CN107107345B - 机械臂机构 - Google Patents

Abstract

一种具有直动伸缩关节的机械臂机构，实现稳定的伸缩动作。在具有直动伸缩关节的机械臂机构中，直动伸缩关节具有臂部(2)与支撑臂部(2)的射出部(30)。臂部(2)具有第一连结链节排(21)和第二连结链节排(20)。第一连结链节排(21)是由多个第一连结链节(23)构成。第2连结链节排(20)是由具有大致平板形状的多个第二连结链节(22)构成。第一连结链节排(21)与第二连结链节排(20)接合，由此构成柱状体。柱状体从射出部(30)朝前方送出。在射出部(30)的后方设有导向辊(411)，该导向辊(411)将第二连结链节排(20)向射出部(30)引导，且维持设置在第二连结链节(22)的线性齿轮(22a)与驱动齿轮(24a)的卡合状态。

Description

机械臂机构

技术领域

本发明的实施方式涉及一种机械臂机构。

背景技术

一直以来多关节机械臂机构被用在产业用机器人等各种领域。在这种多关节机械臂机构中，例如组合装备有直动伸缩关节。构成直动伸缩关节的臂部例如是由具有相同形状的多个链节呈排状连结的连结链节排构成。通过将连结链节排接合而构成具有一定刚性的柱状体。如果驱动直动伸缩关节，则臂部伸缩。具体而言，如果马达旋转，则被收纳的连结链节排被引导至接合机构，由接合机构接合而成为柱状体的臂部伸长。因此，如果连结链节排偏离设计的路径而移动，则机械臂机构的伸缩动作可能不稳定。

发明内容

本发明的目的是，在具有直动伸缩关节的机械臂机构中，实现稳定的伸缩动作。

本实施方式所涉及的机械臂机构具有直动伸缩关节，所述直动伸缩关节具有臂部和支撑所述臂部的射出部，所述臂部具有第一连结链节排和第二连结链节排，所述第一连结链节排是由具有剖面“コ”字、圆弧或“ロ”字形的多个第一连结链节构成，所述第二连结链节排是由具有大致平板形状的多个第二连结链节构成，所述第二连结链节排通过与所述第一连结链节排接合而构成柱状体，所述第二连结链节排以接合所述第一连结链节排的状态，与所述第一连结链节排一起从所述射出部朝前方送出，所述机械臂机构还设有导向辊，该导向辊将所述第二连结链节排向所述射出部引导，且维持设置在所述第二连结链节的线性齿轮与驱动齿轮的卡合状态。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的机械臂机构的外观立体图；

图2是表示图1的机械臂机构的内部构造的立体图；

图3是从剖面方向观察图1的机械臂机构的内部构造的图；

图4是表示图3的导向部与驱动齿轮之间的位置关系的图；

图5是从上方、侧方及下方观察图3的导向部的图；

图6是用于说明构成本实施方式所涉及的机械臂机构的导向部的多个导向辊的配置方法的补充说明图；

图7是用于说明本实施方式所涉及的机械臂机构的导向部的功能的补充说明图；

图8是表示本实施方式所涉及的机械臂机构的导向部的另一构成例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本实施方式所涉及的机械臂机构进行说明。在以下的说明中，对具有大致相同功能及构成的构成要素标注相同的标号，只在必要情形时进行重复说明。

图1是本实施方式所涉及的机械臂机构的外观立体图。图2、图3表示图1的机械臂机构的内部构造。机械臂机构具有大致圆筒形状的基部1和与基部1连接的臂部2。在臂部2的前端安装有被称为末端执行器的末端效应器3。图1图示把可把持住对象物的手部作为末端效应器3。末端效应器3并不限定于手部，也可为其他工具、或相机、显示器。也可在臂部2的前端设置可更换为任意种类的末端效应器3的转接器。

