JP2020077109A - Handle rotation auxiliary device and handle rotation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハンドル回転補助装置およびハンドル回転方法に関する。 The present invention relates to a handle rotation assist device and a handle rotation method.
例えば、特許文献1には、バルブ開閉などの作業を作業員の代行でマニピュレータにより遠隔操作で行う技術が開示されている。
For example,
例えば、原子力発電プラントにおいては、開閉弁や開閉扉に、大きさや形状や向きなどが異なる様々な形態のハンドルがあり、これらのハンドルであってもマニピュレータにより遠隔操作することが望まれている。しかし、様々な形態のハンドルをマニピュレータにより遠隔操作するには、ハンドルを回転させる姿勢や、ハンドルを回転させるトルクなどを様々な形態のハンドルに合わせるような複雑な制御を要し、また、ハンドルを把持する機構を様々な形態のハンドルに合わせて交換するための多くの把持機構を要する。 For example, in a nuclear power plant, on-off valves and on-off doors have various types of handles having different sizes, shapes, orientations, etc., and it is desired that these handles be operated remotely by a manipulator. However, in order to remotely operate various types of handles with a manipulator, complicated control is required to adjust the posture of rotating the handles, the torque to rotate the handles, etc., to the various types of handles, and Many gripping mechanisms are required for exchanging the gripping mechanism for various types of handles.
本発明は、上述した課題を解決するものであり、ハンドルの回転操作を容易に行うことのできるハンドル回転補助装置およびハンドル回転方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a handle rotation assisting device and a handle rotation method capable of easily rotating a handle.
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置は、機器の回転操作が可能なハンドルに係合する連結部と、前記連結部を回転可能に支持する支軸と、前記支軸に回転動力を付与する回転付与部と、を備え、前記連結部は、前記支軸まわりの回転位置に応じ、前記ハンドルに回転動力を伝達する伝達状態と、前記ハンドルに回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。 In order to achieve the above object, a handle rotation assisting device according to an aspect of the present invention includes a connecting portion that engages with a handle that allows a device to be rotated, and a support shaft that rotatably supports the connecting portion. And a rotation imparting portion that imparts rotational power to the support shaft, wherein the connecting portion transmits a rotational power to the handle according to a rotational position around the support shaft, and a rotational power to the handle. Switch to a non-transmitted state that does not transmit.
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記連結部は、弾性力を伴って前記ハンドルに接触する弾性部材が前記支軸まわりの回転方向において前記ハンドルに非接触となる間隔を有して設けられていることが好ましい。 In the steering wheel rotation assisting device according to an aspect of the present invention, the connecting portion has a gap such that an elastic member that comes into contact with the handle with elastic force does not come into contact with the handle in a rotation direction around the support shaft. Is preferably provided.
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記連結部は、前記ハンドルと同軸に固定される主歯車と、前記主歯車に対して噛み合う補助歯車と、を有し、前記補助歯車は、前記支軸まわりの回転方向において前記主歯車に噛み合う噛合部と、前記主歯車に噛み合わない非噛合部とを含むことが好ましい。 In the steering wheel rotation assisting device according to an aspect of the present invention, the connecting portion has a main gear that is fixed coaxially with the handle, and an auxiliary gear that meshes with the main gear, and the auxiliary gear is It is preferable to include a meshing portion that meshes with the main gear and a non-meshing portion that does not mesh with the main gear in the rotation direction around the support shaft.
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記連結部は、前記ハンドルと同軸に固定される主回転部と、前記主回転部と平行な軸を中心に回転可能に設けられた補助回転部と、前記主回転部と前記補助回転部とを相対的に回転可能に連結する環状ベルトと、を有し、前記補助回転部は、前記支軸まわりの回転方向において前記環状ベルトに係合する係合部と、前記環状ベルトに係合しない非係合部とを含むことが好ましい。 In the steering wheel rotation assisting device according to an aspect of the present invention, the connecting portion includes a main rotating portion that is fixed coaxially with the handle, and an auxiliary rotating member that is rotatable about an axis parallel to the main rotating portion. And an annular belt that rotatably connects the main rotating portion and the auxiliary rotating portion, and the auxiliary rotating portion engages with the annular belt in a rotation direction around the support shaft. It is preferable to include an engaging portion that engages with the annular belt and a non-engaging portion that does not engage with the annular belt.
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記支軸に回転動力を伝達すると共に、前記支軸を前記ハンドルの軸の延在方向に移動可能に支持する支持部を含むことが好ましい。 In the steering wheel rotation assisting device according to an aspect of the present invention, it is preferable that the steering shaft includes a support portion that transmits rotational power to the support shaft and that supports the support shaft so as to be movable in the extending direction of the shaft of the handle.
