CN102272480A - 运动变换装置、使用其的柔性致动器及关节驱动单元 - Google Patents

Abstract

一种运动变换装置、使用其的柔性致动器及关节驱动单元，直动结构体(12)能相对于基础构件(11)往复移动，能在与直动结构体(12)移动方向大致垂直的方向上往复移动的多个导向保持构件(15a、15b)上分别设置多个导向构件(16a、16b)，摆动构件(35a、35b)设置在能在与导向保持构件移动方向大致平行的方向上往复移动的直动构件(33)的端部且可绕与直动结构体和直动构件的各移动方向大致垂直的轴摆动，导向构件一部分与摆动构件接触，对使导向保持构件一部分相对于直动结构体位移的3个以上的位移发生机构(22a、22b、22c)进行动作控制，使直动构件的位移速度和直动结构体的位移速度间的变速比变化。

Description

运动变换装置、使用其的柔性致动器及关节驱动单元

技术领域

本发明涉及变速比可变且变换效率优异的运动变换装置、使用其的柔性致动器及关节驱动单元。

背景技术

近年来，对医疗用机器人、家庭服务用机器人、工场内的作业支援机器人等靠近人的区域进行动作的机器人的期待不断提高。在这样的机器人中，与产业用机器人不同，重要的是确保与人接触时的安全性。为了缓和接触时的冲击，有必要减小作用于接触点的力，所以需要对关节的扭矩进行控制，从机器人手臂侧来看为柔软的关节。但是，在使用了对关节进行驱动的致动器的力(扭矩)控制中，无法无限提高响应频率，无法对高频区域的力作用的情况(例如机器人手臂与人有冲突的情况)进行应对。通常，关节驱动使用电机和减速器的组合，从机器人手臂侧观察到的惯性，通过电机本来的惯性乘以减速比的平方倍而得到。为此，在力控制未有效起作用的状态下，极大的力作用于接触点，所以无法仅依赖力控制来控制足够的安全性。

对于这样的课题，提出了经由被称为串联弹性致动器(Series elasticactuators：SEA)的弹性体来连接致动器和负载的方式(例如参照专利文献1)。就上述SEA而言，无法通过致动器进行控制的高频区域的力也被弹性体的柔软性抑制，始终是从手臂侧来看能实现柔软的关节的柔性致动器，确保更高的安全性。另一方面，在SEA中经由弹性体与负载连接，所以可以控制的频带与以往相比下降。为了补偿这样的缺点，提出了追加具备高频用的致动器的分布式宏微致动(Distributed macro-miniactuation：DM2)的方式(例如参照非专利文献1)、或使弹性体的刚性可变的变刚度传动(Variable Stiffness Transmission：VST)的方式(例如参照非专利文献2)等。

【专利文献】

专利文献1：美国专利5650704号公报

【非专利文献】

非专利文献1：IEEE Robotics & Automation Magazine，Volume11，Issue2的12～21页，2004年6月发行

非专利文献2：IEEE Robotics & Automation Magazine，Volume11，Issue2的22～33页，2004年6月发行

为了在保持柔软性的同时使动作效率提高，认为优选具备如下构成，即经由变速比可变且可以逆向输入的变速器，使势能对应于位移而增加的弹性结构体的力与外部负载连接。在这样的构成中，弹性结构体的发生力被变换成任意的力，与外部负载连接，并且根据动作方向，驱动和再生被无缝切换(连续切换)。但是，在机器人手臂的关节驱动中的摆动动作之类的情况下对于变速器要求以较少的位移使变速比发生变化，还要求力(扭矩)/速度比大的输出的传输。在这样的条件下，即便使用常用的摩擦式无级变速器作为无级变速器而构成致动器，用于变更变速比所需的能量增大，所以难以实现有效的柔性致动器。

发明内容

为此，本发明鉴于这一点，其目的在于提供一种变速比可变且变换效率优异的运动变换装置、使用其的柔性致动器及关节驱动单元。

【为解决课题的技术手段】

为了实现上述目的，本发明如下所示构成。

根据本发明，提供一种运动变换装置，其具备：

基础构件；

直动结构体，其被保持成能相对于上述基础构件进行直线往复移动；

多个导向保持构件，其设置在上述直动结构体上，且被保持成能在与上述直动结构体的移动方向大致垂直的方向上往复移动；

导向构件，其相对于上述导向保持构件分别在上述导向保持构件的移动方向上隔开间隔而设置有多个导向构件；

直动构件，其被保持成能相对于上述基础构件在与上述导向保持构件的上述移动方向大致平行的方向上往复移动；

摆动构件，其设置在上述直动构件的端部，被保持成能绕着与上述直动结构体的移动方向和上述直动构件的移动方向双方大致垂直的轴进行摆动，并且配置成与上述导向构件的一部分接触；

3个以上的位移发生机构，其与上述导向保持构件连结，并使上述导向保持构件的一部分相对于上述直动结构体进行相对位移；和

控制装置，其通过对上述3个以上的位移发生机构中的多个位移发生机构的动作进行控制，使上述直动构件的位移速度和上述直动结构体的位移速度间的变速比发生变化。

另外，根据本发明，提供一种运动变换装置，其具备：

基础构件；

旋转结构体，其被保持成能相对于上述基础构件旋转；

多个导向保持构件，其设置在上述旋转结构体上，且被保持成能在与上述旋转结构体的旋转轴大致平行的方向上往复移动；

导向构件，其相对于上述导向保持构件分别在上述导向保持构件的移动方向上隔开间隔而设置有多个；

直动构件，其被保持成能相对于上述基础构件在与上述导向保持构件的上述移动方向大致平行的方向上往复移动；

摆动构件，其设置在上述直动构件的端部，被保持成能绕着与上述直动构件的移动方向大致垂直的轴进行摆动，并且配置成与上述导向构件的一部分接触；

3个以上的位移发生机构，其与上述导向保持构件连结，并使上述导向保持构件的一部分相对于上述旋转结构体进行相对位移；和

控制装置，其通过对上述3个以上的位移发生机构中的多个位移发生机构的动作进行控制，使上述直动构件的位移速度和上述旋转结构体的转速间的变速比发生变化。

进而，根据本发明，提供一种使用了上述的运动变换装置的柔性致动器，其特征在于，上述直动构件与根据上述直动构件的位移而势能发生变化的弹性机构连接。

另外，根据本发明，提供一种关节驱动单元，其中，

在经由关节部连结的两个臂的上述关节部配置上述柔性致动器，

通过上述柔性致动器，相对于上述两个臂中的一个臂对另一个臂进行驱动。

【发明效果】

由此，根据本发明，可以得到变速比可变且变换效率优异的运动变换装置、使用其的柔性致动器及关节驱动单元。即，根据本发明，作用于直动构件的力，对应于沿着由导向构件构成的导向列而斜度发生变化的摆动构件的斜度的大小，以变速的状态输出给直动结构体。为此，利用位移发生机构对导向保持构件的位移进行控制，由此可以使变速比可变。进而，直动构件和直动结构体的输出是以与摆动构件的斜度对应的比率进行机械连动而动作的构成，不经由损失要素进行运动变换，所以也可以实现变换效率的提高。

附图说明

本发明的这些和其它目的和特征，由有关附图的优选实施方式的下列记述而明确。其附图如下所示：

图1A是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器的立体图；

图1B是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器的、图1A的X-X线剖视图；

图1C是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器的、图1A的Y-Y线剖视图；

图1D是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器的、图1B的A-A线剖视图；

图1E是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器的、图1C的B-B线剖视图；

图1F是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器驱动时的剖视图；

图1G是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器驱动时的剖视图；

图1H是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器驱动时的剖视图；

图1I是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器的立体图；

图1J是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器的、图1C的C-C线剖视图；

图1K是简要表示本发明的第一实施方式的直动致动器驱动时的剖视图；

图1L是表示使用多个本发明的第一实施方式的直动致动器且共用了气动箱的构成的图；

图2A是简要表示使用了本发明的第一实施方式的直动致动器的关节驱动单元的立体图；

图2B是简要表示使用了本发明的第一实施方式的直动致动器的关节驱动单元的主视图；

图2C是简要表示使用了本发明的第一实施方式的直动致动器的关节驱动单元的主视图；

图3A是简要表示本发明的第二实施方式的旋转致动器的主视图；

图3B是简要表示本发明的第二实施方式的旋转致动器的俯视图；

图3C是简要表示本发明的第二实施方式的旋转致动器的正面剖视图；

图3D是简要表示本发明的第二实施方式的旋转致动器的、图3C的A-A线剖视图；

图3E是简要表示本发明的第二实施方式的旋转致动器的、图3C的B-B线剖视图；

图3F是简要表示本发明的第二实施方式的旋转致动器的、图3C的C-C线剖视图；

图3G是简要表示本发明的第二实施方式的旋转致动器驱动时的剖视图；

图3H是简要表示本发明的第二实施方式的旋转致动器驱动时的剖视图；

图3I是简要表示本发明的第二实施方式的旋转致动器驱动时的剖视图；

图4A是表示本发明的第一实施方式中的预压机构的一例的图；

图4B是表示本发明的第一实施方式中的支承构件附近的具体构成的放大剖视图；

图5是简要表示本发明的第一实施方式的活塞及变速板的立体图；

图6A是表示本发明的第一实施方式中的变速板和凸轮从动(camfollower)型构件组中的凸轮从动型构件的接触状态的一例的局部放大图；

图6B是表示本发明的第一实施方式中的变速板和凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的接触状态的一例的局部放大图；

图6C是表示本发明的第一实施方式中的变速板和凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的接触状态的一例的局部放大图；

图6D是表示本发明的第一实施方式中的变速板和凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的接触状态的一例的局部放大图；

图7A是简要表示本发明的第一实施方式中的变速动作的、位移板35a侧的局部放大图；

图7B是简要表示本发明的第一实施方式中的变速动作的、图7A的状态下的第二板状构件25b侧的局部放大图；

图7C是简要表示本发明的第一实施方式中的变速动作的、位移板35a侧的局部放大图；

图7D是简要表示本发明的第一实施方式中的变速动作的、图7C的状态下的第二板状构件25b侧的局部放大图；

图7E是简要表示本发明的第一实施方式中的变速动作的、位移板35a侧的局部放大图；

图7F是简要表示本发明的第一实施方式中的变速动作的、图7E的状态下的第二板状构件25b侧的局部放大图；

图8A是表示本发明的第一实施方式中的力的均衡的图；

图8B是表示本发明的第一实施方式中的力的均衡的图；

图8C是表示本发明的第一实施方式中的力的均衡的图；

图9A是表示本发明的第二实施方式中的变速板和凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的接触状态的一例的局部放大图；

图9B是表示本发明的第二实施方式中的变速板和凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的接触状态的一例的局部放大图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明涉及的实施方式进行详细说明。

以下，在参照附图对本发明中的实施方式进行详细说明之前，对本发明的各种方式进行说明。

根据本发明的第一方式，提供一种运动变换装置，其特征在于，具备：

基础构件；

直动结构体，其被保持成能相对于上述基础构件进行直线往复移动；

多个导向保持构件，其设置在上述直动结构体上，且被保持成能在与上述直动结构体的移动方向大致垂直的方向上往复移动；

导向构件，其相对于每个上述导向保持构件，在上述导向保持构件的移动方向上隔开间隔而设置有多个；

直动构件，其被保持成能相对于上述基础构件在与上述导向保持构件的上述移动方向大致平行的方向上往复移动；

摆动构件，其设置在上述直动构件的端部，被保持成能绕着与上述直动结构体的移动方向和上述直动构件的移动方向双方大致垂直的轴进行摆动，并且配置成与上述导向构件的一部分接触；

3个以上的位移发生机构，其与上述导向保持构件连结，并使上述导向保持构件的一部分相对于上述直动结构体进行相对位移；和

控制装置，其通过对上述3个以上的位移发生机构中的多个位移发生机构的动作进行控制，使上述直动构件的位移速度和上述直动结构体的位移速度间的变速比发生变化。

根据这样的构成，作用于直动构件的力，对应于沿着由导向构件构成的导向列而斜度发生变化的摆动构件的斜度的大小，以变速的状态输出给直动结构体，所以利用位移发生机构对导向保持构件的位移进行控制，由此可以使变速比可变。进而，直动构件和直动结构体的输出是以与摆动构件的斜度对应的比率进行机械连动而动作的构成，不经由损失要素进行运动变换，所以也可以实现变换效率的提高。因此，可以得到变速比可变且变换效率优异的运动变换装置。

根据本发明的第二方式，在第一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，上述多个导向保持构件，沿着上述直动结构体的上述移动方向等间隔设置。