臂部2具有多个、此处为六个关节部J1、J2、J3、J4、J5、J6。多个关节部J1、J2、J3、J4、J5、J6是从基部1依序配设。一般而言，第一、第二、第三轴RA1、RA2、RA3被称为根部三轴，第四、第五、第六轴RA4、RA5、RA6被称为改变手部3的姿势的腕部三轴。构成根部三轴的关节部J1、J2、J3的至少一个为直动关节。这里，第三关节部J3构成为直动关节、特别是伸缩距离相对较长的关节部。第一关节部J1是以例如被基座面垂直支撑的第一旋转轴RA1为中心的扭转关节。第二关节部J2是以与第一旋转轴RA1垂直配置的第二旋转轴RA2为中心的弯曲关节。第三关节部J3是以与第二旋转轴RA2垂直配置的第三轴(移动轴)RA3为中心而直线伸缩的关节。第四关节部J4是以与第三移动轴RA3一致的第四旋转轴RA4为中心的扭转关节，第五关节部J5是以与第四旋转轴RA4正交的第五旋转轴RA5为中心的弯曲关节。第六关节部J6是以与第四旋转轴RA4正交、且与第五旋转轴RA5垂直配置的第六旋转轴RA6为中心的弯曲关节。

通过第一关节部J1的扭动旋转，臂部2与手部3一起旋转。通过第二关节部J2的弯曲旋转，臂部2与手部3一起以第二关节部J2的第二旋转轴RA2为中心进行起伏移动。形成基部1的臂支撑体(第一支撑体)11a具有以第一关节部J1的旋转轴RA1为中心形成的圆筒形状的中空构造。第一关节部J1是安装在未图示的固定台。当第一关节部J1旋转时，第一支撑体11a是与臂部2的旋转一起进行轴旋转。另外，第一支撑体11a也可固定在接地层。在此情形时，是设为与第一支撑体11a分开而臂部2独立旋转的构造。在第一支撑体11a的上部连接有第二支撑部11b。

第二支撑部11b具有与第一支撑部11a连续的中空构造。第二支撑部11b的一端安装在第一关节部J1的旋转部。第二支撑部11b的另一端开放，第三支撑部11c是在第二关节部J2的旋转轴RA2转动自如地嵌入。第三支撑部11c具有与第一支撑部11a及第二支撑部连通的鳞片状的中空构造。第三支撑部11c是伴随第二关节部J2的弯曲旋转而其后部被收纳或送出至第二支撑部11b。构成臂部2的直动关节部的第三关节部J3的后部是通过其收缩而被收纳在第一支撑部11a与第二支撑部11b连续的中空构造的内部。

第一关节部J1包含圆环形状的固定部及旋转部，在固定部被固定在基座。在旋转部安装有第一支撑部11a及第二支撑部11b。当第一关节部J1旋转时，第一、第二、第三支撑体11a、11b、11c以第一旋转轴RA1为中心而与臂部2及手部3一起旋转。

第三支撑部11c是其后端下部以旋转轴RA2为中心转动自如地嵌入至第二支撑部11b的开放端下部。由此，构成作为以旋转轴RA2为中心的弯曲关节部的第二关节部J2。当第二关节部J2转动时，臂部2与手部3一起以第二关节部J2的旋转轴RA2为中心朝垂直方向转动、即起伏动作。第二关节部J2的旋转轴RA2设为与作为扭转关节部的第一关节部J1的第一旋转轴RA1垂直。

如上所述，作为关节部的第三关节部J3是构成臂部2的主要构成部分。在臂部2的前端设有所述手部3。手部3是装备如图1所示臂部2的前端。手部3是通过第一、第二、第三关节部J1、J2、J3而移动至任意位置，通过第四，第五，第六关节部J4、J5、J6而配置为任意姿势。手部3具有开闭的两个指部16a、16b。第四关节部J4是具有与沿着臂部2的伸缩方向的臂中心轴、即与第三关节部J3的移动轴RA3典型一致的旋转轴RA4的扭转关节。如果第四关节部J4旋转，则手部3从第四关节部J4至前端以旋转轴RA4为中心旋转。

第五关节部J5是具有与第四关节部J4的移动轴RA4正交的旋转轴RA5的弯曲关节部。如果第五关节部旋转，则手部16从第五关节部J5至前端上下转动。第六关节部J6是具有与第四关节部J4的旋转轴RA4正交、与第五关节部J5的旋转轴RA5垂直的旋转轴RA6的弯曲关节。如果第六关节部J6旋转则手部16左右旋转。

通过第一至第六关节部J1-J6的转动、弯曲、伸缩，可将手部3的两个指手16配置为任意的位置·姿势。特别是，第三关节部J3的直动伸缩距离的长度可实现手部3对基部1的附近位置至远距离位置的大范围的对象的作用。

