JP2016136060A - 直動伸縮機構及びロボットアーム機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】 直動伸縮機構において、アームの剛性を向上すること。
【解決手段】 一実施形態に係る直動伸縮機構は、第1連結コマ列21と、第1連結コマ列21は複数の第1連結コマ23からなり、第2連結コマ列22と、第2連結コマ列22は複数の第2連結コマ24からなり、複数の第2連結コマ23のうち先端の第2連結コマ23は複数の第1連結コマ24のうち先端の第1連結コマ24と接続される、第1、第2連結コマ列21,22の接合により屈曲が拘束されて筒形状を有する柱状体が構成される、第1、第2連結コマ列21,22の分離により柱状体が解除される、第1連結コマ列21を第2連結コマ列22に接合し柱状体を構成するとともに柱状体を支持する射出部30とを具備し、第1連結コマ23は第2連結コマ24の側板の間隔と略等価な幅を有し、第2連結コマ24に嵌め込まれる。
【選択図】 図3
【解決手段】 一実施形態に係る直動伸縮機構は、第1連結コマ列21と、第1連結コマ列21は複数の第1連結コマ23からなり、第2連結コマ列22と、第2連結コマ列22は複数の第2連結コマ24からなり、複数の第2連結コマ23のうち先端の第2連結コマ23は複数の第1連結コマ24のうち先端の第1連結コマ24と接続される、第1、第2連結コマ列21,22の接合により屈曲が拘束されて筒形状を有する柱状体が構成される、第1、第2連結コマ列21,22の分離により柱状体が解除される、第1連結コマ列21を第2連結コマ列22に接合し柱状体を構成するとともに柱状体を支持する射出部30とを具備し、第1連結コマ23は第2連結コマ24の側板の間隔と略等価な幅を有し、第2連結コマ24に嵌め込まれる。
【選択図】 図3
Description
本発明の実施形態は直動伸縮機構及びロボットアーム機構に関する。
従来より、多関節ロボットアーム機構が産業用ロボットなどさまざまな分野で用いられている。このような多関節ロボットアーム機構には、例えば、直動伸縮機構が装備されている。直動伸縮機構は、例えば、屈曲可能に列状に連結された複数の連結コマを備える。アーム伸長時、複数の連結コマは、支持体内に格納された状態からその屈曲が拘束されることにより一定の剛性を有する柱状体となって送り出される。一方、アーム収縮時、柱状体は引き戻され、支持体内でその屈曲の拘束が解除され、屈曲可能となって格納される。
直動伸縮機構におけるアームの剛性を向上させることにある。
本実施形態に係る直動伸縮機構は、第1連結コマ列と、前記第1連結コマ列は屈曲可能に連結された平板形状を有する複数の第1連結コマからなり、第2連結コマ列と、前記第2連結コマ列は屈曲可能に連結された断面コ字形状を有する複数の第2連結コマからなり、前記複数の第2連結コマのうち先端の第2連結コマは前記複数の第1連結コマのうち先端の第1連結コマと接続される、前記第1、第2連結コマ列の接合により屈曲が拘束されて筒状の柱状体が構成される、前記第1、第2連結コマ列の分離により前記柱状体が解除される、前記第1連結コマ列を前記第2連結コマ列に接合し前記柱状体を構成するとともに前記柱状体を支持する射出部とを具備し、前記第1連結コマは前記第2連結コマの側板の間隔と略等価な幅を有し、前記第2連結コマに嵌め込まれる。
図1は、本実施形態に係るロボットアーム機構の外観斜視図である。図2は、図1のロボットアーム機構を図記号表現により示す図である。ロボットアーム機構は、略円筒形状の基部1と基部1に接続するアーム部2とを有する。アーム部2の先端にはエンドエフェクタと呼ばれる手先効果器3が取り付けられる。図1では手先効果器3として対象物を把持可能なハンド部を図示している。手先効果器3としてはハンド部に限定されず、他のツール、又はカメラ、ディスプレイであってもよい。アーム部2の先端には任意の種類の手先効果器3に交換することができるアダプタが設けられていてもよい。
アーム部2は、複数、ここでは6つの関節部J1,J2,J3,J4,J5,J6を有する。複数の関節部J1,J2,J3,J4,J5,J6は基部1から順番に配設される。一般的に、第1、第2、第3関節部J1,J2,J3は根元3軸と呼ばれ、第4、第5、第6関節部J4,J5,J6はハンド部3の姿勢を変化させる手首3軸と呼ばれる。根元3軸を構成する関節部J1,J2,J3の少なくとも一つは直動関節である。ここでは第3関節部J3が直動関節、特に伸縮距離の比較的長い関節部として構成される。
