JP2017177233A - Joint driving device and multi-axial manipulator - Google Patents

Joint driving device and multi-axial manipulator Download PDF

Info

Publication number
JP2017177233A
JP2017177233A JP2016063297A JP2016063297A JP2017177233A JP 2017177233 A JP2017177233 A JP 2017177233A JP 2016063297 A JP2016063297 A JP 2016063297A JP 2016063297 A JP2016063297 A JP 2016063297A JP 2017177233 A JP2017177233 A JP 2017177233A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
joint
gear
link member
shaft
driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016063297A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6687928B2 (en
Inventor
裕 山下
Yutaka Yamashita
裕 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2016063297A priority Critical patent/JP6687928B2/en
Publication of JP2017177233A publication Critical patent/JP2017177233A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6687928B2 publication Critical patent/JP6687928B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a joint driving device and a multi-axial manipulator capable of reducing weights of joints without compromising a loadable weight, as well as reducing a weight of the whole device.SOLUTION: A joint driving device for driving joints connecting adjacent link members with each other, drives a link member to be driven using a driving power provided to a drive shaft disposed in a root-side link member, and comprises: a drive power transmission drive means for transmitting the drive power to a succeeding joint; and a switch means for switching between a drive and a stop of the link member to be driven by the drive power transmission drive means. The drive power transmission drive means is constituted of a differential gear mechanism.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、工場等において所定の作業を行なうロボットに適用して好適な関節駆動装置及び多軸マニピュレータに関する。   The present invention relates to a joint drive device and a multi-axis manipulator suitable for being applied to a robot that performs predetermined work in a factory or the like.

多軸マニピュレータは、駆動方法の相違から2種類に分類される。1つは、各関節にアクチュエータ(モータ、動力シリンダ等)を1つずつ配置した多軸マニピュレータである。このような多軸マニピュレータによれば、高出力で素早く、細かな位置制御が可能となる。例えば、産業分野においてスカラーロボットに代表される3軸のマニピュレータや、6軸の産業用ロボットは、これに相当し、工場内において、大量生産、高精度加工、及び高精度組立等を行う場合に利用されている。他の1つは、ワイヤーや空気圧チューブなどの動力伝達部品を各関節に拮抗配置し、これらをマニピュレータベース部まで這わせ、モータをマニピュレータのベース部に移動させることで、スリム化を実現した多軸マニピュレータである。この多軸マニピュレータは、ハンド等の多関節を短いピッチで配置する場合に、関節をコンパクトにでき、高出力を得ることができるため有効と考えられている。例えば、医療用では、患者の内部に小型マニピュレータを挿入し、手術を行う器具として活躍している。   Multi-axis manipulators are classified into two types depending on the driving method. One is a multi-axis manipulator in which one actuator (motor, power cylinder, etc.) is arranged at each joint. According to such a multi-axis manipulator, it is possible to perform fine position control quickly with high output. For example, a 3-axis manipulator typified by a scalar robot in the industrial field and a 6-axis industrial robot correspond to this. When mass production, high-precision machining, high-precision assembly, etc. are performed in a factory, It's being used. The other is that a slim transmission has been achieved by allocating power transmission parts such as wires and pneumatic tubes to each joint in an antagonistic manner, moving them to the manipulator base, and moving the motor to the base of the manipulator. An axis manipulator. This multi-axis manipulator is considered to be effective because the joints can be made compact and high output can be obtained when arranging multi-joints such as hands at a short pitch. For example, in medical use, a small manipulator is inserted into a patient and is used as an instrument for performing surgery.

近年では、人間に装着されて人間の関節屈曲動作を補助するアシストタイプのマニピュレータが開発されるなど、人間社会で、多軸マニピュレータの使用用途が増えてきている。また、マニピュレータ以外のメカトロニクス産業の分野において、1万台以上の搬送ロボットが倉庫内を動き回り、物資の整理を行っている企業もある。このロボットは、運搬の際、品物の入った棚の下に入り込み、棚を持ち上げることで搬送する機構を有している。   In recent years, the use of multi-axis manipulators has increased in human society, such as the development of assist-type manipulators that are worn by humans and assist humans in bending their joints. In addition, in the mechatronics industry other than manipulators, there are companies that organize more than 10,000 transport robots moving around in warehouses. This robot has a mechanism that, when transported, enters under a shelf containing goods and conveys it by lifting the shelf.

特許文献1には、小型で軽量に形成されると共に関節部の出力トルクを向上することができるロボットの関節ユニット及びロボットが開示されている。この特許文献1に記載の関節ユニットは、2つのモータを用い2自由度駆動を実現している関節において、差動歯車機構の内歯車、太陽歯車に該当する歯車内部にモータを配置することで、遊星歯車の公転と自転を差動制御する機能を持っている。2つのモータを回転させた場合、遊星キャリアから取り出されるトルクは、2つのモータから出力されたトルクの合計となるため、非常に強力となる   Patent Document 1 discloses a robot joint unit and a robot that are small and lightweight and can improve the output torque of a joint. In the joint unit described in Patent Document 1, in a joint that uses two motors to achieve two-degree-of-freedom driving, the motor is arranged inside the gear corresponding to the internal gear and the sun gear of the differential gear mechanism. It has the function of differentially controlling the revolution and rotation of planetary gears. When two motors are rotated, the torque extracted from the planet carrier is the sum of the torques output from the two motors, so it is very powerful.

特許第5327312号公報Japanese Patent No. 5327312 特開2011−218500号公報JP 2011-218500 A

広瀬茂男、「ワイヤ干渉駆動型多関節マニピュレータ」、計測自動制御学会誌、Vol.26、No.11Shigeo Hirose, “Wire Interference Driven Articulated Manipulator”, Journal of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol. 26, no. 11 荒井裕彦、「非駆動関節を有する3自由度マニピュレータの非ホロノミック拘束下における可制御性」、日本ロボット学会誌、1996No.5、Vol.14Arai Hirohiko, “Controllability of non-holonomic three-degree-of-freedom manipulators with non-driven joints”, Journal of the Robotics Society of Japan, 1996 No. 5, Vol. 14

しかしながら、上述した従来の多軸マニピュレータ、例えば、スカラーロボット、6軸の産業用ロボットは、各関節にモータが取り付けられていることから、モータの重量を各関節で支えなければならず、特に根元の関節部には、全マニピュレータの重量がかかるため、関節数が増えるほど、可能積載重量が少なくなってしまうという問題点があった。   However, since the conventional multi-axis manipulators described above, such as scalar robots and 6-axis industrial robots, have motors attached to the joints, the weights of the motors must be supported by the joints. Since the total manipulator weight is applied to the joint portion, the possible load weight decreases as the number of joints increases.