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記回転付与部の回転動力を前記支軸に伝達する伝達部を有し、前記伝達部は、減速機構を含むことが好ましい。 In the steering wheel rotation assisting device according to an aspect of the present invention, it is preferable that the handle rotation assist device include a transmission unit that transmits the rotational power of the rotation imparting unit to the support shaft, and the transmission unit includes a reduction mechanism.
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記回転付与部の回転動力を前記支軸に伝達する伝達部を有し、前記伝達部は、前記支軸と前記回転付与部の回転軸との軸角を変える軸角可変機構を含むことが好ましい。 In the steering wheel rotation assisting device according to an aspect of the present invention, the handle rotation assist device includes a transmission unit that transmits the rotational power of the rotation imparting unit to the support shaft, the transmission unit including the support shaft and the rotation shaft of the rotation imparting unit. It is preferable to include a shaft angle changing mechanism for changing the shaft angle of the.
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記回転付与部は、回転操作される補助ハンドルを含むことが好ましい。 In the handle rotation assisting device according to one aspect of the present invention, it is preferable that the rotation imparting unit includes an auxiliary handle that is rotationally operated.
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記回転付与部は、回転冶具を着脱可能な冶具取付部を含むことが好ましい。 In the handle rotation assisting device according to an aspect of the present invention, it is preferable that the rotation imparting unit includes a jig attachment unit to which a rotation jig can be attached and detached.
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係るハンドル回転方法は、機器の回転操作が可能なハンドルに係合する連結部と、前記連結部を回転可能に支持する支軸と、前記支軸に回転動力を付与する回転付与部と、を備える装置を用い、前記ハンドルに前記連結部を介して回転動力を伝達することと、前記ハンドルに前記連結部から回転動力を伝達せず前記ハンドルを自由に回転可能とすることとを、前記連結部の前記支軸まわりの回転位置に応じて切り替える。 In order to achieve the above-mentioned object, a handle rotation method according to an aspect of the present invention includes a connecting portion that engages with a handle capable of rotating a device, and a support shaft that rotatably supports the connecting portion. A rotation imparting portion for imparting rotation power to the support shaft, and transmitting rotation power to the handle through the connecting portion, and not transmitting rotation power from the connecting portion to the handle. The free rotation of the handle is switched according to the rotational position of the connecting portion around the support shaft.
本発明によれば、連結部が、支軸まわりの回転位置に応じ、ハンドルに回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドルに回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。このため、ハンドルの直接的な操作を妨げず、回転付与部によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。 According to the present invention, the connecting portion switches between a transmission state in which rotational power is transmitted to the handle and a non-transmission state in which rotational power is not transmitted to the handle, depending on the rotational position around the support shaft. For this reason, it is possible to easily perform the rotation operation of the handle by the rotation imparting unit without hindering the direct operation of the handle.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include elements that can be easily replaced by those skilled in the art, or substantially the same elements.
図1は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の側面図である。図2は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の正面図である。図3は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の動作を示す平面図である。図4は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の動作を示す平面図である。図5は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置に使用されるロボットの例の概略図である。 FIG. 1 is a side view of the handle rotation assisting device according to the present embodiment. FIG. 2 is a front view of the handle rotation assisting device according to the present embodiment. FIG. 3 is a plan view showing the operation of the handle rotation assistance device according to the present embodiment. FIG. 4 is a plan view showing the operation of the handle rotation assisting device according to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram of an example of a robot used in the handle rotation assisting device according to the present embodiment.