第三关节部J3的特征为通过构成的直动伸缩臂机构而实现直动伸缩距离的长度。直动伸缩距离的长度是通过图2、图3所示的构造达成。直动伸缩臂机构具有第一连结链节排21及第二连结链节排20。在臂部2水平配置的基准姿势下，第一连结链节排21位于第二连结链节排20的下部，第二连结链节排20位于第一连结链节排21的上部。

第一连结链节排21具有相同的剖面“コ”字形，包含通过销而在背面部位排状连结的多个第一连结链节23。具备如下性质：因利用第一连结链节23的剖面形状及销实现的链接位置，而第一连结链节排21可向其背面方向弯曲但无法反过来朝表面方向弯曲。第一连结链节23的剖面形状不仅可为“コ”字形，也可为剖面“ロ”字形、圆弧形状等。

第二连结链节排20具有与第一连结链节23大致相等的宽度的大致平板形状，包含通过销而排状连结的多个第二连结链节22。第二连结链节排20具备如下性质：因利用链接部分的形状或销的链接位置，可向表面方向弯曲但无法反过来向背面方向弯曲。第一连结链节排21在前端部通过结合链节26而与第二连结链节排20结合。结合链节26具有第一连结链节23与第二连结链节22成为一体的形状。如图2所示，在第二连结链节22的背面侧分别形成有线性齿轮22a。当第二连结链节22成为直线状时，线性齿轮22a被链接，构成连续的线性齿轮(齿条)。

如图3所示，在驱动齿轮24a与射出部30之间设有导向部40。通过导向部40，维持形成在第二连结链节22的背面的线性齿轮22a与驱动齿轮24a的卡合状态。当臂伸长时，驱动马达M1，驱动齿轮24a正向旋转，由此，第二连结链节排20与第一连结链节排21接合，成为柱状体而从射出部30朝前方被送出。此时，第一连结链节排21与第二连结链节排20的背面彼此接合，由此构成柱状体。当臂收缩时，驱动马达M1，驱动齿轮24a逆向旋转，由此，柱状体在射出部30的后方解除接合状态，相互分离。分离后的第二连结链节排20与第一连结链节排21分别成为可弯曲的状态，向沿第一旋转轴RA1的方向弯曲，储存在第一支撑体11a内部。

以下，针对导向部40的构造，参照图4，5进行说明。图4是表示图3的导向部40与驱动齿轮24a之间的位置关系的图。图5是从上方、侧方(左侧方)及下方观察图3的导向部40的图。

导向部40具有将第二连结链节排20向接合机构引导的功能。接合机构是用于将第一连结链节排21与第二连结链节排20接合，构成柱状体的机构。在本实施方式中，接合机构构成在射出部30。因此，以下，设接合机构为射出部30。导向部40形成从驱动齿轮24a至射出部30为止的第二连结链节排20的移动路径。移动路径是用于第二连结链节排20以适宜角度进入射出部30的路径。以适宜角度使第二连结链节排20进入射出部30，由此可减少无法由射出部30将第一连结链节排21接合在第二连结链节排20等不良情况的产生。另外，导向部40具有维持设置在第二连结链节22的线性齿轮22a与驱动齿轮24a的卡合状态的功能。这些功能的详情在下文叙述。

导向部40典型地是如下构成。导向部40具有“コ”字形的外观。导向部40具备一对侧壁板321、322、下壁板323及上壁板324。侧壁板321是长方形的平板。侧壁板321的短边比臂部2的厚度长，长边具有从射出口33至驱动齿轮24a的后方的距离程度的长度。侧壁板322及上壁板324具有与侧壁板321相同的形状。一对侧壁板321、322是固定在第一支撑体11a或第二支撑体11b。

一对侧壁板321、322是从射出中心轴分别朝左右方向(图中，+Y方向与-Y方向)间隔等距离而配置。一对侧壁板321、322是间隔比柱状体的宽度长的距离来配置。一对侧壁板321、322的下端部之间是通过下壁板323来固定。一对侧壁板321、322的上端部之间是通过上壁板324来固定。通过下壁板323及上壁板324，将一对侧壁板321、322的间隔保持固定。另外，射出中心轴是射出部30的中心轴。当射出中心轴通过射出部30来支撑臂部2时，是与臂部2的中心轴一致。

在侧壁板321、322的上端部间可旋转地固定有导向辊。导向辊具备轴和辊。轴的两端是分别固定在侧壁板321、322。在轴上旋转自如地安装有两个辊。本实施方式所涉及的导向部40具备多个，此处为三个导向辊411、412、413。多个导向辊411、412、413具有在第二连结链节22的宽度方向平行的旋转轴。多个导向辊411、412、413排列在从驱动齿轮24a附近至射出部30之间。