非特許文献1には、マニピュレータの可能積載重量制限の問題を解決するため、各関節にプーリー、プーリーを中心に拮抗配置されたワイヤーを通し、ベース部に設置されたモータによって駆動する機構が開示されている。しかしながら、この場合、第二関節以降の関節のワイヤー長さは、それよりも根元側関節の回転角度によって経路長さが変わってしまうという問題点があった。この経路長の変化を、特許文献2に記載されているごとき経路長補償ユニットを用いて相殺しても、ワイヤー駆動マニピュレータにおいてもモータ数は関節の数だけ必要であるため、ワイヤーの長さを調整するユニットが増える分、全体としては重量増加となってしまい、マニピュレータを搭載した搬送用ロボットの可搬重量を圧迫すると考えられる。   Non-Patent Document 1 discloses a mechanism that drives a motor installed in a base portion through a pulley and a wire that is antagonistically arranged around the pulley in order to solve the problem of restriction of the possible load weight of the manipulator. Has been. However, in this case, the wire length of the joints after the second joint has a problem that the path length changes depending on the rotation angle of the root side joint. Even if this change in path length is canceled using a path length compensation unit such as that described in Patent Document 2, the number of motors in the wire drive manipulator is the same as the number of joints. As the number of units to be adjusted increases, the overall weight increases, and it is considered that the loadable weight of the transfer robot equipped with the manipulator is pressed.

さらに、非特許文献2には、1つのモータで関節角度を制御するマニピュレータが開示されている。このマニピュレータは、根元の関節に取り付けられたモータを駆動する際に、根元から先端間の各関節に取り付けられたブレーキユニットを開放することで、回転時に生じる慣性力を利用し、関節を曲げるものである。慣性力によって関節が目標角度に到達したときブレーキユニットを拘束状態にすることで、関節を曲げ、この動作を複数回行うことによってマニピュレータ全体を制御する。このような機構は、慣性力による物体のすべりを使用し、慣性力で駆動力を得ようとするため、慣性力を大きくするための助走区間が必要なことと、それに伴う狭い空間での関節の微小曲げ制御が難しい点があり、軽量でシンプルな構造であるが、機能と行動条件が制約されてしまう。また、関節トルクを増やすために慣性(質量)を増やすことは、軽量化の目的とのジレンマが生じてしまう。   Furthermore, Non-Patent Document 2 discloses a manipulator that controls the joint angle with a single motor. This manipulator is designed to bend the joint using the inertial force generated during rotation by opening the brake unit attached to each joint between the base and the tip when driving the motor attached to the base joint. It is. When the joint reaches the target angle due to the inertial force, the brake unit is placed in a restrained state, the joint is bent, and the entire manipulator is controlled by performing this operation a plurality of times. Such a mechanism uses sliding of an object due to inertial force and tries to obtain driving force with inertial force. Therefore, a running section to increase the inertial force is necessary, and the joint in a narrow space accompanying it is necessary. However, it has a light and simple structure, but its functions and behavioral conditions are limited. Also, increasing inertia (mass) to increase joint torque creates a dilemma with the goal of weight reduction.

本発明は従来技術の上述したような問題点を解消するものであり、その目的は、
関節部の重量を減らし、可能積載重量を圧迫せず、かつ装置全体の重量を軽減できる関節駆動装置及び多軸マニピュレータを提供することにある。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is as follows:
It is an object of the present invention to provide a joint driving device and a multi-axis manipulator that can reduce the weight of the joint portion, press the possible load weight, and reduce the weight of the entire device.

本発明の他の目的は、駆動モータ数を減らした場合でも、高回転トルクを維持し、細かな姿勢制御が可能な関節駆動装置及び多軸マニピュレータを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a joint drive device and a multi-axis manipulator capable of maintaining a high rotational torque and performing fine posture control even when the number of drive motors is reduced.

本発明によれば、隣接するリンク部材同士を接続する関節部を駆動する関節駆動装置は、根元側リンク部材に設けられる駆動軸に供給された駆動力で被駆動リンク部材を駆動し、駆動力を次の関節部に伝達する駆動力伝達駆動手段と、駆動力伝達駆動手段による被駆動リンク部材の駆動と停止とを切り替える切り替え手段とを備えている。駆動力伝達駆動手段は、差動歯車機構から構成されている。   According to the present invention, the joint drive device that drives the joint portion that connects adjacent link members drives the driven link member with the drive force supplied to the drive shaft provided in the root side link member, and the drive force Driving force transmission driving means for transmitting the power to the next joint, and switching means for switching between driving and stopping of the driven link member by the driving force transmission driving means. The driving force transmission driving means is composed of a differential gear mechanism.

根元側リンク部材に設けられる駆動軸に供給された駆動力で被駆動リンク部材を駆動し、この駆動力を次の関節部に伝達する駆動力伝達駆動手段は、差動歯車機構から構成されていることにより、関節部の重量を減らし、可能積載重量を圧迫せることなく、かつ装置全体の重量を軽減できる。また、駆動モータ数を減らした場合でも、高回転トルクを維持し、細かな姿勢制御が可能である。   The driving force transmission driving means for driving the driven link member with the driving force supplied to the driving shaft provided on the root side link member and transmitting this driving force to the next joint portion is composed of a differential gear mechanism. As a result, the weight of the joint portion can be reduced, the possible load weight can be reduced, and the weight of the entire apparatus can be reduced. Even when the number of drive motors is reduced, high rotational torque is maintained and fine attitude control is possible.

駆動力伝達駆動手段は、中心に位置する太陽歯車と、太陽歯車と噛み合って配置された遊星歯車と、遊星歯車の回転軸が装着された遊星キャリアと、遊星歯車に噛み合う内歯車とを含む遊星歯車機構を備え、被駆動リンク部材の一端が遊星キャリアとして機能し、内歯車は駆動力を次の関節部に伝達する出力軸として機能するように構成されていることが好ましい。これにより、関節部の重量を減らし、可能積載重量を圧迫せることなく、かつ装置全体の重量を軽減できる。また、駆動モータ数を減らした場合でも、高回転トルクを維持し、細かな姿勢制御が可能である。   The driving force transmission driving means includes a planetary gear including a sun gear located at the center, a planetary gear arranged in mesh with the sun gear, a planet carrier on which a rotation shaft of the planetary gear is mounted, and an internal gear meshed with the planetary gear. It is preferable that a gear mechanism is provided, one end of the driven link member functions as a planet carrier, and the internal gear functions as an output shaft that transmits a driving force to the next joint. Thereby, the weight of the whole apparatus can be reduced without reducing the weight of the joint part and pressing the possible load weight. Even when the number of drive motors is reduced, high rotational torque is maintained and fine attitude control is possible.

