8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

1/10

. US005243873A

United States Pa ten t [ 1 9 ] [ 1 1 ] P a t e n tN u m b e r : 5 , 2 4 3 , 8 7 3Demers [ 4 5 ] D a t e o f P a t e n t : S e p . 1 4 1 9 9 3

[ 5 4 ] TWO-AXIS MOTION MECHANISM 5 , 1 0 1 , 6 8 1 4 / 1 9 9 2 S h p i g e l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7 4 / 4 7 9

[ 7 5 ]I n v e n t o r : R o b e r tE . D e m e r s ,

E l kR i v e r , M i n n . P r i m a r y

Examiner-RodneyH .

B o n c k{ 7 3 ]A s s i g n e e :H o n e y w e l lI n c . ,M i n n e a p o l i sM i n n . ? ’ é j g f r ’ g g a j b x r ? a ‘ s g g b h m d t

21 . . :[ ] A ‘ p p lN0 2 3 4 9 7 [ 5 7 ] . ABSTRACT[ 2 2 ] F ? e d : F e b ’ 2 6 ’ 1 9 9 3 A w o - a x i sm o t i o nmechanism w i t h r e d u c e db a c k l a s h

. . includes two-ax i s m o t i o n t h a t i s t ransferred b e t w e e n aR e l a t e d U ' s ' Apphcahon D a ta m o v e a b l emember a n d a ? r s t a n d s e c o n d s h a f t p o s i

[ 6 3 l C o n t i n u a t i o n - i m p a r t0 f e r -N O -8 2 4 , 6 3 2 , 1 m2 3 1 9 9 2 t i o n e d o r t h o g o n a lt o e a c h o t h e r t h r o u g ht h r e e p r i n c i p l e~ n g s . e 1 r s t an s e c o n s a t a r e me y p o s 1b a n d m d b e a r i Th 1 d d hf 1 ‘ d 1

[ 5 1 ] I n t . c 1 . 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1 3 2 5 . 1 17/00 tioned s o a s t o c o n s t r a i n m o t i o n 9mm bout a ? r s t a nd[ 5 2 ] U S . C l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 74/479 BW; 74/479 B J ; second a x i s t h e r e t h r o n g h , r e s p e c t i v e l yT h e second a x i s

9 0 1 / 2 8 ; 9 0 1 / 2 9 i ss u b s t a n t i a l l yo r t h o g o n a lt o t h e ? r s ta x i si n t e r s e c t i n ga t[ 5 8 ] F i e l d o f S e a r c h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7 4 / 4 7 9 ; 9 0 1 / 2 8 ,2 9 , t h e c e n t e r o f t h e mechanism. An u t e r r i n g , h a v i n gt h e

9 0 1 / 7 m o v e a b l emember c o n n e c t e dt h e r e t o a n d a n i n s i d e r i n g[ 5 6 ] R e f e r e n c e sC i t e d n e s t e dt h e r e i n l i e si n a p l a n e t r a n s v e r s e t o t h e s e c o n d

s h a f t .P i n s c o n n e c tt h e o u t e r r i n g w i t h t h e i n s i d e r i n g . AU S ‘ PATENT DOCUMENTS c a s e m e m b e r s p o s i t i o n e da b o u t t h e o u t e r r i n g w i t h t h e

1 ,557 ,214 10/1925 McClane . . . . . . . . .. . 74/471 XY ? r s t s h a f t mounted h e r e t o . F i r s t duplex bearings couple

2,379,773 7/1945 Allen . . . . . . . . . . . . . . . .. . 192/002 the inside ring to a rod extending across the inside ring

3 / g i a c t w a y - --- - - - - - -- ~ ; 4 / 71 and c o n n e c t e d to t he s e c o n d s h a f t a t t he cen t e r o f t he

3'095’754 72963 M25032‘? 1 ‘ ‘ ‘ ‘ ‘" 7 : 5 4 ; ? mechanism. The ? r s t d u p l e x b e a r i n g s allow r o t a t i o n o f

3 : 5 5 0 : 4 6 61 2 / 1 9 7 0 H a m . . . . . . . .. . ' . . I I I I I W W I I : 7 4 / 4 7 1 t h e i n s i d er i n g a n d ‘ h e ? r s ta x i s -S e w n ‘ d u p l e xb e a r i n g s4,073,201 2 / 1 9 7 8 Ta y l o r e t a l . . . . . . . .. . 7 4 / 4 7 9 x C o u p l e t h e ins ide r i n g t o t h e P i n s t o a l l o w r o t a t i o n be4 , 6 2 8 , 7 6 5 1 2 / 1 9 8 6 Dien e t a 1 . . . . . .. . . 7 4 / 4 7 9X t w e e n the i n s i d e r i n g a n d the outer r i n g . T h i r d d u p l e x4 ,686 ,866 3/1987 Rosheim - - - -- - ~- -- - 74/479 bearings engage the case member and hold the outer

5 / £0526? “ ~ -- - - ~ ~ -~ ~- - 7 4 / 4 7 9 r i n g allowing r o t a t i o n of t h e outer r i n g and the move

‘ 4’748’867 62988 $ 8 5 1 1 . 2 1 : ‘‘ ‘ ‘ " a b l e member e x t e n d i n g t h e r e f r o m a b o u t t h e second4 : 8 0 4 : 2 2 02 / 1 9 8 9R o s h e i m‘ I l l - 1 . . . . : 1 :7 4 / 4 7 9 a x i s4 878 393 11/1989 Duta t a l . . . . . .. . . . ... 74/479

5 , 0 3 6 , 7 2 4 8 / 1 9 9 1 R o s h e i m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7 4 / 4 7 9 9 Cla ims , 5 D r a w i n g Sheets

8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

2/10

U S . P a t e n t S e p .1 4 1 9 9 3

1 1 1

S h e e t 1 o f 5 5 2 4 3 8 7 3

/

1 7

1 6

B A S E

/F i g . 1

P R I O R ART

8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

3/10

US. Pa ten t S e p .1 4 1 9 9 3 S h e e t2 o f5 5,243,873

t ?95\

N u t

Qa69nT S\ nn‘a w n

m y ‘ ?_

\

=“ n

a01 “

8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

4/10

US. Patent S e p . 1 4 , 1 9 9 3 S h e e t3 o f5 5,243,873

,N 8m o p

m o w

O P P

mop0 ?

P C P

nm t

8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

5/10

US. Paten t S e p .1 4 1 9 9 3 S h e e t4 o f 5 5,243,873

1 . 0 0

8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

6/10

U . S . P a t e n t S e p .1 4 1 9 9 3 S h e e t 5 o f 5 5 , 2 4 3 , 8 7 3

1 4 - 1

Y

} ’ \ ? 01 0 0 I

3 4 0 104340

3 1 0 - : ¢ . : ,. 1 5 1 : ’ 1 0 732 ‘ -

1 1 o

~ ; 3 0 812 I .

