JP2004190848A - 駆動機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】索状能動体の単位節の機構を軽量、高出力化することができる駆動機構を提供する。
【解決手段】伸縮自在なベローズ4を端部板A5と端部板B6によって密閉されている。ベローズの内部に密閉される気体の圧力を切り替えるために吸気と排気を行う気体圧調整装置7によりベローズ内の気体圧力を調整することができる。ベローズの内部には端部板Aから端部板Bへ複数の伸展可能なワイヤ8を張り、それぞれのワイヤには、その長さを任意長で固定する制動機構を装備した巻き取り機構9を持つ。ベローズの内部は気体圧調整装置により内部の気体圧力を高めることができ、それによりベローズは伸展することができる。その際に巻き取り機構によりワイヤの長さをそれぞれ調整することによってベローズの伸展方向、伸展長さを制御することができる。これにより、従来の機構に比べ高出力でありながら軽量に機構を構成することができる。
【選択図】 図5
【解決手段】伸縮自在なベローズ4を端部板A5と端部板B6によって密閉されている。ベローズの内部に密閉される気体の圧力を切り替えるために吸気と排気を行う気体圧調整装置7によりベローズ内の気体圧力を調整することができる。ベローズの内部には端部板Aから端部板Bへ複数の伸展可能なワイヤ8を張り、それぞれのワイヤには、その長さを任意長で固定する制動機構を装備した巻き取り機構9を持つ。ベローズの内部は気体圧調整装置により内部の気体圧力を高めることができ、それによりベローズは伸展することができる。その際に巻き取り機構によりワイヤの長さをそれぞれ調整することによってベローズの伸展方向、伸展長さを制御することができる。これにより、従来の機構に比べ高出力でありながら軽量に機構を構成することができる。
【選択図】 図5
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、災害現場での人命探索活動などを行うためのロボットである索状能動体(図1)の単位節を構成する機構は、図2に示すような多関節型ロボットの用いられる機構(例えば、非特許文献1参照)や図3の(A)に示すような端部板A(1)および端部板B(2)の間に複数本の伸縮可能なベローズ(3)を並列に配置し、それぞれの伸縮量を制御することで屈曲と伸縮をすることができるもの(例えば、非特許文献2参照)がある。図3の(B)は(A)の単位節を複数個連結したものである。
【0003】
さらに、本発明の駆動機構(例えば、非特許文献3参照)がある。
【0004】
【非特許文献1】
森淳,広瀬茂男:三次元索状能動体ACM−R3を用いた推進実験,ロボティクスメカトロニクス講演会2002,1A1−L06,2002年6月7日
【非特許文献2】
大野英隆,広瀬茂男:スライムロボットの研究(スリムスライムロボットの試作と3D歩容による走行実験),ロボティクスメカトロニクス講演会2001,1A1−A4,2001年6月7日
【非特許文献3】
青木岳史,大野英隆,広瀬茂男:スライムロボットの研究(Bridle Bellowsの実現と歩容の検討),ロボティクスメカトロニクス講演会2002,1A1−L06,2002年6月7日
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多関節型の機構は柔軟性に乏しく、さらに各関節にアクチュエータを配置するため機構が高重量になってしまうという問題が生じる。端部板間にベローズを配置する機構は機構内部が複雑になり、機構自体が高重量になる。さらに端部板の面積に対するベローズの有効断面積が小さく、ベローズの断面にかかる気体の圧力を効率良く使用することができないという問題が生じる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために1番の発明では、第1の端部板および第2の端部板を両端に有して密閉された伸縮自在なベローズと、ベローズの内部に密閉される気体の圧力を切り替えるための気体圧調整装置と、ベローズを密閉する両端の端部板の間に巻き取り機構により長さが可変に張られた複数のワイヤと、それぞれのワイヤの長さを任意長で固定する制動機構を装備したことを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】