切り替え手段は、一端が根元側リンク部材に固着された軸と、この軸に回転可能に装着された歯車と、軸の他端に装着されたクラッチ機構とを備え、クラッチ機構が解放状態のとき、歯車が回転可能となるように構成されており、被駆動リンク部材の一端の外周には歯車と噛み合う歯車状部が設けられていることが好ましい。これにより、簡単な構成で被駆動リンク部材の動作を制御することができる。   The switching means includes a shaft having one end fixed to the root side link member, a gear rotatably mounted on the shaft, and a clutch mechanism mounted on the other end of the shaft, and the clutch mechanism is in a released state. Preferably, the gear is configured to be rotatable, and a gear-shaped portion that meshes with the gear is provided on the outer periphery of one end of the driven link member. Thereby, the operation of the driven link member can be controlled with a simple configuration.

駆動軸と太陽歯車の軸とは、一対のかさ歯車を介して連結され、伝動するように構成されていることが好ましい。これにより、回転方向を予定角度、例えば90度変えることができる。   It is preferable that the drive shaft and the shaft of the sun gear are connected via a pair of bevel gears to be transmitted. Thereby, the rotation direction can be changed by a predetermined angle, for example, 90 degrees.

本発明によれば、多軸マニピュレータは、複数の関節部を有する多軸マニピュレータであって、駆動力を供給する駆動力供給手段と、隣接するリンク部材同士を接続する関節部を駆動する関節駆動装置と、関節駆動装置を介して伝達された動力により駆動される先端部機構とを備え、関節駆動装置は、根元側リンク部材に設けられる駆動軸に供給された駆動力で被駆動リンク部材を駆動し、この駆動力を次の関節部に伝達する駆動力伝達駆動手段と、駆動力伝達駆動手段による被駆動リンク部材の駆動と停止とを切り替える切り替え手段とを備え、駆動力伝達駆動手段は、中心に位置する太陽歯車と、太陽歯車と噛み合って配置された遊星歯車と、遊星歯車の回転軸が装着された遊星キャリアと、遊星歯車に噛み合う内歯車とを含む遊星歯車機構を備え、被駆動リンク部材の一端が遊星キャリアとして機能し、内歯車は駆動力を次の関節部に伝達する出力軸として機能するように構成されている。   According to the present invention, the multi-axis manipulator is a multi-axis manipulator having a plurality of joints, and a joint driving unit that drives a driving force supply unit that supplies a driving force and a joint that connects adjacent link members. And a tip end mechanism that is driven by power transmitted through the joint drive device. The joint drive device uses the driving force supplied to the drive shaft provided on the root side link member to drive the driven link member. Driving force transmission driving means for driving and transmitting this driving force to the next joint part, and switching means for switching between driving and stopping of the driven link member by the driving force transmission driving means, A planetary gear including a sun gear located at the center, a planetary gear arranged in mesh with the sun gear, a planet carrier mounted with a rotation shaft of the planetary gear, and an internal gear meshing with the planetary gear With a configuration and is configured so that one end of the driven link member acts as a planet carrier, the internal gear serves as an output shaft for transmitting the driving force to the next joint.

これにより、関節部の重量を減らし、可能積載重量を圧迫せることなく、かつ装置全体の重量を軽減できる。また、駆動モータ数を減らした場合でも、高回転トルクを維持し、細かな姿勢制御が可能である。   Thereby, the weight of the whole apparatus can be reduced without reducing the weight of the joint part and pressing the possible load weight. Even when the number of drive motors is reduced, high rotational torque is maintained and fine attitude control is possible.

切り替え手段は、一端が根元側リンク部材に固着された軸と、この軸に回転可能に装着された歯車と、軸の他端に装着されたクラッチ機構とを備え、クラッチ機構が解放状態のとき、歯車が回転可能となるように構成されており、被駆動リンク部材の一端の外周には歯車と噛み合う歯車状部が設けられていることが好ましい。   The switching means includes a shaft having one end fixed to the root side link member, a gear rotatably mounted on the shaft, and a clutch mechanism mounted on the other end of the shaft, and the clutch mechanism is in a released state. Preferably, the gear is configured to be rotatable, and a gear-shaped portion that meshes with the gear is provided on the outer periphery of one end of the driven link member.

駆動軸と太陽歯車の軸とは、一対のかさ歯車を介して連結され、伝動するように構成されていることが好ましい。   It is preferable that the drive shaft and the shaft of the sun gear are connected via a pair of bevel gears to be transmitted.

駆動力供給手段は、根元部の第1関節に配置されていることが好ましい。これにより、1つのモータで多軸マニピュレータの細かい姿勢を制御することができる。   The driving force supply means is preferably arranged at the first joint of the root portion. Thereby, the fine attitude | position of a multi-axis manipulator can be controlled with one motor.

本発明によれば、根元側リンク部材に設けられる駆動軸に供給された駆動力で被駆動リンク部材を駆動し、駆動力を次の関節部に伝達する駆動力伝達駆動手段は、差動歯車機構、例えば遊星歯車機構を用い、被駆動リンク部材の一端が遊星キャリアとして機能し、内歯車は駆動力を次の関節部に伝達する出力軸として機能するように構成されている。そして、各リンク部材には後続するリンク部材や、先端部機構へ回転動力を伝えるトルクを拘束、解放するクラッチ機構が取り付けられているこれにより、関節部の重量を減らし、可能積載重量を圧迫せることなく、かつ装置全体の重量を軽減できる。また、駆動モータ数を減らした場合でも、高回転トルクを維持し、細かな姿勢制御が可能である。   According to the present invention, the driving force transmission driving means for driving the driven link member with the driving force supplied to the driving shaft provided in the root side link member and transmitting the driving force to the next joint portion is the differential gear. Using a mechanism, for example, a planetary gear mechanism, one end of the driven link member functions as a planet carrier, and the internal gear functions as an output shaft that transmits driving force to the next joint. Each link member is attached with a subsequent link member and a clutch mechanism that restrains and releases torque that transmits rotational power to the tip end mechanism, thereby reducing the weight of the joint portion and pressing the possible load weight. And the weight of the entire apparatus can be reduced. Even when the number of drive motors is reduced, high rotational torque is maintained and fine attitude control is possible.

本発明の一実施形態に係る関節駆動装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the joint drive device which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の実施形態の変更態様における関節駆動装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the joint drive device in the modification of embodiment of FIG. 図1の関節駆動装置を用いた多軸マニピュレータの構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the structure of the multi-axis manipulator using the joint drive device of FIG. 図3の多軸マニピュレータの第1の関節部の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the 1st joint part of the multi-axis manipulator of FIG. 図3の多軸マニピュレータの先端機構部の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the front-end | tip mechanism part of the multi-axis manipulator of FIG. 図1の関節駆動装置を用いた多軸マニピュレータの伝動状態(その1)を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the transmission state (the 1) of the multi-axis manipulator using the joint drive device of FIG. 図1の関節駆動装置を用いた多軸マニピュレータの伝動状態(その2)を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the transmission state (the 2) of a multi-axis manipulator using the joint drive device of FIG.

