JP2019196775A - 直動伸縮機構及びそれを備えたロボットアーム機構 - Google Patents

Abstract

【課題】目的は、直動伸縮機構においてアーム部の軽量化を図りながら強度低下を抑えること。【解決手段】直動伸縮機構は、互いに前後端において屈曲可能に連結される複数の第１コマ５３と、互いに底板前後端において屈曲可能に連結される複数の第２コマ５４と、第１、第２コマの先頭どうしとを結合する結合部５５と、第１、第２コマを前後移動自在に支持するとともに第１、第２コマが前方に移動するとき第１、第２コマを接合させ、第１、第２コマが後方に移動するとき分離させる支持部２５とを具備する。第１、第２コマは互いに接合されたとき硬直し、互いに分離されたとき屈曲状態に復帰する。第１、第２コマは互いに幅が異なる。【選択図】 図７

Description

本発明の実施形態は直動伸縮機構及びそれを備えたロボットアーム機構に関する。

従来から多関節ロボットアーム機構が産業用ロボットなど様々な分野で用いられている。発明者らは直動伸縮機構の実用化を達成した（特許文献１）。この直動伸縮機構は、肘関節を不要とする極座標形ロボットアーム機構の可動領域を拡大して実用性を高める非常に有益な構造である。

直動伸縮機構は、屈曲自在に連結された複数の平板形状のコマと、同様に屈曲自在に底板側で連結された複数のコ字溝形状のコマとを有してなり、これらが互いに接合することで直線状に硬直され一定の剛性を有する柱状のアーム部が構成される。直動伸縮機構のモータが順回転すると硬直して柱状体となったアーム部がアーム支持部から送り出され、逆回転するとアーム部は引き戻される。アーム支持部の後方ではコマの接合状態は解除され、硬直状態から屈曲状態に回復する。屈曲状態に回復した２種類のコマはその一方のコマの底部側に屈曲され、支柱部内部に収容される。

この直動伸縮機構は上述のように多数のコマを必要とするためアーム部の重量が増加する傾向にある。コマを小型軽量化してアーム部の軽量化を図ると、コマ自体の強度低下、さらにコマを連結するヒンジ構造の強度低下が生じるおそれがあり、アーム部の強度が低下してしまう。その一方で、アーム部の強度を向上させようとすると、コマの重量が増加し、アーム部の重量化も避けられない。このようにアーム部の軽量化と強度向上とはトレーとオフの関係にあった。

特許第5435679号公報

目的は、直動伸縮機構においてアーム部の軽量化を図りながら強度低下を抑えることにある。

本実施形態に係る直動伸縮機構は、互いに前後端において屈曲可能に連結される複数の第１コマと、互いに底板前後端において屈曲可能に連結される複数の第２コマと、第１、第２コマの先頭どうしとを結合する結合部と、第１、第２コマを前後移動自在に支持するとともに第１、第２コマが前方に移動するとき第１、第２コマを接合させ、第１、第２コマが後方に移動するとき分離させる支持部とを具備する。第１、第２コマは互いに接合されたとき硬直し、互いに分離されたとき屈曲状態に復帰する。第１、第２コマは互いに幅が異なる。

図１は、本実施形態に係る直動伸縮機構を備えた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の側面図である。 図３は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す図である。 図４は、図１のロボットアーム機構を図記号により示す図である。 図５は、図３の第１コマを示す図である。 図６は、図３の第２コマを示す図である。 図７は、図３の第１コマの幅よりも広い第２コマを示す正面図である。 図８は、図３の第２コマの幅よりも広い第１コマを示す正面図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る直動伸縮機構及びそれを備えたロボットアーム機構を説明する。
図１、図２は本実施形態に係る直動伸縮機構を備えた極座標形のロボットアーム機構の外観図である。図３は直動伸縮機構の内部構造を示している。図４はロボットアーム機構を図記号で表している。ロボットアーム機構は、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は基台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は主にエンドエフェクタ（手先効果器）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伸縮機構である。ここでは第３関節部Ｊ３が直動伸縮機構として構成される。

第１関節部Ｊ１は、基台１の接地面に対して垂直な第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アーム部５が伸縮する直動伸縮機構である。第４関節部Ｊ４は第３移動軸ＲＡ３と略一致する第４回転軸ＲＡ４を中心としたねじり関節である。第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して垂直に配置される第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と第５回転軸ＲＡ５と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。

図４に示すように、第２関節部Ｊ２は第１関節部Ｊ１に対して回転軸ＲＡ１と回転軸ＲＡ１に直交する軸との２方向に関してオフセットされる。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は、第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１には交差しない。第３関節部Ｊ２は第２関節部Ｊ２に対して回転軸ＲＡ１と回転軸ＲＡ１に直交する軸との２方向に関してオフセットされる。第３関節部Ｊ３の回転軸ＲＡ３は、第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２には交差しない。複数の関節部Ｊ１−Ｊ６の根元３軸のうちの一つの曲げ関節部を直動伸縮関節部Ｊ３に換装し、第１関節部Ｊ１に対して第２関節部Ｊ２を２方向にオフセットさせ、第２関節部Ｊ２に対して第３関節部Ｊ３を２方向にオフセットさせることにより、ロボットアーム機構は、特異点姿勢を構造上解消している。

ロボットアーム機構の基台１には概略的に円筒体をなす支柱部２が設置される。支柱部２は上下に分離され、下部２−１と上部２−２は第１関節部Ｊ１で接続される。第１関節部Ｊ１はねじり回転軸ＲＡ１を備える。回転軸ＲＡ１は例えば鉛直方向に平行である。第１関節部Ｊ１の回転によりアーム部５は水平に旋回する。支柱下部２−１は第１関節部Ｊ１の固定部に接続される。支柱上部２−２は上部フレーム２２を有する。上部フレーム２２は、第１関節部Ｊ１の回転部に接続され、回転軸ＲＡ１を中心に軸回転する。円筒体をなす支柱部２の内部中空には後述する第３関節部Ｊ３の第１、第２コマ列５１，５２が収納される。支柱上部２−２には第２関節部Ｊ２を収容する起伏部４が設置される。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は例えば水平である。起伏部４は、第２関節部Ｊ２の固定部としての一対のサイドフレーム２３を有する。一対のサイドフレーム２３は、上部フレーム２２に連結される。一対のサイドフレーム２３にモータハウジングを兼用する第２関節部Ｊ２の回転部としてのドラム体２４が支持される。ドラム体２４の周面には、支持部（送り出し機構）２５が取り付けられる。送り出し機構２５は、ローラユニット５８、ドライブギア５６、ガイドローラ５７を支持する。後述するが、送り出し機構２５は、第１、第２コマ５３，５４を前後移動自在に支持するとともに、第１、第２コマ５３，５４が前方に移動するとき第１、第２コマ５３，５４を接合させ、第１、第２コマ５３，５４が後方に移動するとき第１、第２コマ５３，５４を分離させる。ドラム体２４の軸回転に伴って送り出し機構２５は回動し、送り出し機構２５に支持されたアーム部５が起伏する。

第３関節部Ｊ３を成す直動伸縮機構は発明者らが新規に開発した構造を備えており、従前の直動範囲が限定的であって、直動範囲と同長の引き込み範囲を備えたソリッドな直動関節とは明確に区別される。第３関節部Ｊ３によりアーム部（柱状体）５がその中心軸（伸縮中心軸ＲＡ３）に沿って直線的剛性を維持した状態で前後に伸縮する。アーム部５は第１コマ列５１と第２コマ列５２とを有する。第１コマ列５１は屈曲自在に連結された複数の第１コマ５３からなる。図５に示すように、典型的には第１コマ５３は略平板形に構成される。第１コマ５３は平板形状に限定されることはなく、溝状体又は筒状体であってもよく、さらにその横断面形状も、その横断面形状は、コ字形状、ロ字形状といった四角形（矩形）に限定されることはなく、三角形や五角形などの多角形状、さらに円形、楕円形、円や楕円の一部が切り欠かれた円弧形状であっても良い。ここでは第１コマ５３は略平板形に構成されるものとして説明する。