109

109

8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

7/10

5 2 4 3 8 7 31

T W O - A X I SMOTION MECHANISM

T h i s i s a c o n t i n u a t i o n - i n - p a r to f a p p l i c a t i o n S e r .N o .0 7 / 8 2 4 , 6 3 2 ,? l e d J a n . 2 3 , 1 9 9 2and n o w a b a n d o n e d .

FIELD OF THE INVENTION

T h e p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o a t w o - a x i s motionm e c h a n i s m .More p a r t i c u l a r l yt h e p r e s e n t i n v e n t i o nr e l a t e s t o a t w o - a x i smotion m e c h a n i s m w i t h reducedb a c k l a s h .

BACKGROUND OF THE INVENTION

I n t h e ? e l d s o f k i n e m a t i c sa n d m e c h a n i c s ,t h e s o l u t i o nt o t h e p r o b l e mo f g e n e r a t i n g o r s e n s i n g m o t i o ni n at w o - d e g r e e o ff r e e d o ms y s t e m w i t ha m e c h a n i s m ,h a sb e e n a p p r o a c h e di n a number o f w a y s . O n e s o l u t i o n o ft h e p r i o r a r t i s p r o v i d e db y a g i m b a l . A n a l t e r n a t i v es y s t e m p r o v i d e dby t h e p r i o r a r t i s a p i v o t a b l ememberr e s t r a i n e d by a s y s t e m o fo r t h o g o n a ls e m i - c i r c u l a rs l i di n gb r a c e s .

FIG. 1 shows a g i m b a l 1 0o f t h e p r i o r a r ti na t w o - a x i sd r i v e s y s t e m . T h e g i m b a l 1 0i n c l u d e s a b a s e 1 2 whichm a y b e ?xed t o ground 1 1 . T h e b a s e 1 2 i n c l u d e s as w i v e l 1 7 w i t h a b r a c k e t 1 4 a t t a c h e d t h e r e t o . T h eb r a c k e t 1 4 a c c o m p l i s h e sr o t a r y m o t i o n a b o u t t h es w i v e l 1 7 r e l a t i v e t o t h e b a s e 1 2 . Attached t o t h eb r a c k e t 1 4 i s a s e c o n ds w i v e l1 9 w i t h a n o u t p u t m e m b e r2 2 a t t a c h e d t o a s h a f t 2 0 i n a x i a l a l i g n m e n tw i t h t h es w i v e l1 9 .I n t h e g i m b a l1 0 o f t h e p r i o r a r t a ? r s t motor1 6 i s l o c a t e d o n t h e b a s e 1 2 t o g e n e r a t e a n g u l a rmotiono f t h e b r a c k e t 1 4 w i t h r e s p e c t t o t h e b a s e 1 2 .A e c o n dm o t o r 1 8 i s p o s i t i o n e dt o p r o v i d emotion a b o u t a n a x i sg e n e r a l l y o r t h o g o n a lt o t h e ? r s t m o t o r 1 6 .A s t h e mot o r s 1 8 and 1 6 a r e d r i v e n , t h e o u t p u t m e m b e r 2 2 r es p o n d sa c c o r d i n g l y .

The r i n c i p l ed e ? c i e n c yo f t h e g i m b a l1 0 s t e m sf r o mt h e n e e d t o l o c a t e t h e s e c o n dm o t o r 1 8 o n t h e r o t a t i n gb r a c k e t 1 4 .T h u s , f o r t h e p r i o r a r tg i m b a l 1 0t o g e n e r a t em o t i o nf o r t h e o u t p u tm e m b e r 2 , n o t o n l y i s a m o t o r 1 6r e q u i r e d o n t h e b a s e 12 b u t a l s o a m o t o r 1 8 m u s t bemounted o n t h e b r a c k e t 1 4 .

To ommunica t e d a t a f r o m t h e second m o t o r 1 8 t o ac o n t r o l l e r a t t a c h e d t o g r o u n d1 1 m a y r e q u i r e d i f f i c u l ta n d c o m p l e xc o n n e c t i o n s .S u c hc o n n e c t i o n sm a y n t e rf e r ew i t h t h e o p e r a t i o n o f th eg i m b a l1 0 .D i f f i c u l t c o nn e c t i o n s m a y a l s o c o n t r i b u t e t o r e d u c e dr e l i a b i l i t yo ft h e g i m b a l b a s e d , t w o - a x i s d r i v e m e c h a n i s m .Thew e i g h to f t h e g i m b a l 1 0i s a l s oi n c r e a s e db y t h e w e i g h to f motor 1 8 making i t l e s sa d a p t a b l e t o v a r i o u s k i n em a t i c d r i v e t a s k s .

FIG. 2 s h o w s a method o f s e n s i n gt w o - a x i sm o t i o no fa p i v o t i n gm e m b e r 2 4 . T h e mechanism o f FIG. 2 p r ov i d e s a c e n t r a l p i v o t i n g m e m b e r 2 4 w h i c h s r e s t r a i n e dby a ? r s t s e m i - c i r c u l a rs l i d i n g b ' r a c e 3 0 and a s e c o n ds e m i - c i r c u l a rs l i d i n gb r a c e3 2 .F i r s ts e m i - c i r c u l a rs l i d i n gb r a c e 3 0 i s a t t a c h e d t o g r o u n d1 1 by p i v o t s 3 8 a n d 3 9w h i c h a l l o w s t h e b r a c e 30 t o r o t a t e about a ? r s t a x i s 4 0 .A e c o n ds e m i - c i r c u l a r s l i d i n g b r a c e 3 2 i s a t t a c h e d t og r o u n d1 1 b y p i v o t s4 2 a n d 4 4 w h i c ha l l o w t h e b r a c e 3 2t o r o t a t e about a second a x i s 4 6 . T h e second a x i s 4 6 so r t h o g o n a lt o t h e ? r s t a x i s4 0 t o p r o v i d es e n s o ro u t p u t si n t w o a x e s . T h e m e m b e r 24 s l o c a t e d w i t h i n t h e i n t e rs e c t i o n o f t h e t w o s e m i - c i r c u l a r s l i d i n g b r a c e s 3 0 a n d3 2 . T h e l i d i n g b r a c e s 3 0 and 3 2 w o r k n a r a d i a l f a s h i o ns u c h t h a t t h e m e m b e r 24 i s f r e e t o m o v e w i t h i n t h es l i d i n gb r a c e s 3 0 a n d 3 2 w h i l e b e i n gc o n s t r a i n e db y t h es l i d i n g b r a c e s 3 0 a n d 3 2 a n db e a r i n g 3 6 .T h e x i a ls e n

20

2 5

30

40

50

5 5

6 5

2s o r s 41 and 43 f o r t h i s con?guration a r e a t t a c h e d t os h a f t s2 8 a n d 2 6 a l o n g a x i s4 6 a n d4 0 r e s p e c t i v e l y. Thes h a f t s 2 8 and 2 6 a r e t h e n c o n n e c t e dt o s l i d i n g b r a c e s 3 2a n d 3 0 r e s p e c t i v e l y . The p i v o t i n g member 2 4 i s a tt a c h e d t o a b a s e 34 t p i v o t 3 6 . A l l p i v o t i n gm e m b e r 24motion r e l a t i v e t o t h e b a s e 34 i s s e n s e d by s e n s o r s 4 1and 4 3 a s s h a f t s 2 8 and 26 t u r n , r e s p e c t i v e l y .