第1関節部J1は基台面に対して例えば垂直に支持される第1回転軸RA1を中心としたねじり関節である。第2関節部J2は第1回転軸RA1に対して垂直に配置される第2回転軸RA2を中心とした曲げ関節である。第3関節部J3は、第2回転軸RA2に対して垂直に配置される第3軸(移動軸)RA3を中心として直線的に伸縮する関節である。第4関節部J4は、第3移動軸RA3に一致する第4回転軸RA4を中心としたねじり関節であり、第5関節部J5は第4回転軸RA4に対して直交する第5回転軸RA5を中心とした曲げ関節である。第6関節部J6は第4回転軸RA4に対して直交し、第5回転軸RA5に対して垂直に配置される第6回転軸RA6を中心とした曲げ関節である。
基部1を成すアーム支持体(第1支持体)11aは、第1関節部J1の回転軸RA1を中心に形成される円筒形状の中空構造を有する。第1関節部J1は図示しない固定台に取り付けられる。第1関節部J1が回転するとき、第1支持体11aはアーム部2の旋回とともに軸回転する。なお、第1支持体11aが接地面に固定されていてもよい。その場合、第1支持体11aとは独立してアーム部2が旋回する構造に設けられる。第1支持体11aの上部には第2支持部11bが接続される。
第2支持部11bは第1支持部11aに連続する中空構造を有する。第2支持部11bの一端は第1関節部J1の回転部に取り付けられる。第2支持部11bの他端は開放され、第3支持部11cが第2関節部J2の回転軸RA2において回動自在に嵌め込まれる。第3支持部11cは第1支持部11a及び第2支持部に連通する鱗状の外装からなる中空構造を有する。第3支持部11cは、第2関節部J2の曲げ回転に伴ってその後部が第2支持部11bに収容され、また送出される。アーム部2の直動関節部を構成する第3関節部J3の後部はその収縮により第1支持部11aと第2支持部11bの連続する中空構造の内部に収納される。
基部1を成すアーム支持体(第1支持体)11aは、第1関節部J1の回転軸RA1を中心に形成される円筒形状の中空構造を有する。第1関節部J1は図示しない固定台に取り付けられる。第1関節部J1が回転するとき、第1支持体11aはアーム部2の旋回とともに軸回転する。なお、第1支持体11aが接地面に固定されていてもよい。その場合、第1支持体11aとは独立してアーム部2が旋回する構造に設けられる。第1支持体11aの上部には第2支持部11bが接続される。
第3支持部11cはその後端下部において第2支持部11bの開放端下部に対して回転軸RA2を中心として回動自在に嵌め込まれる。それにより回転軸RA2を中心とした曲げ関節部としての第2関節部J2が構成される。第2関節部J2が回動すると、アーム部2がハンド部3とともに第2関節部J2の回転軸RA2を中心に垂直方向に回動、つまり起伏動作をする。
第4関節部J4は、アーム部2の伸縮方向に沿ったアーム中心軸、つまり第3関節部J3の移動軸RA3に典型的には一致する回転軸RA4を有するねじり関節である。第4関節部J4が回転すると、第4関節部J4から先端にかけてハンド部3が回転軸RA4を中心に回転する。第5関節部J5は、第4関節部J4の移動軸RA4に対して直交する回転軸RA5を有する曲げ関節部である。第5関節部が回転すると、第5関節部J5から先端にかけてハンド部3とともに上下に回動する。第6関節部J6は、第4関節部J4の回転軸RA4に直交し、第5関節部J5の回転軸RA5に垂直な回転軸RA6を有する曲げ関節である。第6関節部J6が回転するとハンド部3が左右に旋回する。
上記の通り関節部としての第3関節部J3はアーム部2の主要構成物を担う。アーム部2の先端に装備されたハンド部3は、第1、第2、第3関節部J1.J2.J3により任意位置に移動され、第4、第5、第6関節部J4、J5、J6により任意姿勢に配置される。特に第3関節部J3の直動伸縮距離の長さは、基部1の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にハンド部3を到達させることを可能にする。第3関節部J3はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直動伸縮距離の長さが特徴的である。