以下、本発明の一実施形態に係る関節駆動装置及びこの関節駆動装置を用いた多軸マニピュレータについて説明する。   Hereinafter, a joint drive device according to an embodiment of the present invention and a multi-axis manipulator using the joint drive device will be described.

図1は本発明の一実施形態に係る関節駆動装置の構成を概略的に示している。   FIG. 1 schematically shows the configuration of a joint drive device according to an embodiment of the present invention.

同図に示すように、本実施形態の関節駆動装置100は、根元側リンク部材10と、駆動軸20と、被駆動リンク部材30と、駆動力伝達駆動手段40と、切り替え手段50とを備えている。   As shown in the figure, the joint drive device 100 of this embodiment includes a root side link member 10, a drive shaft 20, a driven link member 30, a drive force transmission drive means 40, and a switching means 50. ing.

根元側リンク部材10の根元側にはベース部又は他のリンク部材に回動可能に連結され、先端側には駆動軸20及び入力側スプロケット21が設けられている。この根元側リンク部材10の先端側に切り替え手段50が配置されている。   A base side or other link member is rotatably connected to the base side of the base side link member 10, and a drive shaft 20 and an input side sprocket 21 are provided on the tip side. A switching means 50 is disposed on the distal end side of the root side link member 10.

駆動軸20は、根元側リンク部材10の先端部10aにベアリングを介して回転自在に設けられている。駆動軸20の端部に入力側スプロケット21が設けられており、入力側スプロケット21には、入力側チェーンC1が装着されている。この入力側チェーンC1を介して、駆動力が、根元側リンク部材10の根元側から駆動軸20に入力される。   The drive shaft 20 is rotatably provided at the distal end portion 10a of the root side link member 10 via a bearing. An input side sprocket 21 is provided at the end of the drive shaft 20, and an input side chain C <b> 1 is attached to the input side sprocket 21. A driving force is input to the drive shaft 20 from the root side of the root side link member 10 via the input side chain C1.

被駆動リンク部材30の根元側には駆動力伝達駆動手段40が設けられている。被駆動リンク部材30は、この駆動力伝達駆動手段40を介して根元側リンク部材10に連結されている。被駆動リンク部材30の根元側の端部30aの外周には歯車状部31が設けられている。この歯車状部31は、切り替え手段50の歯車52と噛み合うように構成されている。   Driving force transmission driving means 40 is provided on the base side of the driven link member 30. The driven link member 30 is connected to the root side link member 10 via the driving force transmission driving means 40. A gear-shaped portion 31 is provided on the outer periphery of the end portion 30 a on the root side of the driven link member 30. The gear portion 31 is configured to mesh with the gear 52 of the switching means 50.

駆動力伝達駆動手段40は、根元側リンク部材10に設けられた駆動軸20に供給された駆動力で被駆動リンク部材30を駆動すると共に、駆動力を次の関節部に伝達するものである。駆動力伝達駆動手段40は、中心に位置する太陽歯車41と、太陽歯車41と噛み合って配置された遊星歯車42と、遊星歯車42の回転軸を支持する遊星キャリア43と、遊星歯車42と噛み合う内歯車44とを含む遊星歯車機構を備えている。遊星キャリア43は、被駆動リンク部材30の根本側の端部30aで構成されている。内歯車44は、駆動力を次の関節部に伝達する出力軸として機能するように構成されている。   The drive force transmission drive means 40 drives the driven link member 30 with the drive force supplied to the drive shaft 20 provided on the root side link member 10 and transmits the drive force to the next joint portion. . The driving force transmission driving means 40 meshes with the planetary gear 42, the sun gear 41 located at the center, the planetary gear 42 arranged to mesh with the sun gear 41, the planet carrier 43 that supports the rotation shaft of the planetary gear 42, and the planetary gear 42. A planetary gear mechanism including an internal gear 44 is provided. The planet carrier 43 is constituted by an end portion 30 a on the root side of the driven link member 30. The internal gear 44 is configured to function as an output shaft that transmits driving force to the next joint.

切り替え手段50は、駆動力伝達駆動手段40による被駆動リンク部材30の駆動と停止とを切り替えるものである。この切り替え手段50は、一端が根元側リンク部材10に固着された軸51と、この軸51にベアリングを介して回転可能に装着された歯車52と、軸51の他端に装着されたクラッチ機構53とから構成されている。クラッチ機構53には、例えば非励磁差動ブレーキが搭載されている。クラッチ機構53が解放状態のときに歯車52が回転可能な状態となり、クラッチ機構53が拘束状態のときに歯車52の回転が制限される状態となる。また、歯車52は、被駆動リンク部材30の歯車状部31と噛み合うように構成されている。歯車52の回転が制限される状態では、被駆動リンク部材30の回動が抑止される。   The switching unit 50 switches between driving and stopping of the driven link member 30 by the driving force transmission driving unit 40. The switching means 50 includes a shaft 51 having one end fixed to the base side link member 10, a gear 52 rotatably mounted on the shaft 51 via a bearing, and a clutch mechanism mounted on the other end of the shaft 51. 53. For example, a non-excitation differential brake is mounted on the clutch mechanism 53. When the clutch mechanism 53 is in the released state, the gear 52 is rotatable, and when the clutch mechanism 53 is in the restrained state, the rotation of the gear 52 is restricted. Further, the gear 52 is configured to mesh with the gear-shaped portion 31 of the driven link member 30. In a state where the rotation of the gear 52 is restricted, the rotation of the driven link member 30 is suppressed.

以上説明したように、関節駆動装置100は、根元側リンク部材10と、駆動軸20と、被駆動リンク部材30と、駆動力伝達駆動手段40と、切り替え手段50とを備えている。駆動力伝達駆動手段40は、遊星歯車機構を備え、被駆動リンク部材30の根本側の端部30aが遊星キャリア43として機能し、内歯車43は駆動力を次の関節部に伝達する出力軸として機能するように構成されている。本実施形態の関節駆動装置100においては、駆動軸20と、太陽歯車41の回転軸とが同軸で一体的に形成されている。   As described above, the joint drive device 100 includes the root side link member 10, the drive shaft 20, the driven link member 30, the drive force transmission drive means 40, and the switching means 50. The driving force transmission driving means 40 includes a planetary gear mechanism, the root-side end 30a of the driven link member 30 functions as the planet carrier 43, and the internal gear 43 is an output shaft that transmits the driving force to the next joint portion. Is configured to function as In the joint drive device 100 of the present embodiment, the drive shaft 20 and the rotation shaft of the sun gear 41 are integrally formed coaxially.

