JP2001304240A - 首振り機構 - Google Patents
首振り機構Info
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- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
との間に塵が侵入すること無く頭部部材1が極めて円滑
に回転および斜め回転などの運動ができる。 【解決手段】回転自在に運動し得る頭部部材1の下部の
球状表面4と接する軸受部材7の摺動面3に摩擦係数の
小さい摺動面3と、球状表面4を摺動面3に押し付ける
スプリング6を設け、頭部部材1にはめ合う軸受部材7
との隙間が無くし首振り運動を円滑にしている。
Description
構に関し、特に、正逆回転および斜め回転等の種々の姿
勢で頭部を運動させる首振り機構に関する。
用される奉仕用や愛玩用ロボットが普及し始めた。特
に、愛玩用のロボットは、機能を重視する工業用のロボ
ットや奉仕用ロボットと異なり人に好まれる姿態や外観
である形状あるいは色彩など重点にして開発されてい
た。
は、頭部の姿勢をどのように変化させることが重要な課
題であった。例えば、ロボットの犬が前進するにして
も、首を左右に振ったりあるいは上下に上げ下げしたり
する必要がある。
が、工業用ロボットの肘関節に適用した肘振り回し機構
がある。例えば、特開平8−61360号公報に開示さ
れているように、球状体に2次元的に運動させる機構
(肘振り回し機構)は、球状体内部の空間に球形状の内
輪と球状体の内壁と接する球状転動体を内蔵させ、球状
体から外方に伸びる軸部材の傾斜角を制御し、Xおよび
Y方向への球状体の姿勢を制御している。
構を適用しても、姿勢を保ちながら頭部部材を一方向に
回転させるためには、球状体の姿勢を保つ軸受けが必要
である。しかし、精度を重視する工業用ロボットの精密
なピボット軸受と異なり、軽量化を重視するこの種のロ
ボットの軸受は、胴体を構成するカバ−内部に空間をも
つ開口の端部で受ける構造となる。しかも、頭部に相当
する球状体内には、重量のある駆動機構が収納され頭部
自体の重量が重くなる。
ける頭部の軸受部は、プラスチックモ−ルドされたカバ
−の開口における周辺部の端部であって、単に、カバ−
の開口に球形状の頭部を載せるだけの構造であった。そ
して、頭部は開口のエッヂにはめ込まれた状態であるの
で、開口をはめ合うとき、開口の周辺の端部と球形状の
頭部の摺動面との間に回転しうるために隙間を設ける必
要がある。
けるために、ややもすると隙間を大きくする。この場合
は、隙間から異物が侵入し内部の配線基板や駆動部品を
汚染し不具合が発生するという問題がある。もし、上述
した駆動部が内蔵した頭部を適用したら、重みのため
に、回転によって頭部がぶれて運動姿勢が醜いものとな
る。
部と固定側の開口の周縁部が接触するので、潤滑油を与
えない限り回転が円滑に行かない。しかしながら、この
種の首振り機構は、無給油を前提条件であり潤滑油なし
で運転しなければならなかった。その結果、頭部の摺動
部に傷を付けたり外観的美観を損なうという問題が生じ
ていた 一方、この種の首振り機構においては、美観の
ために頭部が塗装されていることがある。このような場
合には、隙間がない摺動部における塗装面に傷がつき、
やがて塗料が剥がれることになる。この剥がれた塗料が
カバ−内に入り込み内部の配線基板や駆動部品を汚染し
不具合が発生するという問題がある。
滑に回転および斜め回転などの運動ができる首振り機構
を提供することにある。
球状表面をもつ頭部部材と、前記頭部部材の球状表面と
接し摺動し前記頭部部材が回転自在となる摺動面部材を
もつ軸受部材と、前記頭部部材の底部から突出する回転
軸を正逆回転および該回転軸の傾斜角度を可変させる回
転軸駆動機構と、前記軸受部材を上部の開口に取付け前
記回転軸を収納するカバ−部材と、前記頭部部材の球状
表面を前記摺動面部材に押し付ける予圧手段とを備える
首振り機構である。
該回転軸が前記カバ−部材の内壁に干渉することないよ
うに前記カバ−部材は内部が前記開口と連なる空間部を
もつ円錐台形状部材であることが望ましい。さらに、前
記頭部部材の内部が空洞であることが望ましい。
の開口の周辺端部から内側の下方に向けて伸びる袖部材
であることを特徴としている。そして、前記摺動面部材
と前記球状表面と接する面に、ポリテトラフルオロエチ
レン材が介在することが望ましい。また、前記摺動面部
材と前記袖部材と当接する表面に弾性部材が介在するこ
と前記摺動面部材と前記袖部材と当接する面に弾性部材
が介在することが望ましい。そSて、前記弾性部材は、
ポリウレタンゴムであることが望ましい。
して説明する。
り機構を示す断面図である。この首振り機構は、図1に
示すように、表面が塗装され底部に球状表面4をもつ頭
部部材1と、頭部部材1の球状表面4と接し摺動し頭部
部材1が回転自在となる摺動面部材3をもつ軸受部材7
と、頭部部材1の底部から突出する回転軸5を正逆回転
および該回転軸の傾斜角度を可変させる回転軸駆動機構
8と、軸受部材7を上部の開口9に取付け回転軸5を収
納するカバ−部材2と、頭部部材1の球状表面4を摺動
面3に押し付けるスプリング6とを備えている。
軸受け部材7の摺動面3は、摩擦係数の小さい、例え
ば、ポリフルオロエチレン(以降商品名であるテフロン
と記述する)のコ−ティングするか、軸受部材7自体を
テフロン材で製作することが望ましい。交換のために必
要ならば、カバ−部材2に取付けおよび取り外しできる
ように、カバ−部材2と接着性の悪いテフロン材の軸受
部材7とを別々に製作することが望ましい。そして、こ
の軸受部材7をカバ−部材2にはめ込むように機械的に
取り付けることである。
状表面にスプリング6により適切な押圧力を与えれば、
摺動面3と球状表面4とは隙間がなく塵が侵入しない
し、摩擦係数が小さいことから円滑に首振り運動ができ
る。
えば、ペットである犬の頭や猫などを取り付けるために
設けたものである。このことは、この首振り機構は、種
々のペットに対して汎用的に使用できるという利点があ
る。
動機構8は、回転軸5を正逆回転させるモ−タM1と、