本実施形態のハンドル回転補助装置1は、例えば、手動で操作されるような機器である開閉弁100に取り付けられる。開閉弁100は、配管部101を開閉する弁機構(図示せず)を有する。弁機構は、ハンドル102が軸103を介して接続されている。そして、開閉弁100は、手動による回転操作によりハンドル102を軸103まわりに回転させることで弁機構が作動する。
The handle
ハンドル回転補助装置1は、上述した開閉弁100のような機器のハンドル102を回転させるものである。ハンドル回転補助装置1は、連結部2と、支軸3と、伝達部4と、回転付与部5と、取付部6と、を有する。
The handle
連結部2は、上述した開閉弁100のような機器のハンドル102に連結される。連結部2は、一対の板部材2Aと、各板部材2Aに取り付けられた弾性部材2Bと、を有する。各板部材2Aは、それぞれの板面2Aaを対向し各板面2Aa間に所定間隔をおいて設けられている。所定間隔は、各板部材2Aのそれぞれの板面2Aaで、ハンドル102の軸103の延在方向においてハンドル102を非接触な状態で挟む間隔である。各板部材2Aは、円板形状に形成され、その中心が支軸3に取り付けられて支軸3のまわりに回転可能に設けられている。支軸3は、ハンドル102の軸103と平行に配置されている。各板部材2Aは、支軸3まわりに回転するとき、その回転方向の一部がハンドル102を非接触な状態で挟む。
The connecting
弾性部材2Bは、各板部材2Aのそれぞれの板面2Aaに取り付けられている。弾性部材2Bは、各板部材2Aのそれぞれの板面2Aaにおいて対向する位置に対をなしている。一対の弾性部材2Bは、各板部材2Aが回転する支軸3まわりの回転方向に間隔をおいて複数設けられている。一対の弾性部材2Bは、図3に示すように、各板部材2Aが支軸3まわりに回転するとき、各板部材2Aの間でハンドル102を挟む位置でハンドル102に接触しハンドル102を挟み込んで把持する。また、一対の弾性部材2Bは、図4に示すように、各板部材2Aが支軸3まわりに回転するとき、各板部材2Aの間でハンドル102を挟む位置に存在せず、ハンドル102に非接触となる。即ち、一対の弾性部材2Bは、ハンドル102に非接触となるように支軸3まわりの回転方向に間隔をおいて複数設けられている。
The
伝達部4は、回転付与部5と支軸3との間に介在されて支軸3に回転動力を伝達する。伝達部4は、軸角可変機構4Aと、減速機構4Bと、を有する。軸角可変機構4Aは、支軸3に対して回転動力を伝達する伝達軸4Aaを有し、この伝達軸4Aaが延びる方向である軸角を、支軸3が延びる方向である軸角に対して変更するものである。軸角可変機構4Aは、図1に示すように、伝達軸4Aaと支軸3との間に設けられて相互に噛み合うベベルギア4Abや、図には明示しないが、例えば、ウォームギアおよびホイールや自在継手がある。従って、軸角可変機構4Aは、支軸3と回転付与部5の回転軸(伝達軸4Aaや入力軸4Ba)との軸角を変える。
The
減速機構4Bは、回転動力が入力される入力軸4Baと出力軸4Bbとを有し、入力軸4Baに入力される回転を出力軸4Bbに伝達するときに、回転速度を減少させて回転動力を増大させるものである。減速機構4Bは、図1に示すように、入力軸4Baと出力軸4Bbとを連結する遊星ギア4Bcにより構成されている。遊星ギア4Bcは、入力軸4Baと出力軸4Bbと同軸上で連結することができる。また、減速機構4Bは、遊星ギアに限らず、図には明示しないが、様々なギアの組み合わせにより構成される。
The
伝達部4は、軸角可変機構4Aの伝達軸4Aaに、減速機構4Bの出力軸4Bbが同軸で連結されている。なお、伝達部4は、軸角可変機構4Aと減速機構4Bの位置が入れ替わり、支軸3に減速機構4Bの出力軸4Bbが連結され、減速機構4Bの入力軸4Baに軸角可変機構4Aが連結されていてもよい。また、伝達部4は、軸角可変機構4Aのみ、または減速機構4Bのみの構成であってもよい。また、伝達部4は、必ず設けられるものでなくてもよい。
In the
回転付与部5は、支軸3に回転動力を付与するものである。本実施形態では、支軸3と回転付与部5との間に伝達部4が設けられている。そして、伝達部4は、支軸3に軸角可変機構4Aが連結され、軸角可変機構4Aに減速機構4Bが連結されている。回転付与部5は、減速機構4Bに連結されており、減速機構4Bおよび軸角可変機構4Aを介して支軸3に回転動力を付与する。回転付与部5は、回転動力を容易に伝達する構成であり、図1においては、減速機構4Bの入力軸4Baに中心が接続された円板5aと、円板5aの中心から外れた位置で入力軸4Baと平行に配置された棒状の把持部5bと、を有する補助ハンドルとして構成されている。把持部5bは、円板5aに対して入力軸4Baと平行な軸まわりに回転可能に設けられていてもよい。したがって、回転付与部5は、把持部5bを掴んで円板5aの中心で回転移動させることで、入力軸4Baから支軸3に回転動力を付与することができる。
The
なお、伝達部4が、軸角可変機構4Aと減速機構4Bの位置が入れ替わり、支軸3に減速機構4Bが連結され、減速機構4Bに軸角可変機構4Aが連結されている場合、回転付与部5は、軸角可変機構4Aの伝達軸4Aaに連結される。また、伝達部4が設けられていない場合、回転付与部5は、支軸3に直結される。
In addition, in the
取付部6は、ハンドル回転補助装置1を固定箇所に取り付けるものである。取付部6は、図1および図2では、固定箇所である開閉弁100に伝達部4を取り付ける。取付部6は、図2では、開閉弁100に伝達部4を取り付ける棒状や板状の金具として構成されている。取付部6は、図には明示しないが、開閉弁100以外に、開閉弁100が接地されている設備の床や壁などの固定箇所にハンドル回転補助装置1を取り付けるものであってもよい。
The
上述したハンドル回転補助装置1は、回転付与部5を回転操作することで支軸3に回転動力が付与される。支軸3に回転動力が付与されると、連結部2が支軸3まわりに回転する。連結部2は、上述したように、図3に示すような一対の弾性部材2Bがハンドル102を挟む位置と、図4に示すような一対の弾性部材2Bがハンドル102に非接触な位置とに切り替わる。このため、一対の弾性部材2Bがハンドル102を挟む位置にあるとき、ハンドル102を軸103まわりに回転させる。即ち、連結部2は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル102に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、一対の弾性部材2Bがハンドル102に非接触な位置にあるとき、ハンドル102を軸103まわりに回転させない。即ち、連結部2は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル102に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、一対の弾性部材2Bがハンドル102に非接触な位置である非伝達状態にあるとき、ハンドル102を直接回転操作することにより、ハンドル102が弾性部材2Bに係わらずに軸103まわりに回転可能な状態となる。
In the handle