T h e p r i n c i p l ed e ? c i e n c yo f t h es l i d i n gb r a c e s y s t e m1 5 s t e m sf r o mt h e t e n d e n c y o ft h e s l i d i n gb r a c e s3 0 a n d32 t o b i n d and/or d e f o r m and c a u s e b a c k l a s ht h u s r ed u c i n g t h e a c c u r a c y a n d r e p e a t a b i l i t yo f t h e d e v i c e .T h e s l i d i n g b r a c e method d o e s p r o v i d ea w a y t o h o l dt h e t w o - a x i a ls e n s o r s4 1 and 4 3 s t a t i o n a r y which c r e a t e sa n a d v a n t a g e o v e rt h e g i m b a l 1 0p r e v i o u s l yd e s c r i b e d .

Improvement o v e r t h e s l i d i n g b r a c e method a r e d es c r i b e d i n U S . P a t . No. 4 , 7 2 3 , 4 6 0t o Roshe im and i nU . S . P a t . No. 2 , 9 2 9 , 2 5 8t o M a c k w a y. I n b o t h c a s e s ,s l i d i n g b r a c e s h a v e b e e n r e p l a c e d w i t h a n i n n e r a n do u t e r r o t a r y b e a r i n g r i n g . T h e o u t e r r a c e o f t h e i n n e rb e a r i n g r i n g i s c o u p l e dt o t h e i n n e r r a c e o f t h e o u t e rb e a r i n gr i n g t h e r e b y a l l o w i n gr o t a t i o nb e t w e e nt h et w ob e a r i n gr i n g s .H o w e v e r ,t h e m e c h a n i s m sd e s c r i b e di n R o s h e i m a n d M a c k w a y r e l y o n p r e s s ? t s f o r a s s e mb l y .T h i s m a k e st h e ml e s ss u i t a b l ef o rt r a n s m i t t i n g l r g ef o r c e s a n d r e s i s t i n ga b u s e . Rosheim a n d M a c k w a ya l s ob o t h u s e a s i n g l e r o t a r y b e a r i n gf o r t r a n s m i t t i n gr o t a t i o nbetween a p i v o t i n g member a n d s h a f t s f o r i m p a r t i n gm o t i o n t h e r e t o o r s e n s i n g m o t i o n t h e r e o f . The i n n e rr a c e o f t h e s i n g l e r o t a r y b e a r i n g i s t w i s t e d o u t o f t h ep l a n e o f t h e o u t e r r a c e , i n c r e a s i n g wear a n d s u b s eq u e n t l yp r o d u c i n gb a c k l a s h ; t h e b a c k l a s hi n c r e a s i n ga st h e b e a r i n g s w e a r .

I n s u m m a r y, t h e p r i o r a r t s u f f e r s f r o m a n u m b e r o fd r a w b a c k s .The g i m b a l s y s t e mo f FIG. 1 s u f f e r s i nt h a tt h e s e c o n dmotor 1 8 n e e d st o b e i n c o r p o r a t e di n t h emoving b r a c k e t 1 4 . T h i s ad d s s u b s t a n t i a l l y t o t h ew e i g h t o f t h e mechanism a n d t h u s t h e c o s t and d i f ?c u l t y o f m a n u f a c t u r e .The m e c h a n i s mo f F I G . 2 i nc l u d e s t h e p r o b l e m so f d i f ? c u l t y o f m e c h a n i s mr e p e a ta b i l i t yd i f ? c u l t y o f c o n s t r u c t i o nb e c a u s et h e r a i l sn e e dt o b e f a i r l ys m a l l i n r e l a t i o n t o t h e p i v o t i n gm e m b e r 2 4t o a c c o m p l i s hq u i c k m o t i o nand t h e mechanism h a s ad e g r e eo f b a c k l a s hb e c a u s et h e b r a c k e t s 3 0 a n d 3 2 t e n dt o b i n d a n d / o r d e f o r m .I n a d d i t i o n , t h e m e c h a n i s m so fR o s h e i m and M a c k w a y m a k e u s e o f p r e s s ? t s whichs i m p l i f y a s s e m b l y , b u tw h i c h a r e a f a i l u r ep o i n t a l o n gw i t h t h e s i n g l er o t a r y b e a r i n g s u s e d i n t h e b e a r i n g sr i n g s w h i c h a r e s u b j e c t t o e v e r i n c r e a s i n g b a c k l a s h ,e s p e c i a l l yu n d e rl a r g el o a d s .

T h u s , i t i s a m o t i v eo f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n t op r ov i d e a t w o - a x i s mot ion m e c h a n i s m t h a t p r o v i d e s a r ob u s t b a c k l a s h r e d u c e dmeans o f g e n e r a t i n go r s e n s i n gt w o - a x i sm o t i o nw h i l e k e e p i n gt h e p o s i t i o no f i t h e rt h ed r i v e motor s o r s e n s o r s s t a t i o n a r y , depending u p o nwhe th e r t h e m e c h a n i s m i s used a s a d r i v e o r s e n s o rm e c h a n i s m .

SUMMARY OF THE INVENTION

T h e p r e s e n t i n v e n t i o np r o v i d e s a t w o - a x i s m o t i o nmechanism f o r u s e i n g e n e r a t i n go r s e n s i n g m o t i o ni nt w o - a x e s about a c e n t e r p o i n t . T h e t w o - a x i s motionm e c h a n i s mp r o v i d e sr e d u c e db a c k l a s hw h i l e m a i n t a i ni n g each a x i s ’ sm o t o r , o r s e n s o r , ?xed i n r e l a t i o n t og r o u n d .The m e c h a n i s mi s c a p a b le o f s u s t a i n i n gl a r g el o a d s w i t h o u t f a i l i n g o r o p e r a t i n g a t a l e v e l o f r e d u c e dp e r f o r m a n c e .