図3は、図1のロボットアーム機構の側面図である。図3に示すように、直動伸縮機構は第1連結コマ列21と第2連結コマ列22とを有する。第1連結コマ列21は複数の第1連結コマ23からなる。前後の第1連結コマ23は、互いの端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。第1連結コマ列21は内側や外側に自在に屈曲できる。
第2連結コマ列22は複数の第2連結コマ24からなる。前後の第2連結コマ24は、互いの底面端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。第2連結コマ列22は内側に屈曲できる。第2連結コマ24の断面はコ字形状であるので、第2連結コマ列22は、隣り合う第2連結コマ24の側板同士が衝突して、外側には屈曲しない。なお、第1連結コマ23(第2連結コマ24)、第1連結コマ23(第2連結コマ24)の第2回転軸RA2に向いた面を内面、その反対側の面を外面というものとする。
第1連結コマ列21のうち先頭の第1連結コマ23と、第2連結コマ列22のうち先頭の第2連結コマ24とは結合コマ26により接続される。例えば、結合コマ26は第2連結コマ24と第1連結コマ23とを合成した形状を有している。
アームが伸長するときには、結合コマ26が始端となって、第3支持部11cの開口から第1、第2連結コマ列21,22が外に向かって送り出される。第1、第2連結コマ列21、22は、第3支持体11cの開口付近の射出部30により互いに接合される。第1、第2連結コマ列21、22の接合状態が維持されているとき、第1、第2連結コマ列21,22の屈曲は互いに拘束される。それにより第1、第2連結コマ列21、22は、一定の剛性を備えた柱状体を構成する。柱状体とは、第2連結コマ列22に第1連結コマ列21が接合されてなる柱状の棒体を言う。この柱状体は第2連結コマ24が第1連結コマ23とともに全体として様々な断面形状の筒状体に構成される。筒状体とは上下左右が天板、底板及び両側板で囲まれ、前端部と後端部とが開放された形状として定義される。
アームが収縮するときには、第3支持体11cの開口に第1、第2連結コマ列21,22が引き戻される。柱状体を構成する第1、第2連結コマ列21,22は、射出部30の後方で互いに離反される。離反された第1、第2連結コマ列21,22はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰し、個々に屈曲され、第1支持体11aの内部に格納される。
アームが収縮するときには、第3支持体11cの開口に第1、第2連結コマ列21,22が引き戻される。柱状体を構成する第1、第2連結コマ列21,22は、射出部30の後方で互いに離反される。離反された第1、第2連結コマ列21,22はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰し、個々に屈曲され、第1支持体11aの内部に格納される。
図3に示すように、第1連結コマ列21と第2連結コマ列22とは第3支持体11cの開口付近に取り付けられた射出部30で接合される。
射出部30は、複数の上部ローラ31と複数の下部ローラ32とが角筒形状のフレーム35に支持されてなる。例えば、複数の上部ローラ31は第1連結コマ23の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。同様に、複数の下部ローラ32は第2連結コマ24の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。射出部30の後方には、ガイドローラ40とドライブギア50とが第1連結コマ列21を挟んで対向するように設けられる。ドライブギア50は図示しない減速器を介してモータ55に接続される。第1連結コマ23の内面には連結方向に沿ってリニアギア239が形成されている。複数の第1連結コマ23が直線状に整列されたときに互いのリニアギア239は直線状につながって、長いリニアギアを構成する。ドライブギア50は、直線状のリニアギアにかみ合わされる。直線状につながったリニアギア239はドライブギア50とともにラックアンドピニオン機構を構成する。