第２コマ列５２は屈曲自在に連結された複数の第２コマ５４からなる。第２コマ５４は典型的には図６に示すように横断面コ字形状の溝状体をなす。第２コマ５４は横断面コ字形状の溝状体に限定されることはなく、他の様々な横断面形状の溝状体又は筒状体を採用する事ができる。例えば第２コマ５４は横断面ロ字形状の筒状体であってもよい。第２コマ５４は溝状体又は筒状体をなし、その横断面形状は、四角形（矩形）に限定されることはなく、三角形や五角形などの多角形状、さらに円形、楕円形、円や楕円の一部が切り欠かれた円弧形状であっても良い。ここでは第２コマ５４は横断面コ字形状の溝状体に構成されるものとして説明する。

後述の通り、第１コマ５３と第２コマ５４は接合される。上述した第１コマ５３と第２コマ５４の各形状のもとで、第１コマ５３と第２コマ５４が接合された状態での横断面の全体形状としては、四角形、三角形、ひし形、台形、それ以外の多角形、Ｈ形、円形、楕円形をなす。

第２コマ５４は底板どうしで屈曲自在に連結される。第２コマ列５２の屈曲は、第２コマ５４の側板の端面どうしが当接する位置で制限される。その位置では第２コマ列５２は直線的に配列する。第１コマ列５１のうち先頭の第１コマ５３と、第２コマ列５２のうち先頭の第２コマ５４とは結合コマ５５により接続される。

結合コマ５５はその上部が下部よりも後方に突出した形状を有するブロックである。上部の下部に対する突出長は、第２コマ５４の長さの半分の長さである。上部は第１コマ５３と同厚、下部は第２コマ５４と同厚である。上部に先頭の第１コマ５３が屈曲可能に接続され、下部に先頭の第２コマ５４が屈曲可能に接続される。第１コマ５３同士の連結位置は、第２コマ５４同士の連結位置に対して１／２長ずれている。前後の第２コマ５４の開閉位置（連結位置）は第１コマ５３の前後中央に位置する。この位置に後述するロック機構が装備される。

第１、第２コマ列５１，５２は四角筒体形状のローラユニット５８の上下ローラ５９に押圧されて接合される。接合された第１、第２コマ列５１，５２は柱状のアーム部５を構成する。なお、第１、第２コマ５３，５４がそれぞれ上述した典型的な横断面形状であれば、第１、第２コマ５３，５４は接合により硬直して直線的な柱状体をなす。しかし、第１、第２コマ５３，５４の平面形状が台形形状又は円環形状の一部形状であれば、第１、第２コマ５３，５４は接合により硬直して曲線的な柱状体をなす。

ローラ５９の列の後方にはドライブギア（ピニオン）５６が設けられる。ドライブギア５６は減速器を介して図示しないモータに接続される。図５（ｂ）に示すように第１コマ５３の内壁の幅中央には前後にわたってリニアギア５３９が設けられている。複数の第１コマ５３が直線状に整列されたときに前後のリニアギア５３９は直線状につながって長いリニアギア（ラック）を構成する。ドライブギア（ピニオン）５６は、直線状のリニアギア５３９に噛合される。直線状につながったリニアギア５３９はドライブギア５６とともにラックアンドピニオン機構を構成する。ドライブギア５６が順回転するときアーム部５が前方に伸長する。ドライブギア５６が逆回転するときアーム部５が起伏部４の内部に引き戻され収縮する。ローラユニット５８の後方まで引き戻され、上下ローラ５９による押圧から開放された第１、第２コマ列５１，５２は互いに分離する。分離した第１、第２コマ列５１，５２はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰する。屈曲可能な状態に復帰した第１、第２コマ列５１，５２は、起伏部４内でともに同じ方向（第２コマ５４の底板側）に屈曲し、支柱部２の内部に収納される。このとき、第１コマ列５１は第２コマ列５２に略平行な状態で収納される。

アーム部５の先端には手首部６が取り付けられる。手首部６は第４〜第６関節部Ｊ４〜Ｊ６を装備する。第４〜第６関節部Ｊ４〜Ｊ６は直交３軸の回転軸ＲＡ４〜ＲＡ６を備える。第４関節部Ｊ４は伸縮中心軸ＲＡ３と略一致する第４回転軸ＲＡ４を中心としたねじり回転関節であり、この第４関節部Ｊ４の回転によりエンドエフェクタは揺動回転される。第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して垂直に配置される第５回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ回転関節であり、この第５関節部Ｊ５の回転によりエンドエフェクタは前後に傾動回転される。第６関節部Ｊ６は第４回転軸ＲＡ４と第５回転軸ＲＡ５とに対して垂直に配置される第６回転軸ＲＡ６を中心としたねじり回転関節であり、この第６関節部Ｊ６の回転によりエンドエフェクタは軸回転される。

エンドエフェクタは、手首部６の第６関節部Ｊ６の回転部下部に設けられたアダプタ７に取り付けられる。エンドエフェクタは、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のアーム部５の伸縮距離の長さは、基台１の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にエンドエフェクタ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線的な伸縮動作とその伸縮距離の長さとが特徴的である。

図５（ａ）は第１コマ列５１を構成する第１コマ５３の側面図、図５（ｂ）は第１コマ５３の下方斜視図、図５（ｃ）は第１コマ５３の上方斜視図である。図５（ｄ）は第１コマ５３の正面図である。第１コマ５３の本体部５３０は同幅の矩形平板形状をなし、その両側は本体部５３０よりも厚い縁部５３１で補強されている。なお、第１コマ５３は縁部５３１の無い平板形状であってもよい。

本体部５３０の前方には縁部５３１から延設した状態で一対の軸受ブロック５３２が設けられる。本体部５３０の後方には軸受ブロック５３３が縁部５３１の間に設けられる。第１コマ５３の前端の一対の軸受ブロック５３２の間に、他の第１コマ５３の後端の軸受ブロック５３３が嵌め込まれる。前端の軸受ブロック５３２には、第１コマ５３の幅方向と平行に軸孔５３４が貫通されている。後端の軸受ブロック５３３にも、第１コマ５３の幅方向と平行に軸孔５３５が貫通されている。前後の第１コマ５３において、後方の第１コマ５３の軸受ブロック５３２の間に、前方の第１コマ５３の軸受ブロック５３３が差し込まれる状態で軸孔５３５と軸孔５３４とは連通する。連通する軸孔５３５と軸孔５３４にはシャフトが挿入される。一対の軸受ブロック５３２、軸受ブロック５３３及びシャフトからなるヒンジ構造により、第１コマ５３は屈曲可能に連結される。

図６（ａ）は第２コマ５４の斜視図、図６（ｂ）は第２コマ５４の側面図、図６（ｃ）は第２コマ５４の正面図、図６（ｄ）は第２コマ５４の背面図である。第２コマ５４は底板５４１と一対の側板５４０からなる全体として同幅の断面コ字形の溝形状（鞍形状）を有する。底板５４１の後方には軸受（ベアリング）５４５を支持する軸受ブロック５４３が一対の側板５４０の間に設けられる。底板５４１の前方には側板５４０から延設する状態で軸受５４４を支持する一対の軸受ブロック５４２が設けられる。前後の第２コマ５４において、前方の第２コマ５４の一対の軸受ブロック５４２の間に、後方の第２コマ５４の軸受ブロック５４３が嵌め込まれる。前方の第２コマ５４の軸受ブロック５４２の軸受５４４は、後方の第２コマ５４の軸受ブロック５４３の軸受５４５と連通する。連通する軸受５４４，５４５に図示しないシャフトが挿入される。一対の軸受ブロック５４２、軸受ブロック５４３及びシャフトからなるヒンジ構造により、第２コマ５４は屈曲可能に連結される。なお、第２コマ列５２は内側（底板５４１の表面側）には屈曲可能であり、その反対側には前後の第２コマ５４はそれら側板５４０の端面同士が当接する直線的に配列する位置で係止する。

上述のようにアーム部５の剛性を高めるためには第１、第２コマ列５１，５２を接合状態を堅持することが必要とされる。そのために第１、第２コマ５３，５４には接合状態を堅持するためのロック機構が設けられる。ロック機構として、第１コマ５３には第２コマ５４に対峙する側の面（裏面、内面）の両側にピンホールブロック５３６が突設けられ、ピンホールブロック５３６を挟み込むように第２コマ５４の前後にチャックブロック５４８とロックピンブロック５４６とが分設されてなる。ピンホールブロック５３６は側面形状が一方の底角が直角である直角台形を示す四角柱形をなす小片であって、前後方向に沿ってピンホール５３７が形成されている。

アーム部５が伸長するとき、前後の第２コマ５４のチャックブロック５４８とロックピンブロック５４６とが第１コマ５３のピンホールブロック５３６をその前後から挟み込み、またロックピンブロック５４６の前方に突出するロックピン５４７がピンホールブロック５３６のピンホール５３７に差し込まれる。それにより第１、第２コマ５３、５４は強固に締結され、接合状態が堅持される。アーム部５が収縮するとき、ローラユニット５８の後方において、第２コマ５４は屈曲可能な状態に復帰し、重力により下方に引かれる。一方、第１コマ５３はドライブギア５６により水平姿勢を維持した状態で後方に引かれる。第２コマ５４が下方に引かれ、第１コマ５３が後方に引かれることで、第１コマ５３のピンホール５３７から第２コマ５４のロックピン５４７が抜け、前後の第２コマ５４の受け部は、第１コマ５３のピンホールブロック５３６を開放し、これにより第１、第２コマ５３，５４の接合状態が解除され、互いに屈曲可能に分離される。

図７に示すように第２コマ５４の外側の幅（外幅）Ｗ2outは、第１コマ５３の外幅Ｗ1outよりも広く構成される。つまり、第２コマ５４の一方の側板５４０の外面から他方の側板５４０の外面までの距離Ｗ2outは第１コマ５３の一方の縁部５３１の外面から他方の縁部５３１の外面までの距離Ｗ1outよりも広い。換言すると第１コマ５３の外側の幅（外幅）Ｗ1outは、第２コマ５４の外幅Ｗ2outよりも広く構成される。

第１コマ５３を連結するヒンジ構造（一対の軸受ブロック５３２、軸受ブロック５３３及びシャフト）の幅、具体的には一対の軸受ブロック５３２の一方の外面から他方の外面までの距離は、第１コマ５３の外幅Ｗ1outに同一に構成される。同様に、第２コマ５４を連結するヒンジ構造（一対の軸受ブロック５４２、軸受ブロック５４３及びシャフト）の幅、具体的には一対の軸受ブロック５４２の一方の外面から他方の外面までの距離も、第２コマ５４の外幅Ｗ2outに同一に構成される。従って、第２コマ５４を連結するヒンジ構造の幅は、第１コマ５３を連結するヒンジ構造の幅よりも広い。しかし、第２コマ５４を連結するヒンジ構造の幅は、第１コマ５３を連結するヒンジ構造の幅と同一に構成することを否定するものではない。