図2は図1の実施形態の変更態様における関節駆動装置100Aの構成を概略的に示している。   FIG. 2 schematically shows the structure of a joint drive device 100A in a modification of the embodiment of FIG.

同図に示すように、関節駆動装置100Aは、根元側リンク部材10と、駆動軸20と、被駆動リンク部材30と、駆動力伝達駆動手段40と、切り替え手段50と、1対のかさ歯車60(60a及び60b)とを備えている。この関節駆動装置100Aにおいて、1対のかさ歯車60(60a及び60b)を除く構成は、上述した関節駆動装置100の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。   As shown in the figure, the joint drive device 100A includes a root side link member 10, a drive shaft 20, a driven link member 30, a drive force transmission drive means 40, a switching means 50, and a pair of bevel gears. 60 (60a and 60b). In this joint drive device 100A, the configuration excluding the pair of bevel gears 60 (60a and 60b) is the same as the configuration of the joint drive device 100 described above, and thus detailed description thereof is omitted.

かさ歯車60aは駆動軸20に固着されており、かさ歯車60bは太陽歯車41の回転軸41aに固着されており、これら1対のかさ歯車60aと60bとにより、所定角度(例えば90度)で咬合する2軸間で回転運動を伝達することができ、即ち、根元側リンク部材10と被駆動リンク部材30とは互いに90度の角度を持って配置され、回転駆動方向が90度変えられる。   The bevel gear 60a is fixed to the drive shaft 20, the bevel gear 60b is fixed to the rotating shaft 41a of the sun gear 41, and the pair of bevel gears 60a and 60b are used at a predetermined angle (for example, 90 degrees). Rotational motion can be transmitted between the two shafts engaged, that is, the root side link member 10 and the driven link member 30 are disposed at an angle of 90 degrees with each other, and the rotational drive direction is changed by 90 degrees.

以上説明したように、本発明の実施形態及びその変更態様に係る関節駆動装置100及び100Aにおいて、駆動力伝達駆動手段40は、遊星歯車機構を用いており、被駆動リンク部材30の根本側の端部30aが遊星キャリア43として機能し、内歯車44は駆動力を次の関節部に伝達する出力軸として機能するように構成されている。また、駆動力伝達駆動手段40による被駆動リンク部材30の駆動と停止とを切り替える切り替え手段40は、一端が根元側リンク部材10に固着された軸51と、この軸51に回転可能に装着された歯車52と、軸51の他端に装着されたクラッチ機構53とから構成され、クラッチ機構53が解放状態のとき、歯車52が回転可能に構成され、また、被駆動リンク部材30の根本側の端部30aの外周には、歯車52と噛み合う歯車状部31が設けられている。これにより、関節部の重量を減らし、可能積載重量を圧迫させることなく、かつ装置全体の重量を軽減できる。また、駆動モータ数を減らした場合でも、高回転トルクを維持し、細かな姿勢制御が可能となる。   As described above, in the joint drive devices 100 and 100A according to the embodiment of the present invention and the modification thereof, the drive force transmission drive means 40 uses the planetary gear mechanism, and the root side of the driven link member 30 is The end 30a functions as the planet carrier 43, and the internal gear 44 is configured to function as an output shaft that transmits driving force to the next joint. The switching means 40 for switching between driving and stopping of the driven link member 30 by the driving force transmission driving means 40 is attached to a shaft 51 having one end fixed to the root side link member 10 and to the shaft 51 so as to be rotatable. The gear 52 and the clutch mechanism 53 attached to the other end of the shaft 51 are configured such that the gear 52 is rotatable when the clutch mechanism 53 is in the released state, and the base side of the driven link member 30 A gear-like portion 31 that meshes with the gear 52 is provided on the outer periphery of the end portion 30a. Thereby, the weight of the whole apparatus can be reduced without reducing the weight of the joint part and pressing the possible load weight. Further, even when the number of drive motors is reduced, high rotational torque can be maintained and fine attitude control can be performed.

図3は関節駆動装置を用いた4つの関節部を有する多軸マニピュレータ200の構成を概略的に示している。図4は多軸マニピュレータ200の第1の関節部220の構成を概略的に示しており、図5は先端機構部260の構成を概略的に示いている。   FIG. 3 schematically shows a configuration of a multi-axis manipulator 200 having four joint portions using a joint driving device. FIG. 4 schematically shows the configuration of the first joint portion 220 of the multi-axis manipulator 200, and FIG. 5 schematically shows the configuration of the tip mechanism portion 260.

図3に示すように、多軸マニピュレータ200は、駆動力を供給する駆動力供給手段としてのモータ210と、第1の関節部220と、第2の関節部230と、第3の関節部240と、第4の関節部250と、先端部機構260と、制御手段(図示せず)とを備えている。ここで、第2の関節部230、第3の関節部240及び第4の関節部250は、関節駆動装置100を用いて構成されており、これは図1に示す構成と同様である。また、制御手段は、切り替え手段50の切り替え動作を制御するように構成されている。   As shown in FIG. 3, the multi-axis manipulator 200 includes a motor 210 as a driving force supply means for supplying a driving force, a first joint portion 220, a second joint portion 230, and a third joint portion 240. And a fourth joint part 250, a tip part mechanism 260, and a control means (not shown). Here, the 2nd joint part 230, the 3rd joint part 240, and the 4th joint part 250 are comprised using the joint drive device 100, and this is the same as that of the structure shown in FIG. The control unit is configured to control the switching operation of the switching unit 50.

モータ210は、図4に示すように、ベース部211に固着されている。モータ210の回転軸は、ベース部211を挿通してベアリング212を介してリンク部材213に接続されている。また、モータ210の回転軸の端部には、伝動用スプロケット214が装着されており、モータ210により伝動用スプロケット214を駆動するように構成している。   As shown in FIG. 4, the motor 210 is fixed to the base portion 211. The rotation shaft of the motor 210 is inserted through the base portion 211 and connected to the link member 213 via the bearing 212. A transmission sprocket 214 is attached to the end of the rotating shaft of the motor 210, and the transmission sprocket 214 is driven by the motor 210.