射出部30は、複数の上部ローラ31と複数の下部ローラ32とが角筒形状のフレーム35に支持されてなる。例えば、複数の上部ローラ31は第1連結コマ23の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。同様に、複数の下部ローラ32は第2連結コマ24の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。射出部30の後方には、ガイドローラ40とドライブギア50とが第1連結コマ列21を挟んで対向するように設けられる。ドライブギア50は図示しない減速器を介してモータ55に接続される。第1連結コマ23の内面には連結方向に沿ってリニアギア239が形成されている。複数の第1連結コマ23が直線状に整列されたときに互いのリニアギア239は直線状につながって、長いリニアギアを構成する。ドライブギア50は、直線状のリニアギアにかみ合わされる。直線状につながったリニアギア239はドライブギア50とともにラックアンドピニオン機構を構成する。
アーム伸長時、モータ55が駆動し、ドライブギア50が順回転すると、第1連結コマ列21はガイドローラ40により、アーム中心軸と平行な姿勢となって、上部ローラ31と下部ローラ32との間に誘導される。第1連結コマ列21の移動に伴い、第2連結コマ列22は射出部30の後方に配置された図示しないガイドレールにより射出部30の上部ローラ31と下部ローラ32との間に誘導される。射出部30は、上部ローラ31と下部ローラ32とにより第1連結コマ列21と第2連結コマ列22とを互いに押圧し、柱状体を構成するとともに、その柱状体を上下左右に支持する。第1連結コマ列21と第2連結コマ列22との接合による柱状体は第3移動軸RA3に沿って直線的に送り出される。
アーム収縮時、モータ55が駆動し、ドライブギア50が逆回転されると、ドライブギア50と係合している第1連結コマ列21が第1支持体11a内に引き戻される。第1連結コマ列の移動に伴って、柱状体が第3支持体11c内に引き戻される。引き戻された柱状体は射出部30後方で分離される。例えば、柱状体を構成する第1連結コマ列21はガイドローラ40とドライブギア50とに挟まれ、柱状体を構成する第2連結コマ列22は重力により下方に引かれ、それにより第2連結コマ列22と第1連結コマ列21とは互いに離反される。離反された第2連結コマ列22と第1連結コマ列21とは、第1支持体11aに格納される。
以下、本実施形態に係るロボットアーム機構のアーム部2の構造について図4−11を参照して説明する。まず、第1連結コマ列21を構成する第1連結コマ23の構造について図4−6を参照して説明する。
図4は、本実施形態に係るロボットアーム機構の第1連結コマ23の構造を示す側面図である。図5は、図4の第1連結コマ23の後方の構造を示す斜視図である。図6は、図4の第1連結コマ23の前方の構造を示す斜視図である。
図4は、本実施形態に係るロボットアーム機構の第1連結コマ23の構造を示す側面図である。図5は、図4の第1連結コマ23の後方の構造を示す斜視図である。図6は、図4の第1連結コマ23の前方の構造を示す斜視図である。
第1連結コマ23は略平板形に構成される。第1連結コマ23の後方中央にはピンホールケース231が設けられる。第1連結コマ23の前方両端にはそれぞれピンホールケース232,233が設けられる。ピンホールケース231,232,233各々のピンホールは第1連結コマ23の幅方向に平行に空けられている。ピンホールケース232,233は後方のピンホールケース231の幅に略等価な距離を隔てて幅方向の両端に分散される。前方のピンホールケース232,233の間に後方のピンホールケース231が差し込まれる。この状態で前方のピンホールケース232,233のピンホールと後方のピンホールケース231のピンホールとは連続的につながる。連続的につながったピンホールには単一のピンが挿入される。このようにして、複数の第1連結コマ23は列状に連結され、第1連結コマ列21を構成する。前後の第1連結コマ23は、ピンホールを中心に互いに回転することができる。これにより、第1連結コマ列21は屈曲することができる。第1連結コマ列21の屈曲角度は、第1連結コマ23の断面形状、ピンホールの位置、ピンホールケース231,232,233の形状等により制限することができる。例えば、第1連結コマ列21は内側に屈曲可能であるが、外側に屈曲不可になるように構成することが可能である。
第1連結コマ23の内面の両側中央それぞれには、断面台形状のピンホールブロック234,235が設けられる。ピンホールブロック234,235にはロックピンホールが空けられている。