T h e t w o - a x i sm o t i o nmechanism o f t h e p r e s e n t i n v e n‘ t i o n i n c l u d e s a moveab le m e m b e r and a ? r s t s h a f t hav

8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

8/10

5 2 4 3 8 7 33

i n g a ? r s t a n d s e c o n de n d . T h e r s t end o f t h e ? r s t s h a f ti s f i x e d l y p o s i t i o n e d s oa s t o c o n s t r a i n motion o f t h e ? r s ts h a f t i n a l l d e g r e e so f f r e e d o me x c e p ta b o u t a ? r s t a x i st h e r e t h r o u g h .A e c o n ds h a f th a v i n ga ? r s t a n d s e c o n de n d i s ? x e d l yp o s i t i o n e ds o a s t o c o n s t r a i nm o t i o no f t h es e c o n d s h a f ti n a l l d e g r e e s o f f r e e d o me x c e p t a b o u t

s e c o n da x i st h e r e t h r o u g h . T he s e c o n da x i si s s u b s t a nt i a l l yo r t h o g o n a lt o t h e ? r s t a x i s and t h e t w o a x e s i n t e rs e c t a t s u b s t a n t i a l l y a c e n t e r o f t h e motion mechan i sm.T he mechanism f u r t h e r i n c l u d e sa n o u t s i d e r i n gh a v i n ga cen te r s u b s t a n t i a l l y the s a m e a s t he cen te r o f the mot i o n m e c h a n i s m and a l i g n e d i n a p l a n e t r a n s v e r s et o t h es e c o n d s h a f ta n d t h e s e c o n d a x i st h e r e t h r o u g h . Themoveable m ember s c o n n e c t e dt o a n d e x t e n d sf r o mt h eo u t s i d e r i n g .A n s i d er i n g i s n e s t e d w i t h i nt h e o u t s i d er i n g i n t h e p l a n e t r a n s v e r s e t o t h e s e c o n dd r i v e s h a f tand t h e s e c o n d a x i s t h e r e t h r o u g h . P i n sc o n n e c t t h eo u t s i d er i n gt ot h e i n s i d er i n gw i t h t h e p i n sb e i n gr i g i d l yc o n n e c t e dt o t h e o u t s i d e r i n g .A a s e me mber s p o s it i o n e d a b o u t t h e o u t e r r i n g w i t h t h e s e c o n de n d o f t h e

? r s ts h a f tm o u n t e dt h e r e t o .F i r s td u p l e xb e a r i n g sc o u p l et h e i n s i d e r i n g t o a r o d e x t e n d i n ga c r o s s t h e i n s i d e r i n gw h i c hi ss u b s t a n t i a l l yo r t h o g o n a lt o t h e p i n s .The o d i sc o n n e c t e d t o t h e s e c o n d end o f t h e s e c o n d s h a f t a ts u b s t a n t i a l l y t h e c e n t e r o f t h e d r i v e m e c h a n i s m .T h e? r s td u p l e xb e a r i n g s a l l o w r o t a t i o n o f t h e i n s i d er i n ga b o u t t h e r o d a n d a b o u t t h e ? r s t a x i s .Second d u p l e xb e a r i n g s c o u p l e t h e i n s i d er i n g t o t h e p i n s t oa l l o wr o t a t i o n b e t w e e nt h e i n s i d er i n g a n d t h e o u t s i d e r i n g .At h i r d d u p l e xs e to f b e a r i n g se n g a g et h e c a s e m e m b e r a n dh o l d t h e o u t s i d e r i n g .The t h i r dd u p l e xs e to f b e a r i n g sa l l o w f o r r o t a t i o n o f t h e o u t e r r i n g a n d t h e mem bere x t e n d i n gt h e r e f r o m a b o u tt h e s e c o n d s h a f t a n d t h es e c o n d a x i s t he re th rough .

I n a n a d d i t i o n a l embodiment o f t h e i n v e n t i o n , t h ep i n s o f t h e mechanism i n c l u d e a ? r s t a n d s e c o n dp i ne a c h o r t h o g o n a lt o t h e r o d a n d e a c h h a v i n ga ? r s t a n ds e c o n de n d . The ? r s t e n d o f t h e ? r s t p i n i s r i g i d l y c o nn e c t e d t o t h e o u t e r r i n g a n d t h e s e c o n d e n do f t h e ? r s tp i n i s r o t a t i o n a l l yc o u p l e dt o t h e i n s i d er i n gb y t h es e c o n dd u p l e xb e a r i n g s .The r s te n d o f t h e s e c o n dp i ni s r o t a t i o n a l l yc o u p l e dt o t h e i n s i d er i n g b y t h e s e c o n dd u p l e xb e a r i n g sa n d t h e s e c o n de n d o f t h e s e c o n dp i n i sr i g i d l y c o n n e c t e dt o t h e o u t e r r i n g .

I n y e t a n o t h e re m b o d i m e n to f t h e i n v e n t i o n ,t h e ? r s ts e c o n da n d t h i r dd u p l e xb e a r i n g se a c h i n c l u d e ? r s t a n ds e c o n d b e a r i n g s w h i c h a r e p r e l o a d e da g a i n s t one a no t h e r .

B R I E F DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

FIG. 1 s h o w s a g i m b a l b a s e dt w o - a x i s d r i v em e c h an i s mo f t h e p r i o r a r t .

FIG. 2 s h o w s a s l i d i n g b r a c e t w o - a x i s s e n s o rm e c h an i s m o f t h e p r i o r a r t .

FIG. 3 s h o w s a n i s o m e t r i c diagram o f a t w o - a x i sm o t i o nmechanism i n a c c o r d a n c ew i t h t h e p r e s e n t i nv e n t i o n .

FIG. 4 s h o w s a t w o - d i m e n s i o n a lcu t - away view o ft h e mechan i sm s h o w n i n FIG. 3 .

FIG. 5 s h o w s a t w o ~ d i m e n s i o n a lc u t - a w a y view o ft h e i n v e n t i o ns h o w n n FIG. 3 o r t h o g o n a lt o t h e view nFIG. 4 .

DESCRIPTION OF THE PREFERREDEMBODIMENT

R e f e r r i n g t o FIGS. 3 4 a n d 5 a t w o - a x i s m o t i o nmechanism 1 0 0 i n a c c o r d a n c e w i t ht h e p r e s e n t i n v e nt i o n s h a l l be d e s c r i b e d . T h e m e c h a n i s m 1 0 0 i s c o m

1 0

2 0

2 5

30

3 5

4 5

5 5

60

6 5

4p r i s e d o f t w o n e s t e d r i n g s , a n o u t e r r i n g 1 0 6 and a ni n n e r r i n g 1 0 1 . T h e t w o r i n g s a r e c e n t e r e d a t a commonp o i n t a t which Z x i s1 4 0 , Y x i s 1 3 0 , a n d X x i s1 2 0i n t e r s e c t .S h a f t 1 0 3 i s p e r p e n d i c u l a rt o a p l a n e c o n t a i ni n g t h e n e s t e d o u t e rr i n g 1 0 6 a n d i n n e r r i n g 1 0 1 .Thes h a f t 1 0 3 i s ?xed on a r o d 1 1 0 s e tc r o s s w i s ei n t h e i n s i d e

r i n g 1 0 1 .S h a f t 1 0 3 i s c o n s t r a i n e di n a l l d e g r e e so f f r e ed o m e x c e p t f o r r o t a t i o n a b o u t t h e a x i s1 4 0 , which i sa l l o w e dby s u p p o r t i n gt h e end o f t h e s h a f t 1 0 3 i n a s e to f b e a r i n g s3 0 2 . T h e e n d so f t h e r o d 1 1 0a r e s e ti np r e c is i o n b a l l b e a r i n g s 1 0 9 , FIG. 5 . T h e b a l l b e a r i n g s 1 0 9a l l o w t h e i n s i d e r i n g 1 0 1 t o r o t a te o n t h e rod 1 1 0 . T h eb e a r i n g s1 0 9a r e s e l e c t e db y s i z ed e p e n d e n to n t h e l o a de x p e c t e do n r o d 11 0 . The s m a l l e s t p o s s i b l e c o m m e rc i a l l ya v a i l a b l eb e a r i n g sc a p a b l eo f h a n d l i n gs u c ha l o a da r e s e l e c t e d .B e a r i n g s 1 0 9a r e p r e l o a d e da g a i n s t e a c ho t h e r t o r e d u c e b a c k l a s h i n t h i s j o i n t .T h e d e g r e e o fp r e l o a d i n g i s a c c o m p l i s h e db y c h o o s i n ga p r e d e t e rm i n e dl e n g t h f o r r o d 1 1 0 s u c ht h a t when n u t s 3 0 8 , 3 1 0a r e t i g h t e n e d o n t h r e a d e de n d s o f r o d 1 1 0 , t h e d u p l e xs e to f b e a r i n g s 1 0 9 a r e p r e l o a d e da g a i n s t o n e a n o t h e rw i t h a d e s i r e dp r e l o a d e df o r c e . However, t h e amount fp r e l o a d i n gm u s t b e b a l a n c e dw i t h t h e f r i c t i o nc r e a t e dd u e t o t h i sp r e l o a d i n gf o r c e . I n o t h e r w o r d s , a t r a d e o f fbetween r e d u c e db a c k l a s hand f r i c t i o n must b e c o n s i de r e d .

P e r p e n d i c u l a rt o r o d 1 1 0 , a r e p i n s 1 0 4a n d 1 0 8 whichc o n n e c tt h e i n s i d e r i n g 1 0 1 t o ’ t h e o u t s i d e r i n g 1 0 6 . Thep i n s 1 0 4 , 1 0 8 e a c h h a v e a ? r s t e n d which s ?xed t o t h eo u t s i d e r i n g 1 0 6 b y s c r e w s3 1 2 a n d 3 1 4 r e s p e c t i v e l y .D u p l e xp r e c i s i o nb a l lb e a r i n g s1 0 7s e ti nt h ei n s i d er i n g1 0 1 have a n i n n e r r a c e w h i c h e n g a g e st h e p i n s 1 0 4 , 1 0 8a l l o w i n g f o r r o t a t i o n b e t w e e nt h e i n s i d er i n g 1 0 1 a n dt h e o u t s i d e r i n g 1 0 6 . The d u p l e xs e to f b e a r i n g s1 0 7 a r e

p r e l o a d e da g a i n s te a c h o t h e rb y s e l e c t i n gp i n s1 0 4a n d1 0 8 o f s u f f i c i e n tl e n g t h t o a c h i e v e p r e l o a d i n gwhens c r e w s 3 1 2 and 3 1 4 a r e t i g h t e n e d , r e s p e c t i v e l y . T h ed e g r e e o fp r e l o a d f o r c e i s s e l e c t e d t o r e d u c e b a c k l a s hw i t h t h e t r a d e o f f o f f r i c t i o nb e i n g c o n s i d e r e d .

T h e u t p u t o r movable m e m b e r 1 1 1 i s a t t a c h e d t o t h eo u t s i d er i n g 1 0 6by c r e w s3 4 0 , F I G . 5 .The u t s i d e r i n g1 0 6 i s h e l d b e t w e e na p r e l o a d e dd u p l e x s e t o f l a r g ed i a m e t e rb e a r i n g s1 0 2p r e f e r a b l yt h i ns e c t i o nb e a r i n g s .The b e a r i n g s 1 0 2 a r e p r e l o a d e da g a i n s te a c h o t h e r b ym e a n s o f a c a s e m e m b e r 1 0 5 s u r r o u n d i n gand e n g a g i n gt h e o u t e r r a c e o f b e a r i n g s1 0 2 ; t h e i n n e r r a c e o f b e a r i n g s1 0 2 e n g a g i n gt h e o u t e r r i n g 1 0 6 .The p r e l o a d i n g o fb e a r i n g s1 0 2 i s a c c o m p l i s h e dby means o f c a s e member

1 0 5 . T h e c a s e m e m b e r 1 0 5 i n c l u d e s c a s e p o r t i o n s 330and 3 3 2 which a r e c o u p l e dby s c r e w s 3 3 4 , FIG. 4 . Bec a u s e o f t h e cutaw ay view o f FIG. o n l y one sc rew sa p p a r e n t . I - I o w e v e r ,s c r e w s3 3 4e x i s ta r o u n dt h e p e r i p he r y o f t h e p o r t i o n3 3 0a b o u t t h e o u t e r r i n g 1 0 6 . T h e c a s e1 0 5 which s u r r o u n d st h e o u t e r r a c e s o f t h e l a r g e diamet e r b e a r i n g s 1 0 2 p r o v i d e s s u p p o r tf o r t h e o t h e r e l em e n t sa s s e m b l e d ,a p p l i e st h e p r e - l o a df o rr e d u c e db a c kl a s ha n d a l s os u p p l i e sa m o u n t i n gp o i n t f o rt h e s e c o n ds h a f t 1 1 2 , v i a screws 3 2 0 . T h e second s h a f t 1 1 2 i s cons t r a i n e d i n a l l d e g r e e s o ff r e e d o me x c e p t f o r r o t a t i o na b o u t t h e a x i s 1 2 0 . T h e s h a f t 1 1 2 i s a l l o w e d t o r o t a t eo n l y a b o u t t h e X - a x i sb y s u p p o r t i n gt h e e n d o f t h e s h a f t1 1 2 i n a s e t o f b e a r i n g s3 0 3 .

T h e p r i n c i p l e f u n c t i o n o f t h e mechanism 1 0 0 i s t oc o n t r o l t h e d r i v i n go r s e n s i n go f m o v e a b l emember 1 1 1m o t i o n s u c h t h a t a x i a ld i s p l a c e m e n to f t h e m o v e a b l emember 1 1 1 a b o u t t h e a x i s1 4 0 i s a c c u r a t e l y a n d r e p e a te d l y s e n s e do r d r i v e n a n d t h a t a x i a ld i s p l a c e m e n t o ft h emoveable m e m b e r 1 1 1 a b o u t t h e a x i s 1 2 0 i s a c c u r a t e l y

8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

9/10

5 2 4 3 8 7 35

and r e p e a t e d l y s e n s e do r d r i v e n . I n o r d e r t o a l l o w t h em e c h a n i s m 100 t o f u n c t i o n a s a d r i v e mechan i sm, d r i v emotor s 2 0 1 and 202 a r e p o s i t i o n e dwith r e s p e c t t o s h a f t s1 0 3 a n d 11 2 , r e s p e c t i v e l y ;t h e s h a f t sb e i n g s e ti n s e t so fb e a r i n g st o a l l o w r o t a t i o na l o n g t h e r e s p e c t i v ea x i s .O nt h e o t h e r h a n d , t o a l l o w t h e mechanism 1 0 0 t o f u n c t i o na s a s e n s i n gm e c h a n i s m ,s e n s i n ge l e m e n t sa r e p o s i t i o n e di n p l a c e o f t h e d r i v e m o t o r st o s e n s e r o t a t i o n o f s h a f t s1 0 3 a n d 1 1 2 , r e s p e c t i v e l y , a l o n g t h e a x e s 1 4 0 a n d 1 2 0 .S u c h s e n s i n ge l e m e n t sand d r i v e m o t o r sa r e c o m m o n l yk n o w n t o one s k i l l e d i n t h e a r t .

For b r e v i t y , t h e i n v e n t i o ns h a l lf u r t h e r b e d e s c r i b e dwith r e f e r e n c et o t h e m e c h a n i s m 1 0 0 a s a d r i v e m e c h an i s m w h e r e i ns h a f t s 1 0 3 a n d 1 1 2 a r e r o t a t e d by d r i v em o t o r s 2 0 1 a n d 2 0 2 t o a c c o m p l i s h d i s p l a c e m e n to fmoveable m e m b e r 1 1 1 . O n e s k i l l e d i n t h e a r t s h o u l dc l e a r l yr e c o g n i z et h e a p p l i c a b i l i t yo f t h e m e c h a n i s m1 0 0 a s a s e n s i n g mechan i sm i n l i e u o f t h e d r i v e m e c h an i s md e s c r i p t i o n .

R o t a t i o no f t h e s h a f t 1 1 2 by d r i v e motor 2 0 2 i s t r a n sf e r r e d t o t h e c a s e 1 0 5 and t h e n t o t h e o u t s i d e r i n g 1 0 6

v i at h e d u p l e xs e to f l a r g ed i a m e t e rb e a r i n g s1 0 2 .Them o v e a b l emember 111 , ? x e dt o t h e o u t s i d e r i n g 1 0 6 v i ah a r d w a r e3 4 0 r o t a t e sw i t h t h e o u t s i d e r i n g 1 0 6 .U s i n gt h e d u p l e xs e to f b e a r i n g s1 0 2 i n c r e a s e s t h e l o a d c a p a ci t y r e d u c e s w e a r ,a n d a l l o w s t h ej o i n t t o b e p r e l o a d e d .The t o r q u e l o a d f r o mt h e r o t a t i n g s h a f t 1 1 2 i s s p l i ti n t oa f o r c e c o u p l e ,w i t h h a l f t h e l o a d g o i n g t o e a c h b e a r i n g1 0 2 .The b e a r i n g s 1 0 2 a r e s u b j e c t e d t o p u r e l y r a d i a ll o a d s w h e r et h e y h a v e t h e m o s tc a r r y i n gc a p a c i t y .T h i sr e d u c e sb e a r i n g w e a r . T h e c a s e 1 0 5 p r e l o a d s t heb e a ri n g s 1 0 2 a g a i n s t e a c h o t h e r . T h i s a l l o w s s l o p i n t h eb e a r i n g st o be t a k e n o u t i n a c o n t r o l l a b l e f a s h i o n .

T h e r o t a t i o n o f t h e moveable member 1 1 1 p r e c i s e l ym a t c h e st h e r o t a t i o n o f t h e s h a f t1 1 2d u et o t h i sp r e l o a di n g .With t h e m o v e a b l eme mber 1 1 1 b e i n g ? x e d t o t h eo u t s i d e r i n g 1 0 6 a n d t h e o u t s i d e r i n g1 0 6 b e i n g ? x e d t ot h e i n n e r r a c e so f t h e b e a r i n g s 1 0 2 , t h e o u t s i d e r i n g 1 0 6i s f r e e t o r o t a t e a b o u t t h e a x i s o f t h e b e a r i n g s1 0 2 . Whilet h e moveable member 1 1 1 i s c o n s t r a i n e dt o r o t a t e o n l ya b o u t t h e X x i s 1 2 0 w i t h r o t a t i o n o f s h a f t 1 1 2 , t h er o t a t i o n o f moveable m e m b e r 1 1 1 r o t a t i o n a b o u t t h e Za x i s1 4 0 i s t o t a l l yi n d e p e n d e n t .

R o t a t i o n o f t h e s h a f t 1 0 3 a b o u tZ x i s 1 4 0 i s t r a n sf e r r e d t o t h e r o d 1 1 0 and t h e n t o t h e i n s i d e r i n g 1 0 1 v i at h e b e a r i n g s1 0 9 . R o t a t i o n o ft h e i n s i d e r i n g 1 0 1 i s t r a n sf e r r e d t o t h e o u t s i d e r i n g 1 0 6 a n d h e n c et h e moveablemember 1 1 1 , v i a t h e p i n s 1 0 8 1 0 4a n d t h e b e a r i n g s1 0 7 .With e g a r d t o t h e t r a n s f e r o f r o t a t i o n f r o m s h a f t 1 0 3 t o

r o d 1 1 0 , t h e i n p u t t o r q u e o f s h a f t 1 0 3 i s s p l i ti n t o a f o r c ec o u p l ea c t i n g o n t h e e n d s o fr o d 1 1 0 . T h i s r e d u c e st h el o a d t h a t e a c h o f t h e d u p l e xb e a r i n g s1 0 9 m u s tc a r r y t oh a l f t h e o r i g i n a l and a l s o c o n v e r t si t t o a p u r e l y r a d i a ll o a d a g a i n s t w h i c ht h e b e a r i n g sh a v et h e m o s ts t r e n g t h .P r e l o a d i n gt h e b e a r i n g s1 0 9a g a i n s t e a c h o t h e r r e m o v e ss l o p i n t h e j o i n ta n d p r o v i d e sf o ra p r e c i s e m a t c h i n go fr o t a t i o n b e t w e e nt h e i n p u t s h a f t 1 0 3a n d t h e i n s i d e r i n g1 0 1 .