第1の関節部220は、ベース部211と、ベアリング212と、リンク部材213と、伝動用スプロケット214と、切り替え手段50とを備えている。リンク部材213の根元側の端部213aの外周には歯車状部213bが設けられている。この歯車状部213bは、切り替え手段50の歯車52と噛み合うように構成されている。伝動用スプロケット214には、チェーン215が連結されており、このチェーン215を介して次の関節である第2の関節部230に動力が伝達されている。同様に、第2の関節部230から第3の関節部240、及び第3の関節部240から第4の関節部250までの動力伝達もチェーンを介して行うように構成されている。なお、第1の関節部220におけるリンク部材213は、第2の関節部230に対して根元側リンク部材10となる。同様に、第2の関節部230における被駆動リンク部材30は、第3の関節部240に対して根元側リンク部材10となる。次の関節部も同様である。   The first joint portion 220 includes a base portion 211, a bearing 212, a link member 213, a transmission sprocket 214, and a switching unit 50. A gear-shaped portion 213 b is provided on the outer periphery of the end portion 213 a on the root side of the link member 213. The gear portion 213b is configured to mesh with the gear 52 of the switching means 50. A chain 215 is connected to the transmission sprocket 214, and power is transmitted to the second joint portion 230, which is the next joint, via the chain 215. Similarly, power transmission from the second joint portion 230 to the third joint portion 240 and from the third joint portion 240 to the fourth joint portion 250 is also performed via the chain. Note that the link member 213 in the first joint portion 220 becomes the root side link member 10 with respect to the second joint portion 230. Similarly, the driven link member 30 in the second joint portion 230 becomes the root side link member 10 with respect to the third joint portion 240. The same applies to the next joint.

先端部機構260は、ハンド、はさみ、又はカッター等を備え、各種作業を行うことが可能な構造となっている。第4の関節部250からチェーンで伝達された動力は、スプロケット261によって回転トルクに変換され、シャフト262を介して先端部機構260に伝達される。このとき、被駆動リンク部材30に固着されたクラッチ機構263により、シャフト262の回転トルクを先端機構260への動力伝達の拘束、解放の切り替え制御を行うことで、先端部機構260のハンド、はさみ、又はカッター等を制御する。   The tip end mechanism 260 includes a hand, scissors, a cutter, or the like, and has a structure capable of performing various operations. The power transmitted by the chain from the fourth joint portion 250 is converted into rotational torque by the sprocket 261 and transmitted to the tip end mechanism 260 via the shaft 262. At this time, the clutch mechanism 263 fixed to the driven link member 30 controls the rotation of the shaft 262 to restrict the transmission of power to the tip mechanism 260 and the switching control of the release, so that the hand of the tip portion mechanism 260 and the scissors Or a cutter or the like is controlled.

次に、本実施形態における関節駆動装置100及び多軸マニピュレータ200の動作を、図1、3、6及び7を参照して説明する。   Next, operations of the joint driving device 100 and the multi-axis manipulator 200 in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

以下、第3の関節部240を駆動する場合を説明する。まず、第3の関節部240以外クラッチ機構53及びクラッチ機構263を回転できない状態にし、モータ210を回転させると、モータ210の回転は、伝動用スプロケット214、チェーン215を介し、次の関節(第2の関節部230)に回転として伝わる。このとき、クラッチ機構53が拘束状態のため、歯車52が回転できず、リンク部材213は拘束されている。そのため、トルクは全て伝動用スプロケット214、チェーン215を介し第2の関節部230へ伝えられる。第2の関節部230は、第1の関節部からの回転トルクが入力側スプロケット21を介して伝えられ、入力側スプロケット21と同じシャフトに取り付けられた太陽歯車41へ伝えられる。太陽歯車41からのトルクは、遊星歯車42へ伝えられるが、このとき、遊星歯車42の遊星キャリア43である被駆動リンク部材30の根本側の端部30aに接続されている、クラッチ機構53が拘束されているため、被駆動リンク部材30は回転できず、遊星キャリア43も回転することができない。これによって遊星歯車42は自転状態となり、その回転は、内歯車44へ伝えられ、内歯車44に取り付けられた出力側スプロケット22によって出力側チェーンC2を介し第3の関節部240へ伝えられる。第3の関節部240も同様に太陽歯車41を回転させるが、クラッチ機構53が解放状態のため、遊星キャリアである被駆動リンク部材30は自由である。そのため、太陽歯車41の回転トルクは、遊星歯車42を公転させ被駆動リンク部材30を回転させるか、内歯車44を回転させることができる。内歯車44は、同様に動力を第4の関節部250の太陽歯車41へ伝える。   Hereinafter, the case where the 3rd joint part 240 is driven is demonstrated. First, when the clutch mechanism 53 and the clutch mechanism 263 other than the third joint portion 240 cannot be rotated, and the motor 210 is rotated, the rotation of the motor 210 is performed through the transmission sprocket 214 and the chain 215 to the next joint (second joint). 2 joints 230) as rotation. At this time, since the clutch mechanism 53 is in a restrained state, the gear 52 cannot rotate and the link member 213 is restrained. Therefore, all the torque is transmitted to the second joint portion 230 via the transmission sprocket 214 and the chain 215. In the second joint portion 230, the rotational torque from the first joint portion is transmitted via the input side sprocket 21, and is transmitted to the sun gear 41 attached to the same shaft as the input side sprocket 21. Torque from the sun gear 41 is transmitted to the planetary gear 42. At this time, the clutch mechanism 53 connected to the end 30a on the root side of the driven link member 30 which is the planet carrier 43 of the planetary gear 42 is connected. Since it is restrained, the driven link member 30 cannot rotate, and the planet carrier 43 cannot rotate. As a result, the planetary gear 42 rotates and its rotation is transmitted to the internal gear 44, and is transmitted to the third joint 240 via the output side chain C 2 by the output side sprocket 22 attached to the internal gear 44. The third joint 240 also rotates the sun gear 41 in the same manner, but the driven link member 30 that is a planet carrier is free because the clutch mechanism 53 is in a released state. Therefore, the rotational torque of the sun gear 41 can revolve the planetary gear 42 to rotate the driven link member 30 or rotate the internal gear 44. Similarly, the internal gear 44 transmits power to the sun gear 41 of the fourth joint portion 250.

第4の関節部250においては、第2の関節部23と同様にクラッチ機構53が回転できないため、被駆動リンク部材30が回転できず、動力が先端部機構260へ伝えられる。しかしながら先端部機構260は、クラッチ機構263が拘束状態であり、シャフト262が回転できないため、先端部機構260に伝えられず、固定状態となる。これにより、第3の関節部240以降の関節及び先端部機構260は、すべて拘束状態となるため、第3の関節部240のみが回転することができる。以上の駆動方法により、クラッチ機構53が回転できる状態の被駆動リンク部材30の関節を正方向及び逆方向に自由に回転させることが可能である。先端部機構260のクラッチ機構263以外のすべての関節のクラッチ機構53が回転できない状態であれば、先端部機構260へ動力を伝えることを実現できる。また、差動歯車機構それぞれの歯数を変えることで、各関節の伝達トルクを自由に変えることが可能である。   In the fourth joint part 250, the clutch mechanism 53 cannot rotate as in the second joint part 23, so that the driven link member 30 cannot rotate and power is transmitted to the tip part mechanism 260. However, the tip end mechanism 260 is not transmitted to the tip end mechanism 260 and is in a fixed state because the clutch mechanism 263 is in a restrained state and the shaft 262 cannot rotate. As a result, the joints after the third joint part 240 and the tip part mechanism 260 are all in a restrained state, so that only the third joint part 240 can rotate. With the above driving method, it is possible to freely rotate the joint of the driven link member 30 in a state where the clutch mechanism 53 can rotate in the forward direction and the reverse direction. If the clutch mechanisms 53 of all joints other than the clutch mechanism 263 of the tip end mechanism 260 cannot rotate, it is possible to transmit power to the tip end mechanism 260. Moreover, it is possible to freely change the transmission torque of each joint by changing the number of teeth of each differential gear mechanism.