次に、第2連結コマ列22を構成する第2連結コマ24の構造について図7−9を参照して説明する。また、第1連結コマ列21と第2連結コマ列22との接合構造を図10,11を参照して説明する。図7は、本実施形態に係るロボットアーム機構の第2連結コマ24の構造を示す側面図である。図8は、図7の第2連結コマ24のA−A´断面図である。図9は、図7の第2連結コマ24の後方の構造を示す斜視図である。図10は、図7の第2連結コマ24の前方の構造を示す斜視図である。図11は、本実施形態に係るロボットアーム機構のアーム部2の構造を示す斜視図である。図12は、図11のアーム部2の特徴部分を示す断面図である。
第2連結コマ24は短溝状体に構成される。第2連結コマ24は略コ字形状の断面を有する。第2連結コマ24には、ピンホールケース241,242,243、チャックブロック244,245、及びロックピンブロック246,247が一体成型されている。
第2連結コマ24の後方中央にはピンホールケース241が設けられる。第2連結コマ24の前方両端にはそれぞれピンホールケース242,243が設けられる。ピンホールケース241,242,243各々のピンホールは第2連結コマ24の幅方向に平行に空けられている。ピンホールケース242,243は後方のピンホールケース241の幅に略等価な距離を隔てて幅方向の両端に分散される。前方のピンホールケース242,243の間に後方のピンホールケース241が差し込まれる。この状態で前方のピンホールケース242,243のピンホールと後方のピンホールケース241のピンホールとは連続的につながる。連続的につながったピンホールには単一のピンが挿入される。このようにして、複数の第2連結コマ24は列状に連結され、第2連結コマ列22を構成する。前後の第2連結コマ24は、ピンホールを中心に互いに回転することができる。これにより、第2連結コマ列22は内側や外側に屈曲することができる。第2連結コマ列22の屈曲角度は、断面形状、ピンホールの位置、ピンホールケース241,242,243の形状等により制限することができる。本実施形態に係る第2連結コマ24は断面略コ字形状であるため、第2連結コマ列22は外側に屈曲可能であるが、内側に屈曲不可な性質を有する。
チャックブロック244,245は第2連結コマ24の後端であって、両側板の上方の内側にそれぞれ形成される。ロックピンブロック246,247は第2連結コマ24の先端であって、両側板の上方の内側にそれぞれ形成される。ロックピンブロック246,247は、既述のピンホールブロック234,235のピンホールにそれぞれ挿入されるロックピンを有する。ロックピンは、第2連結コマ24の長さ方向に平行な中心軸を有する。ロックピンの形状や軸長は、ピンホールに合わせて設計される。第2連結コマ列22が直線状に整列されると、前の第2連結コマ24のチャックブロック244,245と後の第2連結コマ24のロックピンブロック246,247との間に所定形状の嵌合受け部が形成される。チャックブロック244,245とロックピンブロック246,247とは、嵌合受け部が第1連結コマ23のピンホールブロック234,235に略一致する形状となるように、その形状と位置とが設計される。
ピンホールブロック234,235は、チャックブロック244,245とロックピンブロック246,247とともにロック機構を構成する。ピンホールブロック234,235は、第1、第2連結コマ列21、22が直線状に整列され、互いに押圧される際に嵌合受け部にそれぞれ嵌め込まれる。このとき、ピンホールブロック234,235のピンホールにロックピンブロック246,247のロックピンがそれぞれ挿入される。これにより、第1連結コマ23は第2連結コマ24に対してロックされる。そのロック状態は、ピンホールブロック234,235が嵌合受け部に嵌め込まれることにより維持される。図11に示すように、上述のように接合された第1、第2連結コマ列21,22は一定の剛性を有する柱状体を構成する。当該柱状体は断面略ロ字形状の筒形状を有する。
以下、本実施形態に係る直動伸縮機構における、第1連結コマ列21が第2連結コマ列22に嵌め込まれる構造について説明する。本実施形態では、第1連結コマ列21が第2連結コマ列22に嵌め込まれる構造として段差嵌合構造を例に説明する。