第１コマ５３の内側の幅（内幅）Ｗ1inは、第２コマ５４の内幅Ｗ2inと同寸に構成される。つまり、第１コマ５３の一方の縁部５３１の内面から他方の縁部５３１の内面までの距離Ｗ1inは、第２コマ５４の一方の側板５４０の内面から他方の側板５４０の内面までの距離Ｗ2inと同一に構成される。

第２コマ５４の側板５４０は第１コマ５３の縁部５３１よりも厚く構成される。また、第２コマ５４の底板５４１は第１コマ５３の本体部５３０よりも厚く構成される。第１コマ５３の内側の幅（内幅）Ｗ1inと第２コマ５４の内幅Ｗ2inとを同寸に構成することにより、接合する第１、第２コマ５３、５４の内部空間を四角筒形状に構成することができ、その形状は手首部６に装備される３つの関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６への電力／制御電気ケーブルの挿通に好適である。

なお、第１コマ５３の内幅Ｗ1inは、第２コマ５４の内幅Ｗ2inよりも狭く構成されてもよい。第１コマ５３の縁部５３１は、第２コマ５４の側板５４０と同厚に構成されてもよい。第２コマ５４の底板５４１は第１コマ５３の本体部５３０と同厚に構成してもよい。

上述したように本実施形態の目的は、直動伸縮機構においてアーム部の軽量化を図りながら強度低下を抑えることにある。上述したような寸法設計のもとでは第２コマ５４を第１コマ５３よりも比重が軽い材料で形成しながらも第２コマ５４の強度を確保して第１、第２コマ５３，５４をともにアルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属で構成する場合と同等のコマ強度を確保し、それによるアーム部５の強度を確保しながらそれとともにアーム部５の軽量化を図ることを実現し得る。また第２コマ５４のヒンジ構造の幅を第１コマ５３のヒンジ構造の幅よりも広く構成することにより、樹脂製の第２コマ５４のヒンジ構造に金属製の第１コマ５３のそれと同等の強度を確保させる事ができる。

典型的には第２コマ５４は合成樹脂で構成される。この場合、第２コマ５４の製造コストを金属製の場合よりも低減させる事が可能となる。第２コマ５４の材料としては例えば、耐摩擦磨耗性に優れるＰＡＩ樹脂、強い剛性、耐衝撃性に優れるＰＥＥＫ樹脂、寸法安定性の高いＰＥＩ樹脂、耐疲労性、耐クリープ性、寸法安定性に優れるＰＰＳ樹脂、優れた機械強度を発揮するＰＦＡ樹脂、密度あたりの強度が金属に匹敵するＰＡ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの硬質樹脂がロボットアーム機構の用途、使用環境に応じて選択される。また樹脂製の第２コマ５４の耐久性を向上させるために、第１コマ５３との接合面にHANARL(登録商標)等の潤滑剤を塗布することが好ましい。

なお、本実施形態の目的は、図８に示す例であっても実現され得る。図８に示すように第１コマ５３の外幅Ｗ1outは第２コマ５４の外側の幅（外幅）Ｗ2outよりも広く構成される。換言すると第２コマ５４の外幅Ｗ2outは第１コマ５３の外側の幅（外幅）Ｗ1outはよりも狭く構成される。この場合も典型的には第１コマ５３の内側の幅（内幅）Ｗ1inは、第２コマ５４の内幅Ｗ2inと同寸に構成される。第１コマ５３の縁部５３１は第２コマ５４の側板５４０よりも厚く構成される。第１コマ５３の本体部５３０は第２コマ５４の底板５４１よりも厚く構成される。

第１コマ５３を連結するヒンジ構造（一対の軸受ブロック５３２、軸受ブロック５３３及びシャフト）の幅は、第１コマ５３の外幅Ｗ1outに同一に構成される。同様に、第２コマ５４を連結するヒンジ構造（一対の軸受ブロック５４２、軸受ブロック５４３及びシャフト）の幅も、第２コマ５４の外幅Ｗ2outに同一に構成される。従って、第１コマ５３を連結するヒンジ構造の幅は、第２コマ５４を連結するヒンジ構造の幅よりも広い。しかし、第１コマ５３を連結するヒンジ構造の幅は、第２コマ５４を連結するヒンジ構造の幅と同一に構成することを否定するものではない。