以上説明したように、多軸マニピュレータ200は、モータ210と、第1の関節部220と、第2の関節部230と、第3の関節部240と、第4の関節部250と、先端部機構260と、制御手段(図示せず)とを備えている。第2の関節部230、第3の関節部240及び第4の関節部250は、関節駆動装置100を用いて構成されている。これにより、関節部の重量を減らし、可能積載重量を圧迫せることなく、かつ装置全体の重量を軽減できる。また、駆動モータ数を減らした場合でも、高回転トルクを維持し、細かな姿勢制御が可能である。   As described above, the multi-axis manipulator 200 includes the motor 210, the first joint portion 220, the second joint portion 230, the third joint portion 240, the fourth joint portion 250, and the distal end portion. A mechanism 260 and control means (not shown) are provided. The second joint part 230, the third joint part 240, and the fourth joint part 250 are configured using the joint driving device 100. Thereby, the weight of the whole apparatus can be reduced without reducing the weight of the joint part and pressing the possible load weight. Even when the number of drive motors is reduced, high rotational torque is maintained and fine attitude control is possible.

なお、上述した関節駆動装置100及び100Aにおいて、切り替え手段50として、一端が根元側リンク部材10に固着された軸51と、歯車52と、クラッチ機構53とから構成された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の切り替え手段を用いても良い。   In the joint drive devices 100 and 100A described above, the switching unit 50 has been described as being configured with the shaft 51, one end of which is fixed to the root side link member 10, the gear 52, and the clutch mechanism 53. The present invention is not limited to this. Other switching means may be used.

また、上述した多軸マニピュレータ200は、4つの関節を有するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。   Moreover, although the multi-axis manipulator 200 described above has been described as having four joints, the present invention is not limited to this.

さらに、上述した多軸マニピュレータ200において、第2の関節部230、第3の関節部240及び第4の関節部250は、関節駆動装置100を用いて構成された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。これらの関節部のいずれかが関節駆動装置100Aを用いても良い。また、第1の関節部220と先端部機構260にも関節駆動装置100Aを用いることができる。   Further, in the above-described multi-axis manipulator 200, the second joint unit 230, the third joint unit 240, and the fourth joint unit 250 have been described as being configured using the joint driving device 100. Is not limited to this. Any of these joint portions may use the joint drive device 100A. The joint driving device 100A can also be used for the first joint portion 220 and the tip portion mechanism 260.

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

本発明の関節駆動装置及び多軸マニピュレータは、工場等において所定の作業を行なうロボットに利用することができる。   The joint drive device and multi-axis manipulator of the present invention can be used for a robot that performs a predetermined work in a factory or the like.

10 根元側リンク部材
20 駆動軸
21 入力側スプロケット
22 出力側スプロケット
30 被駆動リンク部材
30a 端部
31、213b 歯車状部
40 駆動力伝達駆動手段
41 太陽歯車
41a 回転軸
42 遊星歯車
43 遊星キャリア
44 噛み合う内歯車
50 切り替え手段
51 軸
52 歯車
53、263 クラッチ機構
60、60a、60b かさ歯車
100、100A 関節駆動装置
200 多軸マニピュレータ
210 モータ
211 ベース部
212 ベアリング
213 リンク部材
214 伝動用スプロケット
215 チェーン
220 第1の関節部
230 第2の関節部
240 第3の関節部
250 第4の関節部
260 先端部機構
261 スプロケット
262 シャフト
C1 入力側チェーン
C2 出力側チェーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Root side link member 20 Drive shaft 21 Input side sprocket 22 Output side sprocket 30 Driven link member 30a End part 31 and 213b Gear-like part 40 Driving force transmission drive means 41 Sun gear 41a Rotating shaft 42 Planetary gear 43 Planetary carrier 44 Engagement Internal gear 50 Switching means 51 Shaft 52 Gear 53, 263 Clutch mechanism 60, 60a, 60b Bevel gear 100, 100A Joint drive device 200 Multi-axis manipulator 210 Motor 211 Base 212 Bearing 213 Link member 214 Transmission sprocket 215 Chain 220 1st Joint part 230 second joint part 240 third joint part 250 fourth joint part 260 tip part mechanism 261 sprocket 262 shaft C1 input side chain C2 output side chain

Claims (8)