首先，针对多个导向辊411、412、413中最末尾的导向辊411的配置进行说明。最末尾的导向辊411是在驱动齿轮24a附近，配置在用于维持驱动齿轮24a与线性齿轮22a的卡合的位置。具体而言，导向辊411以相对于从驱动齿轮24a的旋转轴24r至导向辊411的旋转轴为止的射出中心轴的距离dx1为驱动齿轮24a的半径以下的方式来配置。较佳为导向辊411的距离dx1为零，即，相对于射出中心轴配置在与驱动齿轮24a相同位置。另外，导向辊411相对于驱动齿轮24a的半径方向，从驱动齿轮24a的旋转轴24r间隔比既定距离dz1长的距离来配置。既定距离dz1具有将驱动齿轮24a与线性齿轮22a卡合所需的距离。即，既定距离dz1与合计驱动齿轮24a的半径24d与第二连结链节22的厚度22d得到的长度对应。厚度22d与从第二连结链节22的表面至设置在背面的线性齿轮22a的下端为止的长度对应。由此，第二连结链节排20卡合在驱动齿轮24a之后，被夹持在导向辊411与驱动齿轮24a之间，维持线性齿轮22a与驱动齿轮24a的卡合状态。多个导向辊412、413排列在最末尾的导向辊411与射出部30之间。针对多个导向辊412、413的配置方法在下文叙述。

射出部30具有将第一连结链节排21与第二连结链节排20接合的功能和支撑臂部2的功能。因此，射出部30是如下构成。射出部30具有大致锥筒形状的外观。在本实施方式中，一对侧壁板321、322、下壁板323、上壁板324是导向部40与射出部30的通用零件。因此，在一对侧壁板321、322上构成导向部40和射出部30。此时，导向部40是构成在射出部30的后方。另外，导向部40和射出部30也可构成在分别不同的一对侧壁板上。然而，如本实施方式，在共同的一对侧壁板321、322上构成导向部40和射出部30，由此可得到如下效果。即，通过共同的一对侧壁板321、322，可以减少一方的一对侧壁板部分、零件数。另外，通过共同的一对侧壁板321、322，可以避免第二连结链节排20到达射出部30之间，第2连结链节排20向宽度方向偏离。换言之，共同的一对侧壁板321、322可以实现一部分引导第二连结链节排20的功能。

在一对侧壁板321、322上分别设有多个侧部辊313、314。以下，针对设在侧壁板321的多个侧部辊313进行说明。

在侧壁板321的外侧面的既定位置固定一对轴承部325、326。轴承部325是细长的棱柱，具有与射出中心轴平行的中心轴。轴承部326具有与轴承部325相同的形状。固定一对轴承部325、326的位置分别与从射出中心轴在上下方向(图中+Z方向与-Z方向)间隔等距离的位置对应。

在轴承部325、326之间，可旋转地固定有多个侧部辊313。多个侧部辊313是相互平行，且沿射出中心轴排列。多个侧部辊313具有上下方向(图中Z方向)的旋转轴。侧部辊313具有比从固定在轴承部325、326的侧部辊313的旋转轴至侧壁板321的内侧面为止的距离长的半径。在侧壁板321的既定位置，形成有用于使侧部辊313从侧壁板321的内侧面突出的突出孔329。在侧壁板321上形成有突出孔329的位置是与固定在轴承部325与326之间的侧部辊313的位置对应。在侧壁板321上形成有突出孔329，由此，固定在轴承部325、326的侧部辊313从侧壁板321的内侧面突出。通过从侧壁板321的内侧面突出的多个侧部辊313的突出端来规定支撑柱状体的支撑面。

与侧壁板321同样地，在侧壁板322上固定有一对轴承部327、328。与一对轴承部325、326同样地，在一对轴承部327、328之间可旋转地固定有多个侧部辊314(位于右侧方，由于图5的(b)实际上示出了左侧方的示图，因此多个侧部辊314被隐藏，在图5的(b)的状态下看不到多个侧部辊314)。侧部辊314具有与侧部辊313相同的形状。多个侧部辊314与多个侧部辊313同样地从侧壁板322的内侧面突出。通过从侧壁板322的内侧面突出的多个侧部辊314的突出端来规定支撑柱状体的支撑面。