図4の(A)を参照すると、伸縮自在なベローズ(4)を端部板A(5)と端部板B(6)によって密閉されている。図4の(B)と図5に示すように端部板A(5)もしくは端部板B(6)に装備され、ベローズ(4)の内部に密閉される気体の圧力を切り替えるために吸気と排気を行う気体圧調整装置(7)によりベローズ(4)内の気体圧力を調整することができる。ベローズ(4)の内部には端部板A(5)から端部板B(6)へ複数のワイヤ(8)を張り、これらのワイヤ(8)には、その長さを任意長で固定する制動機構を装備した巻き取り機構(9)をそれぞれ持つ。ベローズ(4)の内部は気体圧調整装置(7)により内部の気体圧力を高めることができ、それによりベローズ(4)は伸展することができる。その際に巻き取り機構(9)によりワイヤ(8)の長さをそれぞれ調整することによって図6に示すようにベローズ(4)の伸展方向、伸展長さを制御することができる。さらに巻き取り機構(9)の制動機構により伸展したベローズ(4)の形状を保持することができる。そして、気体圧調整装置(7)によってベローズ(4)内部の気体圧力を下げ、巻き取り機構(9)によってワイヤ(8)を巻き取ることによりベローズ(4)は収縮することができる。本発明は従来の機構に比べ、気体圧力を受ける有効断面積が大きいため高出力であり、なおかつ内部機構が簡素化されるためより軽量に機構を構成することができる。
【0008】
図7と図8に示すようにベローズ(4)の内部にワイヤを内壁に沿わせて周辺部に配置するためのガイド(10)を設置している。ガイド(10)をベローズ(4)の内部に配置し、ワイヤ(8)を張設する事によってベローズ(4)を均一に屈曲させることができる。
【0009】
図9の(A)(B)は端部板A(11)および端部板B(12)を両端に有して密閉された伸縮自在な第1のベローズA(13)に隣接し、端部板B(12)と新たな端部板C(14)で密閉された伸縮自在な第2のベローズB(15)であり、端部板A(11)に固定された複数のワイヤA(16)が、端部板B(12)に設ける気体を漏れにくくするためのガイド(17)を通過して端部板C(14)に導かれて固定される構造である。さらにベローズB(15)に隣接し、端部板C(14)と端部板D(18)によって密閉されるベローズC(19)も同様にして端部板B(12)より端部板C(14)のガイド(17)通過して端部板D(18)まで複数のワイヤB(20)で連結する。節数を増やす場合は同様にしてワイヤを連結する。
【0010】
図9の(B)に示すようにワイヤB(20)の長さを固定した状態で、ベローズB(15)内の気体を排気し、ベローズC(19)内の気体圧力を吸気により加圧しながらワイヤA(16)の巻き取りを行うとベローズB(15)が収縮し、ベローズC(19)が伸展し、端部板C(14)を方向Xに移動させることができる。これによりベローズB(15)内の排気にワイヤA(16)の張力とベローズC(19)の伸展圧力を利用できる。そのため、ワイヤA(16)の張力のみでベローズB(15)内の排気を行うよりも短時間で排気を行うことができ、ベローズB(15)はスムーズな伸縮を行うことができる。
【0011】
【発明の効果】
本発明の駆動機構は、索状能動体の単位節の機構を、従来のものよりも軽量、高出力化することができる。
【0012】
本発明の駆動機構は、ベローズの屈曲に沿ってワイヤが張設されるガイド有するので、ベローズを均一に屈曲させることができる。
【0013】
本発明の駆動機構は、隣接する単位節を協調させることでスムーズな伸縮運動を生成することができる。
【0014】
【図面の簡単な説明】
【図1】人命探索ロボットである索状能動体の図であり、災害現場での活動のコンセプト図を示す。
【図2】従来の索状能動体の単位節機構の図であり、多関節型ロボットの図を示す。
【図3】従来の索状能動体の単位節機構の図であり、(A)は複数のベローズで構成する単位節の図、(B)は(A)の単位節を複数連結した図を示す。
【図4】本発明の機構構成の図であり、(A)は外観の構成、(B)は内部の構成を示す。
【図5】本発明の機構構成の図であり、内部の構成を示す。
【図6】本発明の機構の図であり、ベローズを屈曲させた状態の図を示す。
【図7】本発明の機構の図であり、はベローズの内壁にワイヤを沿わせるためのガイドを示す。
【図8】本発明の機構の図であり、はベローズの内壁にワイヤを沿わせるためのガイドを示す。
【図9】単位節を連結した図であり、(A)(B)はワイヤ長の変化、ベローズの伸縮を示している。
【0015】
【符号の説明】
(1)端部板A、(2)端部板B、(3)ベローズ、(4)ベローズ、(5)端部板A、(6)端部板B、(7)気体圧調整装置、(8)ワイヤ、(9)巻き取り機構、(10)ガイド、(11)端部板A、(12)端部板B、(13)ベローズA、(14)端部板C、(15)ベローズB、(16)ワイヤA、(17)ガイド、(18)端部板D、(19)ベローズC、(20)ワイヤB