第2連結コマ24の両側板において、縁部248,249は2種の厚みで構成され、階段状に加工されている。これにより、縁部248,249の内側から外側に向かってあがる一段の段差が設けられる。説明の便宜上、縁部248、249の各面を、第2連結コマ24の側面(表面)に垂直な上段面及び下段面、第2連結コマ24の側面に平行な段差面と称して区別する。縁部248、249の上段面は第2連結コマ24の側板の外側の縁面とも言う。縁部248,249の下段面は第2連結コマ24の側板の内側の縁面とも言う。縁部248,249の段差面は上段面と下段面との間に介在され、好適には上段面と下段面との間に垂直に介在される。
好適には、上段面と下段面とは同じ幅に設けられ、つまり側板の厚みの1/2の幅をそれぞれ有する。段差面の深さd21(以下、段差d21と称す。)は第1連結コマ23の厚みt11と略等価な深さである。また、縁部248,249の段差面の間の距離W21は、第1連結コマ23の幅W11と略等価である。これにより、図11に示すように、第1連結コマ23を第2連結コマ24の両側板の段差部分に嵌め込むことができる。このとき、第2連結コマ24の上方開口は第1連結コマ23により完全に蓋をされる。縁部248,249の上段面は第1連結コマ23の外面と連続する。したがって、第1、第2連結コマ列21,22の接合による柱状体の外周は凹凸のほとんどないロ字を示す。縁部248,249の下段面は第1連結コマ23を受ける。縁部248、249の段差面は第1連結コマ23を側方から抑える。言い換えると、第2連結コマ24の側板は第1連結コマ23により内側から支えられる。
上述の第1、第2連結コマ列21,22の段差嵌合構造によれば、以下の効果を得られる。すなわち、第1、第2連結コマ列21,22の接合により柱状体が構成される。この柱状体において、第1連結コマ列21は第2連結コマ列22の両側板に設けられた段差部分、つまり第2連結コマ列22の上方開口に嵌め込まれる。これにより、第2連結コマ列22の側面は第1連結コマ列21により内側から支えられる。したがって、本実施形態に係る直動伸縮機構はアーム部2の側方に関して剛性を向上させることができる。
なお、本実施形態に係る第2連結コマ24の両側板に設けられる段差の深さd21は、第1連結コマ23の厚みt11と略等価であることに限定されない。
(第1変形例)
図13は、第1変形例に係るロボットアーム機構のアーム部2の構造を示す斜視図である。図14は、図13のアーム部2の特徴的な構造を示す断面図である。図14に示すように、第2連結コマ24の両側板の縁部248,249に設けられる段差d22は、第1連結コマ23の厚みt11よりも深くてもよい。図13に示すように、第1、第2連結コマ列21,22の接合による柱状体において、第2連結コマ列22の両側板の段差部分に嵌め込まれた第1連結コマ列21の表面は、第2連結コマ列22の両側板の縁面よりも内側に収容される。言い換えると、第1連結コマ列21は第2連結コマ列22に埋め込まれる。したがって、第1変形例でもアーム部2の剛性を向上させることができる。
図13は、第1変形例に係るロボットアーム機構のアーム部2の構造を示す斜視図である。図14は、図13のアーム部2の特徴的な構造を示す断面図である。図14に示すように、第2連結コマ24の両側板の縁部248,249に設けられる段差d22は、第1連結コマ23の厚みt11よりも深くてもよい。図13に示すように、第1、第2連結コマ列21,22の接合による柱状体において、第2連結コマ列22の両側板の段差部分に嵌め込まれた第1連結コマ列21の表面は、第2連結コマ列22の両側板の縁面よりも内側に収容される。言い換えると、第1連結コマ列21は第2連結コマ列22に埋め込まれる。したがって、第1変形例でもアーム部2の剛性を向上させることができる。
(第2変形例)
図15は、第2変形例に係るロボットアーム機構のアーム部2の構造を示す斜視図である。図16は、図15のアーム部2の特徴的な構造を示す断面図である。図16に示すように、第2連結コマ24の縁部248,249に設けられる段差d23は、第1連結コマ23の厚みt11より浅くてもよい。図15に示すように、第1、第2連結コマ列21,22の接合による柱状体において、第1連結コマ列21の表面は第2連結コマ列22の両側板の縁面よりも外側に突出する。しかしながら、第2連結コマ列22の側面は第1連結コマ列21により内側から支えられる。したがって、第2変形例でもアーム部2の剛性を向上させることができる。また、柱状体を溝形状に構成することができるため、溝部分を活用することもできる。