从由多个侧部辊313规定的支撑面至由多个侧部辊314规定的支撑面为止的距离是与射出部30的筒状部分的宽度对应。由多个侧部辊313规定的支撑面与由多个侧部辊314规定的支撑面,是以射出部30的筒状部分的宽度成为柱状体的宽度以下的长度的方式来设计。具体而言，从侧部辊313、314的侧壁板321、322的内侧面的突出长度以从由多个侧部辊313规定的支撑面至由多个侧部辊314规定的支撑面为止的距离成为柱状体的宽度以下的长度的方式来调整。当从由多个侧部辊313规定的支撑面至由多个侧部辊314规定的支撑面为止的距离比柱状体的宽度短时，多个侧部辊313、314以在柱状体之间施加有预压的状态来支撑柱状体。

在侧壁板321、322的上部间可旋转地固定有多个上部辊312。多个上部辊312是相互平行，且沿射出中心轴排列。因此，多个上部辊312具有左右方向(图中Y方向)的旋转轴。由多个上部辊312的下部来规定支撑柱状体的支撑面。在侧壁板321、322的下部间可旋转地固定有多个下部辊311。多个下部辊311是相互平行，且沿射出中心轴排列。因此，多个下部辊311具有左右方向(图中Y方向)的旋转轴。由多个下部辊311的上部来规定支撑柱状体的支撑面。

从由多个上部辊312规定的支撑面至由多个下部辊311规定的支撑面为止的距离是与射出部30的筒状部分的厚度对应。由多个上部辊312规定的支撑面与由多个下部辊311规定的支撑面,是以射出部30的筒状部分的厚度成为柱状体的厚度以下的长度的方式来设计。具体而言，多个上部辊312与多个下部辊311的固定位置,是以从由多个上部辊312规定的支撑面至由多个下部辊311规定的支撑面为止的距离成为柱状体的厚度以下的长度的方式来确定。当从由多个上部辊312规定的支撑面至由多个下部辊311规定的支撑面为止的距离比柱状体的厚度短时，多个上部辊312和多个下部辊是以在柱状体之间施加有预压的状态来支撑柱状体。

如以上所说明的，射出部30的筒状部分的宽度及厚度分别以比柱状体的宽度及厚度短的方式来设计。由此，成为对射出部30与柱状体之间施加有预压的状态。通过对射出部30与柱状体之间施加适宜的预压，可以减少臂收缩时的晃动，通过减少晃动，可以防止异响。另外，可以提高射出部30的刚性。即，可以针对伴随着臂部2及末端效应器3的移动而施加的外力和与臂部2及末端效应器3的重量对应的外力，减少射出部30的变形量。由此，可以通过射出部30来提高保持臂部2的位置的精度。另外，在本实施方式中，作为施加预压的方法是采用固定位置预压。在本实施方式中，固定位置预压是依照辊与柱状体之间的位置关系，对柱状体与射出部30之间施加预压的方法。此时，通过使辊的间隔略短于柱状体的宽度(厚度)而，对柱状体与射出部30之间施加预压。然而，对柱状体与射出部30之间施加预压的方法并不限定于此。也可通过利用螺旋弹簧或盘形弹簧等的定压预压，对柱状体与射出部30之间施加预压。在本实施方式中，可通过利用这些弹簧将辊向柱状体压入，对柱状体与射出部30之间施加预压。

另外，与臂部2及末端效应器3的重量对应的外力(重力)通常作用在射出部30。因此，对与柱状体之间施加预压的效果,特别是对射出部30的上部辊312与下部辊311较为显著。另一方面，相比于上部辊312及下部辊311，不会对侧部辊313、314作用大的外力。因此，也可不对侧部辊313、314与柱状体之间施加预压。即，射出部30的筒状部分的宽度是与柱状体的宽度相等即可。另外，也可代替与柱状体线接触的侧部辊313、314，而使用与柱状体点接触的滚珠轴承。