回転軸5の傾きを変える傾斜角可変機構9とを備えてい
る。この傾斜角可変機構9は、回転軸5を保持する回転
軸保持部10と、回転軸保持部10に先端が固定される
ア−ム11と、ア−ム11の後端を回転自在のピンを介
して取付けられるリンク12と、リンク12の前進およ
び後退の動作をさせる例えばリニアモ−タM2とで構成
されている。
隔は、回転軸5の傾斜角を変えることに伴って変わるの
で、回転軸5の途中を分断し、スプライン軸15によっ
て分断された回転軸を連結している。
説明する。例えば、図1に示すように、頭部部材1を最
大に傾けた状態で、モ−タM1により正逆に交互に回転
軸5を回転すると、頭部部材1は、紙面の左側から最も
離れた位置で水平に首振りをする。また、リニアモ−タ
M2により回転軸5を2点鎖線の位置にもってくると、
紙面の左側に最も近い位置で、頭部部材1は首振り運動
をする。
アモ−タM2を同時に動作させれば、モ−タM1による
回転軸5の回転動作とリニアモ−タM2の複合動作によ
り多様な頭部部材1の首振り動作が可能になってくる。
の変形例を説明するための断面図およびA部を拡大して
示すである。この首振り機構における軸受部材7aは、
図2に示すように、複合積層部材にしたことである。す
なわち、球状表面と接する滑合材13として、例えば、
テフロン材のフェルト状のものやフィルムを用いる。一
方、カバ−部材2に貼り付けられるクッション材14と
して、例えば、シリコ−ン基材のゴムおよびスポンジや
軟質のポリウレタン材が用いられる。
4を組み合わせた部材を設ければ、頭部部材1は円滑に
運動が出来る。しかも、クッション材14とカバ−部材
2の端部とが気密を保つように作用し、外部からの塵の
侵入を阻止するばかりか、有害なガスの侵入をも阻止す
る。さらに、このクッション材を設けることによって、
ケ−ス部材内の不快な騒音などの吸収もできる。
頭部の首振り動作だけではなく、脚や手の関節機構とし
ても適用できる。
な頭部部材の下部の球状表面と接する軸受部材の摺動面
に摩擦係数の小さい滑合材と、球状表面を摺動面に押し
付ける予圧手段を設けることによって、頭部部材にはめ
合う軸受部材との隙間が無くなり、外部からの塵の侵入
や塗装の剥がれを起こすことなく、頭部部材の首振り運
動が極めて円滑にできるという効果がある。
を保持するカバ−部材の開口周辺端との間に弾性部材を
設けることによって、軸受部材と開口周辺端との間の隙
間も無くなり外部からの塵の侵入を完全に阻止し、塵の
侵入よる装置の不具合が皆無となるという効果もある。
す断面図である。
図およびA部を拡大して示すである。
Claims (7)
- 【請求項1】 底部に球状表面をもつ頭部部材と、前記
頭部部材の球状表面と接し摺動し前記頭部部材が回転自
在となる摺動面部材をもつ軸受部材と、前記頭部部材の
底部から突出する回転軸を正逆回転および該回転軸の傾
斜角度を可変させる回転軸駆動機構と、前記軸受部材を
上部の開口に取付け前記回転軸を収納するカバ−部材
と、前記頭部部材の球状表面を前記摺動面部材に押し付
ける予圧手段とを備えることを特徴とする首振り機構。 - 【請求項2】 前記回転軸が前後左右に振れるとき該回
転軸が前記カバ−部材の内壁に干渉することないように
前記カバ−部材は内部が前記開口と連なる空間部をもつ
円錐台形状部材であることを特徴とする請求項1記載の
首振り機構。 - 【請求項3】 前記頭部部材の内部が空洞であることを
特徴とする請求項1または請求項2記載の首振り回転機
構。 - 【請求項4】 前記摺動面部材は、前記カバ−部材の開
口の周辺端部から内側の下方に向けて伸びる袖部材であ
ることを特徴とする請求項1、請求項2、または請求項
3記載の首振り機構。 - 【請求項5】 前記摺動面部材と前記球状表面と接する
面に、ポリテトラフルオロエチレン材が介在することを
特徴とする請求項4記載の首振り機構。 - 【請求項6】 前記摺動面部材と前記袖部材と当接する
表面に弾性部材が介在することを特徴とする請求項4記
載の首振り機構。 - 【請求項7】 前記弾性部材は、ポリウレタンゴムであ
ることを特徴とする請求項6記載の首振り機構。
Priority Applications (1)
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JP3507765B2 JP3507765B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011169393A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Ono Denki Seisakusho:Kk | 三次元的動作機構構造体 |
CN103035225A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 株式会社河合乐器制作所 | 支承部件 |
JP2019123055A (ja) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | 株式会社ユピテル | 装置 |
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2000
- 2000-04-25 JP JP2000123869A patent/JP3507765B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN103035225A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 株式会社河合乐器制作所 | 支承部件 |
JP2013076916A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 軸受部材 |
JP2019123055A (ja) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | 株式会社ユピテル | 装置 |
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