(57)【要約】【課題】特に確実に稼働可能である、プログラミング可能な運動自動装置のための電動継手を提供する。【解決手段】本発明は、プログラミング可能な運動自動装置の互いに相対運動可動な２つの支持体（２、３）を連結するための電動継手（１）に関し、該電動継手は、駆動モータ（４）と固定装置（１６）を有し、固定装置（１６）は、固定装置（１６）が該電動継手をロックするロック状態へ、又は選択的に固定装置（１６）が該電動継手をロックしないリリース状態へ切替可能であり、更に該電動継手は、エネルギーライン（２４）を有し、エネルギーライン（２４）は、外部から供給されたエネルギーを固定装置（１６）及び／又は駆動モータ（４）の稼働及び／又は制御のために伝送する。電動継手（１）は、固定装置（１６）へ接続されたエネルギー蓄積器（２５）を含み、この際、固定装置（１６）は、ロック状態からリリース状態へ、又はリリース状態からロック状態へ、少なくとも一回の切替過程をもたらすために、エネルギー蓄積器（２５）内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能である。【選択図】図１
2019514712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラミング可能な運動自動装置の互いに相対運動可動な２つの支持体を連結するための電動継手であって、
該電動継手は、駆動モータと固定装置を有し、前記固定装置は、前記固定装置が該電動継手をロックするロック状態へ、又は前記固定装置が該電動継手をロックしないリリース状態へ選択的に切替可能であり、
該電動継手は、外部から供給されたエネルギーを前記固定装置及び／又は前記駆動モータの稼働及び／又は制御のために伝送するべく構成された、エネルギーラインを有し、
該電動継手は、前記固定装置へ接続された又は接続可能な少なくとも１つのエネルギー蓄積器を含み、
ａ．前記固定装置は、ロック状態からリリース状態へ、又はリリース状態からロック状態へ、少なくとも一回の切替過程をもたらすために、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であること、又は、
ｂ． 前記固定装置は、前記固定装置をロック状態又はリリース状態に保持するために、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であること
を特徴とする電動継手。
【請求項２】
ａ．前記エネルギー蓄積器は、電気エネルギーを蓄積するように構成されていること、及び／又は、
ｂ．前記エネルギー蓄積器は、蓄電池として、又はバッテリーとして、又はコンデンサとして、又はスーパーコンデンサとして構成されていること、及び／又は、
ｃ．前記エネルギー蓄積器は、エネルギーを電界又は磁界において蓄積するように構成されていること
を特徴とする、請求項１に記載の電動継手。
【請求項３】
ａ．前記エネルギー蓄積器は、エネルギーを機械的に蓄積するように構成されていること、及び／又は、
ｂ．前記エネルギー蓄積器は、少なくとも１つのバネを有すること
を特徴とする、請求項１に記載の電動継手。
【請求項４】
制御装置が設けられており、前記制御装置は、前記固定装置を前記エネルギー蓄積器からのエネルギーを用いて付勢するように構成されて配設されていること
を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項５】
ａ．前記制御装置は、前記エネルギー蓄積器からのエネルギーを用いて稼働されているか又は稼働可能であること、又は、
ｂ．前記制御装置を稼働するために更なるエネルギー蓄積器が設けられていること
を特徴とする、請求項４に記載の電動継手。
【請求項６】
前記固定装置は、エネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されている場合、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して切替可能であること
を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項７】
ａ．該電動継手は、前記固定装置及び／又は前記駆動モータに対するエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に前記固定装置を切り替える制御装置を有すること、又は、
ｂ．該電動継手は、前記固定装置及び／又は前記駆動モータに対するエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に前記固定装置をリリース状態からロック状態へ切り替える制御装置を有すること、又は、
ｃ．該電動継手は、前記固定装置及び／又は前記駆動モータに対するエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に前記固定装置をロック状態からリリース状態へ切り替える制御装置を有すること
を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項８】
前記固定装置は、双安定性の固定装置として構成されていること
を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項９】
ａ．前記固定装置は、該電動継手の特に回転可能に備えられた構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること、又は、
ｂ．前記固定装置は、前記駆動モータの特に回転可能に備えられた構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること
を特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項１０】
前記固定装置は、ロック状態において、予め設定された又は予め設定可能な値を超える値で、構成部材にトルクが発生する場合には、該電動継手の構成部材の損傷、及び動力伝達経路内に位置する該電動継手の他の構成部材の損傷を回避するために、ロックされた構成部材の運動を可能にすること
を特徴とする、請求項９に記載の電動継手。
【請求項１１】
ａ．前記固定装置は、摩擦結合式のブレーキとして構成されているか、又は摩擦結合式のブレーキを有すること、及び／又は、
ｂ．前記固定装置は、ディスクブレーキを有すること
を特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項１２】
ロックすべき構成部材と相対回転不能に結合されている制動ディスクが設けられており、特に摩擦要素を用いて前記制動ディスクへ作用し、そして直接的に又は間接的にハウジング又はシャーシにおいて支持される制動力発生器が設けられていること
を特徴とする、請求項１１に記載の電動継手。
【請求項１３】
前記制動ディスクは、ロックすべき構成部材と結合された連動体上に、相対回転不能であるが軸方向において摺動可能に備えられていること
を特徴とする、請求項１２に記載の電動継手。
【請求項１４】
ａ．前記制動力発生器は、前記固定装置のロック状態において、摩擦要素を軸方向で前記制動ディスクに対して押し付けること、又は、
ｂ．前記制動力発生器は、前記固定装置のロック状態において、摩擦要素を半径方向で前記制動ディスクに対して押し付けること
を特徴とする、請求項１２又は１３に記載の電動継手。
【請求項１５】
前記固定装置は、ロックすべき構成部材と摩擦結合式で結合された係止手段を有し、前記係止手段は、少なくとも１つの形状係合手段を有し、前記形状係合手段は、前記固定装置のロック状態において、形状係合式で、ハウジング又はシャーシに対して相対回転不能な対向形状係合手段と協働すること
を特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項１６】
前記係止手段は、中間要素、従動要素、又は中間要素或いは従動要素と相対回転不能に結合された構成部材に対して同軸に配設されていること
を特徴とする、請求項１５に記載の電動継手。
【請求項１７】
摩擦力を発生させるため又は増加させるために予緊張手段が設けられていること
を特徴とする、請求項１５又は１６に記載の電動継手。
【請求項１８】
ａ．前記予緊張手段は、前記係止手段を、特に軸方向において、ロックすべき構成部材に対して押し付けること、又は、
ｂ．前記係止手段は、前記予緊張手段を介し、摩擦結合式で、ロックすべき構成部材と結合されており、前記予緊張手段は、一方では、前記係止手段において支持され、他方では、ロックすべき構成部材において支持されていること
を特徴とする、請求項１７に記載の電動継手。
【請求項１９】
前記予緊張手段は、調節可能に構成されていること
を特徴とする、請求項１７又は１８に記載の電動継手。
【請求項２０】
ａ．前記予緊張手段は、少なくとも１つのバネ要素を有し、摩擦力の少なくとも一部分は、予緊張された前記バネ要素の復元力によりもたらされること、及び／又は、
ｂ．前記予緊張手段は、皿バネを有するか、又は、波形の及び／又は弾性的な及び／又は円筒形状に曲げられた帯材、特に金属帯材を有するか、又は、スリット付きのリングを有すること
を特徴とする、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項２１】