図15は、第2変形例に係るロボットアーム機構のアーム部2の構造を示す斜視図である。図16は、図15のアーム部2の特徴的な構造を示す断面図である。図16に示すように、第2連結コマ24の縁部248,249に設けられる段差d23は、第1連結コマ23の厚みt11より浅くてもよい。図15に示すように、第1、第2連結コマ列21,22の接合による柱状体において、第1連結コマ列21の表面は第2連結コマ列22の両側板の縁面よりも外側に突出する。しかしながら、第2連結コマ列22の側面は第1連結コマ列21により内側から支えられる。したがって、第2変形例でもアーム部2の剛性を向上させることができる。また、柱状体を溝形状に構成することができるため、溝部分を活用することもできる。
(第3変形例)
第2連結コマ24の縁部248,249に設けられる段差d23が、第1連結コマ23の厚みt11よりも浅い場合、第1連結コマ23を図17に示す構造とすることで、さらにアーム部2の剛性を向上させることができる。
第2連結コマ24の縁部248,249に設けられる段差d23が、第1連結コマ23の厚みt11よりも浅い場合、第1連結コマ23を図17に示す構造とすることで、さらにアーム部2の剛性を向上させることができる。
図17は、第3変形例に係るロボットアーム機構のアーム部2の特徴的な構造を示す断面図である。図17に示すように、第1連結コマ23は、第2連結コマ24の縁部248,249の階段形状と同一の階段形状に加工されている。これにより、第1連結コマ23の側面には一段の段差が設けられる。第1連結コマ23の側面に設けられた段差は、第2連結コマ24の両側板に設けられた段差d23と略等価な深さt12を有する。第1連結コマ23の外面は、第2連結コマ24の両側板の外寸W22に略等価な幅W12を有する。第1連結コマ23の内面は、第2連結コマ24の縁部248,249の段差面の間の距離W21と略等価な幅W11を有する。第2連結コマ24の側板の階段状の縁部248,249と第1連結コマ23の階段状の側面縁部とは噛み合わされる。これにより、第2連結コマ24の上方開口は第1連結コマ23に完全に覆われる。第1、第2連結コマ列21,22の接合による柱状体の外周は凹凸のほとんどない断面ロ字を示す。したがって、図17に示した嵌め込み構造は、図15,16に示した嵌め込み構造よりもアーム部2の剛性を向上させることができる。
(第4変形例)
ここまで、第1連結コマ23が第2連結コマ24に嵌め込まれる構造として段差嵌合構造を例に説明した。しかしながら、第1連結コマ23を第2連結コマ24に嵌め込める構造であれば、その構造は他の構造であってもよい。例えば、第1連結コマ列21を第2連結コマ列22に嵌め込む構造として、テーパー嵌合構造が用いられてもよい。
ここまで、第1連結コマ23が第2連結コマ24に嵌め込まれる構造として段差嵌合構造を例に説明した。しかしながら、第1連結コマ23を第2連結コマ24に嵌め込める構造であれば、その構造は他の構造であってもよい。例えば、第1連結コマ列21を第2連結コマ列22に嵌め込む構造として、テーパー嵌合構造が用いられてもよい。
図18は、第4変形例に係るロボットアーム機構のアーム部2の特徴的な構造を示す断面図である。図18に示すように、第1連結コマ23は断面等脚台形状を有する。第1連結コマ23の両側面は内側から外側に向かって拡がるよう、傾斜がつけられている。外面から内面に向かって幅が狭くなるテーパーがつけられる。第1連結コマ23の外面は第1連結コマ23の内面の幅W13よりも広い幅W14を有する。
第2連結コマ24の両側板の縁部248,249は、開口が広がるテーパー形状に加工される。具体的には、第2連結コマ24の両側板の縁部248,249には、内側から外側に向かって拡がるよう傾斜がつけられている。つまり、縁部248,249には、縁面に向かって側板の厚みが薄くなる斜面が形成されている。両側板のテーパー部分は第1連結コマ23の厚みt13以上、好適には略等価な深さd31を有する。両側板のテーパー部分は第1連結コマ23の内面の幅W13と略等価な内寸幅W31を有する。両側板のテーパー部分は第1連結コマ24の外面の幅W14と略等価な外寸幅W32を有する。これにより、図18に示すように、第1連結コマ23の両側面は第2連結コマ24の両側板のテーパー部分と嵌合する。