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、災害現場での人命探索活動などを行うためのロボットである索状能動体(図1)の単位節を構成する機構は、図2に示すような多関節型ロボットの用いられる機構(例えば、非特許文献1参照)や図3の(A)に示すような端部板A(1)および端部板B(2)の間に複数本の伸縮可能なベローズ(3)を並列に配置し、それぞれの伸縮量を制御することで屈曲と伸縮をすることができるもの(例えば、非特許文献2参照)がある。図3の(B)は(A)の単位節を複数個連結したものである。
【0003】
さらに、本発明の駆動機構(例えば、非特許文献3参照)がある。
【0004】
【非特許文献1】
森淳,広瀬茂男:三次元索状能動体ACM−R3を用いた推進実験,ロボティクスメカトロニクス講演会2002,1A1−L06,2002年6月7日
【非特許文献2】
大野英隆,広瀬茂男:スライムロボットの研究(スリムスライムロボットの試作と3D歩容による走行実験),ロボティクスメカトロニクス講演会2001,1A1−A4,2001年6月7日
【非特許文献3】
青木岳史,大野英隆,広瀬茂男:スライムロボットの研究(Bridle Bellowsの実現と歩容の検討),ロボティクスメカトロニクス講演会2002,1A1−L06,2002年6月7日
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多関節型の機構は柔軟性に乏しく、さらに各関節にアクチュエータを配置するため機構が高重量になってしまうという問題が生じる。端部板間にベローズを配置する機構は機構内部が複雑になり、機構自体が高重量になる。さらに端部板の面積に対するベローズの有効断面積が小さく、ベローズの断面にかかる気体の圧力を効率良く使用することができないという問題が生じる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために1番の発明では、第1の端部板および第2の端部板を両端に有して密閉された伸縮自在なベローズと、ベローズの内部に密閉される気体の圧力を切り替えるための気体圧調整装置と、ベローズを密閉する両端の端部板の間に巻き取り機構により長さが可変に張られた複数のワイヤと、それぞれのワイヤの長さを任意長で固定する制動機構を装備したことを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】
図4の(A)を参照すると、伸縮自在なベローズ(4)を端部板A(5)と端部板B(6)によって密閉されている。図4の(B)と図5に示すように端部板A(5)もしくは端部板B(6)に装備され、ベローズ(4)の内部に密閉される気体の圧力を切り替えるために吸気と排気を行う気体圧調整装置(7)によりベローズ(4)内の気体圧力を調整することができる。ベローズ(4)の内部には端部板A(5)から端部板B(6)へ複数のワイヤ(8)を張り、これらのワイヤ(8)には、その長さを任意長で固定する制動機構を装備した巻き取り機構(9)をそれぞれ持つ。ベローズ(4)の内部は気体圧調整装置(7)により内部の気体圧力を高めることができ、それによりベローズ(4)は伸展することができる。その際に巻き取り機構(9)によりワイヤ(8)の長さをそれぞれ調整することによって図6に示すようにベローズ(4)の伸展方向、伸展長さを制御することができる。さらに巻き取り機構(9)の制動機構により伸展したベローズ(4)の形状を保持することができる。そして、気体圧調整装置(7)によってベローズ(4)内部の気体圧力を下げ、巻き取り機構(9)によってワイヤ(8)を巻き取ることによりベローズ(4)は収縮することができる。本発明は従来の機構に比べ、気体圧力を受ける有効断面積が大きいため高出力であり、なおかつ内部機構が簡素化されるためより軽量に機構を構成することができる。
【0008】
図7と図8に示すようにベローズ(4)の内部にワイヤを内壁に沿わせて周辺部に配置するためのガイド(10)を設置している。ガイド(10)をベローズ(4)の内部に配置し、ワイヤ(8)を張設する事によってベローズ(4)を均一に屈曲させることができる。
【0009】