第１コマ５３のヒンジ構造の幅を第２コマ５４のヒンジ構造の幅よりも広く構成することにより、樹脂製の第１コマ５３のヒンジ構造に金属製の第２コマ５４のそれと同等の強度を確保させる事ができる。

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。

５３…第２コマ、５４…第２コマ、５３０…本体部、５３１…縁部、５４０…側板、５４１…底板、５３２，５３３，５４２，５４３…軸受ブロック。

Claims (10)

1. 互いに前後端において屈曲可能に連結される複数の第１コマと、
   互いに底板前後端において屈曲可能に連結される複数の第２コマと、
   前記複数の第１コマの先頭と前記複数の第２コマの先頭とを結合する結合部と、
   前記第１、第２コマを前後移動自在に支持するとともに、前記第１、第２コマが前方に移動するとき前記第１、第２コマを接合させ、前記第１、第２コマが後方に移動するとき前記第１、第２コマを分離させる支持部とを具備し、
   前記第１、第２コマは、前記第１コマが前記第２コマに接合されたとき硬直し、前記第１、第２コマは互いに分離されたとき屈曲状態に復帰し、
   前記第１、第２コマは互いに幅が異なることを特徴とする直動伸縮機構。
2. 前記第２コマは前記第１コマよりも幅が広いことを特徴とする請求項1記載の直動伸縮機構。
3. 前記第２コマを屈曲可能に連結するヒンジ構造の幅は前記第１コマのそれよりも広い又は同じであることを特徴とする請求項２記載の直動伸縮機構。
4. 前記第２コマは前記第１コマよりも比重が軽い材料で形成されることを特徴とする請求項２記載の直動伸縮機構。
5. 前記第２コマは樹脂製であり、前記第１コマは金属製であることを特徴とする請求項４記載の直動伸縮機構。
6. 前記第１コマは前記第２コマよりも幅が広いことを特徴とする請求項1記載の直動伸縮機構。
7. 前記第１コマを屈曲可能に連結するヒンジ構造の幅は前記第２コマのそれよりも広い又は同じであることを特徴とする請求項６記載の直動伸縮機構。
8. 前記第１コマは前記第２コマよりも比重が軽い材料で形成されることを特徴とする請求項６記載の直動伸縮機構。
9. 前記第１コマは樹脂製であり、前記第２コマは金属製であることを特徴とする請求項８記載の直動伸縮機構。
10. 基台に旋回回転関節部を備えた支柱部が支持され、前記支柱部上には起伏回転関節部を備えた起伏部が載置され、前記起伏部には直動伸縮性のアーム部を備えた直動伸縮機構が設けられ、前記アーム部の先端にはエンドエフェクタを装着可能な手首部が装備され、前記手首部には前記エンドエフェクタの姿勢を変更するための少なくとも一の回転関節部が装備されてなるロボットアーム機構において、
    前記直動伸縮機構は、
    互いに前後端において屈曲可能に連結される複数の第１コマと、
    互いに底板前後端において屈曲可能に連結される複数の第２コマと、
    前記複数の第１コマの先頭と前記複数の第２コマの先頭とを結合する結合部と、
    前記第１、第２コマを前後移動自在に支持するとともに、前記第１、第２コマが前方に移動するとき前記第１、第２コマを接合させ、前記第１、第２コマが後方に移動するとき前記第１、第２コマを分離させる支持部とを具備し、
    前記第１、第２コマは、前記第１コマが前記第２コマに接合されたとき硬直し、前記第１、第２コマは互いに分離されたとき屈曲状態に復帰し、
    前記第１、第２コマは互いに幅が異なることを特徴とするロボットアーム機構。

Images