如果驱动齿轮24a正向旋转，则第二连结链节排20与第一连结链节排21被一起向射出部30引导。被向射出部30引导的第一连结链节23一面沿最末尾的下部辊311旋转，一面排列在与射出中心轴平行的直线上。同样地，被向射出部30引导的第二连结链节22沿最末尾的上部辊312的旋转轴而排列在与射出中心轴平行的直线上。如上所述，射出部30的筒状部分的厚度比臂部2的厚度稍短。因此，第二连结链节排20与第一连结链节排21一起被射出部30的后方的上部辊312与下部辊311夹持。由此，第一连结链节排21与第二连结链节排20相互挤压而接合。接合后的第一连结链节排21与第二连结链节排20通过被射出部30的多个辊支撑而保持接合状态。当保持第一连结链节排21与第二连结链节排20的接合状态时，第一连结链节排21与第二连结链节排20的弯曲被限制，由此，由第一连结链节排21和第二连结链节排20构成具有一定刚性的柱状体。并且，被接合的臂部2从射出部30朝前方被送出。

其次，针对多个导向辊411、412、413的配置方法，参照图6进行说明。图6是用于说明构成本实施方式所涉及的导向部40的多个导向辊411、412、413的配置方法的补充说明图。图6的(a)是从剖面方向观察包含机械臂机构的导向部40与射出部30的范围的图。图6的(b)是用于说明第二连结链节22的长度的补充说明图。如图6的(b)所示，在连接第二连结链节22的方向(长度方向)，将从第二连结链节22的前端至后端的距离L2设为第二连结链节22长L2。另外，将导向辊411与导向辊412之间的旋转轴间距离设为L41(以下，称为辊间隔L41)，将导向辊412与导向辊413之间的旋转轴间距离设为L42(以下，称为辊间隔L42)，将导向辊413的旋转轴与射出部30的后端、这里与射出部30的最末尾的上部辊312的旋转轴之间的距离设为L43(以下，称为辊间隔L43)。

如图6所示，多个导向辊411、412、413是相互平行地从驱动齿轮24a附近至射出部30分别配置。具体而言，导向辊413(最前头的导向辊413)是相对于射出中心轴，从射出部30的后端(从最末尾的上部辊312)间隔辊间隔L43而配置。辊间隔L43具有第二连结链节长L2以下的长度。最前头的导向辊413是相对于射出部30的厚度方向，配置在与最末尾的上部辊312相同的位置。

导向辊412是配置在导向辊411与413之间。具体而言，导向辊412是相对于射出中心轴，配置在从导向辊411间隔辊间隔L41的位置、从导向辊413间隔辊间隔L42的位置。辊间隔L41、L42具有第二连结链节长L2以下的长度。由此，第二连结链节22是至少被一个导向辊支撑。导向辊412是相对于射出部30的厚度方向，被配置在最前头的导向辊413与最末尾的导向辊411之间。如本实施方式，当最末尾的导向辊411相对于射出部30的厚度方向而配置在与最末尾的上部辊312相同位置时，由多个导向辊411、412、413的下部和最末尾的上部辊312规定的面与射出中心轴平行。

另外，如果合计辊间隔L41与L42得到的长度为第二连结链节长L2以下，也可不具有导向辊412。另外，当合计辊间隔L41与L42得到的长度比第二连结链节长L2的二倍长时，也可以辊间隔成为第二连结链节长L2以下的方式，在最前头的导向辊413与最末尾的导向辊411之间配置两个以上导向辊。

其次，针对多个导向辊411、412、413依照在图6中说明的条件进行配置时的功能，参照图7进行说明。

图7是用于说明本实施方式所涉及的机械臂机构的导向部40的功能的补充说明图。图7是从剖面方向观察包含机械臂机构的导向部40与射出部30的范围的图。图7是表示臂部2被送出的情形。图7的(b)是表示从图7的(a)经过规定时间后的状态。

首先，针对最末尾的导向辊411的功能进行说明。如果驱动齿轮24a正向旋转，则第二连结链节排20被向射出部30引导。如图6所示，第二连结链节22刚卡合在驱动齿轮24a之后，链节的朝向就发生较大变化。因此，特别是，当臂部2快速伸长时，刚卡合在驱动齿轮24a之后的第二连结链节22,是以其前方的连结部分为旋转中心，其后方部分向图中箭头UD的方向快速旋转。最末尾的导向辊411将刚卡合在驱动齿轮24a之后的、旋转的第二连结链节22固定。因此，最末尾的导向辊411相对于射出中心轴，配置在与驱动齿轮24a相同的位置或驱动齿轮24a的后方附近。由此，通过最末尾的导向辊411，可以减少第二连结链节22撞击第二支撑体11b及其盖等的可能性，也可抑制第二连结链节22的损伤或由撞击产生的声音。

另外，最末尾的导向辊411具有比第二连结链节22低的硬度。具体而言，最末尾的导向辊411是由弹性体、例如由橡胶等覆盖其辊部分。由此，可以由弹性体吸收第二连结链节22撞击导向辊411时的力，因此，可以防止第二连结链节22的损伤。另外，例如，最末尾的导向辊411具有比其他导向辊大的直径。由此，可以提高可固定旋转的第二连结链节22的可能性。

另外，将最末尾的导向辊411配置在用于在与驱动齿轮24a之间夹持第二连结链节22的位置，由此，最末尾的导向辊411可以维持线性齿轮22a与驱动齿轮24a的卡合状态。因此，通过最末尾的导向辊411，可防止线性齿轮22a偏离驱动齿轮24a，因此可以使臂部2的收缩动作稳定。

其次，针对多个导向辊412、413的功能进行说明。多个导向辊412、413是以辊间隔成为第二连结链节长L2以下的长度的方式来配置。由此，在第二连结链节长L2之间至少配置一个导向辊。第二连结链节排20具有可向表面方向弯曲的性质。因此，第二连结链节排20可向表面方向弯曲。然而，第二连结链节22是至少由一个导向辊支撑在表面方向上，因此，即便由于某些原因对第二连结链节排20作用向其表面方向弯曲的力，也可抑制第二连结链节排20向表面方向弯曲。多个导向辊412、413具有比第二连结链节22低的硬度。由此，即便在由第二连结链节22对多个导向辊412、413作用强力的情形时，也在第二连结链节22之前损伤多个导向辊412、413，因此，可以抑制第二连结链节22的损伤。

另外，最前头的导向辊413具有以下功能。最前头的导向辊413相对于射出部30的厚度方向，配置在与最末尾的上部辊312相同位置。最前头的导向辊413相对于射出部30的厚度方向配置在与最末尾的上部辊312相同的位置，由此可使第二连结链节排20进入最末尾的上部辊312的角度为零。即，通过最前头的导向辊413，可以使第二连结链节排20沿与射出中心轴平行的方向而进入射出部30。从而，第二连结链节22在最末尾的上部辊312，朝向不会较大地变化，因此，可以减小通过射出部30，第一连结链节23与第二连结链节22接合不良的可能性。

另外，导向部40的构造并不限定于本实施方式。

图8是表示本实施方式所涉及的机械臂机构的导向部40的另一构成例的图。如图8的(a)所示，当驱动齿轮24a与射出部30之间的距离长时，以在最末尾的导向辊411至射出部30之间，辊间隔为第二连结链节长L2以下的方式，沿着射出中心轴配置多个导向辊412、413、414、415、416即可。另外，当第二连结链节排20向背面方向也可弯曲时，如图8的(a)所示，也可夹着第二连结链节排20在与多个导向辊412、413、414、415、416对向的位置配置多个导向辊417、418。此时，多个导向辊417、418是从多个导向辊412-416，间隔与第二连结链节22的厚度相同或稍长的距离来配置。由此，多个导向辊412-418可以防止第二连结链节排20向表面方向和背面方向弯曲。

另外，假定第二连结链节排20向表面方向弯曲的角度被销等限制的情形。在这种情形时，如图8的(b)所示，导向部40也可仅由导向辊411构成。这是因为第二连结链节排20向表面方向弯曲的角度被限制，不会向表面方向较大地弯曲。因此，防止第二连结链节排20向表面方向弯曲的必要性低。另外，如本实施方式，当相对于射出部30的厚度方向，最末尾的上部辊312与导向辊411被配置在相同位置时，被导向辊411与驱动齿轮24a夹持的第二连结链节22已经与射出中心轴平行。因此，不需要配置用于使第二连结链节排20沿着与射出中心轴平行的方向进入射出部30的最前头的导向辊413。因为这些理由，在第二连结链节排20向背面方向的弯曲为负荷，向表面方向的弯曲角度被限制的情形时，不需要多个导向辊412、413。当然，相对于射出部30的厚度方向，当导向辊411相对于最末尾的上部辊312间隔较大时，需要使第二连结链节排20沿着与射出中心轴平行的方向进入射出部30。因此，也可配置最前头的导向辊413。通过这样构成导向部40，也可减少零件数量，因此，有效降低成本。