図9の(A)(B)は端部板A(11)および端部板B(12)を両端に有して密閉された伸縮自在な第1のベローズA(13)に隣接し、端部板B(12)と新たな端部板C(14)で密閉された伸縮自在な第2のベローズB(15)であり、端部板A(11)に固定された複数のワイヤA(16)が、端部板B(12)に設ける気体を漏れにくくするためのガイド(17)を通過して端部板C(14)に導かれて固定される構造である。さらにベローズB(15)に隣接し、端部板C(14)と端部板D(18)によって密閉されるベローズC(19)も同様にして端部板B(12)より端部板C(14)のガイド(17)通過して端部板D(18)まで複数のワイヤB(20)で連結する。節数を増やす場合は同様にしてワイヤを連結する。
【0010】
図9の(B)に示すようにワイヤB(20)の長さを固定した状態で、ベローズB(15)内の気体を排気し、ベローズC(19)内の気体圧力を吸気により加圧しながらワイヤA(16)の巻き取りを行うとベローズB(15)が収縮し、ベローズC(19)が伸展し、端部板C(14)を方向Xに移動させることができる。これによりベローズB(15)内の排気にワイヤA(16)の張力とベローズC(19)の伸展圧力を利用できる。そのため、ワイヤA(16)の張力のみでベローズB(15)内の排気を行うよりも短時間で排気を行うことができ、ベローズB(15)はスムーズな伸縮を行うことができる。
【0011】
【発明の効果】
本発明の駆動機構は、索状能動体の単位節の機構を、従来のものよりも軽量、高出力化することができる。
【0012】
本発明の駆動機構は、ベローズの屈曲に沿ってワイヤが張設されるガイド有するので、ベローズを均一に屈曲させることができる。
【0013】
本発明の駆動機構は、隣接する単位節を協調させることでスムーズな伸縮運動を生成することができる。
【0014】
【図面の簡単な説明】
【図1】人命探索ロボットである索状能動体の図であり、災害現場での活動のコンセプト図を示す。
【図2】従来の索状能動体の単位節機構の図であり、多関節型ロボットの図を示す。
【図3】従来の索状能動体の単位節機構の図であり、(A)は複数のベローズで構成する単位節の図、(B)は(A)の単位節を複数連結した図を示す。
【図4】本発明の機構構成の図であり、(A)は外観の構成、(B)は内部の構成を示す。
【図5】本発明の機構構成の図であり、内部の構成を示す。
【図6】本発明の機構の図であり、ベローズを屈曲させた状態の図を示す。
【図7】本発明の機構の図であり、はベローズの内壁にワイヤを沿わせるためのガイドを示す。
【図8】本発明の機構の図であり、はベローズの内壁にワイヤを沿わせるためのガイドを示す。
【図9】単位節を連結した図であり、(A)(B)はワイヤ長の変化、ベローズの伸縮を示している。
【0015】
【符号の説明】
(1)端部板A、(2)端部板B、(3)ベローズ、(4)ベローズ、(5)端部板A、(6)端部板B、(7)気体圧調整装置、(8)ワイヤ、(9)巻き取り機構、(10)ガイド、(11)端部板A、(12)端部板B、(13)ベローズA、(14)端部板C、(15)ベローズB、(16)ワイヤA、(17)ガイド、(18)端部板D、(19)ベローズC、(20)ワイヤB
Claims (3)
- 第1の端部板および第2の端部板を両端に有して密閉された伸縮自在なベローズと、ベローズの内部に密閉される気体の圧力を切り替えるための気体圧調整装置と、ベローズを密閉する両端の端部板の間に巻き取り機構により長さが可変に張られた複数のワイヤと、それぞれのワイヤの長さを任意長で固定する制動機構を装備したことを特徴とする駆動機構。
- ベローズの屈曲に沿ってワイヤが張設されるガイドを有する請求項1の駆動機構。
- 第1の端部板および第2の端部板を両端に有して密閉された伸縮自在な第1のベローズに隣接し、第2の端部板と新たな第3の端部板で密閉された伸縮自在な第2のベローズを有し、第1の端部板に固定された複数のワイヤが、第2の端部板を通過して第3の端部板に導かれて固定される構造を有する駆動機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002383149A JP2004190848A (ja) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | 駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002383149A JP2004190848A (ja) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | 駆動機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004190848A true JP2004190848A (ja) | 2004-07-08 |
Family
ID=32766953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002383149A Pending JP2004190848A (ja) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | 駆動機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004190848A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2762280A1 (en) * | 2012-06-25 | 2014-08-06 | CVUT V Praze, Fakulta Strojní | Manipulator |
FR3004376A1 (fr) * | 2013-04-16 | 2014-10-17 | Commissariat Energie Atomique | Structure porteuse gonflable, structure articulee et bras robotise comportant une telle structure |
CN113427503A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 西安交通大学 | 一种波纹气动软体驱动器及软体机械手 |
CN115383731A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-11-25 | 贵州八度科技有限公司 | 一种可操纵气动机器手 |
CN115991293A (zh) * | 2023-03-22 | 2023-04-21 | 江苏伊卡洛斯电力无人机通用技术有限公司 | 一种便于调节摄像角度的电力巡检无人机 |
-
2002
- 2002-12-09 JP JP2002383149A patent/JP2004190848A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2762280A1 (en) * | 2012-06-25 | 2014-08-06 | CVUT V Praze, Fakulta Strojní | Manipulator |
FR3004376A1 (fr) * | 2013-04-16 | 2014-10-17 | Commissariat Energie Atomique | Structure porteuse gonflable, structure articulee et bras robotise comportant une telle structure |
WO2014170212A1 (fr) * | 2013-04-16 | 2014-10-23 | Commissariat A L`Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Structure porteuse gonflable, structure articulee et bras robotise comportant une telle structure |
CN113427503A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 西安交通大学 | 一种波纹气动软体驱动器及软体机械手 |
CN113427503B (zh) * | 2021-06-25 | 2024-04-02 | 西安交通大学 | 一种波纹气动软体驱动器及软体机械手 |
CN115383731A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-11-25 | 贵州八度科技有限公司 | 一种可操纵气动机器手 |
CN115991293A (zh) * | 2023-03-22 | 2023-04-21 | 江苏伊卡洛斯电力无人机通用技术有限公司 | 一种便于调节摄像角度的电力巡检无人机 |
CN115991293B (zh) * | 2023-03-22 | 2023-08-25 | 江苏伊卡洛斯智能科技有限公司 | 一种便于调节摄像角度的电力巡检无人机 |
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