根据这样的构成，不论直动结构体的位置如何都能以相同的控制手法使位移发生机构进行动作。因此，可以得到变速比更容易控制的运动变换装置。

根据本发明的第三方式，提供一种运动变换装置，其具备：

基础构件；

旋转结构体，其被保持成能相对于上述基础构件旋转；

多个导向保持构件，其设置在上述旋转结构体上，且被保持成能在与上述旋转结构体的旋转轴大致平行的方向上往复移动；

导向构件，其相对于每个上述导向保持构件，在上述导向保持构件的移动方向上隔开间隔而设置多个导向构件；

直动构件，其被保持成能相对于上述基础构件在与上述导向保持构件的上述移动方向大致平行的方向上往复移动；

摆动构件，其设置在上述直动构件的端部，被保持成能绕着与上述直动构件的移动方向大致垂直的轴进行摆动，并且配置成与上述导向构件的一部分接触；

3个以上的位移发生机构，其与上述导向保持构件连结，并使上述导向保持构件的一部分相对于上述旋转结构体进行相对位移；和

控制装置，其通过对上述3个以上的位移发生机构中的多个位移发生机构的动作进行控制，使上述直动构件的位移速度和上述旋转结构体的转速间的变速比发生变化。

根据这样的构成，作用于直动构件的力，对应于沿着由导向构件构成的导向列而斜度发生变化的摆动构件的斜度的大小，以变速的状态输出给旋转结构体，所以利用位移发生机构对导向保持构件的位移进行控制，由此可以使变速比可变。进而，直动构件和旋转结构体的输出是以与摆动构件的斜度对应的比率进行机械连动而动作的构成，不经由损失要素进行运动变换，所以也可以实现变换效率的提高。因此，可以得到变速比可变且变换效率优异的运动变换装置。

根据本发明的第四方式，在第三方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，上述多个导向保持构件在绕着上述旋转结构体的旋转轴的圆周上等间隔设置。

根据这样的构成，不论旋转结构体的旋转角度如何都能够以相同的控制手法使位移发生机构进行动作。因此，可以得到变速比更容易控制的运动变换装置。

根据本发明的第五方式，在第一～四中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，在上述直动构件的端部设置的上述摆动构件的数量为多个，上述多个摆动构件相对于上述直动构件的沿着上述移动方向的中心轴对称配置。

根据这样的构成，作用于直动构件的扭矩受到抑制，可以简化用于保持直动构件的结构。因此，可以得到更小型的运动变换装置。

根据本发明的第六方式，在第一～五中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，能与上述摆动构件接触的上述导向构件的表面部，相对于上述导向保持构件自由旋转。

根据这样的构成，可以在使摆动构件和导向构件接触的状态下进行相对运动时减小阻力。因此，可以得到变换效率更好的运动变换装置。

根据本发明的第七方式，在第一～六中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，上述多个导向构件等间隔设置在上述导向保持构件上。

根据这样的构成，不论直动结构体的位置如何都能以相同的控制手法使位移发生机构进行动作。因此，可以得到变速比更容易控制的运动变换装置。

根据本发明的第八方式，在第一～七中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，还设置有向上述导向保持构件的上述移动方向的一侧对上述导向保持构件施力按压的预压机构。

根据这样的构成，位移发生机构作用于导向保持构件的力仅在一个方向上就足够，可以使位移发生机构的结构简化。因此，可以得到结构更简单的运动变换装置。

根据本发明的第九方式，在第一～八中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，上述导向保持构件，按照上述导向构件的间隔能伸长的方式保持上述导向构件。

根据这样的构成，可以缓和在变速比变化时摆动构件与邻接的导向构件干涉的状态。因此，可以得到变速比更容易控制的运动变换装置。

根据本发明的第十方式，在第一～九中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，上述摆动构件中的与上述导向构件接触的接触面是包含上述摆动构件的摆动中心轴的平面。

根据这样的构成，可以抑制在摆动构件倾斜时接触面的中心从摆动中心轴错位的情形。因此，可以得到变速比更容易控制的运动变换装置。

根据本发明的第十一方式，在第一～十中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，上述摆动构件是在与上述摆动构件的摆动中心轴垂直的平面的剖面形状上具备与上述导向构件的接触面侧变宽的锥形部的形状。

根据这样的构成，不会妨碍在摆动构件倾斜时不与摆动构件的接触面接触的导向保持构件的动作。因此，可以得到变速比更容易控制的运动变换装置。

根据本发明的第十二方式，在第一～十一中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，通过3个以上的上述位移发生机构而发生位移的相互邻接的3个以上的上述导向保持构件当中、位于一个端部的上述导向保持构件，与上述3个以上的上述导向保持构件以外的、处于与上述3个以上的上述导向保持构件的位于另一个端部的上述导向保持构件邻接的位置的上述导向保持构件同时位移。

根据这样的构成，通过各个位移发生机构而动作的导向保持构件的分布是一样的，实现针对位移发生机构的负载的均衡化。因此，可以得到位移发生机构所占的部分更小型的运动变换装置。

根据本发明的第十三方式，在第一～十二中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，与上述位移发生机构的动作相伴随的上述导向保持构件的位移，每隔上述摆动构件的设置间隔成为相同位移。

根据这样的构成，可以在使用多个摆动构件的同时，使所需的位移发生机构的数量为最小。因此，可以得到位移发生机构所占的部分更小型的运动变换装置。

根据本发明的第十四方式，在第一～十三中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，能与上述摆动构件重新接触的上述导向构件在同一上述导向保持构件上存在多个，按照使位于最靠近上述直动构件一侧的导向构件与上述摆动构件接触的方式，上述控制装置对上述位移发生机构的动作进行控制，并且为了使上述摆动构件的斜度发生变化而使包含与上述摆动构件接触的上述导向构件的上述导向保持构件位移时，按照使与上述摆动构件接触的上述导向构件的、向与接触面反方向的位移量为最小限度的方式，上述控制装置对上述位移发生机构的动作进行控制。

根据这样的构成，可以减少针对位移发生机构的逆向输入，所以即使位移发生机构不具备能量再生功能，也可以抑制逆向输入所致的能量损失。因此，可以得到动作效率更好的运动变换装置。

根据本发明的第十五方式，在第一～十四中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，能与上述摆动构件重新接触的上述导向构件在同一上述导向保持构件上存在多个，按照在接触时刻位于上述导向保持构件最接近自身行程的中心位置的位置的上述导向构件与上述摆动构件接触的方式，上述控制装置对上述位移发生机构的动作进行控制，并且在为了使上述摆动构件的斜度发生变化而使包含与上述摆动构件接触的上述导向构件的上述导向保持构件位移时，按照使上述导向保持构件的位移量为最小限度的方式，上述控制装置对上述位移发生机构的动作进行控制。

根据这样的构成，可以抑制位移发生机构所必需的行程。因此，可以得到位移发生机构更小型的运动变换装置。

根据本发明的第十六方式，在第一～十五中任一方式记载的运动变换装置的基础上，其特征在于，位于包含与上述摆动构件接触的上述导向构件的上述导向保持构件的两侧的导向保持构件，通过同一上述位移发生机构进行动作时，按照处在上述摆动构件的相对运动方向上的上述导向保持构件位移成为目标位置的方式，上述控制装置对上述位移发生机构的动作进行控制。

根据这样的构成，即便在位移发生机构的数量为最小的构成中，也可以变速比高效地发生变化。因此，可以得到位移发生机构所占的部分更小型的运动变换装置。

根据本发明的第十七方式，提供一种柔性致动器，其使用了第一～十六中任一方式记载的运动变换装置，上述直动构件与对应于上述直动构件的位移而势能发生变化的弹性机构连接。

根据这样的构成，弹性机构的发生力被变换成任意的力并与外部负载连接，并且根据动作方向，驱动和再生被连续切换。因此，可以得到在保持柔软性的同时实现动作效率的提高的柔性致动器。

根据本发明的第十八方式，在第十七方式记载的柔性致动器的基础上，其特征在于，上述弹性机构是通过压缩性流体的压力进行加压的活塞气缸机构。

根据这样的构成，可以容易地通过压缩性流体的量来调整弹性机构的弹性率。因此，可以得到性能调整容易的柔性致动器。

根据本发明的第十九方式，提供一种多轴柔性致动器，具备多个第十八方式记载的柔性致动器，各柔性致动器彼此共有作用压力的上述压缩性流体。

根据这样的构成，由于使压缩性流体的压力变动平均化，所以各柔性致动器的动作连动性越低、越可以减小随着活塞位置的变化而带来的压缩性流体的压力变动，能够得到性能更稳定的多轴柔性致动器。

根据本发明的第二十方式，提供一种关节驱动单元，其特征在于，在经由关节部连结的两个臂的上述关节部配置上述第十七～十九中任一方式记载的柔性致动器，

通过上述柔性致动器，相对于上述两个臂中的一个臂对另一个臂进行驱动。

根据这样的构成，可以构成通过上述第十七～十九中任一方式记载的柔性致动器驱动的关节驱动单元，可以得到能发挥上述柔性致动器的作用效果的关节驱动单元。

以下，根据附图对本发明的各种实施方式进行详细说明。

(第一实施方式)

图1A、图1I是表示使用了本发明涉及的第一实施方式的运动变换装置的柔性致动器的一例的直动致动器1的概要的立体图。图1B示出图1A的X-X线的剖视图，图1C示出图1A的Y-Y线的剖视图。另外，图1D中示出图1B中的A-A线的剖视图，图1E中示出图1C中的B-B线的剖视图，图1J中示出图1C中的C-C线的剖视图。进而，图1F是为了进行说明而从图1B的剖视图省略了气缸32、活塞33、旋转构件34、和变速板35b的图；图1K示出从反向观察图1F的剖面的剖视图。

在图1A～图1K中，在作为基础构件的一例的长方体箱形状的框架11的内部，4根导轨14a、14b、14c、14d空开间隔平行设置。

在导轨14a、14b、14c、14d上，连接作为直动结构体的一例的箱形构件12，且所述箱形构件12可以直线式地自由往复移动，具体而言是在图1B的左右方向上自由往复移动。另外，在箱形构件12的一个端部的大致中央部，杆13被沿着箱形构件12的轴方向固定，通过在框架11的一个端板的大致中央部设置的贯通孔36a，向框架11的外部露出，箱形构件12的活动向框架11的外部取出。

进而，杆13的位移量由在框架11的一个端板的贯通孔36a的周围设置的线性编码器37a加以计量。作为线性编码器37a，可以利用磁致伸缩式或者光学式等方式。

箱形构件12中，用在图1B的框架11内的左右端部侧图示的2片板状构件12c、12d连结板状构件12a和板状构件12b，所述板状构件12a与在图1C的框架11内的左侧图示的2根导轨14a、14b连接，所述板状构件12b与在图1C的框架11内的右侧图示的2根导轨14c、14d连接。

此外，在板状构件12a，相互平行的16个细长的矩形形状的槽90形成在图1B的上下方向(与箱形构件12的移动方向大致垂直的方向)。作为导向保持构件的一例的16根棒状支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p，在16个细长的矩形形状的槽90内，以分别在图1B的上下方向(与箱形构件12的移动方向大致垂直的方向)上自由往复移动的方式被等间隔保持。在支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p的表面，分别作为导向构件的一例分别连接有16个凸轮从动型构件组G16a、G16b、G16c、G16d、G16e、G16f、G16g、G16h、G16i、G16j、G16k、G16l、G16m、G16n、G16o、G16p，16个凸轮从动型构件组G16a、G16b、G16c、G16d、G16e、G16f、G16g、G16h、G16i、G16j、G16k、G16l、G16m、G16n、G16o、G16p分别由沿着轴方向等间隔配置的6个圆筒状的凸轮从动型构件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16o、16p构成，并且在其背面也分别连接有1个圆筒状的凸轮从动型构件17a、17b、17c、17d、17e、17f、17g、17h、17i、17j、17k、17l、17m、17n、17o、17p。需要说明的是，如后所述，凸轮从动型构件17c、17f、17i、17l、17o，配置在各个支承构件的上部，可以与后述的板状构件25a、26a、28a接触。凸轮从动型构件17b、17e、17h、17k、17n配置在各个支承构件的中央部，可以与后述的板状构件25B、26B、28b接触。凸轮从动型构件17a、17d、17g、17j、17m、17p配置在各个支承构件的下部，可以与后述的板状构件25c、26c、28c接触。另外，凸轮从动型构件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16o、16p全部由相同的直径构成。另外，凸轮从动型构件17a、17b、17c、17d、17e、17f、17g、17h、17i、17j、17k、17l、17m、17n、17o、17p也全部由相同的直径构成。另外，对于支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p(15a～15p)，分别在上述支承构件15a～15p的移动方向隔开间隔而设置有凸轮从动型构件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16o、16p。