この回転付与部5の回転操作は、図5に例示するようなロボット150により行われる。ロボット150は、例えば、建物の内部や地下に移動して防災支援活動を行うことのできるロボットである。このロボット150は、中空形状をなすフレーム151を基体とし、フレーム151の下部に走行装置152が設けられている。従って、ロボット150は、走行装置152により移動が可能となっている。走行装置152は、図5では、一例としてフレーム151の前後左右に設けられたクローラを示しているが、車輪であってもよい。また、ロボット150は、フレーム151の上部に操作装置としてマニピュレータ153が設けられている。マニピュレータ153は、テレスコピックのような伸縮機構部153Aと、伸縮機構部153Aの伸縮の先端部に設けられた多軸の多関節機構153Bと、多関節機構153Bの先端部に設けられた把持機構153Cと、を有する。マニピュレータ153は、伸縮機構部153Aの伸縮により多関節機構153Bおよび把持機構153Cを近い位置や遠い位置に運ぶ。マニピュレータ153は、多関節機構153Bにより把持機構153Cの姿勢を変更する。マニピュレータ153は、把持機構153Cにより把持動作を行う。従って、ロボット150は、マニピュレータ153により各種操作が可能となっている。
The rotation operation of the
本実施形態のハンドル回転補助装置1は、上述したロボット150における把持機構153Cにより回転付与部5の把持部5bが把持され、回転付与部5の回転操作が行われる。これにより、通常時は、ハンドル102が連結部2の弾性部材2Bに係わらずに軸103まわりに回転可能な非伝達状態としておき、事故などが発生した場合に、ロボット150による遠隔操作によりハンドル102を軸103まわりに回転させる伝達状態にすることができる。
In the handle
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置1では、連結部2が、支軸3まわりの回転位置に応じ、ハンドル102に回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドル102に回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。このため、ハンドル102の直接的な操作を妨げず、回転付与部5によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。また、本実施形態のハンドル回転方法では、ハンドル102に連結部2を介して回転動力を伝達することと、ハンドル102に連結部2から回転動力を伝達せずハンドル102を自由に回転可能とすることとを、連結部2の支軸3まわりの回転位置に応じて切り替える。
As described above, in the steering wheel
なお、伝達状態および非伝達状態は、電動モータなどで駆動されるクラッチ機構により切り替えることが考えられる。しかしながら、電動モータなどで駆動されるクラッチ機構は、周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護しなければならない。また、機械的なクラッチ機構は、その操作をハンドル102を操作する前に行わなければならない。この点、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、連結部2の支軸3まわりの回転位置に基づいて伝達状態および非伝達状態に機械的に切り替えることができることから、操作の手数を減少することができ、かつ周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護されているロボット150の遠隔操作によりハンドル102の回転操作を容易に行うことができる。
It should be noted that the transmission state and the non-transmission state may be switched by a clutch mechanism driven by an electric motor or the like. However, the clutch mechanism driven by an electric motor or the like must be protected against ambient pressure, temperature, radiation and the like. In addition, the mechanical clutch mechanism must be operated before operating the
また、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、伝達部4の軸角可変機構4Aによって、支軸3の軸角に対し、回転付与部5の回転軸の軸角を変更することができる。このため、ロボット150の把持機構153Cによるアクセスや操作が容易となる向きに回転付与部5の向きを変更できる。このように、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、様々な軸角のハンドル102に対して回転付与部5の軸角を変更することができる。
Further, in the steering wheel
また、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、伝達部4の減速機構4Bによって、ハンドル102に回転動力を伝達するための回転付与部5の負荷を軽減することで、マニピュレータ153に係る負荷を低減できる。このように、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、様々な回転負荷のハンドル102に対して、回転付与部5の回転負荷を一定にすることができる。
In addition, the handle
図6は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の側面図である。図7は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の正面図である。図8および図9は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の動作を示す平面図である。 FIG. 6 is a side view of another application example of the handle rotation assistance device according to the present embodiment. FIG. 7 is a front view of another application example of the handle rotation assistance device according to the present embodiment. 8 and 9 are plan views showing the operation of another application example of the handle rotation assistance device according to the present embodiment.