したがって、第1、第2連結コマ列21,22の接合による柱状体の外周は凹凸のほとんどない断面ロ字を示す。縁部248,249に形成される斜面は第1連結コマ23を受け、第1連結コマ23を外側から抑える。言い換えると、第2連結コマ24の側板は第1連結コマ23により内側から支えられる。したがって、第4変形例でもアーム部2の剛性を向上させることができ、さらに、第2連結コマ24に対する第1連結コマ23の接合と離反とをなめらかに動作せることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…基部、2…アーム部、3…手先効果器、J1,J2,J4,J5,J6…回転関節部、J3…直動関節部、11a…第1支持体、11b…第2支持体、11c…第3支持体、21…第1連結コマ列、22…第2連結コマ列、23…第1連結コマ、24…第2連結コマ、26…結合コマ、30…射出部、40…ガイドローラ、50…ドライブギア、55…モータ
Claims (8)
- 第1連結コマ列と、前記第1連結コマ列は屈曲可能に連結された平板形状を有する複数の第1連結コマからなり、
第2連結コマ列と、前記第2連結コマ列は屈曲可能に連結された断面コ字形状を有する複数の第2連結コマからなり、前記複数の第2連結コマのうち先端の第2連結コマは前記複数の第1連結コマのうち先端の第1連結コマと接続される、前記第1、第2連結コマ列の接合により屈曲が拘束されて筒状の柱状体が構成される、前記第1、第2連結コマ列の分離により前記柱状体が解除される、
前記第1連結コマ列を前記第2連結コマ列に接合し前記柱状体を構成するとともに前記柱状体を支持する射出部とを具備し、
前記第1連結コマは前記第2連結コマの側板の間隔と略等価な幅を有し、前記第2連結コマに嵌め込まれる、直動伸縮機構。 - 前記第2連結コマの側板の縁内側には段差が形成され、前記段差に前記第1連結コマが嵌め込まれる請求項1記載の直動伸縮機構。
- 前記段差は前記第1連結コマの厚みと略等価な深さを有する、請求項2記載の直動伸縮機構。
- 前記段差は前記第1連結コマの厚みよりも深い、請求項2記載の直動伸縮機構。
- 前記段差は前記第1連結コマの厚みよりも浅い、請求項2記載の直動伸縮機構。
- 第1連結コマ列と、前記第1連結コマ列は屈曲可能に連結された平板形状を有する複数の第1連結コマからなり、
第2連結コマ列と、前記第2連結コマ列は屈曲可能に連結された断面コ字形状を有する複数の第2連結コマからなり、前記複数の第2連結コマのうち先端の第2連結コマは前記複数の第1連結コマのうち先端の第1連結コマと接続される、前記第1、第2連結コマ列の接合により屈曲が拘束されて筒状の柱状体が構成される、前記第1、第2連結コマ列の分離により前記柱状体が解除される、
前記第1連結コマを前記第2連結コマに接合し前記柱状体を構成するとともに前記柱状体を支持する射出部とを具備し、
前記第1連結コマは断面等脚台形状を有し、前記第2連結コマの両側板の縁部は前記第1連結コマの断面形状に対応して、内側から外側に向かって拡がるよう傾斜がつけられている、直動伸縮機構。 - 前記斜面は前記第1連結コマの厚みと略等価な高さを有する、請求項6記載の直動伸縮機構。
- 直動伸縮機構を有するロボットアーム機構において、
前記直動伸縮機構は、
第1連結コマ列と、前記第1連結コマ列は屈曲可能に連結された平板形状を有する複数の第1連結コマからなり、
第2連結コマ列と、前記第2連結コマ列は屈曲可能に連結された断面コ字形状を有する複数の第2連結コマからなり、前記複数の第2連結コマのうち先端の第2連結コマは前記複数の第1連結コマのうち先端の第1連結コマと接続される、前記第1、第2連結コマ列の接合により屈曲が拘束されて筒状の柱状体が構成される、前記第1、第2連結コマ列の分離により前記柱状体が解除される、
前記第1連結コマ列を前記第2連結コマ列に接合し前記柱状体を構成するとともに前記柱状体を支持する射出部とを具備し、
前記第1連結コマは前記第2連結コマの側板の間隔と略等価な幅を有し、前記第2連結コマに嵌め込まれる、ロボットアーム機構。
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Cited By (1)
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