如图4B的代表例所示，支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p的表面的凸轮从动型构件组G16a、G16b、G16c、G16d、G16e、G16f、G16g、G16h、G16i、G16j、G16k、G16l、G16m、G16n、G16o、G16p中的6个中每个凸轮从动型构件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16o、16p及支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p的背面的凸轮从动型构件17a、17b、17c、17d、17e、17f、17g、17h、17i、17j、17k、17l、17m、17n、17o、17p，由分别被固定在支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p上的圆柱状的轴部91、通过各凸轮从动型构件组的各个凸轮从动型构件及分别在各凸轮从动型构件中内置的滚针轴承94而相对于轴部91自由旋转的圆筒状的外周部92构成，并且，构成为分别相对于支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p，各凸轮从动型构件组的各个凸轮从动型构件及各个凸轮从动型构件的外周部92自由旋转。

与板状构件12a一样，在板状构件12b上，相互平行的16个细长的矩形形状的槽90形成在图1B的上下方向。作为导向保持构件的一例的16个棒状支承构件18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18h、18i、18j、18k、18l、18m、18n、18o、18p，在16个细长的矩形形状的槽90内，以在图1B的上下方向上自由往复移动的方式被等间隔连接。在支承构件18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18h、18i、18j、18k、18l、18m、18n、18o、18p的表面，分别作为导向构件的一例，分别连接有分别由沿着轴方向等间隔配置的6个圆筒状的凸轮从动型构件19a、19b、19c、19d、19e、19f、19g、19h、19i、19j、19k、19l、19m、19n、19o、19p构成的16个凸轮从动型构件组G19a、G19b、G19c、G19d、G19e、G19f、G19g、G19h、G19i、G19j、G19k、G19l、G19m、G19n、G19o、G19p，并且在其背面也分别连接有1个圆筒状的凸轮从动型构件20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h、20i、20j、20k、20l、20m、20n、20o、20p。需要说明的是，如后所述，凸轮从动型构件20c、20f、20i、20l、20o配置在各支承构件的上部，可以与后述的板状构件25d、26d、28d接触。凸轮从动型构件20b、20e、20h、20k、20n配置在各支承构件的中央部，可以与后述的板状构件25e、26e、28e接触。凸轮从动型构件20a、20d、20g、20j、20m、20p配置在各支承构件的下部，可以与后述的板状构件25f、26f、28f接触。另外，凸轮从动型构件19a、19b、19c、19d、19e、19f、19g、19h、19i、19j、19k、19l、19m、19n、19o、19p全部由相同的直径构成。另外，凸轮从动型构件20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h、20i、20j、20k、20l、20m、20n、20o、20p也全部由相同的直径构成。另外，对于支承构件18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18h、18i、18j、18k、18l、18m、18n、18o、18p(18a～18p)的每个，在上述支承构件18a～18p的移动方向上隔开间隔而设置有凸轮从动型构件19a、19b、19c、19d、19e、19f、19g、19h、19i、19j、19k、19l、19m、19n、19o、19p。

如图4B的代表例所示，支承构件18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18h、18i、18j、18k、18l、18m、18n、18o、18p的表面的凸轮从动型构件组G19a、G19b、G19c、G19d、G19e、G19f、G19g、G19h、G19i、G19j、G19k、G19l、G19m、G19n、G19o、G19p中的6个中每个凸轮从动型构件19a、19b、19c、19d、19e、19f、19g、19h、19i、19j、19k、19l、19m、19n、19o、19p及支承构件18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18h、18i、18j、18k、18l、18m、18n、18o、18p的背面的凸轮从动型构件20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h、20i、20j、20k、20l、20m、20n、20o、20p，由分别被固定在支承构件18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18h、18i、18j、18k、18l、18m、18n、18o、18p上的圆柱状的轴部91、通过各凸轮从动型构件组的各个凸轮从动型构件及分别在各凸轮从动型构件中内置的滚针轴承94而相对于轴部91自由旋转的圆筒状的外周部92构成，并且，构成为相对于支承构件18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18h、18i、18j、18k、18l、18m、18n、18o、18p，各凸轮从动型构件组的各个凸轮从动型构件及各凸轮从动型构件的外周部92分别自由旋转。

板状构件12a、12b的各槽90比各棒状支承构件长，如前所述各棒状支承构件能在各槽90内沿着长度方向自由移动。另外，按照各棒状支承构件不从槽90脱落的方式，例如使各凸轮从动型构件的直径大于各槽90的宽度，且在各棒状支承构件的表面侧及背面侧配置凸轮从动型构件，由此各棒状支承构件构成为不会在与长度方向正交的方向上从槽90脱落。作为各棒状支承构件不会从各槽90脱落的构造，并不限于此，可以采用各种构造。

就表面侧的凸轮从动型构件16a～16p、19a～19p及背面侧的凸轮从动型构件17a～17p、20a～20p而言，出于能够减小与后述的变速板35a、35b或者板状构件25a～25f接触的状态下进行相对运动时的阻力的观点考虑，优选外周部92以相对于被固定在支承构件15a～15p、18a～18p上的轴部91自由旋转的方式与其连接。

当然，以自由旋转的方式构成作为导向构件的一例的凸轮从动型构件的表面构件的方法并不限于此，例如即便在支承构件固定球轴承的外圈且由在球轴承的内圈固定的棒状构件构成作为导向构件一例的凸轮从动型构件，也可以得到同样的作用及效果。

另外，各凸轮从动型构件组由沿着轴方向等间隔配置的6个凸轮从动型构件构成，但其由于即便是后述的活塞33的位置发生变化，位于后述的变速板35a、35b的周边的凸轮从动型构件的间隔也不发生变化，所以出于可以使后述的控制计算机101的控制变得容易的观点考虑，这是优选的。

进而，支承构件15a～15p；18a～18p分别互相独立，在图1B的上下方向上自由往复移动，但也可以在其与箱形构件12之间设置将支承构件15a～15p；18a～18p向移动方向的一侧例如下方按压的弹簧等预压机构。

将该预压机构的一例示于图4A。在图4A中，代表性地仅将支承构件15a的周边放大示出。在图4A中，在支承构件15a的上侧端面和板状构件12a的槽90的上侧端面之间以压缩状态安装由作为预压机构的一例的压缩弹簧38a。如图4A的状态所示，即便是支承构件15a位于槽90内的最下方的状态，也通过构成为压缩弹簧38a处于压缩状态，从压缩弹簧38a向图4A的下方的力始终作用于支承构件15a。通过如此构成，能与重力方向无关而使支承构件15a～15p；18a～18p的位置稳定，所以优选。需要说明的是，预压机构不限于压缩弹簧，只要能实现相同作用，可以利用所有的公知技术的组合。另外，在该第一实施方式中，一个凸轮从动型构件组由6个凸轮从动型构件构成，但并不限于此。

另外，在框架11上连接有使上述支承构件15a～15p；18a～18p的一部分相对于箱形构件12进行相对位移的作为位移发生机构的一例的3个直动移动机构、即第一、第二、第三直动移动机构22a、22b、22c，它们是使用沿着图1C的上下方向被框架11固定的导轨21a连接的。同样，作为位移发生机构的一例的其他3个直动移动机构、即第四、第五、第六直动移动机构22d、22e、22f，使用沿着图1C的上下方向被框架11固定的导轨21b加以连接。

如图1J所示，关于第一直动移动机构22a，包括被框架11的上端面的中央部固定的第一电机23a、与第一电机23a的旋转轴连结且通过第一电机23a的驱动而正反旋转的第一进给丝杠24a、将第一进给丝杠24a贯通拧入且随着第一进给丝杠24a的正反旋转在导轨21a上沿着上下方向往复移动的第一板状构件25a、在第一板状构件25a的图1E的左侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第一板状构件26a、在第一板状构件26a的图1E的左侧方向的端部固定的凸轮从动型构件27a(参照图1I)、在第一板状构件25a的图1E的右侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第一板状构件28a、和在第一板状构件28a的图1E的右侧方向的端部固定的凸轮从动型构件29a(参照图1I)。进而凸轮从动型构件27a以可以移动的方式被插入到在框架11上设置的、在箱形构件12的移动方向(在图1D及图1E中为左右方向)上长的长孔形状的贯通孔30a中。同样地，凸轮从动型构件29a以可以移动的方式被插入到在框架11上设置的、在箱形构件12的移动方向(在图1D及图1E为左右方向)上长的长孔形状的贯通孔31a中。

与第一直动移动机构22a一样，如图1J所示，关于第二直动移动机构22b，包括在框架11的上端面的中央部与第一电机23a邻接固定的第二电机23b、与第二电机23b的旋转轴连结并通过第二电机23b的驱动正反旋转的第二进给丝杠24b、配置在第一板状构件25a的下方且将第二进给丝杠24b贯通拧入且随着第二进给丝杠24b的正反旋转在导轨21a上沿着上下方向往复移动的第二板状构件25b、配置在第一板状构件26a的下方且在第二板状构件25b的图1E的左侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第二板状构件26b、在第二板状构件26b的图1E的左侧方向的端部固定的凸轮从动型构件27b(参照图1I)、配置在第一板状构件28a的下方且在第二板状构件25b的图1E的右侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的板状构件28b(参照图1C)、和在第二板状构件28b的图1E的右侧方向的端部固定的凸轮从动型构件29b(参照图1I)。进而，凸轮从动型构件27b及凸轮从动型构件29b分别以可以移动的方式插入到在框架11上设置的、在箱形构件12的移动方向(在图1D及图1E中为左右方向)上长的长孔形状的贯通孔30b、31b中。另外，第二进给丝杠24b贯通孔径比第二进给丝杠24b的外径大的第一板状构件25a的贯通孔，第一板状构件25a不会因第二进给丝杠24b的正反旋转而移动。

进而，与第二直动移动机构22a一样，如图1J所示，关于第三直动移动机构22c，包括在框架11的上端面的中央部与第二电机23b邻接固定的第三电机23c、与第三电机23c的旋转轴连结且通过第三电机23c的驱动进行正反旋转的第三进给丝杠24c、配置在第二板状构件25b的下方且将第三进给丝杠24c贯通拧入且随着第三进给丝杠24c的正反旋转在导轨21a上沿着上下方向往复移动的第三板状构件25c、配置在第二板状构件26b的下方且在第三板状构件25c的图1E的左侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第三板状构件26c、在第三板状构件26c的图1E的左侧方向的端部固定的凸轮从动型构件27c(参照图1I)、配置在第二板状构件28b的下方且在第三板状构件25c的图1E的右侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第三板状构件28c(参照图1C)、和在第三板状构件28c的图1E的右侧方向的端部固定的凸轮从动型构件29c(参照图1I)。进而，凸轮从动型构件27c及凸轮从动型构件29c分别以可以移动的方式插入到在框架11上设置的、在箱形构件12的移动方向(在图1D及图1E中为左右方向)长的长孔形状的贯通孔30c、31c中。另外，第三进给丝杠24c贯通孔径分别大于第三进给丝杠24c的外径的第一、第二板状构件25a、25b的贯通孔，第一、第二板状构件25a、25b不会因第三进给丝杠24c的正反旋转而移动。

另外，如图1E所示，关于第四直动移动机构22d，包括在框架11的上端面的中央部固定的第四电机23d、与第四电机23d的旋转轴连结且通过第四电机23d的驱动进行正反旋转的第四进给丝杠24d、将第四进给丝杠24d贯通拧入且随着第四进给丝杠24d的正反旋转在导轨21b上沿着上下方向往复移动的第四板状构件25d、在第四板状构件25d的图1E的左侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第四板状构件26d、在第四板状构件26d的图1E的左侧方向的端部固定的凸轮从动型构件27d(参照图1A)、在第四板状构件25d的图1E的右侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第四板状构件28d、和在第四板状构件28d的图1E的右侧方向的端部固定的凸轮从动型构件29d(参照图1A)。进而，凸轮从动型构件27d以可以移动的方式插入到在框架11上设置的、箱形构件12的移动方向(在图1D及图1E中为左右方向)长的长孔形状的贯通孔30d中。同样地，凸轮从动型构件29d以可以移动的方式插入到在框架11上设置的、在箱形构件12的移动方向(在图1D及图1E中为左右方向)上长的长孔形状的贯通孔31d中。

与第四直动移动机构22d一样，如图1E所示，关于第五直动移动机构22e，包括在框架11的上端面的中央部与第四电机23d邻接固定的第五电机23e、与第五电机23e的旋转轴连结且通过第五电机23e的驱动进行正反旋转的第五进给丝杠24e、配置在第四板状构件25d的下方且将第五进给丝杠24e贯通拧入且随着第五进给丝杠24e的正反旋转而在导轨21b上沿着上下方向往复移动的第五板状构件25e、配置在第四板状构件26d的下方且在第五板状构件25e的图1E的左侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第五板状构件26e、在第五板状构件26e的图1E的左侧方向的端部固定的凸轮从动型构件27e(参照图1A)、配置在第四板状构件28d的下方且在第五板状构件25e的图1E的右侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第五板状构件28e、和在第五板状构件28e的图1E的右侧方向的端部固定的凸轮从动型构件29e(参照图1A)。进而，凸轮从动型构件27e及凸轮从动型构件29e分别以可以移动的方式插入到在框架11上设置的、在箱形构件12的移动方向(在图1D及图1E中为左右方向)上长的长孔形状的贯通孔30e、31e中。另外，第五进给丝杠24e贯通孔径大于第五进给丝杠24e的外径的第四板状构件25d的贯通孔，第四板状构件25d不会因第五进给丝杠24e的正反旋转而移动。

进而，与第四直动移动机构22d一样，如图1E所示，关于第六直动移动机构22f，包括在框架11的上端面的中央部与第五电机23e邻接固定的第六电机23f、与第六电机23f的旋转轴连结且通过第六电机23f的驱动进行正反旋转的第六进给丝杠24f、配置在第五板状构件25e的下方且将第六进给丝杠24f贯通拧入且随着第六进给丝杠24f的正反旋转而在导轨21b上沿着上下方向往复移动的第六板状构件25f、配置在第五板状构件26e的下方且在第六板状构件25f的图1E的左侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第六板状构件26f、在第六板状构件26f的图1E的左侧方向的端部固定的凸轮从动型构件27f(参照图1A)、配置在第五板状构件28e的下方且在第六板状构件25f的图1E的右侧方向的端部通过铰接以自由旋转的方式连接的第六板状构件28f、和在第六板状构件28f的图1E的右侧方向的端部固定的凸轮从动型构件29f(参照图1A)。进而，凸轮从动型构件27f及凸轮从动型构件29f分别以可以移动的方式插入到在框架11上设置的、在箱形构件12的移动方向(在图1D及图1E中为左右方向)上长的长孔形状的贯通孔30f、31f中。另外，第六进给丝杠24f贯通孔径大于第六进给丝杠24f的外径的第四、第五板状构件25d、25e的贯通孔，第四、第五板状构件25d、25e不会因第六进给丝杠24f的正反旋转而移动。

第一、第二、第三直动移动机构22a、22b、22c构成为各自当中的第一、第二、第三板状构件25a、25b、25c的上下方向的移动范围不相互重叠。第一、第二、第三板状构件26a、26b、26c及第一、第二、第三板状构件28a、28b、28c也同样构成为上下方向的移动范围不相互重叠。另外，在箱形构件12进行往复移动时，第一板状构件25a、26a、28a分别与凸轮从动型构件17c、17f、17i、17l、17o接触，第二板状构件25b、26b、28b分别与凸轮从动型构件17b、17e、17h、17k、17n接触，第三板状构件25c、26c、28c分别与凸轮从动型构件17a、17d、17g、17j、17m、17p接触。

同样地，第四、第五、第六直动移动机构22d、22e、22f，构成为各自当中的第四、第五、第六板状构件25d、25e、25f的上下方向的移动范围不相互重叠。第四、第五、第六板状构件26d、26e、26f及第四、第五、第六板状构件28d、28e、28f也同样构成为上下方向的移动范围不相互重叠。另外，在箱形构件12进行往复移动时，第四板状构件25d、26d、28d分别与凸轮从动型构件20c、20f、20i、20l、20o接触，第五板状构件25e、26e、28e分别与凸轮从动型构件20b、20e、20h、20k、20n接触，第六板状构件25f、26f、28f分别与凸轮从动型构件20a、20d、20g、20j、20m、20p接触。

进而，在框架11的上端面的中央部的图1B及图1C中的上侧，固定有气缸32及在气缸32内的活塞33的活塞杆33a的周围配置的线性编码器37b。在气缸32的内部，作为直动构件的一例的活塞33被设置成在图1B及图1C的上下方向(相对于框架11，与支承构件15a～15p；18a～18p的移动方向大致平行的方向)上自由往复移动。活塞33即活塞杆33a的位移量通过线性编码器37b加以计量。作为线性编码器37b，可以利用磁致伸缩式或者光学式等方式。如图1A所示，通过与气缸32连接的气动箱201内的作为压缩性流体的一例的高压气体，将向图1B的下方的力(以后称为“驱动力”)作用于活塞33。如此，通过气缸32和活塞33，构成势能对应于活塞33的位移而发生变化的作为弹性机构的一例的活塞气缸机构。另外，活塞33的活塞杆33a通过在框架11上设置的贯通孔36b而被插入到框架11的内部。进而，在活塞杆33a的下端附近，旋转构件34，经由轴承(未图示)，以自由旋转的方式与活塞杆33a连接。在旋转构件34的两端，固定有由作为摆动构件的一例的分别由梯形板状构件构成的变速板35a、35b，旋转构件34和变速板35a、35b同步且一体地旋转(绕着与箱形构件12的移动方向和活塞33的移动方向双方大致垂直的轴进行摆动)。即，变速板35a、35b设置在活塞33的活塞杆33a的端部，被保持成可以绕着与上述箱形构件12的移动方向和上述活塞33的移动方向双方大致垂直的轴进行摆动，并且配置成与上述凸轮从动型构件16a～16p；19a～19p的一部分接触。关于活塞33、旋转构件34、变速板35a、35b的简要内容，图5中也以立体图示出。此外，变速板35a、35b的图1B中的下面成为包含旋转构件34的中心轴的平面。通过如此构成，在变速板35a、35b倾斜时，在变速板35a、35b的图1B中的下面，不发生倾斜以外的位移成分，所以优选。一个变速板35a的下面，通过来自上述活塞气缸机构的驱动力而按压在凸轮从动型构件16a～16p中的一部分凸轮从动型构件(例如在图1F的状态下为凸轮从动型构件16h、16i)。同样地，另一个变速板35b的下面，通过来自上述活塞气缸机构的驱动力按压在凸轮从动型构件19a～19p中的一部分凸轮从动型构件(例如在图1K的状态下为凸轮从动型构件19h、19i)。可是，变速板35a、35b的形状是图1F及图1K的上方侧相对于下面侧变狭窄的梯形形状的构件。换言之，就变速板35a、35b的垂直于摆动中心轴的平面的剖面形状而言，构成为具备与凸轮从动型构件的接触面侧变宽的锥形部的形状。通过采用这样的形状，即使在如图1G所示变速板35a、35b倾斜了的情况下，变速板35a、35b的侧面不会比成为与凸轮从动型构件16a～16p；19a～19p的接触面的变速板35a、35b的下面向图1F及图1K的左右两侧突出，所以不与变速板35a、35b的下面接触的凸轮从动型构件的位移不会受到妨碍，因此优选。

另外，变速板35a、35b的宽度(图1F及图1K的左右方向的尺寸)，为[(相邻的凸轮从动型构件组的凸轮从动型构件彼此的中心间距离×3)-(凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的直径)]，如图1B的情况那样，当在变速板35a、35b为水平的状态下箱形构件12进行移动时，变速板35a、35b的各个下面成为始终与2～3个凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件接触的宽度。例如在作为图1F的局部放大图的图6A的状态下，变速板35a的下面与2个凸轮从动型构件组G16h、G16i中的凸轮从动型构件16h、16i接触。与此相对，在箱形构件12向右移动而成为图6C那样的状态的情况下，与3个凸轮从动型构件组G16h、G16i、G16j中的凸轮从动型构件16h、16i、16j接触。

另外，通过对多个位移发生机构22a～22f的动作进行控制来使活塞33的位移速度和箱形构件12的位移速度间的变速比发生变化的作为控制装置的一例的控制计算机101，分别与第一～第六直动移动机构22a～22f中的第一～第六电机23a～23f及线性编码器37a、37b连接。随着控制计算机101所控制的第一～第六电机23a～23f的驱动动作，第一～第六进给丝杠24a～24f分别独立地进行正反旋转，第一～第六板状构件25a～25f的位置分别独立地进行变化。该控制计算机101通过对第一～第六直动移动机构22a～22f的动作进行控制，可以使上述活塞33的位移速度和上述箱形构件12的位移速度间的变速比发生变化。随着第一～第六板状构件25a～25f的位移，与凸轮从动型构件17a～17p连接的支承构件15a～15p的一部分支承构件(例如在图1B的状态下为支承构件15g、15h、15i、15j)、和与凸轮从动型构件20a～20p连接的支承构件18a～18p的一部分支承构件(例如在图1B的状态下为支承构件18g、18h、18i、18j)进行连动而发生位移。支承构件15a～15p；18a～18p的位移，经由凸轮从动型构件16a～16p；19a～19p作用于变速板35a、35b，使变速板35a、35b的位置或者角度发生变化。例如在变速板35a的周边处于图7A及图7B那样的状态(邻接的4个凸轮从动型构件组G16g、G16h、G16i、G16j的凸轮从动型构件16g、16h、16i、16j在上下方向上位于相同高度的位置的状态)时，如果第二电机23b进行旋转并通过第二进给丝杠24b的旋转而第二板状构件25b向上方位移时(参照图7D)，通过第二板状构件25b的上推，接近第二板状构件25b的上面或与其接触的凸轮从动型构件17h也与第二板状构件25b一起向上方位移，在背面与凸轮从动型构件17h连结的支承构件15h、支承构件15h的表面的凸轮从动型构件16h也同样向上方位移。其结果，位移板35a在如图7C所示进行倾斜的同时向上方移动，成为图7C及图7D的状态。

接着，对在控制计算机101的控制下进行的、该直动致动器1的作用加以说明。

直动致动器1在从图1C的方向观察时是相对于中心轴左右对称的构造，在以后的说明中，使用与图1C的左侧相当的图1F等记载的参照符号，对作用加以说明，关于与图1C的右侧相当的部分，通过在括号内记载对应的参照符号，而省略其说明。

作用于直动致动器1的杆13的力(以后称为“发生力”)，由来自上述活塞气缸机构的驱动力、和变速板35a、35b的斜度大小来决定。即，如图1F、图6A、及图6C所示，变速板35a(35b)在图1F、图6A、及图6C中为水平状态，作用于变速板35a(35b)的来自上述活塞气缸机构的驱动力，经过凸轮从动型构件16h(19h)、凸轮从动型构件16i(19i)、支承构件15h(18h)、支承构件15i(18i)、第二(第五)直动移动机构22b(22e)、第一(第四)直动移动机构22a(22d)，被保持在框架11上，杆13中的发生力为0。此时的力的状态如图8A那样示出。

另一方面，如图1G及图6B所示，在成为变速板35a(35b)从上述水平状态倾斜的倾斜状态(例如在图1G中是按照变速板35a的右端在下方且左端在上方的方式向左上方向倾斜的状态)的情况下，在变速板35a(35b)和凸轮从动型构件16h(19h)及凸轮从动型构件16i(19i)的接触点，有向横向(例如在图1G中为向左)的力起作用。关于作用于凸轮从动型构件16h(19h)、16i(19i)的向下方的力，与上述水平状态一样经过支承构件15h(18h)、支承构件15i(18i)、第二(第五)直动移动机构22b(22e)、第一(第四)直动移动机构22a(22d)，由框架11加以支持，但关于作用于凸轮从动型构件16h(19h)和凸轮从动型构件16i(19i)的向左的力，经过支承构件15h(18h)和支承构件15i(18i)和箱形构件12向杆13输出。在忽略滑动等所致的损失的静态情况下，该向左方向的力用通过气动箱201内的作为压缩性流体的一例的高压气体作用于活塞33的驱动力、相对于变速板35a(35b)的从水平状态的角度变化的正切的积来表示。此时的力的状态如图8B所示。另外，如图6D所示，在变速板35a(35b)的斜度比图6B的状态小的状态时，力的状态成为如图8C所示的情况，杆13上的发生力减小。

综上，关于控制计算机101，按照使变速板35a、35b倾斜成与想从杆13输出的力对应的斜度角度的方式，分别驱动第一电机23a～第六电机23f，由此可以控制直动致动器1的力。

另外，即便是对于控制计算机101的控制未涉及的高频频带的干扰，由于通过气缸32的弹性来保持柔软性，所以直动致动器1相对于接触成为安全的柔性致动器。

可是，在图1G中，在直动致动器1处于杆13向左移动这样的状况的情况下，直动致动器1对直动致动器1的外部作功。即，在控制计算机101使第一(第四)电机23a(23d)及第二(第五)电机23b(23e)的驱动静止的情况下，随着杆13向左移动，变速板35a(35b)在凸轮从动型构件16h(19h)及凸轮从动型构件16i(19i)的表面滑动，活塞33向图1G的下方移动。此时，通过由气缸32及气动箱201失去的能量，直动致动器1对直动致动器1的外部作功。

相反，在图1G中，在直动致动器1为杆13向右移动这样的状况的情况下，直动致动器1从直动致动器1的外部作功。即，在控制计算机101使第一(第四)电机23a(23d)及第二(第五)电机23b(23e)的驱动静止的情况下，随着杆13向右移动，变速板35a(35b)在凸轮从动型构件16h(19h)及凸轮从动型构件16i(19i)的表面滑动，活塞33向图1G的上方移动。此时，通过直动致动器1的外部对直动致动器1作的功，在气缸32及气动箱201蓄积能量。

如此，直动致动器1不仅对直动致动器1的外部作功，而且还进行通过来自直动致动器1的外部的功在直动致动器1的内部蓄积能量的再生动作。由此，与不进行再生的致动器相比，上述第一实施方式的直动致动器1可以实现动作效率的提高。换言之，上述第一实施方式的直动致动器1也可以解决以往的下述课题。

即，在上述SEA、DM2、及VST等柔性致动器中，用意在于经由弹性体连接机器人手臂和电机，使电机侧的惯性的影响相对于来自机器人手臂侧的输入大幅度降低。反之考虑，则构成为从机器人手臂侧输入的能量未直接传向电机侧，难以进行电能的再生。

在靠近人的区域进行动作的机器人中，人的协调作业或者取下物品的动作等从柔性致动器的外部作功的机会也增多。但是，在以往的不进行能量的再生的柔性致动器中，即便是从柔性致动器的外部作功的状态，致动器侧也消耗能量，具有整个动作的效率大大恶化的课题。

与此相对，如上所述，上述第一实施方式的直动致动器1可以实现动作效率的提高，可以解决上述课题。

接着，对直动致动器1动作时的控制计算机101的动作进行说明。在该第一实施方式中，作为凸轮从动型构件组，使用G16a～G16p(G19a～G19p)的单侧16列，但与变速板35a(35b)接触的始终是2～3个凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件。反过来说，控制计算机101按照使变速板35a(35b)的斜度成为满足其的范围的方式进行动作。具体而言，变速板35a(35b)的宽度的余弦为大于(相邻的凸轮从动型构件组的凸轮从动型构件间的中心间距离×2)的范围。在这样的条件下，最小限度所需的直动移动机构为3个。在箱形构件12静止的状态下，通过使2～3个直动移动机构进行动作而使变速板35a(35b)的斜度发生变化，可以控制杆13上的发生力。控制计算机101使第一(第四)直动移动机构22a(22d)及第二(第五)直动移动机构22b(22e)从图1F、图7A及图7B的状态进行动作，在成为图1G、图7C及图7D的状态时，对箱形构件12作用图1G的向左的力。由此，箱形构件12向左移动时，变速板35a(35b)与凸轮从动型构件16j(19j)接触。在变速板35a(35b)仅与凸轮从动型构件16h(19h)及凸轮从动型构件16i(19i)接触的状态下，凸轮从动型构件16j(19j)可以通过第三(第六)直动移动机构22c(22f)自由位移，因此，控制计算机101如图1G的状态那样按照凸轮从动型构件16j(19j)预先向变速板35a(35b)能顺畅接触的位置(例如使凸轮从动型构件16j(19j)预先向比变速板35a(35b)的下面的延长面靠向下方一些的位置(目标位置))移动的方式进行控制。此外，若在该状态下箱形构件12进一步向左移动，则成为图1H的状态，变速板35a(35b)仅与凸轮从动型构件16i(19i)及凸轮从动型构件16j(19j)接触，因此，下次可以通过第二(第五)直动移动机构22b(22e)使凸轮从动型构件16k(19k)自由位移。另一方面，从外部对直动致动器1作功，在图1G的状态下箱形构件12向右移动这样的情况下，按照代替凸轮从动型构件16j(19j)而相对于凸轮从动型构件16g(19g)使变速板35a(35b)能顺畅接触的方式，控制计算机101使第三(第六)直动移动机构22c(22f)进行动作。可以由箱形构件12的移动方向来判定使凸轮从动型构件16j(19j)和凸轮从动型构件16g(19g)中哪一位置控制优先。即，在箱形构件12向图1G的左方移动的情况下，控制计算机101按照与凸轮从动型构件16g(19g)相比优先控制凸轮从动型构件16j(19j)的位置的方式进行动作，在箱形构件12向图1G的左方移动的情况下，控制计算机101按照与凸轮从动型构件16j(19j)相比优先控制凸轮从动型构件16g(19g)的位置的方式进行动作。如此，对应于箱形构件12的位移，通过控制计算机101及第一～第六直动移动机构22a～22f依次使凸轮从动型构件16a～16p(19a～19p)的位移及变速板35a(35b)的斜度发生变化，将作用于杆13的发生力控制成目标值，由此能够使直动致动器1连续动作。当然，直动致动器1的杆13中的发生力不限于向图1G的左方向，通过为与图1G相反的倾斜状态(按照变速板35a的左端为下方且右端为上方的方式向右上方向倾斜的状态)，也可以使直动致动器1的杆13中的发生力为向图1G的右方向。

可是，作为控制计算机101使第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)动作时的控制方法，在使变速板35a(35b)的斜度发生变化的情况下，在能量效率方面优选按照使针对第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)的来自活塞33的逆向输入成为最小限度的方式使其动作。这是因为，只要第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)不进行能量再生，活塞33对第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)作的功、即向第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)的逆向输入同样成为损失。作为具体的动作，在使变速板35a(35b)从图1F的状态向图1G的状态倾斜的情况下，优选图1G中成为下方侧的凸轮从动型构件16i(19i)尽可能不向下方动作。即，在使变速板35a(35b)按照从图7A及图7B的状态向图7C及图7D的状态变化的方式进行倾斜时，只要是与成为上方侧的凸轮从动型构件16h(19h)对应的支承构件15h(18h)的行程范围及与凸轮从动型构件16h(19h)对应的第二(第五)直动移动机构22b(22e)的性能允许，使与凸轮从动型构件16i(19i)对应的第一(第四)直动移动机构22a(22d)静止或使其向图1G的上方移动。如此，可以使针对第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)的来自活塞33的逆向输入为最小限度。另外，为了使这样的动作更有效地活动，需要使支承构件15a(18a)～15p(18p)容易向图1G的上方进行行程，所以在随着箱形构件12的移动而凸轮从动型构件16a～16p(19a～19p)重新接触变速板35a(35b)的情况下，优选按照使该凸轮从动型构件组中所含的构件中在可能的范围内尽量使位于图1G的上方的凸轮从动型构件接触变速板35a(35b)的方式，控制计算机101对第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)进行控制。

另外，作为控制计算机101使第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)动作时的其他控制方法，在使变速板35a(35b)的斜度发生变化的情况下，出于可以利用低速的直动移动机构的观点考虑，优选按照使第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)的位移为最小限度的方式使其动作。作为具体的动作，在使变速板35a(35b)从图1F的状态向图1G的状态倾斜的情况下，优选像从图7A及图7B的状态向图7C及图7D的状态的变化那样，按照使凸轮从动型构件16h(19h)的向上方的移动量和凸轮从动型构件16i(19i)的向下方的移动量相等的方式，使第二(第五)直动移动机构22b(22e)及第一(第四)直动移动机构22a(22d)进行动作。如此，可以使第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)所要求的速度为最小限度。另外，为了使这样的动作更有效起作用，有必要使支承构件15a(18a)～15p(18p)根据需要向图1G的上下两方向进行行程，所以在随着箱形构件12的移动重新使凸轮从动型构件16a～16p(19a～19p)接触变速板35a(35b)的情况下，优选按照使该凸轮从动型构件组中所含的凸轮从动型构件内、相应的支承构件15a(18a)～15p(18p)最接近行程范围的中央的凸轮从动型构件相接触的方式，控制计算机101对第一(第四)直动移动机构22a(22d)～第三(第六)直动移动机构22c(22f)进行控制。

需要说明的是，在该第一实施方式中，使与变速板35a(35b)接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的数量为2～3个，但不限于此，可以根据直动移动机构的数量，使与变速板35a(35b)接触的凸轮从动型构件的数量增加。所接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的最大数量需要与直动移动机构的数量相等，以便使变速板35a(35b)的斜度发生变化，但最小数量可以为2个，所以出于增加变速板35a(35b)所允许的斜度的观点考虑，优选使所接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的最大数量增加。相反，出于能使直动移动机构的数量为最小限度的观点考虑，优选将与变速板接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的数量控制成2～3个。但是，在变速板35a(35b)的斜度增加的情况下，如果凸轮从动型构件组中所含的凸轮从动型构件彼此的间隔不足够宽，则变速板35a(35b)与相邻的凸轮从动型构件双方接触。为了防止这样的状况，也可以为如下的构造：使支承构件15a～15p；18a～18p可以变形或分割，以便能使凸轮从动型构件组G16a～G16p、G19a～G19p中所含的凸轮从动型构件16a～16p；19a～19p间的间隔伸长或分离。

另外，在该第一实施方式中，使直动移动机构的数量与接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的数量的最大值一致，但并不限于此，也可以使直动移动机构的数量超过凸轮从动型构件的数量的最大值。在这样的情况下，由于可以独立地控制位于与变速板35a(35b)接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的两侧的、凸轮从动型构件组的凸轮从动型构件的位置，所以控制计算机101没有必要切换通过箱形构件12的移动方向进行位置控制的凸轮从动型构件组，故出于这一点考虑是优选的。另外，也可以独立地控制位于与变速板35a(35b)接触的凸轮从动型构件组的凸轮从动型构件的一侧的、多个凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的位置，所以即便在例如图1G的状态下，也可以使凸轮从动型构件15k预先向图1H的状态移动。这出于即便使用动作速度慢的直动移动机构的情况下也能连续地使直动致动器1动作的观点考虑是优选的。

需要说明的是，在该第一实施方式中，将支承构件15a～15p及支承构件18a～18p全部等间隔配置，关于凸轮从动型构件组G16a～G16p及凸轮从动型构件组G19a～G19p，也将它们中所含的凸轮从动型构件16a～16p及凸轮从动型构件19a～19p全部等间隔配置，从直动致动器1的控制性及性能稳定性方面来看是优选的，但并不限于此。

需要说明的是，在该第一实施方式中，对于一个直动结构体(箱形构件12)组合一个直动构件(活塞33)，但并不限于此，也可以对于一个直动结构体组合多个直动构件(例如活塞33)。进而，将多个直动构件中的一部分直动构件用于驱动，将上述多个直动构件中的其他一部分的直动构件用于再生，进行经由直动构件的能量传输。另外，也可以构成为一个直动构件(活塞33)与在直动结构体(箱形构件12)的移动方向上分布的多个摆动构件(变速板35a、35b)连接。此时，将摆动构件配置成以直动构件(活塞33)的中心轴为中心对称，如此容易防止无用的扭矩作用于直动构件(活塞33)，所以优选。

需要说明的是，在该第一实施方式中，在从图1C的方向观察的情况下，成为相对于中心轴左右对称的构造，控制自由度能够减少，并且无用的扭矩不作用于活塞33，所以优选，但并不限于此，也可以为仅使用了左右的任何一侧那样的构造。另外，在第一实施方式中，变速板35a、35b一体倾斜，所以第一直动移动机构22a～第三直动移动机构22c和第四直动移动机构22d～第五直动移动机构22f对称性地同步动作。但是，并不限于此，可以使变速板35a、35b分别独立地倾斜，使第一直动移动机构22a～第三直动移动机构22c和第四直动移动机构22d～第六直动移动机构22f非对称地动作，使通过变速板35a作用于杆13的发生力和通过变速板35b作用于杆13的发生力不同。

需要说明的是，在该第一实施方式中，作为弹性机构的一例，使用气动箱201、和由气缸32和活塞33构成的活塞气缸机构，但作为弹性机构的构成，并不限于此，例如不使用气动箱201的构成、或在气动箱和气缸间设置气液变换系统并通过液压使活塞动作的构成、或盘簧、磁致弹簧等，只要能够实现同样作用的构成可以利用所有的公知技术的组合。

另外，在利用多个直动致动器1时，可以使各个的气缸32或气动箱201导通，或多个直动致动器1共有一个气动箱201，而共用压缩性流体。作为一例，图1L示出了将由4个直动致动器1a、1b、1c、1d共有一个气动箱201的构成。如此可以缓和使各直动致动器1动作时的压力变化，所以优选。

需要说明的是，该第一实施方式中的运动变换装置，是仅对应于针对直动构件(活塞33)有来自一个方向的力的构成，但也可以按照使直动移动机构与箱状构件一体动作的方式，直接连结直动移动机构和支承构件，使变速板成为夹入凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的形状，从而也可以对应于针对直动构件有来自两个方向的力的情况。

进而，图2A例示了使用了第一实施方式中的直动致动器1的关节驱动单元的构成。在直动致动器1的杆13的前端固定有轴连结构件43a，在与直动致动器1的杆13露出的一侧的端部相反侧的框架11的端部固定有轴连结构件43b。另一方面，在臂41a的与杆13连结侧的端部，设置有相对的一对支柱44，这一对支柱44的前端间和轴连结构件43a经由轴42b以自由旋转的方式连结。另外，具备相对配置的一对L字形的臂41b的曲折部彼此通过棒状的连结构件41c连结构成为俯视下看成U字形的结构物(直动致动器-支承构件)41。就该直动致动器支承构件41的一对臂41b而言，一方的曲折侧的前端彼此和轴连结构件43b经由轴42c以自由旋转的方式连结，另一方的前端彼此和臂41a的一对支柱44的根部经由轴42a以自由旋转的方式连结。通过该轴42a连结的部分构成臂41a和臂41b的关节部。

通过为这样的构成，在使直动致动器1从图2B的状态进行动作，使杆13向图2B的右方移动时，臂41a相对于臂41b绕轴42a顺时针进行旋转动作，成为图2C的状态。同样，通过使杆13向图2B的左方移动，也可以使臂41a相对于臂41b绕轴42a反向(即绕轴42a逆时针)旋转。

由此，根据上述第一实施方式，可以得到变速比可变且变换效率优异的运动变换装置、使用其的柔性致动器及关节驱动单元。即，根据第一实施方式，作用于直动构件(一例的活塞33)的力，根据沿着导向构件(作为一例的凸轮从动型构件16a～16p；19a～19p)构成的导向列而斜度发生变化的摆动构件(作为一例的变速板35a、35b)的斜度大小，以进行变速的状态向直动结构体(作为一例的箱形构件12)输出。为此，通过位移发生机构(作为一例的第一～第六直动移动机构22a～22f)来控制导向保持构件(作为一例的支承构件15a～15p；18a～18p)的位移，由此能使变速比为可变。进而，由于在结构上直动构件(作为一例的活塞33)和直动结构体(作为一例的箱形构件12)的输出以对应于摆动构件(一例的变速板35a、35b)的斜度的比率进行机械连动而动作，不经由损失要素进行运动变换，因此也实现了变换效率的提高。

(第二实施方式)

图3A、图3B、及图3C分别是简要表示使用了本发明涉及的第二实施方式的运动变换装置的作为柔性致动器的一例的旋转致动器51的主视图、俯视图、及正面剖视图；图3D示出图3C的A-A线的剖视图。另外，图3E、图3F分别示出图3C的B-B线的剖视图、C-C线的剖视图，在这些图中，省略了筒状构件62。在图3A～图3F中，作为基础构件的一例的圆板形状的圆板构件61，通过气缸32和在该中心轴周围等间隔配置的4根轴63a、63b、63c、63d连结。轴63a、63b、63c、63d沿着上下方向相互平行配置，在活塞33的活塞杆33a的下端固定的矩形板状的块体64，与轴63a、63b、63c、63d连接成沿着图3C的上下方向(能在与后述的支承构件15a～15x的移动方向大致平行的方向上往复移动)上自由往复移动。另外，气缸32的外周和作为旋转结构体的一例的筒状构件62经由轴承(例如球轴承)连接成自由旋转。除此之外，圆板构件61的外周和筒状构件62经由推力方向被约束的轴承(例如组合角接触球轴承)连接成自由旋转，构成为筒状构件62被保持成能相对于圆板构件61旋转。需要说明的是，也可以由连结气缸32的外周和筒状构件62的轴承承担对推力方向进行约束的功能。进而，筒状构件62绕中心轴的旋转角，通过在圆板构件61设置的回转式编码器86加以计量。作为回转式编码器86，例如可以利用光学式编码器。另外，在筒状构件62上沿着图3C的上下方向(与筒状构件62的旋转轴大致平行的方向)形成有相互平行的24个细长的矩形形状的槽90。作为导向保持构件的一例的24根棒状支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p、15q、15r、15s、15t、15u、15v、15w、15x，在24个细长的矩形形状的槽90内，被等间隔保持成沿着图3C的上下方向(与筒状构件62的旋转轴大致平行的方向)自由往复移动。在支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p、15q、15r、15s、15t、15u、15v、15w、15x的表面(内周面)，分别作为导向构件的一例，分别连接有分别由沿着轴方向等间隔配置的6个圆筒状的凸轮从动型构件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16o、16p、16q、16r、16s、16t、16u、16v、16w、16x构成的24个凸轮从动型构件组G16a、G16b、G16c、G16d、G16e、G16f、G16g、G16h、G16i、G16j、G16k、G16l、G16m、G16n、G16o、G16p、G16q、G16r、G16s、G16t、G16u、G16v、G16w、G16x，并且在其背面(外周面)也固定有1个剖面为矩形的棒状构件67a、67b、67c、67d、67e、67f、67g、67h、67i、67j、67k、67l、67m、67n、67o、67p、67q、67r、67s、67t、67u、67v、67w、67x。需要说明的是，剖面为矩形的棒状构件67c、67f、67i、67l、67o、67r、67u、67x配置在各支承构件的上部，与后述的环状构件75a接触。凸轮从动型构件67b、67e、67h、67k、67n、67q、67t、67w，配置在各个的支承构件的中央部，与后述的环状构件75b接触。凸轮从动型构件67a、67d、67g、67j、67m、67p、67s、67v配置在各个的支承构件的下部，与后述的环状构件75c接触。另外，凸轮从动型构件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16o、16p、16q、16r、16s、16t、16u、16v、16w、16x全部由相同的直径构成。另外，剖面为矩形的棒状构件67a、67b、67c、67d、67e、67f、67g、67h、67i、67j、67k、67l、67m、67n、67o、67p、67q、67r、67s、67t、67u、67v、67w、67x也全部由相同的尺寸构成。另外，相对于支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p、15q、15r、15s、15t、15u、15v、15w、15x(15a～15x)，分别在上述支承构件15a～15x的移动方向上隔开间隔，并且设置有凸轮从动型构件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16o、16p、16q、16r、16s、16t、16u、16v、16w、16x。

与以图4B为代表例示出的第一实施方式一样，支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p、15q、15r、15s、15t、15u、15v、15w、15x的表面(内周面)的凸轮从动型构件组G16a、G16b、G16c、G16d、G16e、G16f、G16g、G16h、G16i、G16j、G16k、G16l、G16m、G16n、G16o、G16p、G16q、G16r、G16s、G16t、G16u、G16v、G16w、G16x中的6个中每个凸轮从动型构件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16o、16p、16q、16r、16s、16t、16u、16v、16w、16x，分别由固定在支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p、15q、15r、15s、15t、15u、15v、15w、15x上的圆柱状的轴部91、和通过分别在各凸轮从动型构件组的各个凸轮从动型构件内置的滚针轴承94而相对于轴部91自由旋转的圆筒状的外周部92构成，各凸轮从动型构件组的各个凸轮从动型构件的外周部92能分别相对于支承构件15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、15i、15j、15k、15l、15m、15n、15o、15p、15q、15r、15s、15t、15u、15v、15w、15x自由旋转。

出于能够减小在与后述的变速板85a～85d接触的状态下进行相对运动时的阻力的观点考虑，优选凸轮从动型构件16a～16x各自的外周部92，被连接成相对于支承构件15a～15x自由旋转。另外，支承构件15a～15x在图3C的上下方向上自由往复移动，也可以与第一实施方式的图4A一样在其与筒状构件62之间设置向移动方向的一侧例如下方对支承构件15a～15x施力按压的弹簧等预压机构。通过如此构成，能够与重力方向无关而使支承构件15a～15x的位置稳定，所以优选。需要说明的是，在该第二实施方式中，一个凸轮从动型构件组由6个凸轮从动型构件构成，但不限于此。

另外，在筒状构件62上连接有使支承构件15a～15x的一部分相对于筒状构件62进行相对位移的作为位移发生机构的一例的3个直动移动机构72a、72b、72c、即第七、第八、第九直动移动机构72a、72b、72c。

如图3A所示，第七直动移动机构72a包括在筒状构件62的上端缘部绕筒状构件62的中心轴隔开180度间隔被固定的2个第七电机73a、73d、分别与第七电机73a、73d的旋转轴连结且通过第七电机73a、73d的驱动进行正反旋转的第七进给丝杠74a、74d、和分别贯通拧入第七进给丝杠74a、74d且随着第七进给丝杠74a、74d的正反旋转在图3A的上下方向上往复移动的第七环状构件75a。

与第七直动移动机构72a一样，第八直动移动机构72b包括在筒状构件62的上端缘部绕筒状构件62的中心轴隔开180度间隔被固定的2个第八电机73b、73e、分别与第八电机73b、73e的旋转轴连结且通过第八电机73b、73e的驱动进行正反旋转的第八进给丝杠74b、74e、和分别贯通拧入第八进给丝杠74b、74e且随着第八进给丝杠74b、74e的正反旋转在图3A的上下方向上往复移动的第八环状构件75b。另外，第八进给丝杠74b、74e对孔径分别大于第八进给丝杠74b、74e各自的外径的第七环状构件75a的贯通孔予以贯通，第七环状构件75a不因第八进给丝杠74b、74e的正反旋转而移动。

进而，与第七直动移动机构72a一样，第九直动移动机构72c包括在筒状构件62的上端缘部绕筒状构件62的中心轴隔开180度间隔被固定的2个第九电机73c、73f、分别与第九电机73c、73f的旋转轴连结且通过第九电机73c、73f的驱动进行正反旋转的第九进给丝杠74c、74f、和分别贯通拧入第九进给丝杠74c、74f且随着第九进给丝杠74c、74f的正反旋转在图3A的上下方向上往复移动的第九环状构件75c。另外，第九进给丝杠74c、74f对孔径分别大于第九进给丝杠74c、74f的各自的外径的第七及第八环状构件75a、75b予以贯通，第七及第八环状构件75a、75b不因第九进给丝杠74c、74f的正反旋转而移动。

第七、第八、第九直动移动机构72a、72b、72c，构成为各自当中的第七、第八、第九环状构件75a、75b、75c的上下方向的移动范围不相互重叠。另外，在第七环状构件75a上分别固定棒状构件67c、67f、67i、67l、67o、67r、67u、67x，在第八环状构件75b上分别固定棒状构件67b、67e、67h、67k、67n、67q、67t、67w，在第九环状构件75c上分别固定棒状构件67a、67d、67g、67j、67m、67p、67s、67v，每隔45度发生相同位移。

进而，在活塞33的活塞杆33a下端固定的块体64上，旋转构件84a、84b、84c、84d分别以90度间隔连接成经由轴承自由旋转(可以绕与活塞33的移动方向大致垂直的轴进行摆动)。在旋转构件84a、84b、84c、84d的前端，分别固定有作为摆动构件的一例的变速板85a、85b、85c、85d。此外，变速板85a～85d的图3C中的下面，成为包含旋转构件84a～85d的中心轴的平面。通过如此构成，在变速板85a～85d倾斜时，在变速板85a～85d的图3C中的下面不产生斜度以外的位移成分，所以优选。变速板85a～85d的下面，分别通过作用于活塞33的来自上述活塞气缸机构的驱动力按压在凸轮从动型构件16a～16x中的一部分凸轮从动型构件上。例如，图3C的状态下，变速板85a被按压在凸轮从动型构件16a、16x上，变速板85b被按压在凸轮从动型构件16f、16g上，变速板85c被按压在凸轮从动型构件16l、16m上，变速板85d被按压在凸轮从动型构件16r、16s上。就凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件每隔45度发生相同位移，每隔90度配置的变速板85a～85d、与各自接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的位置关系而言，自动构成为相同的关系。这样的构成可以即使增加变速板的数量也不增加直动移动机构的数量，故优选。可是，就变速板85a～85d各自的形状而言，是俯视形状为扇形的板状且侧面形状为图3C的上方侧相对于下面侧变狭窄的梯形形状的构件。换言之，就变速板85a～85d的与摆动中心轴垂直的平面中的剖面形状而言，构成为具备与凸轮从动型构件的接触面侧变宽的锥形部的形状。通过设为这样的形状，即便在如图3H所示变速板85a～85d倾斜了的情况下，变速板85a～85d的侧面，也不会比成为与凸轮从动型构件16a～16x的接触面的变速板85a～85d的下面向左右两侧突出，不会妨碍不与变速板85a～85d的下面接触的凸轮从动型构件的位移，所以优选。另外，变速板85a～85d的圆周方向的宽度(图3D的左右方向的尺寸)为[(相邻的凸轮从动型构件组的凸轮从动型构件彼此的中心间圆弧长度×3)-(凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的直径)]，如图3C的情况所示，当在变速板85a～85d为水平的状态下筒状构件62进行旋转时，变速板85a～85d各自的下面成为始终与2～3个凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件接触的宽度。

另外，通过对多个位移发生机构72a、72b、72c的动作进行控制而使活塞33的位移速度和筒状构件62的转速间的变速比发生变化的作为控制装置的一例的控制计算机101，分别与第七～第九直动移动机构72a～72c中的第七～第九电机73a～73f及线性编码器37b、回转式编码器86连接。在这里，图3G是为了说明从图3C的剖视图省略了气缸32、活塞33、圆板构件61、轴63a～63d、块体64、旋转构件84a～84d、和变速板85b～85d得到的图。

随着通过控制计算机101进行控制的第七～第九电机73a～73f的动作，第七～第九进给丝杠74a～74f分别旋转，第七～第九环状构件75a～75c的位置分别发生变化。随着第七～第九环状构件75a～75c的位移，与棒状构件67a～67x连接的支承构件15a～15x进行连动而发生位移。支承构件15a～15x的位移经由凸轮从动型构件16a～16x作用于变速板85a～85d，变速板85a～85d的位置或者角度发生变化。例如，在变速板85a的周边处于图3G(将变速板85a周边的局部放大图示于图9A)所示的状态时，第七电机74a、74d进行旋转而第七环状构件75a向上方位移时，棒状构件67c、67f、67i、67l、67o、67r、67u、67x也与第七板状构件75a一体地向上方位移，与这些连结的支承构件15c、15f、15i、15l、15o、15r、15u、15x及凸轮从动型构件16c、16f、16i、16l、16o、16r、16u、16x也同样向上方位移。其结果，位移板85a在倾斜的同时向上方移动，成为图3H(将变速板85a的周边的局部放大图示于图9B。)的状态。

接着，对在控制计算机101的控制下进行的、该旋转致动器51的作用加以说明。在图3D中，支承构件15a～15x、凸轮从动型构件16a～16x、旋转构件84a～84d、和变速板85a～85d成为每隔90度的周期性构造，在以后的说明中，对与变速板85a有关的作用进行说明，关于变速板85b～85d，括弧内依次记载变速板85b、85c、85d中对应的参照符号，由此省略说明。

旋转致动器51的作用于筒状构件62的扭矩(以后称为“发生扭矩”。)，由作用于活塞33的来上述活塞气缸机构的驱动力、和变速板85a～85d的斜度的大小来决定。即，如图3G及图9A所示在变速板85a(85b、85c、85d)为水平的状态下，作用于变速板85a(85b、85c、85d)的来自上述活塞气缸机构的驱动力，经过凸轮从动型构件16x(16f、16l、16r)、16a(16g、16m、16s)、支承构件15x(15f、15l、15r)、15a(15g、15m、15s)、直动移动机构72a、72c和筒状构件62在圆板构件61上被保持，筒状构件62中的发生扭矩为0。

另一方面，在如图3H及图9B所示变速板85a(85b、85c、85d)成为从上述水平状态倾斜的倾斜状态(例如在图3H、图9B中，按照变速板85a的右端为下方且左端为上方的方式向左上方向倾斜的状态)的情况下，在变速板85a(85b、85c、85d)和凸轮从动型构件16x(16f、16l、16r)、16a(16g、16m、16s)的接触点朝向横向(例如在图3H及图9B为向左)的力起作用。关于作用于凸轮从动型构件16x(16f、16l、16r)、16a(16g、16m、16s)的向下方的力，与上述水平状态一样经过支承构件15x(15f、15l、15r)、15a(15g、15m、15s)、直动移动机构72a、72c、和筒状构件62被圆板构件61所支持，关于作用于凸轮从动型构件16x(16f、16l、16r)、16a(16g、16m、16s)的向左的力，经过支承构件15x(15f、15l、15r)、15a(15g、15m、15s)向筒状构件62输出。在忽略滑动等所致的损失的静态情况下，该向左的力即相对筒状构件62的图3H的向上绕轴逆时针旋转的发生扭矩，大致通过作用于活塞33的来自上述活塞气缸机构的驱动力和对于变速板85a(85b、85c、85d)的从水平状态的角度变化的正切的积所表示的力、与变速板85a～85d和凸轮从动型构件16a～16x的接触半径之积来表示。另外，为了使变速板85a～85d和凸轮从动型构件16a～16x的接触位置稳定，也优选使凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件各自的前端为球形。因此，按照变速板85a～85d成为与控制计算机101想要输出的扭矩对应的斜度角度，使电机73a～73f驱动，由此可控制旋转致动器51的扭矩。

另外，即便对于控制计算机101控制不涉及的高频频带的干扰，也通过气缸32的弹性来保持柔软性，因此旋转致动器51成为对于接触安全的柔性致动器。

可是，在旋转致动器51的筒状构件62向扭矩发生方向旋转、即按照从图3H的状态成为图3I的状态的方式进行旋转的情况下，旋转致动器51对外部作功。即，在控制计算机101使电机73a、73c、73d、73f的驱动静止的情况下，随着筒状构件62的旋转，变速板85a(85b、85c、85d)在凸轮从动型构件16x(16f、16l、16r)、16a(16g、16m、16s)的表面滑动，活塞33向图3C的下方移动。此时，利用气缸32及气动箱201失去的能量，旋转致动器51对旋转致动器51的外部作功。

相反，在旋转致动器51的筒状构件62绕与扭矩发生方向相反的方向旋转的情况下，即在按照从图3I的状态成为图3H的状态的方式进行旋转的情况下，旋转致动器51被外部作功。即，在控制计算机101使电机73b、73c、73e、73f的驱动静止的情况下，随着筒状构件62向右旋转移动，变速板85a(85b、85c、85d)在凸轮从动型构件16b(16h、16n、16t)、16a(16g、16m、16s)的表面滑动，活塞33向图3C的上方移动。此时，通过旋转致动器51的外部对旋转致动器51所作的功，在气缸32及气动箱201蓄积能量。

如此，旋转致动器51不仅对旋转致动器51的外部作功，而且通过来自旋转致动器51外部的功，进行在旋转致动器51的内部蓄积能量的再生动作。由此，与不进行再生的致动器相比，上述第二实施方式的旋转致动器51可以实现动作效率的提高。

换言之，上述第二实施方式的旋转致动器51也可以解决以往的下述课题。

即，在上述SEA、DM2、及VST等的柔性致动器中，经由弹性体连接机器人手臂和电机，由此意在相对于来自机器人手臂侧的输入大幅度减轻电机侧的惯性的影响。反之考虑，则构成为从机器人手臂侧输入的能量不直接传到电机侧，难以进行电能的再生。

就在靠近人的区域进行动作的机器人而言，人的协调作业或者取下物品的动作等从柔性致动器的外部作功的机会也增多。但是，就以往的不进行能量再生的柔性致动器而言，即便是从柔性致动器的外部作功的状态，致动器侧消耗能量，存在整个动作中的效率大大恶化的问题。

与此相对，上述第二实施方式涉及的旋转致动器51，不仅对旋转致动器51的外部作功，而且通过来自旋转致动器51外部的功，进行在旋转致动器51的内部蓄积能量的再生动作，可以实现动作效率的提高。

接着，对旋转致动器51动作时的控制计算机101的动作进行说明。在该第二实施方式中，使用G16a～G16x的24列作为凸轮从动型构件组，与变速板85a(85b、85c、85d)接触的构件始终是2～3个凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件。反过来说，控制计算机101按照变速板85a(85b、85c、85d)的斜度成为满足其的范围的方式进行动作。在这样的条件下，最小限度所需的直动移动机构为3个。在筒状构件62静止的状态下，使2～3个直动移动机构进行动作，由此可以改变变速板85a(85b、85c、85d)的斜度，对发生扭矩进行控制。在控制计算机101使第七及第九直动移动机构72a、72c从图3G的状态进行动作而成为图3H的状态时，向图3H的左方的力所致的扭矩作用于筒状构件62。由此筒状构件62在扭矩发生方向上旋转时，变速板85a(85b、85c、85d)与凸轮从动型构件16b(16h、16n、16t)接触。在变速板85a(85b、85c、85d)仅与凸轮从动型构件16x(16f、16l、16r)、16a(16g、16m、16s)接触的状态下，能够通过第八直动移动机构72b使凸轮从动型构件16b(16h、16n、16t)自由位移，如图3H的状态所示，控制计算机101按照使凸轮从动型构件16b(16h、16n、16t)向变速板85a(85b、85c、85d)能顺畅接触的位置(目标位置)预先移动的方式进行控制。在该状态下筒状构件62向左旋转移动而成为图3I的状态时，变速板85a(85b、85c、85d)仅与凸轮从动型构件16a(16g、16m、16s)、16b(16h、16n、16t)接触，下次能够通过第七直动移动机构72a使凸轮从动型构件16c(16i、16o、16u)自由位移。另一方面，在从外部对直动致动器1作功，筒状构件62以图3H的状态向右旋转移动的情况下，控制计算机101使第八直动移动机构72b进行动作，以便变速板85a(85b、85c、85d)能顺畅接触到凸轮从动型构件16w(16e、16k、16q)来代替凸轮从动型构件16b(16h、16n、16t)。可以通过筒状构件62的旋转方向来判定是使凸轮从动型构件16b(16h、16n、16t)和凸轮从动型构件16w(16e、16k、16q)中哪个的位置控制优先。即，在筒状构件62如图3H向上绕轴逆时针旋转的情况下，控制计算机101按照与凸轮从动型构件16w(16e、16k、16q)相比更优先控制凸轮从动型构件16b(16h、16n、16t)的位置的方式进行动作，筒状构件62在图3H的向上绕轴顺时针旋转的情况下，控制计算机101按照与凸轮从动型构件16b(16h、16n、16t)相比更优先控制凸轮从动型构件16w(16e、16k、16q)的位置的方式进行动作。如此，通过控制计算机101及直动移动机构72a～72c，对应于筒状构件62的旋转依次使凸轮从动型构件16a～16x的位移及变速板85a(85b、85c、85d)的斜度发生变化，将作用于筒状构件62的发生扭矩控制成目标值，由此可以使旋转致动器51连续动作。当然，旋转致动器51的发生扭矩的方向不限于图3H的向上绕轴顺时针旋转，通过成为与图3H相反的倾斜状态(按照变速板85a的左端为下方且右端为上方的方式向右上方向倾斜的状态)，也可以使发生扭矩以图3H的向上顺时针作用。

可是，作为控制计算机101使直动移动机构72a～72c进行动作时的控制方法，在使变速板85a(85b、85c、85d)的斜度发生变化的情况下，出于能量效率的观点考虑，优选按照使针对直动移动机构72a～72c的来自活塞33的逆向输入成为最小限度的方式进行动作。这是因为，如果直动移动机构72a～72c不进行能量再生，活塞33对直动移动机构72a～72c所作的功、即向直动移动机构72a～72c的逆向输入也同样成为损失。作为具体的动作，在使变速板85a(85b、85c、85d)从图3G的状态向图3H的状态倾斜的情况下，优选图3H中成为下方侧的凸轮从动型构件16a(16g、16m、16s)尽可能地不向下方动作。即，在使变速板35a(35b)倾斜时，只要是与成为上方侧的凸轮从动型构件16x(16f、16l、16r)对应的支承构件15x(15f、15l、15r)的行程范围及与凸轮从动型构件16x(16f、16l、16r)对应的直动移动机构72a的性能允许，就使与凸轮从动型构件16a(16g、16m、16s)对应的直动移动机构72c静止或向图3H的上方移动。由此能够使针对直动移动机构72a～72c的来自活塞33的逆向输入为最小限度。另外，为了使这样的动作更有效起作用，需要支承构件15a～15x容易向图3H的上方进行行程，因此在随着筒状构件62的旋转使凸轮从动型构件16a～16x重新接触变速板85a(85b、85c、85d)的情况下，优选按照使该凸轮从动型构件组中所含的构件中尽可能使位于图3H的上方的凸轮从动型构件进行接触的方式，由控制计算机101对直动移动机构72a～72c进行控制。

另外，作为控制计算机101使直动移动机构72a～72c进行动作时的其他控制方法，在使变速板85a(85b、85c、85d)的斜度发生变化的情况下，出于可以利用低速直动移动机构的观点考虑，优选按照使直动移动机构72a～72c的位移成为最小限度的方式进行动作。作为具体的动作，在使变速板85a(85b、85c、85d)从图3G的状态向图3H的状态倾斜的情况下，优选按照凸轮从动型构件16x(16f、16l、16r)的向上方的移动量和凸轮从动型构件16a(16g、16m、16s)的向下方的移动量相等的方式，使直动移动机构72a及直动移动机构72c进行动作。由此也可以使直动移动机构72a～72c所要求的速度为最小限度。另外，为了使这样的动作更有效起作用，有必要使支承构件15a～15x根据需要向图3H的上下两方向进行行程，因此在随着筒状构件62的旋转使凸轮从动型构件16a～16x重新接触变速板85a(85b、85c、85d)的情况下，优选控制计算机101对直动移动机构72a～72c进行控制，以使该凸轮从动型构件组G16a～G16x中所含的凸轮从动型构件16a～16x内、相应的支承构件15a～15x最接近行程范围的中央的凸轮从动型构件相接触。

需要说明的是，在该第二实施方式中，使接触变速板的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的数量为2～3个，但并不限于此，可以对应于直动移动机构的数量加以增加。被接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的最大数量，为了使变速板的斜度发生变化而需要与直动移动机构的数量相等，但最小数量优选为2个，因此出于增加变速板所允许的斜度的观点考虑，优选使接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的最大数量增加。相反，出于能使直动移动机构的数量为最小限度的观点考虑，优选将接触变速板的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的数量控制为2～3个。但是，在变速板的斜度增加的情况下，当凸轮从动型构件组中所含的凸轮从动型构件彼此的间隔不足够宽时，变速板会接触相邻的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件双方。为了防止这样的状况，可以为如下构造，使支承构件15a～15x可以变形或将其分割，以便能使凸轮从动型构件组G16a～G16x中所含的凸轮从动型构件16a～16x间的间隔伸长或分离。

另外，在该第二实施方式中，使直动移动机构的数量与接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的数量的最大值一致，但并不限于此，直动移动机构的数量可进一步增加。在这样的情况下，能够独立地控制位于与变速板接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的两侧的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的位置，所以没有必要使控制计算机101切换通过筒状构件62的旋转方向进行位置控制的凸轮从动型构件组，故出于这一观点考虑优选。另外，也可以独立地控制位于与变速板接触的凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的一侧的多个凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的位置，所以通过使凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件预先移动，即便在使用动作速度慢的直动移动机构的情况下，也可以使旋转致动器51连续动作，出于这一观点考虑是优选的。

需要说明的是，在该第二实施方式中，将支承构件15a～15x全部等间隔配置，关于凸轮从动型构件16a～16x也将其中所含的凸轮从动型构件全部等间隔配置，出于旋转致动器51的控制性及性能稳定性方面考虑是优选的，但并不限于此。

需要说明的是，在该第二实施方式中，对一个旋转结构体(筒状构件62)组合一个直动构件(活塞33)，但并不限于此，也可以对一个直动结构体组合多个直动构件。进而，可以将一部分的直动构件用于驱动，将一部分的直动构件用于再生，经由直动构件进行能量传输。

需要说明的是，在该第二实施方式中，在图3D的方向观察时，旋转结构体(筒状构件62)的内部成为90度周期的构造，能够减少控制自由度，且无用的扭矩不会作用于活塞33，所以优选，但并不限于此，可以使其成为90度以外的周期构造，或通过增加直动移动机构使变速板85a～85d独立倾斜。

需要说明的是，在该第二实施方式中，作为使势能对应于活塞33的位移而发生变化的弹性机构的一例，使用由气动箱201、气缸32、和活塞33构成的活塞气缸机构，但作为弹性机构的构成，并不限于此，例如不使用气动箱201的构成、或在气动箱和气缸之间设置气液变换系统而通过液压使活塞动作的构成、或盘簧、磁致弹簧等，只要能够实现同样作用的构成，可以利用所有的公知技术的组合。另外，在利用多个旋转致动器51时，也可以使各个气缸32或气动箱201导通。这样的结构由于可以缓和在各旋转致动器51动作时的压力变化，所以优选。

需要说明的是，在该第二实施方式中，成为在筒状构件的内部设置变速板的构成，但并不限于此，可以为将变速板设置在筒状构件的外部的构成。

另外，该第二实施方式中的运动变换装置，是仅对应于针对直动构件(活塞33)有来自一个方向的力的构成，但使变速板成为夹入凸轮从动型构件组中的凸轮从动型构件的形状，从而也可以对应于针对直动构件有来自两个方向的力。

进而，也可以构成为使用第二实施方式中的旋转致动器51驱动连接二个臂的关节的关节驱动单元。将一个臂固定于气缸32和圆板构件61上，将另一个臂固定于筒状构件62，由此可以容易地实现关节驱动单元。

通过这样的构成，也可以通过旋转致动器的发生扭矩使二个臂的角度发生变化，或在通过外力使关节角发生变化时，使该能量再生。

在上述第一实施方式或者第二实施方式中，通过3个以上的上述位移发生机构22a～22f或者72a、72b、72c而发生位移的、相互邻接的3个以上的上述支承构件(例如15i、15j、15k)当中位于一个端部的上述支承构件(例如15i)，与上述3个以上的上述支承构件(例如15i、15j、15k)以外的且位于与上述3个以上的上述支承构件(例如15i、15j、15k)的位于另一个端部的上述支承构件(例如15k)邻接的位置的支承构件(例如15l)同时发生位移。

根据这样的构成，通过各个移发生机构22a～22f或者72a、72b、72c进行动作的支承构件的分布是一样的，实现针对位移发生机构的负载的均衡化。因此，可以得到位移发生机构所占的部分更小型的运动变换装置。

需要说明的是，通过适当组合上述各种实施方式或者变形例中的任意实施方式或者变形例，可以发挥各自具有的效果。

【产业上的利用可能性】

本发明涉及的运动变换装置、使用其的柔性致动器及关节驱动单元，其容易控制变速比或者力，动作效率优异，例如，有效用于机器人的关节驱动用致动器等或者使用其的关节驱动单元等。

本发明参照附图对优选的实施方式进行了充分记述，但对于熟悉该技术的人来说，自然会进行各种变形或修正。这样的变形或修正只要未超出基于技术方案的本发明的范围就应被理解为被本发明所包含。

Claims (20)

1.一种运动变换装置，其具备：

基础构件；

直动结构体，其被保持成能相对于所述基础构件进行直线往复移动；

多个导向保持构件，其设置在所述直动结构体上，且被保持成能在与所述直动结构体的移动方向大致垂直的方向上往复移动；

导向构件，其相对于所述导向保持构件分别在所述导向保持构件的移动方向上隔开间隔而设置多个；

直动构件，其被保持成能相对于所述基础构件在与所述导向保持构件的所述移动方向大致平行的方向上往复移动；

摆动构件，其设置在所述直动构件的端部，被保持成能绕着与所述直动结构体的移动方向和所述直动构件的移动方向双方都大致垂直的轴进行摆动，并且，配置成与所述导向构件的一部分接触；

3个以上的位移发生机构，其与所述导向保持构件连结，并使一部分所述导向保持构件相对于所述直动结构体进行相对位移；和

控制装置，其通过对所述3个以上的位移发生机构中的多个位移发生机构的动作进行控制，使所述直动构件的位移速度和所述直动结构体的位移速度间的变速比发生变化。

2.如权利要求1所述的运动变换装置，其中，

所述多个导向保持构件，沿着所述直动结构体的所述移动方向等间隔设置。

3.一种运动变换装置，其具备：

基础构件；

旋转结构体，其被保持成能相对于所述基础构件旋转；

多个导向保持构件，其设置在所述旋转结构体上，且被保持成能在与所述旋转结构体的旋转轴大致平行的方向上往复移动；

导向构件，其相对于所述导向保持构件分别在所述导向保持构件的移动方向上隔开间隔而设置多个；

直动构件，其被保持成能相对于所述基础构件在与所述导向保持构件的所述移动方向大致平行的方向上往复移动；

摆动构件，其设置在所述直动构件的端部，被保持成能绕着与所述直动构件的移动方向大致垂直的轴进行摆动，并且，配置成与所述导向构件的一部分接触；

3个以上的位移发生机构，其与所述导向保持构件连结，并使一部分所述导向保持构件相对于所述旋转结构体进行相对位移；和

控制装置，其通过对所述3个以上的位移发生机构中的多个位移发生机构的动作进行控制，使所述直动构件的位移速度和所述旋转结构体的转速间的变速比发生变化。

4.如权利要求3所述的运动变换装置，其中，

所述多个导向保持构件在绕着所述旋转结构体的旋转轴的圆周上等间隔设置。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

设置在所述直动构件的端部的所述摆动构件的数量为多个，多个所述摆动构件相对于所述直动构件的沿着所述移动方向的中心轴对称配置。

6.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

能与所述摆动构件接触的所述导向构件的表面部，相对于所述导向保持构件自由旋转。

7.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

所述多个导向构件等间隔设置在所述导向保持构件上。

8.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

还设置有对所述导向保持构件向所述导向保持构件的所述移动方向的一侧施力按压的预压机构。

9.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

所述导向保持构件按照所述导向构件的间隔能伸长的方式保持所述导向构件。

10.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

所述摆动构件中的与所述导向构件的接触面是包含所述摆动构件的摆动中心轴的平面。

11.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

所述摆动构件是在与所述摆动构件的摆动中心轴垂直的平面的剖面形状中具备与所述导向构件的接触面侧变宽的锥形部的形状。

12.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

通过3个以上的所述位移发生机构而发生位移的相互邻接的3个以上的所述导向保持构件中的、位于一个端部的所述导向保持构件，和所述3个以上的所述导向保持构件以外的、与所述3个以上的所述导向保持构件中的位于另一个端部的所述导向保持构件邻接的所述导向保持构件同时发生位移。

13.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

关于所述导向保持构件随着所述位移发生机构的动作而产生的位移，每隔所述摆动构件的设置间隔成为相同位移。

14.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

在同一所述导向保持构件存在多个能与所述摆动构件重新接触的所述导向构件，所述控制装置对所述位移发生机构的动作控制成：多个能与所述摆动构件重新接触的所述导向构件当中、位于最靠近所述直动构件一侧的导向构件与所述摆动构件接触，

并且，在为了使所述摆动构件的斜度发生变化而使包含与所述摆动构件接触的所述导向构件的所述导向保持构件位移时，所述控制装置对所述位移发生机构的动作控制成：与所述摆动构件接触的所述导向构件向与进行接触的接触面相反方向的位移量为最小限度。

15.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

在同一所述导向保持构件上存在多个能与所述摆动构件重新接触的所述导向构件，所述控制装置对所述位移发生机构的动作控制成：多个能与所述摆动构件重新接触的所述导向构件当中、在接触时刻位于所述导向保持构件最接近自身行程的中心位置的位置的所述导向构件与所述摆动构件接触，

并且，在为了使所述摆动构件的斜度发生变化而使包含与所述摆动构件接触的所述导向构件的所述导向保持构件位移时，所述控制装置对所述位移发生机构的动作控制成所述导向保持构件的位移量为最小限度。

16.如权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，其中，

位于包含与所述摆动构件接触的所述导向构件的所述导向保持构件的两侧的导向保持构件，在通过同一所述位移发生机构进行动作时，所述控制装置对所述位移发生机构的动作控制成：处于所述摆动构件的相对运动方向上的所述导向保持构件位移达到目标位置。

17.一种柔性致动器，其使用了权利要求1～4中任意一项所述的运动变换装置，所述运动变换装置在所述直动构件上连接有根据所述直动构件的位移而势能变化的弹性机构。

18.如权利要求17所述的柔性致动器，其中，

所述弹性机构是通过压缩性流体的压力进行加压的活塞气缸机构。

19.一种多轴柔性致动器，其中，

具备多个权利要求18所述的柔性致动器，

对于各柔性致动器相互共有作用压力的所述压缩性流体。

20.一种关节驱动单元，其中，

在经由关节部连结的两个臂的所述关节部配置权利要求17所述的柔性致动器，

通过所述柔性致动器，相对于所述两个臂中的一个臂驱动另一个臂。

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