図6〜図9では、図1〜図4の開閉弁100と比較して、ハンドル102よりも外径の小さいハンドル112で、かつハンドル112の回転負荷が小さい開閉弁110へのハンドル回転補助装置1の適用例を示している。
6 to 9, in comparison with the on-off
開閉弁110は、手動で操作されるような機器である。開閉弁110は、配管部111を開閉する弁機構(図示せず)を有する。弁機構は、ハンドル112が軸113を介して接続されている。そして、開閉弁110は、手動による回転操作によりハンドル112を軸113まわりに回転させることで弁機構が作動する。
The on-off
図6〜図9において、ハンドル回転補助装置1は、ハンドル112の回転負荷が小さいため、伝達部4の減速機構4Bを設けない構成としている。その他の構成は図1〜図4で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
6 to 9, the steering wheel rotation assist
連結部2は、開閉弁110のハンドル112に連結される。連結部2は、一対の板部材2Aと、各板部材2Aに取り付けられた弾性部材2Bと、を有する。各板部材2Aは、それぞれの板面2Aaを対向し各板面2Aa間に所定間隔をおいて設けられている。所定間隔は、各板部材2Aのそれぞれの板面2Aaで、ハンドル112の軸113の延在方向においてハンドル112を非接触な状態で挟む間隔である。各板部材2Aは、円板形状に形成され、その中心が支軸3に取り付けられて支軸3のまわりに回転可能に設けられている。支軸3は、ハンドル112の軸113と平行に配置されている。各板部材2Aは、支軸3まわりに回転するとき、その回転方向の一部がハンドル112を非接触な状態で挟む。
The connecting
弾性部材2Bは、各板部材2Aのそれぞれの板面2Aaに取り付けられている。弾性部材2Bは、各板部材2Aのそれぞれの板面2Aaにおいて対向する位置に対をなしている。一対の弾性部材2Bは、各板部材2Aが回転する支軸3まわりの回転方向に間隔をおいて複数設けられている。一対の弾性部材2Bは、図8に示すように、各板部材2Aが支軸3まわりに回転するとき、各板部材2Aの間でハンドル112を挟む位置でハンドル112に接触しハンドル112を挟み込んで把持する。また、一対の弾性部材2Bは、図9に示すように、各板部材2Aが支軸3まわりに回転するとき、各板部材2Aの間でハンドル112を挟む位置に存在せず、ハンドル112に非接触となる。即ち、一対の弾性部材2Bは、ハンドル112に非接触となるように支軸3まわりの回転方向に間隔をおいて複数設けられている。
The
この連結部2は、図1〜図4で示す構成と同じものを適用することができる。
As the connecting
このハンドル回転補助装置1は、回転付与部5を回転操作することで支軸3に回転動力が付与される。支軸3に回転動力が付与されると、連結部2が支軸3まわりに回転する。連結部2は、上述したように、図8に示すような一対の弾性部材2Bがハンドル112を挟む位置と、図9に示すような一対の弾性部材2Bがハンドル112に非接触な位置とに切り替わる。このため、一対の弾性部材2Bがハンドル112を挟む位置にあるとき、ハンドル112を軸113まわりに回転させる。即ち、連結部2は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル112に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、一対の弾性部材2Bがハンドル112に非接触な位置にあるとき、ハンドル112を軸113まわりに回転させない。即ち、連結部2は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル112に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、一対の弾性部材2Bがハンドル112に非接触な位置である非伝達状態にあるとき、ハンドル112を直接回転操作することにより、ハンドル112が弾性部材2Bに係わらずに軸113まわりに回転可能な状態となる。
In this steering wheel
この回転付与部5の回転操作は、図5に例示するようなロボット150により行われる。
The rotation operation of the
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、連結部2が、板部材2Aと弾性部材2Bとを有し、図1〜図4に示すハンドル102よりも外径の小さいハンドル112に取り付けることができる。また、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、図1〜図4に示す開閉弁100のハンドル102よりもハンドル112の回転負荷が小さい開閉弁110に対し、減速機構4Bを用いないことで、回転負荷が大きい開閉弁100と同等の回転負荷で回転付与部5を操作することができる。このため、ロボット150の負荷を変更することなく適用することができ、同じロボット150で各種のハンドル102,112の回転操作を行うことができる。
As described above, in the handle
図10は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の連結部の他の例の正面図である。図11は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の連結部の他の例の平面図である。 FIG. 10 is a front view of another example of the connecting portion of the handle rotation assisting device according to the present embodiment. FIG. 11 is a plan view of another example of the connecting portion of the handle rotation assisting device according to the present embodiment.
図10および図11に示すハンドル回転補助装置1は、図1〜図4で示すハンドル回転補助装置1に対して連結部21が異なる。その他の構成は図1〜図4で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
The handle
連結部21は、上述した開閉弁100のような機器のハンドル102に連結される。連結部21は、ハンドル側歯車(主歯車)21Aと、連結歯車(補助歯車)21Bと、を有する。ハンドル側歯車21Aは、軸103を中心としてハンドル102と同軸に固定され、ハンドル102と共に軸103まわりに回転可能に設けられている。ハンドル側歯車21Aは、噛合歯21Aaが所定間隔をおいて均等に配置されている。連結歯車21Bは、支軸3まわりに回転可能に設けられ、ハンドル側歯車21Aと噛み合うように設けられている。連結歯車21Bは、噛合歯21Baが所定間隔をおいて均等に配置された部分と、噛合歯21Baを有さない無歯部21Bbとを、有している。連結歯車21Bは、自身が支軸3まわりに回転するとき、噛合歯21Baがハンドル側歯車21Aの噛合歯21Aaに噛み合う。また、連結歯車21Bは、自身が支軸3まわりに回転するとき、無歯部21Bbがハンドル側歯車21Aの噛合歯21Aaに噛み合わず、ハンドル側歯車21Aに非接触となる。連結歯車21Bにおいて、噛合歯21Baを有する部位を噛合部といい、無歯部21Bbの部位を非噛合部という。
The connecting
このハンドル回転補助装置1は、回転付与部5を回転操作することで支軸3に回転動力が付与される。支軸3に回転動力が付与されると、連結部21の連結歯車21Bが支軸3まわりに回転する。連結歯車21Bは、上述したように、噛合歯21Baがハンドル側歯車21Aの噛合歯21Aaに噛み合う噛合位置と、無歯部21Bbがハンドル側歯車21Aの噛合歯21Aaに噛み合わない非噛合位置とに切り替わる。このため、噛合歯21Baがハンドル側歯車21Aの噛合歯21Aaに噛み合う位置にあるとき、ハンドル102を軸103まわりに回転させる。即ち、連結部21は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル102に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、無歯部21Bbがハンドル側歯車21Aの噛合歯21Aaに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル102を軸103まわりに回転させない。即ち、連結部21は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル102に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、無歯部21Bbがハンドル側歯車21Aの噛合歯21Aaに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル102を直接回転操作することにより、ハンドル102が連結歯車21Bに係わらずに軸103まわりに回転可能な状態となる。
In this steering wheel
この回転付与部5の回転操作は、図5に例示するようなロボット150により行われる。
The rotation operation of the
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置1では、連結部21が、支軸3まわりの回転位置に応じ、ハンドル102に回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドル102に回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。また、本実施形態のハンドル回転方法では、ハンドル102に連結部21を介して回転動力を伝達することと、ハンドル102に連結部21から回転動力を伝達せずハンドル102を自由に回転可能とすることとを、連結部21の支軸3まわりの回転位置に応じて切り替える。このため、ハンドル102の直接的な操作を妨げず、回転付与部5によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。
As described above, in the steering wheel
また、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、連結部21の支軸3まわりの回転位置に基づいて伝達状態および非伝達状態に機械的に切り替えることができることから、操作の手数を減少することができ、かつ周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護されたロボット150の遠隔操作によりハンドル102の回転操作を容易に行うことができる。
Further, since the handle
図12は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の連結部のさらに他の例の平面図である。 FIG. 12 is a plan view of still another example of the connecting portion of the handle rotation assisting device according to the present embodiment.
図12に示すハンドル回転補助装置1は、図1〜図4で示すハンドル回転補助装置1に対して連結部22が異なる。その他の構成は図1〜図4で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
The handle
連結部22は、上述した開閉弁100のような機器のハンドル102に連結される。連結部22は、ハンドル側歯車(主回転部)22Aと、連結歯車(補助回転部)22Bと、噛合ベルト(環状ベルト)22Cと、を有する。ハンドル側歯車22Aは、軸103を中心としてハンドル102に固定され、ハンドル102と共に軸103まわりに回転可能に設けられている。ハンドル側歯車22Aは、噛合歯22Aaが所定間隔をおいて均等に配置されている。連結歯車22Bは、支軸3まわりに回転可能に設けられている。噛合ベルト22Cは、リング状(無端状)に形成され、ハンドル側歯車22Aおよび連結歯車22Bに掛け回され、ハンドル側歯車22Aと連結歯車22Bとを相対的に回転可能に連結する。噛合ベルト22Cは、噛合内歯22Caが所定間隔をおいて均等に配置されている。噛合ベルト22Cは、噛合内歯22Caがハンドル側歯車22Aの噛合歯22Aaに噛み合う。連結歯車22Bは、噛合歯22Baが所定間隔をおいて均等に配置された部分と、噛合歯22Baを有さない無歯部22Bbとを、有している。連結歯車22Bは、自身が支軸3まわりに回転するとき、噛合歯22Baが噛合ベルト22Cの噛合内歯22Caに噛み合う。また、連結歯車22Bは、自身が支軸3まわりに回転するとき、無歯部22Bbが噛合ベルト22Cの噛合内歯22Caに噛み合わず、噛合ベルト22Cに非接触となる。連結歯車22Bにおいて、噛合歯22Baを有する部位を噛合ベルト22Cに係合する係合部といい、無歯部22Bbの部位を噛合ベルト22Cに係合しない非係合部という。
The connecting
このハンドル回転補助装置1は、回転付与部5を回転操作することで支軸3に回転動力が付与される。支軸3に回転動力が付与されると、連結部22の連結歯車22Bが支軸3まわりに回転する。連結歯車22Bは、上述したように、噛合歯22Baが噛合ベルト22Cの噛合内歯22Caに噛み合う位置と、無歯部22Bbが噛合ベルト22Cの噛合内歯22Caに噛み合わない位置とに切り替わる。このため、噛合歯22Baが噛合ベルト22Cの噛合内歯22Caに噛み合う位置にあるとき、ハンドル102を軸103まわりに回転させる。即ち、連結部22は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル102に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、無歯部22Bbが噛合ベルト22Cの噛合内歯22Caに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル102を軸103まわりに回転させない。即ち、連結部22は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル102に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、無歯部22Bbが噛合ベルト22Cの噛合内歯22Caに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル102を直接回転操作することにより、ハンドル102が噛合ベルト22Cに係わらずに軸103まわりに回転可能な状態となる。
In this steering wheel
この回転付与部5の回転操作は、図5に例示するようなロボット150により行われる。
The rotation operation of the
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置1では、連結部22が、支軸3まわりの回転位置に応じ、ハンドル102に回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドル102に回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。また、本実施形態のハンドル回転方法では、ハンドル102に連結部22を介して回転動力を伝達することと、ハンドル102に連結部22から回転動力を伝達せずハンドル102を自由に回転可能とすることとを、連結部22の支軸3まわりの回転位置に応じて切り替える。このため、ハンドル102の直接的な操作を妨げず、回転付与部5によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。
As described above, in the handle
また、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、連結部22の支軸3まわりの回転位置に基づいて伝達状態および非伝達状態に機械的に切り替えることができることから、操作の手数を減少することができ、かつ周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護されたロボット150の遠隔操作によりハンドル102の回転操作を容易に行うことができる。
Further, since the handle
図13は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の平面図である。 FIG. 13 is a plan view of another application example of the handle rotation assistance device according to the present embodiment.