另外，导向部40也可作为射出部30的一部分来发挥作用。具体而言，如图8的(c)所示，导向辊411与下部辊311一起构成射出部30。此时，设重力方向为-Z方向。此时，通过对柱状体对应臂部2及末端效应器3的重量而作用的重力，产生力矩。然而，通过导向辊411来支撑柱状体，由此，可以抑制由于力矩而想要旋转的柱状体。例如，在臂部2及末端效应器3的重力轻等情形时，可以通过由导向辊411和下部辊311构成的射出部30来实现支撑柱状体的功能。通过这样构成射出部30，可以减少射出部30的零件数量，因此，有效降低成本。

根据以上说明的本实施方式所涉及的机械臂机构的导向部40，可以得到以下效果。即，通过导向部40，当臂伸长时，可以使刚与驱动齿轮24a卡合后的第二连结链节22不撞击其他机构,引导至射出部30。具体而言，可以通过最末尾的导向辊411来抑制与驱动齿轮24a卡合之后跳起的第二连结链节22。另外，最末尾的导向辊411可以维持设置在第二连结链节22的背面的线性齿轮22a与驱动齿轮24a的卡合状态。即，最末尾的导向辊411可以将第二连结链节排20向射出部30引导，且维持设置在第二连结链节22的背面的线性齿轮22a与驱动齿轮24a的卡合状态。另外，最前头的导向辊413相对于射出中心轴，配置在与最末尾的上部辊312相同位置。最前头的导向辊413可以使第二连结链节排20与射出中心轴平行地进入射出部30。由此，可以减少通过射出部30，与第一连结链节排21的接合不良的情形。另外，多个导向辊411、412、413以旋转轴间距离为第二连结链节22的长度以下的方式来排列。由此，可防止第二连结链节排20向表面方向弯曲。因此，本实施方式所涉及的机械臂机构的导向部40可使臂部2的收缩动作稳定。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式只是作为例子提出的，并非用于限定本发明的范围。对于这些新的实施方式能够以其他各种方式进行实施，且在不脱离本发明要旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形，包含于本发明的范围和要旨的同时，也包含于权利要求书中所记载的发明及其均等范围内。

附图标记说明

1…基部

2…臂部

3…末端效应器

J1、J2、J4、J5、J6…旋转关节部

J3…直动关节部

11a…第一支撑体

11b…第二支撑体

11c…第三支撑体

20…第二连结链节排

21…第一连结链节排

22…第二连结链节

23…第一连结链节

26…结合链节

30…射出部

311…下部辊

312…上部辊

313、314…侧部辊

321、322…侧壁板

323…下壁板

324…上壁板

325、326、327、328…轴承部

40…导向部

411、412、413…导向辊

Claims (2)

1.一种机械臂机构，其具有直动伸缩关节，其中，

所述直动伸缩关节具有臂部和支撑所述臂部的射出部，

所述臂部具有第一连结链节排和第二连结链节排，

所述第一连结链节排由具有剖面“コ”字、圆弧或“ロ”字形的多个第一连结链节构成，所述第二连结链节排由具有大致平板形状的多个第二连结链节构成，所述第二连结链节排与所述第一连结链节排接合，由此构成柱状体，

所述第二连结链节排以接合所述第一连结链节排的状态，与所述第一连结链节排一起从所述射出部朝前方被送出，

在所述第二连结链节形成线性齿轮，

为了前后驱动所述第二连结链节，在所述射出部的后方配置与所述线性齿轮卡合的驱动齿轮，

在相对于所述驱动齿轮夹持所述第二连结链节排的相反侧，排列多个导向辊，

在所述多个导向辊中的最末尾的导向辊与所述驱动齿轮之间夹持所述第二连结链节排，维持所述第二连结链节排的所述线性齿轮与所述驱动齿轮的卡合状态，

为了抑制所述第二连结链节排的弯曲，隔开所述第二连结链节排的长度以下的距离来排列所述多个导向辊中的至少一部分，

所述最末尾的导向辊被配置成，相对于射出中心轴位于比所述驱动齿轮更靠后方的位置处、且相对于从所述驱动齿轮的旋转轴至所述最末尾的导向辊的旋转轴为止的射出中心轴的距离为所述驱动齿轮的半径以下，

所述多个导向辊中的最末尾的导向辊的直径大于其他导向辊的直径。

2.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中，

所述多个导向辊的表面具有比所述第二连结链节低的硬度。

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