隣接するリンク部材同士を接続する関節部を駆動する関節駆動装置であって、
根元側リンク部材に設けられる駆動軸に供給された駆動力で被駆動リンク部材を駆動し、前記駆動力を次の関節部に伝達する駆動力伝達駆動手段と、
前記駆動力伝達駆動手段による前記被駆動リンク部材の駆動と停止とを切り替わる切り替え手段とを備え、
前記駆動力伝達駆動手段は、差動歯車機構から構成されていることを特徴とする関節駆動装置。
A joint drive device that drives a joint part that connects adjacent link members,
Driving force transmission driving means for driving the driven link member with the driving force supplied to the driving shaft provided on the root side link member and transmitting the driving force to the next joint part;
Switching means for switching between driving and stopping of the driven link member by the driving force transmission driving means;
The joint drive device according to claim 1, wherein the drive force transmission drive means comprises a differential gear mechanism.
前記駆動力伝達駆動手段は、中心に位置する太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合って配置された遊星歯車と、前記遊星歯車の回転軸が装着された遊星キャリアと、前記遊星歯車に噛み合う内歯車とを含む遊星歯車機構を備え、前記被駆動リンク部材の一端が前記遊星キャリアとして機能し、前記内歯車は前記駆動力を次の関節部に伝達する出力軸として機能するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の関節駆動装置。   The driving force transmission drive means includes a sun gear located at the center, a planetary gear arranged in mesh with the sun gear, a planet carrier on which a rotation shaft of the planetary gear is mounted, and an internal gear meshed with the planet gear. And one end of the driven link member functions as the planet carrier, and the internal gear functions as an output shaft that transmits the driving force to the next joint. The joint drive device according to claim 1. 前記切り替え手段は、一端が前記根元側リンク部材に固着された軸と、該軸に回転可能に装着された歯車と、前記軸の他端に装着されたクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構が解放状態のとき、前記歯車が回転可能となるように構成されており、前記被駆動リンク部材の一端の外周には前記歯車と噛み合う歯車状部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の関節駆動装置。   The switching means includes a shaft having one end fixed to the root side link member, a gear rotatably mounted on the shaft, and a clutch mechanism mounted on the other end of the shaft, and the clutch mechanism The gear is configured to be rotatable in a released state, and a gear-shaped portion that meshes with the gear is provided on an outer periphery of one end of the driven link member. Or the joint drive device of 2. 前記駆動軸と前記太陽歯車の軸とは、一対のかさ歯車を介して連結され、伝動するように構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の関節駆動装置。   The joint drive device according to claim 2 or 3, wherein the drive shaft and the shaft of the sun gear are connected via a pair of bevel gears to be transmitted. 複数の関節部を有する多軸マニピュレータであって、
駆動力を供給する駆動力供給手段と、
隣接するリンク部材同士を接続する関節部を駆動する関節駆動装置と、
前記関節駆動装置を介して伝達された動力により駆動される先端部機構とを備え、
前記関節駆動装置は、根元側リンク部材に設けられる駆動軸に供給された駆動力で被駆動リンク部材を駆動し、前記駆動力を次の関節部に伝達する駆動力伝達駆動手段と、前記駆動力伝達駆動手段による前記被駆動リンク部材の駆動と停止とを切り替える切り替え手段とを備え、
前記駆動力伝達駆動手段は、中心に位置する太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合って配置された遊星歯車と、前記遊星歯車の回転軸が装着された遊星キャリアと、前記遊星歯車に噛み合う内歯車とを含む遊星歯車機構を備え、前記被駆動リンク部材の一端が前記遊星キャリアとして機能し、前記内歯車は前記駆動力を次の関節部に伝達する出力軸として機能するように構成されていることを特徴とする多軸マニピュレータ。
A multi-axis manipulator having a plurality of joints,
Driving force supplying means for supplying driving force;
A joint drive device for driving a joint part connecting adjacent link members;
A tip portion mechanism driven by the power transmitted through the joint drive device,
The joint driving device drives a driven link member with a driving force supplied to a driving shaft provided on a root side link member, and transmits the driving force to the next joint portion; and the driving Switching means for switching between driving and stopping of the driven link member by the force transmission driving means,
The driving force transmission drive means includes a sun gear located at the center, a planetary gear arranged in mesh with the sun gear, a planet carrier on which a rotation shaft of the planetary gear is mounted, and an internal gear meshed with the planet gear. And one end of the driven link member functions as the planet carrier, and the internal gear functions as an output shaft that transmits the driving force to the next joint. A multi-axis manipulator characterized by that.
前記切り替え手段は、一端が前記根元側リンク部材に固着された軸と、該軸に回転可能に装着された歯車と、前記軸の他端に装着されたクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構が解放状態のとき、前記歯車が回転可能となるように構成されており、前記被駆動リンク部材の一端の外周には前記歯車と噛み合う歯車状部が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の多軸マニピュレータ。   The switching means includes a shaft having one end fixed to the root side link member, a gear rotatably mounted on the shaft, and a clutch mechanism mounted on the other end of the shaft, and the clutch mechanism The gear is configured to be rotatable in a released state, and a gear-shaped portion that meshes with the gear is provided on an outer periphery of one end of the driven link member. The multi-axis manipulator described in 1. 前記駆動軸と前記太陽歯車の軸とは、一対のかさ歯車を介して連結され、伝動するように構成されていることを特徴とする請求項5又は6に記載の多軸マニピュレータ。   The multi-axis manipulator according to claim 5 or 6, wherein the drive shaft and the shaft of the sun gear are connected and transmitted via a pair of bevel gears. 前記駆動力供給手段は、根元部の第1関節に配置されていることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の多軸マニピュレータ。   The multi-axis manipulator according to any one of claims 5 to 7, wherein the driving force supply means is disposed at a first joint of a root portion.
JP2016063297A 2016-03-28 2016-03-28 Joint drive device and multi-axis manipulator Expired - Fee Related JP6687928B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016063297A JP6687928B2 (en) 2016-03-28 2016-03-28 Joint drive device and multi-axis manipulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016063297A JP6687928B2 (en) 2016-03-28 2016-03-28 Joint drive device and multi-axis manipulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017177233A true JP2017177233A (en) 2017-10-05
JP6687928B2 JP6687928B2 (en) 2020-04-28

Family

ID=60008786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016063297A Expired - Fee Related JP6687928B2 (en) 2016-03-28 2016-03-28 Joint drive device and multi-axis manipulator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6687928B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020185655A (en) * 2019-05-17 2020-11-19 本田技研工業株式会社 Link mechanism
JP2020199604A (en) * 2019-06-11 2020-12-17 本田技研工業株式会社 Control device and control method of link mechanism

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020185655A (en) * 2019-05-17 2020-11-19 本田技研工業株式会社 Link mechanism
JP7245111B2 (en) 2019-05-17 2023-03-23 本田技研工業株式会社 Link mechanism
JP2020199604A (en) * 2019-06-11 2020-12-17 本田技研工業株式会社 Control device and control method of link mechanism
JP7260406B2 (en) 2019-06-11 2023-04-18 本田技研工業株式会社 Link mechanism control device and control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6687928B2 (en) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6499669B2 (en) Robot hand and robot
CN104781053B (en) Mechanical hand
EP2431139B1 (en) Robot hand
JP5403303B2 (en) Parallel mechanism
CN107405771B (en) Transmission, electric drive device and industrial robot
US20110241369A1 (en) Robot hand
KR101639723B1 (en) a robot hand
JP6127315B2 (en) Hand device and finger
JP5503702B2 (en) Low stroke operation for serial robots
JP2009297793A (en) Parallel mechanism
KR20160119960A (en) Shoulder Joint Assembly of Robot Arm
JP2014000612A (en) Wrist structure part of industrial robot
JP5243233B2 (en) Robot hand
KR102108674B1 (en) Parallel robot having transmission mechanism of rotational motion
JP6687928B2 (en) Joint drive device and multi-axis manipulator
JP5423910B1 (en) robot
JP2018075675A (en) Operation device and double arm type operation device
JP2007069286A (en) Robot hand and grip control method thereof
KR102204429B1 (en) Parallel Mechanism
KR20110052891A (en) Cable-driven joint mechanism and automatic robot of use it
JPH0378237B2 (en)
JP4469957B2 (en) Robot hand
JP2006159406A (en) Robot having horizontal arm
KR20240131036A (en) Decoupled cable-driven revolute joint device for wearable robot
KR20240086143A (en) Cable-driven revolute joint device for wearable robots

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200114

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20200129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20200129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200131

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200317

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200321

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6687928

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees