JP2007290044A - ロボットの駆動機構及びロボットハンド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のロボットの駆動機構は、第一リンクと第二リンクの接合部にある第一関節と、第二リンクと第三リンクの接合部にある第二関節の2つの関節を、1つのアクチュエータとリンクアームにより連動して駆動できるようにしたロボットの駆動機構において、アクチュエータを第一リンク又は第二リンクに配置し、リンクアームは、その一端部が第一リンクに設けられた第一支軸を介して回転可能に軸支されるとともに、他端部が第三リンクに設けられた第二支軸を介して回転可能に軸支され、第一リンク、第二リンク及び第三リンクの伸展姿勢にて、前記第一支軸を、前記第一関節の軸と前記第二支軸を結ぶ線上に配置することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明を一態様で実施するロボットハンドの指の構造を示す斜視図である。図1において、1は指、11は基節、12は中節、13は末節、14は中手、15は掌部、16はアームリンク、21は近位指節間関節、22は遠位指節間関節、24は第二支軸、31はアクチュエータである。
なお、図1においては、より人間の指と類似した運動ができるように、図示しない2自由度を有する中手指節関節を有する構成にしているが、基節と中手と掌を一体化した構造であっても、本発明は適用することができる。
図2において、23は第一支軸、41は最終減速機構である。
なお、基節11の空間スペースに比べ、中節12の空間スペースに余裕がある場合には、アクチュエータ31を中節12に配置して、近位指節間関節21を、能動的に動かすことが可能な機構構成であっても、本発明は適用することができる。
11aは、基節11の一部であり、基節主リンクを表している。11bは、同じく基節11の一部であり、近位指節間関節21と第一支軸23を結ぶ基節枝リンクを表している。13aは、末節13の一部であり、末節主リンクを表している。13bは、同じく末節13の一部であり、遠位指節間関節22と第二支軸24を結ぶ末節枝リンクを表している。
すなわち、本発明の実施例1では、基節11、中節12、末節13が伸展姿勢となり高負荷がかかる姿勢においても、アクチュエータ31のパワーを近位指節間関節21のみでの消費に費やすことができるため、対象物に対して十分な操作力を加えることが可能になる。これにより、従来技術において問題となっていた、基節11、中節12、末節13が伸展姿勢となり高負荷がかかる姿勢において、アクチュエータ31のパワーが近位指節間関節21と遠位指節間関節22で分散消費されるため、対象物に対する操作力が弱くなると言う問題を、本発明の実施例1により解消することが可能になった。
また、アクチュエータ31により近位指節間関節21を能動的に動かすと、遠位指節間関節22を受動的に動かすことが可能な機構構成になっている。
なお、基節11の空間スペースに比べ、中節12の空間スペースに余裕がある場合には、アクチュエータ31を中節12に配置して、近位指節間関節21を、能動的に動かすことが可能な機構構成であっても、本発明は適用することができる。
本発明の実施例2では、図5、図6(a)に示すように、基節11、中節12、末節13の伸展姿勢にて、第一支軸23を、近位指節間関節21の軸と遠位指節間関節22の軸を結ぶ線上に配置するようにしている。このような配置方法により、図6(a)の伸展姿勢から若干反り返った姿勢にて、本発明の実施例2の駆動機構における特異姿勢となる。
通常のロボットハンドでは、中節12の長さに比べ末節13の厚みは薄く、従って末節枝リンク13bの長さは中節12の長さに比べ十分短く、図6(c)に示す特異姿勢における遠位指節間関節22と近位指節間関節21と第一支軸23のなす角は近位指節間関節21の可動範囲角に比べ十分小さな値である。
すなわち、本発明の実施例2においても、基節11、中節12、末節13が伸展姿勢となり高負荷がかかる姿勢においても、アクチュエータ31のパワーをほぼ近位指節間関節21のみでの消費に費やすことができるため、対象物に対して十分な操作力を加えることが可能になる。これにより、従来技術において問題となっていた、基節11、中節12、末節13が伸展姿勢となり高負荷がかかる姿勢において、アクチュエータ31のパワーが近位指節間関節21と遠位指節間関節22で分散消費されるため、対象物に対する操作力が弱くなると言う問題を、本発明の第二の実施例によっても解消することが可能になった。
本発明の実施例3と実施例1及び実施例2との違いは、第一支軸23の配置位置が異なる点である。
本発明の実施例3では、図8に示すように、基節11、中節12、末節13の伸展姿勢にて、第一支軸23を、近位指節間関節21の軸と第二支軸24を結ぶ線上と近位指節間関節21の軸と遠位指節間関節22の軸を結ぶ線上に挟まれたエリアで、且つ、第二支軸24と遠位指節間関節22の軸を結ぶ直線と近位指節間関節21の軸と第一支軸23を結ぶ直線が交差するように、第一支軸23を配置している。
すなわち、本発明の実施例3では、実施例2で示した図6(c)の姿勢状態よりも、実施例1で示した図3(a)の伸展姿勢により近づいた姿勢にて特異姿勢になるように、第一支軸23を配置している。
11 基節
11a 基節主リンク
11b 基節枝リンク
12 中節
13 末節
13a 末節主リンク
13b 末節枝リンク
14 中手
15 掌部
16 アームリンク
21 近位指節間関節
22 遠位指節間関節
23 第一支軸
24 第二支軸
31 アクチュエータ
41 最終減速機構
Claims (4)
- 少なくとも第一リンク、第二リンク、第三リンクを備えるとともに、第一リンクと第二リンクの接合部に第一関節と、第二リンクと第三リンクの接合部に第二関節を備え、前記2つの関節を1つのアクチュエータとリンクアームにより連動して駆動できるようにしたロボットの駆動機構において、アクチュエータを第一リンク又は第二リンクに配置し、リンクアームは、その一端部が第一リンクに設けられた第一支軸を介して回転可能に軸支されるとともに、他端部が第三リンクに設けられた第二支軸を介して回転可能に軸支され、第一リンク、第二リンク及び第三リンクの伸展姿勢にて、前記第一支軸を、前記第一関節の軸と前記第二支軸を結ぶ線上に配置することを特徴とするロボットの駆動機構。
- 少なくとも第一リンク、第二リンク、第三リンクを備えるとともに、第一リンクと第二リンクの接合部に第一関節と、第二リンクと第三リンクの接合部に第二関節を備え、前記2つの関節を1つのアクチュエータとリンクアームにより連動して駆動できるようにしたロボットの駆動機構において、アクチュエータを第一リンク又は第二リンクに配置し、リンクアームは、その一端部が第一リンクに設けられた第一支軸を介して回転可能に軸支されるとともに、他端部が第三リンクに設けられた第二支軸を介して回転可能に軸支され、第一リンク、第二リンク及び第三リンクの伸展姿勢にて、前記第一支軸を、前記第一関節の軸と前記第二関節の軸を結ぶ線上に配置することを特徴とするロボットの駆動機構。
- 少なくとも第一リンク、第二リンク、第三リンクを備えるとともに、第一リンクと第二リンクの接合部に第一関節と、第二リンクと第三リンクの接合部に第二関節を備え、前記2つの関節を1つのアクチュエータとリンクアームにより連動して駆動できるようにしたロボットの駆動機構において、アクチュエータを第一リンク又は第二リンクに配置し、リンクアームは、その一端部が第一リンクに設けられた第一支軸を介して回転可能に軸支されるとともに、他端部が第三リンクに設けられた第二支軸を介して回転可能に軸支され、第一リンク、第二リンク及び第三リンクの伸展姿勢にて、前記第一支軸を、前記第一関節の軸と前記第二支軸を結ぶ線上と前記第一関節の軸と前記第二関節の軸を結ぶ線上に挟まれたエリアで、且つ、前記第二支軸と前記第二関節の軸を結ぶ直線と前記第一関節の軸と前記第一支軸を結ぶ直線が交差するように前記第一支軸を配置することを特徴とするロボットの駆動機構。
- 請求項1から請求項3の何れかの駆動機構を備えた指を、少なくとも一指有することを特徴とするロボットハンド。
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