１２の周方向の線１６１および１６２に示すように、結合棒１５６は、結合棒１４６と組み合わせて、取付ツール１２の軌道調整を考慮に入れることができる。同様の望遠鏡ブーム・アーム３２について前述したように、望遠鏡ブーム・アーム１６０も、モジュラ・ツール１２の線形および回転調整を提供する。
【００２３】
さらに別の実施形態では、図１３および１４に示すように、モジュラ工具装置１０は、モジュラ工具１２の直線方向および軌道調整を提供する方法を提供する。モジュラ工具装置１０は、取付レール１６６に取り外し可能及び調節可能に接続している９０°を有する肘ブラケット１６４を提供する。取付レール１６６は、実質的にＴ字型のスロット１６８を実質的にＴ字型のスライド１７０を受けるために提供する。Ｔ字型のスライド１７０が取付レール１６６のＴ字型のスロット１６８に沿って摺動することができるように、Ｔ字型のスライド１７０は取付レール１６６のＴ―形のスロット１６８の中で捕えられる。従来の締着具１７２は、Ｔ字型のスライド１７０において設けられているねじ開口に９０°を有する肘ブラケット１６４通って延びるＴ字型スライドに設けられるねじ付開口にねじ込まれている。締着具１７２がＴ次状のスライド１７０、Ｔ字型のスライド１７０および１６４が取付レール１６６と関連して静止位置の９０°を有する肘ブラケット１６４を固定するために取付レール１６６に対して締める９０°を有する肘ブラケットのねじ開口にねじ切りされるように、９０°を有する肘ブラケット１６４は取付レール１６６のＴ字型のスロット１６６によってつくられる開口部を横断して伸びる。このように、締着具１７２がゆるめられるときに、矢印印１７３で示すように、９０°を有する肘ブラケット１６４は取付レール１６６に沿ってＴ字型のスライド１７０を摺動させることによって取付レール１６６の長手方向の軸に沿って直線方向に調整されることができる。
【００２４】
９０°を有する肘ブラケット１６４の他端は、取付レール１６６から外側へ伸びて、締着具１７６を受けるためそこで伸びている開口を有する。締着具１７６も、円形のディスク１７８、１８０の各々上の実質的に円形の構成において形成される対向して嵌合するギザギザの歯１８２、１８４を有する一対の実質的に円形のディスク１７８、１８０を通って延びる。締着具１７６は同軸の９０°を有する肘ブラケットを通して、かつ円形のディスク１７８、１８０の各々において設定される開口を通って延びる。締着具１７６も、実質的に直角結合レール１９０において形成される実質的にＴ字型のスロット１８８内で摺動可能に捕えられる実質的にＴ字型のスライド１８６に達する。締着具１７６がＴ字型のスライド１８６のねじ開口にねじ切りされるときに、Ｔ字型のスライド１８６および円形のディスク１７８、１８０は結合レール１９０に対して締まり、９０°を有する肘ブラケット１６４を結合レール１９０に対して固定した位置に確保する。しかしながら、締着具１７６がゆるめられるときに、矢印印１９２によって示されるように、Ｔ字型のスライド１８６は結合レール１９０および円形のディスクに沿って直線方向に移動することを可能にし、円形ディスク１７８、１８０は、結合レール１９０が取付レール１６６に対して回転することができるように互いに対して回転することができる。円形のディスク１７８、１８０はギザギザの歯を有するスペーサを含まないにもかかわらず、前述したように本実施例において、歯インサートアセンブリ６０を使用することが予想されるであろう。
【００２５】
モジュラ工具１２の更なる調整を提供するために、モジュラ工具１０は、結合レール１９０と同様の追加の結合レール１９４を提供する。結合レール１９４もＴ字型のスロット１９６、及び結合レール１９０において前述したものと同様の実質的にＴ字型のスライド（図示しない）を提供する。ディスク１７８、１８０と同様に、結合レール１９０、１９４間の一対の円形のディスク２００、２０２には、ギザギザの歯２０４、２０６の円形の配列を有する各ディスク２００、２０２も備えられている。円形のディスク２００は結合レール１９４において設けられているＴ字型のスライドに隣接して載置され、そして、円形のディスク２０２は結合レール１９０のＴ字型のスロット１８８に隣接して載置される。従来の締着具２１０は、Ｔ字型のスライド２０８、円形のディスク２００、２０２および結合レール１９４において設定される実質的にＴ字型に形づくられたスライド１９８に設定される開口を同軸に貫通して伸びる。締着具２１０が締着具２１０への接近するために提供するために結合レール１９０を通って延びなければならないので、結合レール１９０において設けられているＴ字型のスライドがない。したがってディスク２００、２０２はレール１９０に沿って直線方向に移動することができない。しかしながら、締着具２１０がゆるめられるときに、矢印印１９８によって示されるように、取付レール１９４に沿って直線方向の調整を提供するために、Ｔ字型のスライドは結合レール１９４に沿って摺動することができる。矢印２１２によって示されるように、円形のディスク２００、２０２は、互いにに対して回転することが出来、それによって結合レールに対して回転調整または軌道調整をすることができる。締着具２１０が締められるときに、円形のディスク２００、２０２および実質的にＴ字型のスライド１９８、２０８は結合レール１９４、１９０に対して定位置において固定される。しかしながら、締着具２１０がアクセスをもつユーザを締着具２１０に提供するために結合レール１９０の壁において設けられている開口を通過しなければならなかった時から、結合レール１９４は結合レール１９０に沿って直線方向に調整されることができない。
【００２６】
モジュラ工具１２を結合レール１９４に固定するために、図１３に示すように、９０°を有する肘ブラケット２１４は、結合レール１９４の一端で利用される。９０°を有する肘ブラケット２１４は、９０°を有する肘ブラケット２１４および結合レール１９４の間に載置される一対の円形のディスク２１６、２１８を備えている。各円形のディスク２１６のうち、２１８は、ディスク１７８、１８０と同様の嵌合ギザギザの歯２２０、２２２の円形の配列を有する。円形のディスク２１８は、結合レール１９４において設けられている実質的にＴ字型のスロット１９６に隣接して載置される。Ｔ字型のスライド２２４、円形のディスク２１６、２１８および９０°を有する肘ブラケット２１４によって、従来の締着具２２６は、取付レール１９４において設けられている開口で、同軸で伸びる。また、Ｔ字型のスライドは、結合レール１９４を通って延びている締着具２２６のため利用されない。しかしながら、締着具２２６がゆるめられるときに、矢印印２２７によって示されるように、ギザギザのディスク２１６、２１８は結合レール１９４と関連してモジュラ工具１２の回転調整を、それによって与えることで、互いに対して回転することができる。締着具２２６が締められるときに、円形のディスク２１６、２１８はディスク２１６、２１８のギザギザの歯２２０、２２２が係合され、それによって、結合レール１９４に対して静止位置に９０°を有する肘ブラケット２１４を固定する。
【００２７】
モジュラ・ツール１２に回転調整をするために、９０°を有する肘ブラケットの対向端部にその上に形成されるギザギザの歯２３０の円形の配列を有する実質的に円形のディスク２２８を設ける。モジュラ・ツール１２は、４つの従来の締着具２３４によってモジュラ・ツール１２に接続している取付ブラケット２３２を備えている。取付ブラケット２３２も、９０°を有する肘ブラケット２１４の円形のディスク２２８に設けられているギザギザの歯２３０を嵌合的に係合するためにその上に取り付けられるギザギザの歯２３６の円形の配列を有する。従来の締着具（図示せず）は、９０°を有する肘ブラケット２１４、円形のディスク２２８および取付ブラケット２３２に示される開口で、同軸で伸びる。締着具がゆるめられるときに、矢印印２４０によって示されるように、ギザギザの歯２３０、２３６はモジュラ・ツール１２の回転調整を提供するために互いに対して回転することができることができる。締着具２３８が締められるときに、ギザギザの歯２３０、２３６は互いに対して嵌合的に固定され、これによってモジュラ・ツール１２が９０°を有する肘ブラケットに対して静止位置において維持される。
【００２８】
図１４に示される別の実施例において、追加の結合レール２４２は、ひじ継手２１４をモジュラ・ツール１２に接続する前に、結合レール１９４に接続することができる。結合部材１９０および１９４と同じ構造は、モジュラ・ツール装置にモジュラ・ツールの軌道および直線方向の調整の追加の程度を提供するために利用される。
【００２９】
もう一つの実施例では、図１５に示すように、歯インサートアセンブリ６０は、係止キャップアセンブリ３０２によってモジュラ・ツール装置３００内に戻されることができる。
モジュラ・ツール装置３００において、前述の実施例に同じように記載されるように、係止キャップアセンブリ３０２はモジュラ・ツール１２をクイック分離体に接続しやすくするために利用することができ、一方で、モジュラ・ツール１２の軌道および回転調整を提供する。異なる数の歯を有するギザギザの歯を有する２組の起伏のある表面が係止キャップアセンブリ３０２の調整の微細な位置規制および容易さを達成するために使用されるという点で、係止キャップアセンブリ３０２は歯インサートアセンブリ６０と類似している。しかしながら、調整の方法は、歯インサートアセンブリ６０のそれらと異なる。
【００３０】
図１６および１７は係止キャップアセンブリ３０２の分解図を示し、取付部材または長手方向の軸３１０に沿ってその中で形成される４つのスロット３０８を有する表面を有する実質的に円筒状拡張３０６を有する取付部材またはベース継手３０４を有する。取付部材３０４は、腕木・ロッド、結合および／または次々にマニピュレータに接続されるクイック分離体に接続することができる。係止キャップアセンブリ３０２も、次々にモジュラ・ツール１２に接続している可動部材３１２を有する。可動部材３０４は、取付部材３０４の円筒状拡張３０６を回転可能に受け入れるために伸びている開口３１４を有する。可動部材３０４は、実質的に円筒状の態様でギザギザの歯が半径方向に形成された起伏のある表面を有する。取付部材３０４も、取付部材３０４の円筒状拡張３０６のスロット３０８を固定した関係で嵌合的に係合するベース部材３１８の一端の上に形成される４つのタブ３２０を有する実質的に円筒状ベース部材３１８を備えている。ベース部材３１８も、実質的に円柱状に形成され、タブ３２０からベース部材３１８の対向端部伸びているギザギザの歯３２２を有する起伏のある表面を有する。ベース部材３１８のギザギザの歯３２２は、その運動を妨げることなく可動部材３１２のギザギザの歯３１６の内で適合する。係止キャップアセンブリ３０２は、ギザギザの歯３２８の１つの起伏のある表面および係止キャップ３２６の一端上に形成されるギザギザの歯３３０の第２の起伏のある表面を有する実質的に円筒状係止キャップまたはロック部材３２６を更に有する。ギザギザの歯３２８、３３０は実質的に円筒状の態様でその中半径方向に形成されて、同軸で整列配置され、互いに同心円であり、ギザギザの歯３３０を有する同心円はギザギザの歯３２８より大きい直径を有する。係止キャップ３２６は、長手方向の軸３１０に沿って取付部材３０４のねじ開口３３４に取り付けるために、係止キャップ３２６、スペーサ３２４、可動部材３１２およびベース部材３１８に適切な大きさで設定された開口を通過する従来の締着具３３２によって、係止キャップアセンブリ３０２に取り外し可能に係合される。
【００３１】
係止キャップアセンブリ３０２を固定して、取付部材３０４が可動部材３１２に対して移動するのを防止するために、締着具３３２は、係止キャップ３２６に係止キャップ３２６上のギザギザの歯３２８をベース部材３１８のギザギザの歯３２２に係合して、係止キャップ３２６のギザギザの歯３３０を可動部材３１２のギザギザの歯３１６に係合させているねじ開口３３４にねじ切りされる。締着具３３２が係止キャップ３２６、第一スロット３０８の係合および第２のタブ３２０に対して締められるときに、ギザギザの歯３２２、３２８およびギザギザの歯３１６、３３０は取付部材３０４が可動部材３１２に関連して移動するのを防止する。
【００３２】