前記対向形状係合手段は、特に半径方向又は軸方向で可動な係止ピンを有し、その自由端部が、前記固定装置のロック状態において前記形状係合手段の切欠穴へ係合すること
を特徴とする、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項２２】
前記駆動モータには、歯車装置が伝動技術的に後置されていること
を特徴とする、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項２３】
前記固定装置は、特に回転可能に備えられた歯車装置構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること
を特徴とする、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項２４】
前記歯車装置は、波動歯車装置として構成されていること
を特徴とする、請求項２２又は２３に記載の電動継手。
【請求項２５】
前記固定装置を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、前記波動歯車装置のウェーブジェネレータであること、又は、前記固定装置を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、前記波動歯車装置のフレクスプラインであること、又は、前記固定装置を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、前記波動歯車装置のサーキュラスプライン或いはダイナミックスプラインであること
を特徴とする、請求項２４に記載の電動継手。
【請求項２６】
前記歯車装置は、遊星歯車装置として構成されていること
を特徴とする、請求項２２又は２３に記載の電動継手。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれか一項に記載の電動継手を用いて互いに相対運動可能に連結されている２つの支持体を備えたプログラミング可能な運動自動装置。
【請求項２８】
前記支持体のうち一方の支持体は、直接的に又は間接的に駆動モータのステータ及び／又は駆動モータの駆動モータハウジングと相対回転不能に結合されており、他方の支持体は、歯車装置の従動要素へ相対回転不能に連結されていること
を特徴とする、請求項２７に記載のプログラミング可能な運動自動装置。
【請求項２９】
前記電動継手を用いて可動に連結された２つの支持体は、ロボットアームの一部であること
を特徴とする、請求項２７又は２８に記載のプログラミング可能な運動自動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラミング可能な運動自動装置の互いに相対運動可動な２つの支持体を連結するための電動継手（電動ジョイント）に関し、該電動継手は、駆動モータと固定装置を有し、前記固定装置は、前記固定装置が該電動継手をロックするロック状態へ、又は選択的に前記固定装置が該電動継手をロックしないリリース状態へ切替可能であり、更に該電動継手は、エネルギーラインを有し、前記エネルギーラインは、外部から供給されたエネルギーを前記固定装置及び／又は前記駆動モータの稼働及び／又は制御のために伝送する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１から、プログラミング可能なロボットシステムが既知である。該ロボットシステムは、所定数の個々のアーム部分を備えたロボットを含み、この際、隣接するアーム部分は、それぞれ１つの継手（ジョイント）により互いに連結されている。更に該ロボットシステムは、少なくとも１つの継手内に、制御可能な駆動部と、該駆動部を制御するための制御システムを含んでいる。更に該ロボットシステムは、該ロボットシステムをプログラミングすることのできる利用者用インタフェースを有する。前記継手は、ハウジングと、該ハウジング内に配設されたモータを有し、該モータは、ハウジングに対して相対回転するモータ軸を有する。更にハウジング内には、安全ブレーキがあり、該安全ブレーキは、電磁石を用いて作動可能な係止爪を有する。該係止爪は、作動位置において、モータ軸と直接的に摩擦結合式で結合された構成部材へ係合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】US 8,614,559 B2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、特に確実に稼働可能である、プログラミング可能な運動自動装置のための電動継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題は、電動継手が、固定装置へ接続されたエネルギー蓄積器を含み、この際、
ａ．固定装置は、ロック状態からリリース状態へ、又はリリース状態からロック状態へ、少なくとも一回の切替過程をもたらすために、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であること、又は、この際、
ｂ．固定装置は、該固定装置をロック状態又はリリース状態に保持するために、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であること
により特徴付けられている電動継手により解決される。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下、発明を実施するための形態について説明する。
【０００７】
本発明は、電動継手が、例えば外部からエネルギーラインを介して成されるエネルギー供給が遮断された場合のように、故障が発生した後にも、要求に応じ、特に自動的にも、ロック（制止）又はリリース（解放）され得るという格別優れた利点を有する。本発明は、固定装置が、特に自動的に、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用してリリース状態からロック状態へ切り替えられること（後続段落で更に詳細に説明される）により、例えば、電動継手へと延びるケーブルの１つ又は複数が切断した場合に、電動継手を用いて連結された支持体の非管理で非所望の運動を防止することを可能にする。他の一実施形態では、固定装置を、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを用い、故障の場合にはその時の状態に保持することも可能である。
【０００８】
エネルギー蓄積器は、電気エネルギーを蓄積するように構成されていることが可能である。例えば、エネルギー蓄積器は、蓄電池として、又はバッテリーとして、又はコンデンサとして構成されていることが可能である。特殊な一実施形態では、電子的な制御装置が設けられており、該制御装置は、固定装置を、必要な場合に、電気エネルギーを蓄積するために構成されたエネルギー蓄積器からの電気エネルギーを用いて付勢する。そのために制御装置は、少なくとも１つのスイッチを含むことが可能であり、この際、該スイッチを閉じることによりエネルギー蓄積器と固定装置の間の電気接続が確立可能である。
【０００９】
特殊な一実施形態において、エネルギー蓄積器は、エネルギーを機械的に蓄積するように構成されている。例えば、エネルギー蓄積器は、緊張エネルギーの形式のエネルギーを蓄積するために、少なくとも１つのバネを有することが可能である。特に該バネは、エネルギーラインを介して稼働され且つ例えば往復式ソレノイドとすることのできる切替装置を用いて固定装置を切り替える際に該バネが緊張されるように接続されていることが可能である。特に、更に追加的なエネルギー蓄積器、特に電気エネルギーを蓄積するための追加的なエネルギー蓄積器を設けることが可能であり、その蓄積されたエネルギーを用い、特に往復（スライド）式ソレノイドである切替装置は、エネルギーラインが遮断した場合に少なくとも一回の切替過程のために稼働可能である。
【００１０】
エネルギーを機械的に蓄積するように構成されたエネルギー蓄積器を用いる一実施形態においても、有利には、機械的に及び／又は電子的に作動する制御装置を設けることが可能であり、該制御装置は、固定装置を、必要な場合に、蓄積されたエネルギーを使用して切り替える。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、エネルギー蓄積器からのエネルギーを用いて稼働されているか又は稼働可能である。そのような一実施形態は、制御装置が、故障の場合にも、即ち特にエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されている場合にも、更に作動し、切替過程を行うことができるという優れた利点を有する。あるいはこの目的のためには、制御装置を稼働するために更なるエネルギー蓄積器が設けられていることも可能である。
【００１２】
特殊な一実施形態において、固定装置は、エネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されている場合、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して切り替えられることが可能である。例えば、エネルギー供給の遮断は、電動継手への１つ又は複数の給電ケーブルの切断により生じる可能性がある。
【００１３】
格別優れた有利な一実施形態において、電動継手は、固定装置及び／又は駆動モータに対するエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に固定装置を切り替える制御装置を有する。使用目的に応じ、ロック状態への切り替え、又はリリース状態への切り替えを自動的に行うことが可能である。ロック状態への自動的な切り替えにより、故障の場合には、例えば、電動継手を用いて連結された支持体の制御されない及び／又は非所望の運動を自動的に阻止することができる。また例えば、リリース状態への自動的な切り替えが行われることにより、故障の場合には、調節されたポジションにおける支持体の非所望の不動（停止）状態を阻止することも可能である。
【００１４】
特に有利には、制御装置は、固定装置及び／又は駆動モータに対するエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に固定装置をリリース状態からロック状態へ切り替えることを提案することができる。また特に、制御装置は、固定装置及び／又は駆動モータに対するエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に固定装置をロック状態からリリース状態へ切り替えることも可能である。
【００１５】
また特に、故障の場合には、時間的に間隔を置いて、複数回の切替過程を行うことも可能である。例えば、電動継手は、特に自動的に、電動継手を用いて連結された支持体の非制御されない及び／又は非所望の運動を防止するために、先ずはロックされること、そして時間的にその後、例えば修理過程のために、蓄積されたエネルギーを使用してリリース状態への更なる切り替えが行われることを提案することができる。
【００１６】
特殊な一実施形態において、固定装置は、双安定性（bistabil）の固定装置として構成されている。このことは、固定装置が能動的に切り替えられるまで、固定装置は、自ずから、それぞれの調節された状態に留まるということを意味する。固定装置は、有利には特に、固定装置が、電力供給に依存しないで双安定性であるように構成されていることが可能である。このことは、例えば、調節（設定）された切替状態（ロッキング位置又はリリース位置）が、永久磁石装置及び／又はバネ装置により、ロッキング構成部材が再びそれぞれ他方の切替状態へ切り替えられるまで確実に維持されることにより実現される。
【００１７】
固定装置は、特に、電動継手の特に回転可能に支承された構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていることが可能である。この際、構成部材としては、特に駆動モータの構成部材であるか、又は特に有利には、駆動モータに対して後置された歯車装置の構成部材とすることができる。
【００１８】
特にそのような一実施形態のために、固定装置は、有利には、可動なロッキング構成部材を有することが可能であり、該ロッキング構成部材は、所定の切替装置を用い、選択的に、動かないようにすべき回転構成部材と該ロッキング構成部材が作用接続状態にあるロッキング位置へ、又はリリース位置へ、移行可能である。
【００１９】
この際、有利には特に、切替装置が、切替過程のために、所定の伝達要素経路（ストローク）に沿って可動に備えられている伝達要素を介し、間接的に所定の力をロッキング構成部材へ加えることを提案することができる。ロッキング構成部材が直接的に切替装置により動かされるのではなく、所定の伝達要素経路に沿って可動に備えられている伝達要素を介して間接的に動かされるという一実施形態では、有利には、ロッキング装置を固着してしまうか又はむしろ損傷をもたらしてしまう力の切離し（デカップリング）をすることができる。
【００２０】
特に有利な一実施形態において、伝達要素は、ロッキング構成部材により伝達要素経路に対して横方向（左右方向）の力が伝達要素へ及び／又は切替装置へ伝達可能ではないように、ロッキング構成部材と連結（カップリング）されているか又は連結可能である。このことは、例えば、横方向において伝達要素に対するロッキング構成部材の摺動を可能とする適切なジョイント式の連結機構により実現させることができる。
【００２１】
特殊な一実施形態において、固定装置は、永久磁石装置を有し、該永久磁石装置は、リリース位置からロッキング位置へ切り替えられた切替過程の後、ロッキング構成部材をロッキング位置に保持し、及び／又は、該永久磁石装置は、ロッキング位置からリリース位置へ切り替えられた切替過程の後、ロッキング構成部材をリリース位置に保持する。それに加え、切替装置は、切替過程時には、永久磁石装置により発生された磁場に対して切替磁場（切替時に必要な磁場）を重ね合わせることを提案することもできる。
【００２２】
信頼性をもって作動する一実施形態において、切替磁場の磁力線は、永久磁石装置により発生された磁場の磁力線に対し、−少なくとも空間的に部分的に−反対方向に配向されている。代替的に又は追加的に、切替過程時の切替磁場は、永久磁石装置により発生された磁場を少なくとも空間的に部分的に打ち消すことを提案することもできる。このようにして、ロッキング構成部材をそれぞれの切替位置に保持する力を相殺することができることが達成され、それにより切替装置により加えられた切替力は、ロッキング構成部材をそれぞれ他方の切替位置へ動かすことができる。例えば、切替磁場は、切替運動のために必要な切替力をもたらすことができる。
【００２３】
伝達要素は、例えば、特に直線的に、可動に備えられたタペットとして構成されていることが可能である。該タペットは、切替装置の電磁石のコイルの中に配設されていることが可能である。特にロッキング構成部材は、回転可能又は旋回可能に備えられ且つ前記タペットを用いて一方の切替位置から他方の切替位置へ動かされるレバーとして構成されていることが可能である。
【００２４】
既述したように、固定装置は、特に回転可能に備えられた、電動継手の構成部材、例えば駆動モータの構成部材、又は駆動モータに対して後置された歯車装置（伝動装置）の構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されている。格別優れた有利な一実施形態において、固定装置は、ロック状態において、予め設定された又は予め設定可能な値を超える値で、ロックすべき構成部材にトルクが発生する場合には、電動継手の構成部材の損傷、及び動力伝達経路内に位置する電動部材の他の構成部材の損傷を回避するために、ロックされた構成部材の運動を可能にする。
【００２５】
そのような一実施形態は、中間要素、従動要素、又は動力伝達経路内に位置する他の構成部材へ作用するピークトルク（瞬時最大トルク）を、電動継手の損傷という事態になることなく抑えることができる。この種のピークトルクは、外部の力が電動継手を用いて連結（カップリング）された支持体へ作用する場合に、特に固定装置のロック状態において生じることがある。このようにして有利には、上記のピークトルクに対処し得るために、電動継手、特に電動継手の要素を予め過大寸法にする必要なく、電動継手の損傷、特に電動継手の歯車装置の損傷を回避することが可能である。それにより電動継手、特にその歯車装置は、有利には、そのコンポーネントの寿命が同じ場合には、コンパクトで小型で構成空間を節約して構成可能である。前記の予め設定された値は、好ましくは、歯車装置の最大許容の又は最大で可能な従動モーメントよりも小さい。特に前記の予め設定された値は、好ましくは、電動継手の損傷、及び／又は歯車装置の損傷が排除されているように選択されている。
【００２６】
固定装置は、有利には、摩擦結合式のブレーキとして構成されているか、又は少なくとも１つの摩擦結合式のブレーキを有することが可能である。それにより、より簡単に且つより信頼性をもって、ロックすべき構成部材を停止状態に保持することが可能であるが、この際、特に高いトルクが発生する場合、特に予め設定された値を超えるトルクが発生する場合には、摩擦結合式のブレーキのスリップが行われ、それにより電動継手、特に駆動モータ、及び／又は歯車装置におけるロックすべき構成部材、及び動力伝達経路内に位置する他の構成部材は、損傷から守られ続ける。
【００２７】
例えば、固定装置は、ディスクブレーキを有することが可能である。有利な一実施形態において、ディスクブレーキは、制動ディスクを有し、該制動ディスクは、ロックすべき構成部材と相対回転不能に結合されている。それに加え、制動力発生器が設けられており、該制動力発生器は、制動ディスクへ作用し、そして直接的に又は間接的に、ハウジングにおいて支持されるか、又は歯車装置のシャーシ（台座部ないしケーシング）及び／又は電動継手のシャーシにおいて支持される。制動ディスクは、有利には、ロックすべき構成部材と結合された連動体（ないし連行部材）上、又はロックすべき構成部材と結合された構成部材と結合された連動体上に、相対回転不能であるが軸方向において摺動可能に備えられていることが可能である。
【００２８】
制動力発生器は、例えば、制動力発生器が固定装置のロック状態において摩擦要素を軸方向又は半径方向で制動ディスクに対して押し付けるように構成されていることが可能である。特にこの際、制動力発生器は、少なくとも１つの磁石、特に永久磁石及び／又は電磁石、及び／又は少なくとも１つのバネ要素を有することが可能である。
【００２９】
特殊な一実施形態では、固定装置を解除（係脱）するために、特に電気的に作動可能（活性化可能）な解除装置が設けられている。例えば、解除装置は、特に制動力発生器の復元力（Rueckstellkraft）に抗して摩擦要素を制動ディスクから離すことのできる電磁石を有することが可能である。
【００３０】
格別優れた有利な一実施形態において、固定装置は、係止手段を有し、該係止手段は、摩擦結合式で、ロックすべき構成部材、又はロックすべき構成部材と結合された構成部材と結合されている。係止手段は、好ましくは形状係合手段（ありつぎ式係合手段）を有し、該形状係合手段は、固定装置のロック状態において、形状係合式で、電動継手のハウジング又はシャーシ、特に電動継手の歯車装置のハウジング又はシャーシに対して相対回転不能な対向形状係合手段と協働する。係止手段は、例えば、リングとして構成されていることが可能であり、該リングは、形状係合手段として少なくとも１つの穴を有し、該穴内へ、例えば繰り出し可能な係止ピンの形式の対向形状係合手段が係合可能である。好ましくは、係止手段は、複数の形状係合手段、例えば複数の穴を有することが可能であり、それにより制動すべき歯車装置構成部材の様々な回転位置において対向係止手段の係合が可能とされている。
【００３１】
係止手段は、有利には、例えばリングとして、ロックすべき構成部材に対して同軸に配設されていることが可能である。
【００３２】
特に有利には、対向形状係合手段は、例えば、繰り出し可能な係止ピンの形式で、半径方向で係止手段に対して相対的に配設されているか、及び／又は半径方向において可動に配設されている。この際、係止手段は、半径方向に配向された少なくとも１つの形状係合手段、特に半径方向に開口した係合切欠穴を有することが可能であり、この係合切欠穴内へ対向形状係合手段が固定装置のロック状態において形状係合式で係合する。
【００３３】
一方の係止手段と、他方のロックすべき構成部材、又はロックすべき構成部材と相対回転不能に結合された構成部材との間の摩擦力を発生させるため又は増加させるために、有利には、予緊張手段を設けることが可能である。例えば、予緊張手段は、予緊張手段が係止手段を、特に軸方向において、ロックすべき構成部材、又はロックすべき構成部材と相対回転不能に結合された構成部材に対して押し付けるように構成されていることが可能である。
【００３４】
また代替的に、例えば、係止手段は、予緊張手段を介し、摩擦結合式で、ロックすべき構成部材、又はロックすべき構成部材と相対回転不能に結合された構成部材と結合されており、そして予緊張手段は、一方では、係止手段において支持され、他方では、ロックすべき構成部材、又はロックすべき構成部材と相対回転不能に結合された構成部材において、支持されている。予緊張手段は、例えば、少なくとも１つの予緊張された又は予緊張可能なバネ要素を含むことが可能である。
【００３５】
特に予緊張手段は、有利には、調節可能な予緊張手段として構成されていることが可能である。この際、例えば、締付ネジを設けることが可能であり、該締付ネジを用い、バネの予緊張状態を調節することができる。特に予緊張手段は、少なくとも１つのバネ要素を有することが可能であり、この際、摩擦力の少なくとも一部分は、予緊張されたバネ要素の復元力によりもたらされる。
【００３６】
予緊張手段は、例えば皿バネを有することが可能である。格別優れた有利な一実施形態において、予緊張手段は、波形の及び／又は弾性的な及び／又は円筒形状に曲げられた帯材（バンド部材 Band）、特に金属帯材を有する。前記帯材は、特に一方の係止手段と、他方のロックすべき構成部材、又はロックすべき構成部材と相対回転不能に結合された構成部材との間で半径方向に配設されていることが可能である。予め設定されたトルクの値が超過されない限り、予緊張された帯材は、摩擦結合式で、一方の係止手段と、他方のロックすべき構成部材、又はロックすべき構成部材と相対回転不能に結合された構成部材との間で相対回転不能の結合を確立する。予め設定されたトルクの値が超過される場合には、係止手段は、摩擦力に打ち勝って、ロックすべき構成部材、又はロックすべき構成部材と相対回転不能に結合された構成部材に対して相対回転する。類似して予緊張手段は、或いは、予緊張されたスリット付きのリングとして構成されて配設されていることも可能である。
【００３７】
既述したように、有利には、対向形状係合手段は、特に長手伸長方向に沿って半径方向又は軸方向で可動な係止ピンを有し、その自由端部が、固定装置のロック状態において形状係合手段の係合切欠穴へ係合することを提案することができる。
【００３８】
既述したように、駆動モータには、歯車装置が伝動技術的に後置されていることが可能である。格別優れた有利な一実施形態において、歯車装置は、波動歯車装置（Spannungswellengetriebe, strain wave gearing, ハーモニックドライブ（登録商標）：本願において「波動歯車装置」と称する）として構成されている。そのような一実施形態は、可動な複数の支持体の特に精密な互いの調節が可能とされているという格別優れた利点を有する。この際、有利には、波動歯車装置は、遊びがなく、それにより駆動モータにより発生されたトルクが、特に方向転換（逆転）の際にも、支持体の対応の相対運動へ直接的に伝動可能であるということが利用される。或いは、歯車装置は、例えば、遊星歯車装置として又はサイクロイド歯車装置として構成されていることも可能である。
【００３９】
特に有利には、固定装置は、特に回転可能に備えられた歯車装置構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていることを提案することができる。そのような一実施形態は、電動継手を用いて連結された支持体の精密なロック（制止）が可能であるという格別優れた利点を有し、この際、互いに相対運動する支持体の運動エネルギーと、回転する歯車装置構成部材の回転エネルギーは、直接的に、特に駆動モータの従動軸を除き、シャーシ（台座部）又はハウジングへ導かれることが可能である。駆動モータの従動軸は、このようにして、制動過程において少なくとも部分的にこれに関する力作用及び／又はトルク作用から切り離されており、従ってより肉薄で軽量で特に構成空間を節約するように構成されていることが可能である。
【００４０】
ロックすべき構成部材は、例えば波動歯車装置のウェーブジェネレータであってよい。また波動歯車装置は、従動要素として機能する剛体で内歯付きの中空歯車と少なくとも２つの係合箇所において噛合係合状態にある、半径方向に可撓で外歯付きのブッシュを有することも可能である。そのような波動歯車装置は、特に環状歯車装置（リング歯車装置）として構成されていることが可能である。
【００４１】
或いはまた代替的に例えば、波動歯車装置は、従動要素として且つロック可能な構成要素として、半径方向に可撓で外歯付きのブッシュを有し、該ブッシュが、剛体で内歯付きの中空歯車と少なくとも２つの係合箇所において噛合係合状態にあることも可能である。そのような波動歯車装置は、有利にはポット状歯車装置として構成されていることが可能であり、この際、半径方向に可撓で外歯付きのブッシュは、フレキシブルポット状部材（Flextopf）の壁部により構成されている。
【００４２】
極めて一般的に有利には、固定装置を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、波動歯車装置のウェーブジェネレータであること、又は、固定装置を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、波動歯車装置のフレクスプラインであること、又は、固定装置を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、波動歯車装置のサーキュラスプライン又はダイナミックスプラインであることを提案することができる。
【００４３】
本発明による電動継手を用いて互いに相対運動可能に連結されている２つの支持体を備えたプログラミング可能な運動自動装置は、特に有利である。この際、特に有利には、支持体のうち一方の支持体が直接的に又は間接的に駆動モータのステータ及び／又は駆動モータの駆動モータハウジングと相対回転不能に結合されており、支持体のうち他方の支持体が歯車装置の従動要素へ相対回転不能に連結されていることを提案することができる。電動継手を用いて可動に連結された２つの支持体は、例えば、ロボットアームの一部とすることができる。
【００４４】
特殊な一実施形態において、電動継手は、２つの支持体を、これらの支持体のうち一方の支持体が運動する面と、他方の支持体が運動する面とが互いに常に平行に配設されているように連結するかたちで構成されている。他の一実施形態において、電動継手は、２つの支持体を、これらの支持体のうち一方の支持体が運動する面が、他方の支持体に対して常に直角に配設されているように、連結するかたちで構成されている。
【００４５】
特に電動継手は、ヒンジ継手として構成されていることが可能である。
【００４６】
添付の図面に本発明の例示の対象が模式的に図示されており、以下、これらの図面に基づいてそれらの対象を説明する。また同じ要素又は同様に作用する要素には、異なる実施例においても基本的に同じ符号が付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】互いに相対運動可能な２つの支持体を連結するための一電動継手の第１実施例を示す図である。
【図２】互いに相対運動可能な２つの支持体を連結するための一電動継手の第２実施例を示す図である。
【図３】互いに相対運動可能な２つの支持体を連結するための一電動継手の第３実施例を示す図である。
【図４】互いに相対運動可能な２つの支持体を連結するための一電動継手の第４実施例を示す図である。
【図５】互いに相対運動可能な２つの支持体を連結するための一電動継手の第５実施例を示す図である。
【実施例】
【００４８】
図１は、プログラミング可能な運動自動装置（Bewegungsautomaten）の第１支持体２を第２支持体３に対して連結するための電動継手（電動ジョイント）１の第１実施例を示している。電動継手１は、従動軸（Abtriebswelle）５を有する駆動モータ４と、駆動モータ４に対して伝動技術的に後置された歯車装置６を含んでいる。歯車装置６は、波動歯車装置（Spannungswellengetriebe, strain wave gearing）として構成されている。
【００４９】
歯車装置６は、駆動モータ４の従動軸５と相対回転不能に結合された駆動要素７、即ちウェーブジェネレータを有する。該ウェーブジェネレータは、半径方向に可撓（弾性変形可能）な転動ベアリング８を用い、半径方向に可撓で外歯付きのブッシュ部材９内に備えられており、ブッシュ部材９は、歯車装置６の中間要素１０を構成している。駆動要素７は、楕円形に構成されており、自身の楕円形の形状を、半径方向に可撓な転動ベアリング８を介し、半径方向に可撓で外歯付きのブッシュ部材９へ伝達し、ブッシュ部材９は、楕円形の長軸に沿った互いに対峙する側面において、剛体で内歯付きの第１支持リング１１と噛合係合状態にある。第１支持リング１１は、電動継手１の第２支持体３及びハウジング２２と相対回転不能に結合されている。第１支持リング１１は、半径方向に可撓で外歯付きのブッシュ部材９と特に同じ歯数をもつことができる。
【００５０】
更に歯車装置６は、剛体で内歯付きの第２支持リング１２を有し、第２支持リング１２は、同様に、半径方向に可撓で外歯付きのブッシュ部材９と噛合係合状態にある。第２支持リング１２は、半径方向に可撓で外歯付きのブッシュ部材９よりも多くの歯数を有し、それにより駆動要素７の回転時には、半径方向に可撓で外歯付きのブッシュ部材９に対して第２支持リング１２の相対回転が自動的に行われる。
【００５１】
第２支持リング１２は、可動な第１支持体２と相対回転不能に結合されている。
【００５２】
駆動モータ４は、ステータ１３とロータ１４を有する。ロータ１４は、従動軸５と相対回転不能に結合されている。駆動モータハウジング１５は、ハウジング（第２ハウジング部分）２２と相対回転不能に固定されている。ステータ１３は、駆動モータハウジング１５内に定置で配設されている。
【００５３】
駆動モータ４を用いて駆動要素７を回転させることが可能であり、この回転は、第１支持体２に結合された第２支持リング１２の相対回転をもたらし、それにより第１支持体２と第２支持体３は、互いに相対運動する。
【００５４】
更に電動継手１は、固定装置１６を有し、固定装置１６は、従動要素１７として機能する第２支持リング１２をロック（制止）するように構成されて配設されている。固定装置１６は、固定装置１６が電動継手１をロックするロック状態へ、又は選択的に固定装置１６が電動継手１をロックしないリリース状態へ切り替えられることが可能である。
【００５５】
このことは、図２に模式的に図示されているように、例えば、半径方向に可動な係止ピン１８が、第２支持リング１２と摩擦結合式で結合された係止手段２０の係合切欠穴１９へ係合することにより行うことができる。固定装置１６を解除するには、係止ピン１８が、例えば磁力により、半径方向で外方へ動かされ、それにより係止ピン１８の自由端部と係合切欠穴１９が係合状態から外される。
【００５６】
固定装置１６は、ハウジング２２内で相対回転不能に配設され、即ち第２支持体３に対して相対回転不能に配設されている。従って制動過程時に発生する制動モーメントは、直接的にハウジング２２へ導かれ、歯車装置６のその他の構成部材に負荷をもたらすことはない。特に駆動モータ４の従動軸５は、制動過程時には、制動によりもたらされる回転トルクから切り離されている。
【００５７】
係止手段２０は、その外周部に分配されて複数の係合切欠穴１９を有し、それにより第２支持リング１２の様々な回転位置において係止ピン１８の係合が可能とされている。
【００５８】
電動継手１は、エネルギーライン２４を有し、エネルギーライン２４は、外部から供給されたエネルギーを固定装置１６及び／又は駆動モータ４の駆動及び／又は制御のために伝送する。
【００５９】
電動継手１は、固定装置１６へ接続された又は接続可能なエネルギー蓄積器２５を含み、この際、固定装置１６は、ロック状態からリリース状態へ、又はリリース状態からロック状態へ、少なくとも一回の切替過程をもたらすために、エネルギー蓄積器２５内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能である。
【００６０】
エネルギー蓄積器２５は、電気エネルギーを蓄積するように構成されている。例えばエネルギー蓄積器２５は、蓄電池として、又はバッテリーとして、又はコンデンサとして構成されていることが可能である。
【００６１】
更に電子的な制御装置２６が設けられており、制御装置２６は、固定装置１６を必要な場合にエネルギー蓄積器２５からの電気エネルギーを用いて付勢する。制御装置２６は、エネルギーライン２４に接続されている。更に制御装置２６は、第１接続ライン２７を介してエネルギー蓄積器２５へ接続され、第２接続ライン２８を介して固定装置１６へ接続され、第３接続ライン２９を介して駆動モータ４へ接続されている。
【００６２】
図３は、本発明による電動継手１の第３実施例を示している。この実施例では、ホルダ２３を用い、ハウジング２２と相対回転不能に結合された固定装置１６が、中間要素１０として機能する半径方向に可撓で外歯付きのブッシュ部材９へ作用する。この作用は、軸方向に可動な係止ピン１８が、係止リング２１として構成され且つ半径方向に可撓で外歯付きのブッシュ部材９と摩擦結合式で結合された係止手段２０における係合切欠穴１９内へ係合するかたちで実現されている。固定装置１６を解除するためには、係止ピン１８の自由端部が軸方向において係合切欠穴１９から出て行くように動かされる。
【００６３】
電動継手１は、エネルギーライン２４を有し、エネルギーライン２４は、外部から供給されたエネルギーを固定装置１６及び／又は駆動モータ４の駆動及び／又は制御のために伝送する。電動継手１は、固定装置１６へ接続された又は接続可能なエネルギー蓄積器２５を含み、この際、固定装置１６は、少なくとも、ロック状態からリリース状態への切替過程、又はリリース状態からロック状態への切替過程をもたらすために、エネルギー蓄積器２５内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能である。
【００６４】
エネルギー蓄積器２５は、例えば、エネルギーを機械的に蓄積するように構成されて（非図示の）バネを含むことも可能である。
【００６５】
図４は、プログラミング可能な運動自動装置の第１支持体２を第２支持体３に対して連結するための電動継手１の第４実施例を示している。この実施例において、固定装置１６は、駆動モータ４の従動軸５を必要な場合にロックするように構成されている。固定装置１６の係止ピン１８は、ロック状態において、従動軸５に対して同軸に配設され且つ従動軸５と相対回転不能に特に摩擦結合式で結合された係止リング２１における複数の係合切欠穴１９の１つへ係合する。
【００６６】
図５は、実質的に図４に図示された実施例のように構成された電動継手１の第５実施例を示している。ここでは、ハンドスイッチ３０が設けられており、ハンドスイッチ３０は、制御装置２６へ接続されている。例えばエネルギーライン２４を介したエネルギー供給が遮断された場合にハンドスイッチ３０が押されると、制御装置２６は、エネルギー蓄積器２５のエネルギーを用いて固定装置１６を付勢し、それによりロック状態からリリース状態への切替過程、又はリリース状態からロック状態への切替過程をもたらす。この実施例において、例えば修理工は、故障の場合には、特に自動的に制御装置２６により行われた電動継手１のロックを解除することができ、そのために必ずしもエネルギーライン２４を介したエネルギー供給を再び確立する必要はない。
【符号の説明】
【００６７】
１        電動継手（電動ジョイント）
２        第１支持体
３        第２支持体
４        駆動モータ
５        従動軸
６        歯車装置
７        駆動要素
８        半径方向に可撓な転動ベアリング
９        半径方向に可撓で外歯付きのブッシュ部材
１０      中間要素
１１      第１支持リング
１２      第２支持リング
１３      ステータ
１４      ロータ
１５      駆動モータハウジング
１６      固定装置
１７      従動要素
１８      係止ピン
１９      係合切欠穴
２０      係止手段
２１      係止リング
２２      ハウジング
２３      ホルダ
２４      エネルギーライン
２５      エネルギー蓄積器
２６      制御装置
２７      第１接続ライン
２８      第２接続ライン
２９      第３接続ライン
３０      ハンドスイッチ
【図１】
2019514712.tif 000003
【図２】
2019514712.tif 000004
【図３】
2019514712.tif 000005
【図４】
2019514712.tif 000006
【図５】
2019514712.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月17日(2018.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラミング可能な運動自動装置の互いに相対運動可動な２つの支持体を連結するための電動継手であって、
該電動継手（１）は、駆動モータ（４）と固定装置（１６）を有し、前記固定装置（１６）は、前記固定装置（１６）が該電動継手（１）をロックするロック状態へ、又は前記固定装置（１６）が該電動継手（１）をロックしないリリース状態へ選択的に切替可能であり、
該電動継手（１）は、外部から供給されたエネルギーを前記固定装置（１６）及び／又は前記駆動モータ（４）の稼働及び／又は制御のために伝送するエネルギーライン（２４）を有し、
該電動継手（１）は、前記固定装置（１６）へ接続された又は接続可能な少なくとも１つのエネルギー蓄積器（２５）を含み、
ａ．前記固定装置（１６）は、ロック状態からリリース状態へ、又はリリース状態からロック状態へ、少なくとも一回の切替過程をもたらすために、前記エネルギー蓄積器（２５）内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であるか、又は、
ｂ． 前記固定装置（１６）は、前記固定装置（１６）をロック状態又はリリース状態に保持するために、前記エネルギー蓄積器（２５）内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であるという構成であり、
前記固定装置（１６）は、該電動継手（１）の構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること、及び、
前記固定装置（１６）は、ロック状態において、予め設定された又は予め設定可能な値を超える値で、ロックされた構成部材にトルクが発生する場合には、該電動継手（１）の構成部材の損傷、及び動力伝達経路内に位置する該電動継手（１）の他の構成部材の損傷を回避するために、ロックされた構成部材の運動を可能にすること
を特徴とする電動継手。
【請求項２】
ａ．前記エネルギー蓄積器（２５）は、電気エネルギーを蓄積するように構成されていること、及び／又は、
ｂ．前記エネルギー蓄積器（２５）は、蓄電池として、又はバッテリーとして、又はコンデンサとして、又はスーパーコンデンサとして構成されていること、及び／又は、
ｃ．前記エネルギー蓄積器（２５）は、エネルギーを電界又は磁界において蓄積するように構成されていること
を特徴とする、請求項１に記載の電動継手。
【請求項３】
ａ．前記エネルギー蓄積器（２５）は、エネルギーを機械的に蓄積するように構成されていること、及び／又は、
ｂ．前記エネルギー蓄積器（２５）は、少なくとも１つのバネを有すること
を特徴とする、請求項１に記載の電動継手。
【請求項４】
ａ．制御装置（２６）が設けられており、前記制御装置（２６）は、前記固定装置（１６）を前記エネルギー蓄積器（２５）からのエネルギーを用いて付勢するように構成されて配設されていること、又は、
ｂ．制御装置（２６）が設けられており、前記制御装置（２６）は、前記固定装置（１６）を前記エネルギー蓄積器（２５）からのエネルギーを用いて付勢するように構成されて配設されており、前記制御装置（２６）は、前記エネルギー蓄積器（２５）からのエネルギーを用いて稼働されているか又は稼働可能であること、又は、
ｃ．制御装置（２６）が設けられており、前記制御装置（２６）は、前記固定装置（１６）を前記エネルギー蓄積器（２５）からのエネルギーを用いて付勢するように構成されて配設されており、前記制御装置（２６）を稼働するために更なるエネルギー蓄積器が設けられていること
を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項５】
ａ．前記固定装置（１６）は、エネルギーライン（２４）を介したエネルギー供給が遮断されている場合、前記エネルギー蓄積器（２５）内に蓄積されたエネルギーを使用して切替可能であること、又は、
ｂ．該電動継手（１）は、前記固定装置（１６）及び／又は前記駆動モータ（４）に対するエネルギーライン（２４）を介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、前記エネルギー蓄積器（２５）内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に前記固定装置（１６）を切り替える制御装置（２６）を有すること、又は、
ｃ．該電動継手（１）は、前記固定装置（１６）及び／又は前記駆動モータ（４）に対するエネルギーライン（２４）を介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、前記エネルギー蓄積器（２５）内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に前記固定装置（１６）をリリース状態からロック状態へ切り替える制御装置（２６）を有すること、又は、
ｄ．該電動継手（１）は、前記固定装置（１６）及び／又は前記駆動モータ（４）に対するエネルギーライン（２４）を介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、前記エネルギー蓄積器（２５）内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に前記固定装置（１６）をロック状態からリリース状態へ切り替える制御装置（２６）を有すること
を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項６】
ａ．前記固定装置（１６）は、双安定性の固定装置（１６）として構成されていること、又は、
ｂ．前記固定装置（１６）は、該電動継手（１）の回転可能に備えられた構成部材をロックするように構成されて配設されていること、又は、
ｃ．前記固定装置（１６）は、前記駆動モータ（４）の構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること、又は、
ｄ．前記固定装置（１６）は、前記駆動モータ（４）の回転可能に備えられた構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること
を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項７】
ａ．前記固定装置（１６）は、摩擦結合式のブレーキとして構成されているか、又は摩擦結合式のブレーキを有すること、及び／又は、
ｂ．前記固定装置（１６）は、ディスクブレーキを有すること
を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項８】
ａ．ロックすべき構成部材と相対回転不能に結合されている制動ディスクが設けられており、前記制動ディスクへ作用し、そして直接的に又は間接的にハウジング（２２）又はシャーシにおいて支持される制動力発生器が設けられていること、又は、
ｂ．ロックすべき構成部材と相対回転不能に結合されている制動ディスクが設けられており、摩擦要素を用いて前記制動ディスクへ作用し、そして直接的に又は間接的にハウジング（２２）又はシャーシにおいて支持される制動力発生器が設けられていること、又は、
ｃ．ロックすべき構成部材と相対回転不能に結合されている制動ディスクが設けられており、前記制動ディスクへ作用し、そして直接的に又は間接的にハウジング（２２）又はシャーシにおいて支持される制動力発生器が設けられており、前記制動ディスクは、ロックすべき構成部材と結合された連動体上に、相対回転不能であるが軸方向において摺動可能に備えられていること、又は、
ｄ．ロックすべき構成部材と相対回転不能に結合されている制動ディスクが設けられており、摩擦要素を用いて前記制動ディスクへ作用し、そして直接的に又は間接的にハウジング（２２）又はシャーシにおいて支持される制動力発生器が設けられており、前記制動ディスクは、ロックすべき構成部材と結合された連動体上に、相対回転不能であるが軸方向において摺動可能に備えられていること
を特徴とする、請求項７に記載の電動継手。
【請求項９】
ａ．前記制動力発生器は、前記固定装置（１６）のロック状態において、摩擦要素を軸方向で前記制動ディスクに対して押し付けること、又は、
ｂ．前記制動力発生器は、前記固定装置（１６）のロック状態において、摩擦要素を半径方向で前記制動ディスクに対して押し付けること
を特徴とする、請求項８に記載の電動継手。
【請求項１０】
ａ．前記固定装置（１６）は、ロックすべき構成部材と摩擦結合式で結合された係止手段（２０）を有し、前記係止手段（２０）は、少なくとも１つの形状係合手段を有し、前記形状係合手段は、前記固定装置（１６）のロック状態において、形状係合式で、ハウジング（２２）又はシャーシに対して相対回転不能な対向形状係合手段と協働すること、又は、
ｂ．前記固定装置（１６）は、ロックすべき構成部材と摩擦結合式で結合された係止手段（２０）を有し、前記係止手段（２０）は、少なくとも１つの形状係合手段を有し、前記形状係合手段は、前記固定装置（１６）のロック状態において、形状係合式で、ハウジング（２２）又はシャーシに対して相対回転不能な対向形状係合手段と協働し、前記係止手段（２０）は、中間要素（１０）、従動要素（１７）、又は中間要素（１０）或いは従動要素（１７）と相対回転不能に結合された構成部材に対して同軸に配設されていること
を特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項１１】
ａ．摩擦力を発生させるため又は増加させるために予緊張手段が設けられていること、又は、
ｂ．摩擦力を発生させるため又は増加させるために予緊張手段が設けられており、前記予緊張手段は、前記係止手段（２０）を、ロックすべき構成部材に対して押し付けること、又は、
ｃ．摩擦力を発生させるため又は増加させるために予緊張手段が設けられており、前記予緊張手段は、前記係止手段（２０）を、軸方向において、ロックすべき構成部材に対して押し付けること、又は、
ｄ．摩擦力を発生させるため又は増加させるために予緊張手段が設けられており、前記係止手段（２０）は、前記予緊張手段を介し、摩擦結合式で、ロックすべき構成部材と結合されており、前記予緊張手段は、一方では、前記係止手段（２０）において支持され、他方では、ロックすべき構成部材において支持されていること、又は、
ｅ．摩擦力を発生させるため又は増加させるために予緊張手段が設けられており、前記予緊張手段は、調節可能に構成されていること、又は、
ｆ．摩擦力を発生させるため又は増加させるために予緊張手段が設けられており、前記予緊張手段は、少なくとも１つのバネ要素を有し、摩擦力の少なくとも一部分は、予緊張された前記バネ要素の復元力によりもたらされること、及び／又は、
ｇ．摩擦力を発生させるため又は増加させるために予緊張手段が設けられており、前記予緊張手段は、皿バネを有するか、又は、波形の及び／又は弾性的な及び／又は円筒形状に曲げられた帯材を有するか、又は、波形の及び／又は弾性的な及び／又は円筒形状に曲げられた金属帯材を有するか、又は、スリット付きのリングを有すること
を特徴とする、請求項１０に記載の電動継手。
【請求項１２】
ａ．前記対向形状係合手段は、可動な係止ピン（１８）を有し、その自由端部が、前記固定装置（１６）のロック状態において前記形状係合手段の係合切欠穴（１９）へ係合すること、又は、
ｂ．前記対向形状係合手段は、半径方向又は軸方向で可動な係止ピン（１８）を有し、その自由端部が、前記固定装置（１６）のロック状態において前記形状係合手段の係合切欠穴（１９）へ係合すること
を特徴とする、請求項１０又は１１に記載の電動継手。
【請求項１３】
ａ．前記駆動モータ（４）には、歯車装置（６）が伝動技術的に後置されていること、又は、
ｂ．前記駆動モータ（４）には、歯車装置（６）が伝動技術的に後置されており、前記固定装置（１６）は、回転可能に備えられた歯車装置構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること、又は、
ｃ．前記駆動モータ（４）には、歯車装置（６）が伝動技術的に後置されており、前記歯車装置（６）は、波動歯車装置として構成されていること、又は、
ｄ．前記駆動モータ（４）には、歯車装置（６）が伝動技術的に後置されており、前記歯車装置（６）は、波動歯車装置として構成されており、前記固定装置（１６）を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、前記波動歯車装置のウェーブジェネレータであること、又は、前記固定装置（１６）を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、前記波動歯車装置のフレクスプラインであること、又は、前記固定装置（１６）を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、前記波動歯車装置のサーキュラスプライン或いはダイナミックスプラインであること、又は、
ｅ．前記駆動モータ（４）には、歯車装置（６）が伝動技術的に後置されており、前記歯車装置（６）は、遊星歯車装置として構成されていること
を特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電動継手。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電動継手を用いて互いに相対運動可能に連結されている２つの支持体（２、３）を備えたプログラミング可能な運動自動装置。
【請求項１５】
前記支持体のうち一方の支持体（２）は、直接的に又は間接的に駆動モータ（４）のステータ（１３）及び／又は駆動モータ（４）の駆動モータハウジング（１５）と相対回転不能に結合されており、他方の支持体（３）は、歯車装置（６）の従動要素（１７）へ相対回転不能に連結されていること、又は、
前記電動継手を用いて可動に連結された２つの支持体は、ロボットアームの一部であること
を特徴とする、請求項１４に記載のプログラミング可能な運動自動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】US 8,614,559 B2
【特許文献２】EP 0 146 783 A2
【特許文献３】EP 0 112 963 A1
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
前記課題は、電動継手が、固定装置へ接続されたエネルギー蓄積器を含み、この際、
ａ．固定装置は、ロック状態からリリース状態へ、又はリリース状態からロック状態へ、少なくとも一回の切替過程をもたらすために、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であること、又は、この際、
ｂ．固定装置は、該固定装置をロック状態又はリリース状態に保持するために、エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であること
により特徴付けられている電動継手により解決される。
即ち本発明の第１の視点により、プログラミング可能な運動自動装置の互いに相対運動可動な２つの支持体を連結するための電動継手であって、該電動継手は、駆動モータと固定装置を有し、前記固定装置は、前記固定装置が該電動継手をロックするロック状態へ、又は前記固定装置が該電動継手をロックしないリリース状態へ選択的に切替可能であり、該電動継手は、外部から供給されたエネルギーを前記固定装置及び／又は前記駆動モータの稼働及び／又は制御のために伝送するエネルギーラインを有し、該電動継手は、前記固定装置へ接続された又は接続可能な少なくとも１つのエネルギー蓄積器を含み、
ａ．前記固定装置は、ロック状態からリリース状態へ、又はリリース状態からロック状態へ、少なくとも一回の切替過程をもたらすために、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であるか、又は、
ｂ． 前記固定装置は、前記固定装置をロック状態又はリリース状態に保持するために、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であるという構成であり、
前記固定装置は、該電動継手の構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること、及び、前記固定装置は、ロック状態において、予め設定された又は予め設定可能な値を超える値で、ロックされた構成部材にトルクが発生する場合には、該電動継手の構成部材の損傷、及び動力伝達経路内に位置する該電動継手の他の構成部材の損傷を回避するために、ロックされた構成部材の運動を可能にすることを特徴とする電動継手が提供される。
更に本発明の第２の視点により、前記電動継手を用いて互いに相対運動可能に連結されている２つの支持体を備えたプログラミング可能な運動自動装置が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲において付記された図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）プログラミング可能な運動自動装置の互いに相対運動可動な２つの支持体を連結するための電動継手であって、該電動継手は、駆動モータと固定装置を有し、前記固定装置は、前記固定装置が該電動継手をロックするロック状態へ、又は前記固定装置が該電動継手をロックしないリリース状態へ選択的に切替可能であり、該電動継手は、外部から供給されたエネルギーを前記固定装置及び／又は前記駆動モータの稼働及び／又は制御のために伝送するべく構成された、エネルギーラインを有し、該電動継手は、前記固定装置へ接続された又は接続可能な少なくとも１つのエネルギー蓄積器を含み、
ａ．前記固定装置は、ロック状態からリリース状態へ、又はリリース状態からロック状態へ、少なくとも一回の切替過程をもたらすために、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であること、又は、
ｂ． 前記固定装置は、前記固定装置をロック状態又はリリース状態に保持するために、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を用いて付勢可能であること。
（形態２）前記電動継手において、
ａ．前記エネルギー蓄積器は、電気エネルギーを蓄積するように構成されていること、及び／又は、
ｂ．前記エネルギー蓄積器は、蓄電池として、又はバッテリーとして、又はコンデンサとして、又はスーパーコンデンサとして構成されていること、及び／又は、
ｃ．前記エネルギー蓄積器は、エネルギーを電界又は磁界において蓄積するように構成されていること
が好ましい。
（形態３）前記電動継手において、
ａ．前記エネルギー蓄積器は、エネルギーを機械的に蓄積するように構成されていること、及び／又は、
ｂ．前記エネルギー蓄積器は、少なくとも１つのバネを有すること
が好ましい。
（形態４）前記電動継手において、制御装置が設けられており、前記制御装置は、前記固定装置を前記エネルギー蓄積器からのエネルギーを用いて付勢するように構成されて配設されていることが好ましい。
（形態５）前記電動継手において、
ａ．前記制御装置は、前記エネルギー蓄積器からのエネルギーを用いて稼働されているか又は稼働可能であること、又は、
ｂ．前記制御装置を稼働するために更なるエネルギー蓄積器が設けられていること
が好ましい。
（形態６）前記電動継手において、前記固定装置は、エネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されている場合、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して切替可能であることが好ましい。
（形態７）前記電動継手において、
ａ．該電動継手は、前記固定装置及び／又は前記駆動モータに対するエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に前記固定装置を切り替える制御装置を有すること、又は、
ｂ．該電動継手は、前記固定装置及び／又は前記駆動モータに対するエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に前記固定装置をリリース状態からロック状態へ切り替える制御装置を有すること、又は、
ｃ．該電動継手は、前記固定装置及び／又は前記駆動モータに対するエネルギーラインを介したエネルギー供給が遮断されると直ちに、前記エネルギー蓄積器内に蓄積されたエネルギーを使用して自動的に前記固定装置をロック状態からリリース状態へ切り替える制御装置を有すること
が好ましい。
（形態８）前記電動継手において、前記固定装置は、双安定性の固定装置として構成されていることが好ましい。
（形態９）前記電動継手において、
ａ．前記固定装置は、該電動継手の特に回転可能に備えられた構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること、又は、
ｂ．前記固定装置は、前記駆動モータの特に回転可能に備えられた構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていること
が好ましい。
（形態１０）前記電動継手において、前記固定装置は、ロック状態において、予め設定された又は予め設定可能な値を超える値で、構成部材にトルクが発生する場合には、該電動継手の構成部材の損傷、及び動力伝達経路内に位置する該電動継手の他の構成部材の損傷を回避するために、ロックされた構成部材の運動を可能にすることが好ましい。
（形態１１）前記電動継手において、
ａ．前記固定装置は、摩擦結合式のブレーキとして構成されているか、又は摩擦結合式のブレーキを有すること、及び／又は、
ｂ．前記固定装置は、ディスクブレーキを有すること
が好ましい。
（形態１２）前記電動継手において、ロックすべき構成部材と相対回転不能に結合されている制動ディスクが設けられており、特に摩擦要素を用いて前記制動ディスクへ作用し、そして直接的に又は間接的にハウジング又はシャーシにおいて支持される制動力発生器が設けられていることが好ましい。
（形態１３）前記電動継手において、前記制動ディスクは、ロックすべき構成部材と結合された連動体上に、相対回転不能であるが軸方向において摺動可能に備えられていることが好ましい。
（形態１４）前記電動継手において、
ａ．前記制動力発生器は、前記固定装置のロック状態において、摩擦要素を軸方向で前記制動ディスクに対して押し付けること、又は、
ｂ．前記制動力発生器は、前記固定装置のロック状態において、摩擦要素を半径方向で前記制動ディスクに対して押し付けること
が好ましい。
（形態１５）前記電動継手において、前記固定装置は、ロックすべき構成部材と摩擦結合式で結合された係止手段を有し、前記係止手段は、少なくとも１つの形状係合手段を有し、前記形状係合手段は、前記固定装置のロック状態において、形状係合式で、ハウジング又はシャーシに対して相対回転不能な対向形状係合手段と協働することが好ましい。
（形態１６）前記電動継手において、前記係止手段は、中間要素、従動要素、又は中間要素或いは従動要素と相対回転不能に結合された構成部材に対して同軸に配設されていることが好ましい。
（形態１７）前記電動継手において、摩擦力を発生させるため又は増加させるために予緊張手段が設けられていることが好ましい。
（形態１８）前記電動継手において、
ａ．前記予緊張手段は、前記係止手段を、特に軸方向において、ロックすべき構成部材に対して押し付けること、又は、
ｂ．前記係止手段は、前記予緊張手段を介し、摩擦結合式で、ロックすべき構成部材と結合されており、前記予緊張手段は、一方では、前記係止手段において支持され、他方では、ロックすべき構成部材において支持されていること
が好ましい。
（形態１９）前記電動継手において、前記予緊張手段は、調節可能に構成されていることが好ましい。
（形態２０）前記電動継手において、
ａ．前記予緊張手段は、少なくとも１つのバネ要素を有し、摩擦力の少なくとも一部分は、予緊張された前記バネ要素の復元力によりもたらされること、及び／又は、
ｂ．前記予緊張手段は、皿バネを有するか、又は、波形の及び／又は弾性的な及び／又は円筒形状に曲げられた帯材、特に金属帯材を有するか、又は、スリット付きのリングを有すること
が好ましい。
（形態２１）前記電動継手において、前記対向形状係合手段は、特に半径方向又は軸方向で可動な係止ピンを有し、その自由端部が、前記固定装置のロック状態において前記形状係合手段の切欠穴へ係合することが好ましい。
（形態２２）前記電動継手において、前記駆動モータには、歯車装置が伝動技術的に後置されていることが好ましい。
（形態２３）前記電動継手において、前記固定装置は、特に回転可能に備えられた歯車装置構成部材を直接的にロックするように構成されて配設されていることが好ましい。
（形態２４）前記電動継手において、前記歯車装置は、波動歯車装置として構成されていることが好ましい。
（形態２５）前記電動継手において、前記固定装置を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、前記波動歯車装置のウェーブジェネレータであること、又は、前記固定装置を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、前記波動歯車装置のフレクスプラインであること、又は、前記固定装置を用いてロック可能な歯車装置構成部材は、前記波動歯車装置のサーキュラスプライン或いはダイナミックスプラインであることが好ましい。
（形態２６）前記電動継手において、前記歯車装置は、遊星歯車装置として構成されていることが好ましい。
（形態２７）前記電動継手を用いて互いに相対運動可能に連結されている２つの支持体を備えたプログラミング可能な運動自動装置。
（形態２８）前記運動自由装置において、前記支持体のうち一方の支持体は、直接的に又は間接的に駆動モータのステータ及び／又は駆動モータの駆動モータハウジングと相対回転不能に結合されており、他方の支持体は、歯車装置の従動要素へ相対回転不能に連結されていることが好ましい。
（形態２９）前記運動自由装置において、前記電動継手を用いて可動に連結された２つの支持体は、ロボットアームの一部であることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2019514712.tif 000008
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2019514712.tif 000009
【国際調査報告】
2019514712.tif 000010
2019514712.tif 000011
2019514712.tif 000012
2019514712.tif 000013
2019514712.tif 000014
2019514712.tif 000015