With r e g a r dt o t h e t r a n s f e r o f r o t a t i o n f r o m t h e i n s i d er i n g 1 0 1 t o moveable membe r 1 1 1 , t o r q u e on t h e i n s i d er i n g 1 0 1 i s t r a n s f e r r e d t o t h e o u t s i d e r i n g 1 0 6 a n d t h u st h e moveable m e m b e r 1 1 1 v i a a f o r c e c o u p l eo n t h e p i n s1 0 8 , 1 0 4a n d t h e b e a r i n g s1 0 7 .As e f o r e , u s i n g a d u p l e xs e t o f b e a r i n g s 1 0 7 a l l o w st h e l o a d t o b e d i v i d e d a n dr e d i r e c t e d i n t o p u r e l y r a d i a lf o r c e s o n t h e b e a r i n g s ,r e d u c i n gw e a ra n d i n c r e a s i n g l o a dc a p a c i t y.

The r o d 1 1 0a n d p i n s 1 0 8 1 0 4 c o n s t r a i n t h e r o t a t i o no f t h e o u t s i d e r i n g 1 0 6 and t h e m o v e a b l emember 1 1 1

20

25

3 5

4 0

4 5

5 5

6 5

6e x t e n d i n gt h e r e f r o mt o p r e c i s e l y m a t c ht h e r o t a t i o n o ft h e s h a f t 1 0 3 a b o u tt h e Z x i s 1 4 0 . T h e b e a r i n g s1 0 9 , ont h e o t h e r h a n d , a l l o w t h e moveable m e m b e r 1 1 1 t or o t a t e i n d e p e n d e n t l ya b o u t t h e X x i s1 2 0 .

I n o r d e r f o r t h e moveable m e m b e r 1 1 1 t o i n d e p e nd e n t l y r o t a t e a b o u t b o t ht h e X x i s1 2 0 a n d t h e Z x i s1 4 0 , t h e i n s i d er i n g 1 0 1 a n d t h e o u t s i d e r i n g 1 0 6 m u s tf r e e l yr o t a t ew i t h r e s p e c t to e a c h o t h e r a b o u t t h e p i n s1 0 8 1 0 4 .The d u p l e xs e to f b e a r i n g s1 0 7 a l l o wf o rs u c hr o t a t i o n w i t h a m i n i m u m o f b a c k l a s h . When o t h s h a f t s1 0 3 and 1 1 2 a r e d r i v e n , t h e motion o f t h e moveablemember 1 1 1 i s i na l o g i c a l h e m i s p h e r eg e n e r a l l yd e ? n e dby t h e a r r o w s1 4 1 a n d 1 2 1 . T h e r e l a t i v e m o t i o no f t h er o d b e a r i n g s1 0 9t h e p i n b e a r i n g s1 0 7a n d t h e o u t s i d er i n gb e a n ' n g s 1 0 2 p r o v i d e s t h e m e a n sb y w h i c ht h emoveab le m e m b e r 111 c a n move n a n a r b i t r a r y d i r e ct i o n a r o u n dt h e c e n t e r o f t h e mechanism 1 0 0 . T h u s , t h ed e g r e eo f f r e e d o ma f f o r d e db y t h e t h r e e p r i n c i p l eb e a ri n g s o f t h e a p p a r a t u sp r o v i d ea mechanism t h a t i s f r e e t od r i v e a moveab le m e m b e r a roun d t w o a x e s .

The t h r e e p r i n c i p l e d u p l e xs e t so f b e a r i n g s m a y b ei m p l e m e n t e dw i t h b u s h i n g s o rs l i d i n gb e a r i n g sb a l lb e a r i n g sr o l l i n gb e a r i n g sa n d / o r a n y o t h e r b e a r i n gt y p e which i l l a l l o w t h e r e l a t i v em o t i o nb e t w e e nt h ee l e m e n t so f t h e motion m e c h a n i s m a s d e s c r i b e dh e r e i n .T h e p r e s e n t i n v e n t i o ni s i n no m a n n e r l i m i t e d ’ t o t h o s es p e c i ? c a l l y l i s t e db u t a l s o i n c l u d e s t h o s e which p e rf o r m t h e f u n c t i o n s o f t h e d u p l e xb e a r i n g sa s d e s c r i b e da n d which a l l w i t h i n t h e s c o p eo f t h e i n v e n t i o n .

T h o s ei n t h e a r t w i l lr e c o g n i z et h a to n l y p r e f e r r e de m b o d i m e n t so f t h e p r e s e n t i n v e n t i o nh a v e b e e n d i sc l o s e d h e r e i n , o t h e r a d v a n t a g e sm a y e f o u n da n d r e a li z e d a n d v a r i o u s m o d i ? c a t i o n sm a y b e s u g g e s t e d byt h o s e v e r s e di n t h e a r t and t s h o u l db e u n d e r s t o o dt h a tt h e embodiment s h o w n h e r e m a y b e a l t e r e d a n d modi? e d w i t h o u td e p a r t i n gf r o mt h e t r u e s p i r i ta n d s c o p e o ft h e i n v e n t i o na s de?ned n t h e accompanying c l a i m s .

W h a t s c l a i m e d i s :1 . A w o - a x i sm o t i o n m e c h an i s m ,c o m p r i s i n g :a moveab le member ;a ? r s t s h a f t h a v i n g a ? r s t and s e c o n de n d , s a i d ? r s t

end o f s a i d ? r s t s h a f t ?xedly p o s i t i o n e d s o a s t oc o n s t r a i n m o t i o no f t h e ? r s t s h a f t i n a l l d e g r e e s o ff r e e d o me x c e p t a b o u t a ? r s t a x i st h e r e t h r o u g h ;

a s e c o n ds h a f t h a v i n ga ? r s t and s e c o n de n d , s a i d ? r s tend o f s a i d second s h a f t ? x e d l yp o s i t i o n e ds o a s t oc o n s t r a i n m o t i o no f t h e s e c o n ds h a f t i n a l l d e g r e e so f f reedom e x c e p t a b o u t a second a x i s t h e r et h r o u g h ,s a i ds e c o n da x i ss u b s t a n t i a l l yo r t h o g o n a lt o s a i d ? r s t a x i s and i n t e r s e c t i n g t s u b s t a n t i a l l y ac e n t e r o f t h e m o t i o nm e c h a n i s m ;