係止キャップアセンブリ３０２を調整して、取付部材３０４および可動部材３１２の幾何学的な関係を変えるために、締着具３３２がベース部材３１８上のギザギザの歯３２２から係止キャップ３２６のギザギザの歯３２８の解放ができるようにするためにゆるめられてネジ的にある締着具および係止キャップ３２６のギザギザの歯３３０を完全にねじ開口３３４から締着具３３２を取り外すことのない可動部材３１２のギザギザの歯３１６から変える。取付部材３０４および可動部材３１２は、次いで長手方向の軸３１０について互いに対して移動することができる。調整は、手動により取付部材３０４および可動部材３１２を所望の位置に操作しているオペレータによって達成されることができる。係止キャップ３２６は、次いで、係止キャップ３２６のギザギザの歯３２８がベース部材３１８のギザギザの歯３２２を係合することができる位置、同時に、係止キャップ３２６のギザギザの歯３３０が可動部材３１２のギザギザの歯３１６を係合することができる位置を見つけるために、長手方向の軸３１０について回転することができる。起伏のある表面上のギザギザの歯の不等な数の組合せがベース部材３１８のギザギザの歯３２２および可動部材３１２のギザギザの歯３１６に関して係止キャップ３２６を回転させることによって調整を約０．６度以内に提供できるので、これは可能となる。係止キャップアセンブリ３０２、次いで、ネジ的に締着具３３２を締めることによって取付部材３０４の相対的な位置および可動部材３１２をこの位置に取り付けることができる。それによって、取付部材３０４および可動部材３１２の調整された関係を維持する。
【００３３】
係止キャップ３２６のギザギザの歯３２８およびベース部材３１８のギザギザの歯３２２は第１の数の歯があり、係止キャップ３２６のギザギザの歯３３０および可動部材３１２のギザギザの歯３１６は第２の数の歯があるので、係止キャップアセンブリ３０２が可動部材３１２及び取付部材３０４を固定することができる角度解消は第１および第２の数の歯の比率の関数である。例えば、ギザギザの歯３２８、３２２が２４の歯があり、ギザギザの歯３３０、３１６が２５の歯がある場合、係止キャップアセンブリ３０２の角度解消は約０．６度であり、係止キャップアセンブリ３０２がその３６０°の回転の範囲内でセットされることができる６００の異なる位置を生じる。係止キャップ３２６のギザギザの歯３２８、３３０がベース部材３１８のギザギザの歯３２８および可動部材３１２のギザギザの歯３１６を係合する正しい位置を見つけるために、ギザギザの歯３２８、３２２、３３０、３１６との間に最良の適合を見出すまで、係止キャップ３２６は回転する。
【００３４】
係止キャップアセンブリ３０２の異なる実施例は、調整プロセスの間、適当な起伏のある表面の係合を維持するのを助ける付勢要素を有することもできる。ユーザが係止キャップ３２６を能動的に分離していない限り、締着具３３２が締着具３３２および係止キャップ３２６との間で長手方向の軸３１０上を通過するばねを有することにより、係止キャップ３２６が可動部材３１２およびベース部材３１８に対して付勢され得る。
【００３５】
動作において、本発明のモジュラ工具装置１０は、モジュラ工具１２がマニピュレータによって操作されるときに、モジュラ工具１２が適当な工作物に達して、係合することを可能にするように組み立てられる。モジュラ工具装置３００は、前述したように、直線的に、かつ軌道的に、モジュラ工具１２が工作物に対して適当な位置あることができるように調整することができる。
【００３６】
本発明は特定の実施例と関連して記載されると共に、本発明が開示された実施例に限られず、むしろ反対に、添付の請求の範囲の精神及び範囲内において含まれるさまざまな変更および同等の構造を包含することを目的とすることを理解すべきである。この範囲は、法律に基づいて許される限り、すてのこの種の変更態様および等価な構造を含むように最も幅広い解釈を与えられるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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