a n o u t e r r i n g having a c e n t e r s u b s t a n t i a l l y t h e s a m e a st h e c e n t e r o f t h e m o t i o nmechanism a n d l y i n g i n ap l a n e t r a n s v e r s e t o s a i d second s h a f t and s a i d s e cond a x i s t h e r e t h r o u g h ,s a i d moveable m e m b e r connected t o and extending f r o m s a i d o u t e r r i n g ; _

an i n s i d e r i n g n e s t e d w i t h i n s a i d o u t e r r i n g i n t h e_ plane t r a n s v e r s e t o s a i d s e c o n d s h a f t a nd s e c o n d

a x i st h e r e t h r o u g h ;p i n n i n gmeans f o r c o n n e c t i n gs a i d o u t e r r i n g t o s a i d

s e c o n dr i n g s a i dp i n n i n gm e a n sr i g i d l yc o n n e c t e dt o s a i d o u t s i d e r i n g ;

a c a s e m e m b e r p o s i t i o n e da b o u t s a i d o u t e r r i n g , s a i d

second end o f s a i d ? r s t s h a f t mounted t o s a i d c a s em e m b e r ;

? r s t d u p l e xb e a r i n g sf o r c o u p l i n gs a i d i n s i d e r i n g t o ar o d e x t e n d i n ga c r o s s s a i d i n s i d er i n g a n d o r t h o g on a l t o s a i d p i n n i n g m e a n s , s a i d r o d connected t o

8/18/2019 NJ-Patents : (Us 5243873)

10/10

5 2 4 3 8 7 37

s a i d s e c o n dend o f s a i d s e c o n ds h a f t a t s u b s t a n t i a l l yt h e c e n t e r o f t h e m o t i o n m e c h a n i s m ,s a i d ? r s t dup l e xb e a r i n g s f o ra l l o w i n gr o t a t i o no f s a i d i n s i d er i n g a n d a b o u t s a i dr o d a n d a b o u t s a i d? r s t a x i s ;

s e c o n dd u p l e xb e a r i n g sf o rc o u p l i n gs a i d i n s i d er i n gt o s a i d p i n n i n g m e a n s t o a l l o w r o t a t i o n betweens a i di n s i d e r i n g a n d s a i do u t e r r i n g ;a n d

t h i r dd u p l e xb e a r i n g se n g a g i n gs a i dc a s e member o rh o l d i n gs a i do u t e r r i n g s a i d t h i r dd u p l e xb e a r i n g sf o r a l l o w i n g r o t a t i o n of s a i d o u t e r r i n g and s a i dm o v e a b l eme mber e x t e n d i n gt h e r e f r o m a b o u ts a i ds e c o n ds h a f ta n d s a i ds e c o n da x i st h e r e t h r o u g h .

2 . A e c h a n i s ma c c o r d i n gt o c l a i m 1 w h e r e i n e a c ho f s a i d? r s t s e c o n da n d t h i r dd u p l e xb e a r i n g s i n c l u d e? r s t a n d s e c o n db e a r i n g s w h i c ha r e p r e l o a d e da g a i n s to n e another.

3 . A echan ism a c c o r d i n gt o c l a i m 2 w h e r e i ns a i drod i n c l u d e s a ? r s t and second t h r e a d e d end s i z e d f o rr e c e i v i n ga ? r s t a n d s e c o n dn u t t h e r e o n t o p r e l o a ds a i d? r s td u p l e xb e a r i n g s .

4 . A echanism a c c o r d i n gt o c l a i m 2 w h e r e i ns a i dp i n n i n g means i n c l u d e s hardware means f o r ? x e d l ya t t a c h i n g s a i d p i n n i n gmeans t o s a i d o u t e r r i n g a n d s a i ds e c o n d d u p l e xb e a r i n g s .

5 . A echan ism a c c o r d i n gt o c l a i m 2 w h e r e i ns a i dc a s e member n c l u d e s a ? r s t c a s e p o r t i o n , a second c a s ep o r t i o n , a n d means f o r a t t a c h i n g s a i d ? r s t c a s e p o r t i o n

5

1 5

20

2 5

3 0

3 5

50

5 5

6 5

8t o s a i d s e c o n dc a s e p o r t i o na n d f o r p r e l o a d i n gs a i d t h i r dd u p l e xb e a r i n g s .

6 . A echanism a c c o r d i n gt o c l a i m 1 w h e r e i ns a i dp i n n i n gm e a n sc o m p r i s e s? r s ta n d s e c o n dp i n e a c h p i nb e i n g o r t h o g o n a l t o s a i d r o d a n d h a v i n g a ? r s t a n ds e c o n de n d , s a i d ? r s t e n d o f s a i d? r s t p i n r i g i d l y c o n

n e c t e d t o s a i d o u t e r r i n g , s a i d s e c o n d end o f s a i d ? r s tp i nb e i n gr o t a t i o n a l l yc o u p l e dt o s a i di n n e rr i n gb y s a i ds e c o n dd u p l e xb e a r i n g s , s a i d ? r s t e n d o f s a i d s e c o n dp i nb e i n g r o t a t i o n a l l yc o u p l e d t o s a i di n n e r r i n g b y s a i ds e c o n d d u p l e x b e a r i n g s a n d s a i ds e c o n d e n d o f s a i ds e c o n dp i n b e i n g r i g i d l yc o n n e c t e dt o s a i do u t e r r i n g .

7 . A echanism a c c o r d i n gt o c l a i m 1 w h e r e i ns a i dt h i r d d u p l e xb e a r i n g sa r e a d u p l e xs e to f l a r g e d i a m e t e rt h i ns e c t i o n b e a r i n g s .

8 . A echan i sm a c c o r d i n g t o c l a i m 1 f u r t h e r c o mp r i s i n g ? r s t d r i v e means c o u p l e dt o s a i d ? r s t e n d o f s a i d? r s t s h a f tf o r r o t a ti n g s a i d ? r s t s h a f ta n d s e c o n dd r i v emeans c o u p l e dt o s a i d ? r s t end o f s a i d s e c o n ds h a f t f o rr o t a t i n gs a i ds e c o n ds h a f t .

9 . A p p a r a t u sa c c o r d i n gt oc l a i m 1 ,f u r t h e rc o m p r i s i n g? r s t s e n s o r m e a n s c o u p l e d t o s a i d f i r s tend o f s a i d ? r s ts h a f t f o r s e n s i n g r o t a t i o n o f s a i d ? r s t s h a f t a n d s e c o n ds e n s o r means c o u p l e d t o s a i d ? r s t v e n d o fs a i d seconds h a f t f o r s e n s i n g r o t a t i o n o f s a i ds e c o n ds h a f t .

* i i i ‘ I