図13に示すハンドル回転補助装置1は、図1〜図4で示すハンドル回転補助装置1に対して連結部23が異なる。その他の構成は図1〜図4で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
The handle
ここで、図13では、開閉弁120として、レバー型のハンドル122が軸123に取り付けられ、ハンドル122を軸123まわりに回転させることで弁機構(図示せず)が作動する構成を示している。
Here, in FIG. 13, a lever-
連結部23は、上述した開閉弁120のような機器のハンドル122に連結される。連結部23は、ハンドル側歯車23Aと、連結歯車23Bと、を有する。ハンドル側歯車23Aは、軸123を中心としてハンドル122に固定され、ハンドル122と共に軸123まわりに回転可能に設けられている。ハンドル側歯車23Aは、噛合歯23Aaが所定間隔をおいて均等に配置されている。連結歯車23Bは、支軸3まわりに回転可能に設けられ、ハンドル側歯車23Aと噛み合うように設けられている。連結歯車23Bは、噛合歯23Baが所定間隔をおいて均等に配置された部分と、噛合歯23Baを有さない無歯部23Bbとを、有している。連結歯車23Bは、自身が支軸3まわりに回転するとき、噛合歯23Baがハンドル側歯車23Aの噛合歯23Aaに噛み合う。また、連結歯車23Bは、自身が支軸3まわりに回転するとき、無歯部23Bbがハンドル側歯車23Aの噛合歯23Aaに噛み合わず、ハンドル側歯車23Aに非接触となる。
The connecting
このハンドル回転補助装置1は、回転付与部5を回転操作することで支軸3に回転動力が付与される。支軸3に回転動力が付与されると、連結部23の連結歯車23Bが支軸3まわりに回転する。連結歯車23Bは、上述したように、噛合歯23Baがハンドル側歯車23Aの噛合歯23Aaに噛み合う位置と、無歯部23Bbがハンドル側歯車23Aの噛合歯23Aaに噛み合わない位置とに切り替わる。このため、噛合歯23Baがハンドル側歯車23Aの噛合歯23Aaに噛み合う位置にあるとき、ハンドル122を軸123まわりに回転させる。即ち、連結部23は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル122に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、無歯部23Bbがハンドル側歯車23Aの噛合歯23Aaに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル122を軸123まわりに回転させない。即ち、連結部23は、支軸3まわりの回転位置に応じハンドル122に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、無歯部23Bbがハンドル側歯車23Aの噛合歯23Aaに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル122を直接回転操作することにより、ハンドル122が連結歯車23Bに係わらずに軸123まわりに回転可能な状態となる。
In this steering wheel
この回転付与部5の回転操作は、図5に例示するようなロボット150により行われる。
The rotation operation of the
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置1では、連結部23が、支軸3まわりの回転位置に応じ、ハンドル122に回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドル122に回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。また、本実施形態のハンドル回転方法では、ハンドル122に連結部23を介して回転動力を伝達することと、ハンドル122に連結部23から回転動力を伝達せずハンドル122を自由に回転可能とすることとを、連結部23の支軸3まわりの回転位置に応じて切り替える。このため、ハンドル122の直接的な操作を妨げず、回転付与部5によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。
As described above, in the steering wheel
また、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、連結部23の支軸3まわりの回転位置に基づいて伝達状態および非伝達状態に機械的に切り替えることができることから、操作の手数を減少することができ、かつ周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護されたロボット150の遠隔操作によりハンドル122の回転操作を容易に行うことができる。
Further, since the handle
なお、図13に示す開閉弁120において、図12に示すハンドル回転補助装置1を適用してもよい。
The handle rotation assist
本実施形態のハンドル回転補助装置1は、上述した実施形態のハンドル回転補助装置1と同様の回転付与部5を、ロボット150の遠隔操作により、開閉弁120のハンドル122を回転操作することができ、同じロボット150で各種のハンドル102,112,122の回転操作を容易に行える。
The handle
図14は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の例の側面図である。図15は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の例の正面図である。 FIG. 14 is a side view of another example of the handle rotation auxiliary device according to the present embodiment. FIG. 15 is a front view of another example of the handle rotation auxiliary device according to the present embodiment.
図14に示す開閉弁130は、図1〜図4の開閉弁100と比較して、同様の構成のハンドル132を有しているが、配管部131を開閉する弁機構(図示せず)として、軸133が自身の延びる方向にハンドル132を伴って移動する構成である。
The on-off
このような開閉弁130に対し、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、支軸31と、支軸31が連結する伝達部4の構成が異なる。その他の構成は図1〜図4で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
In contrast to such an on-off
支軸31は、自身が延びる方向に沿ってキー31aが設けられている。
The
伝達部4は、軸角可変機構4Aと、減速機構4Bと、の少なくとも一方を有している。図14において、伝達部4は、軸角可変機構4Aと、減速機構4Bと、を有している。そして、図14において、伝達部4は、軸角可変機構4Aのベベルギア4Abが伝達軸4Aaと支軸31との間に設けられて相互に噛み合う。ベベルギア4Abは、支軸31が挿通するスリーブ(支持部)4Acが固定されている。スリーブ4Acは、支軸31と共に支軸31のキー31aが挿通して係合するように設けられ、キー31aとの係合状態において、ベベルギア4Abに対し、支軸31の延びる方向に支軸31を相対的に移動可能に支持する。また、ベベルギア4Abは、スリーブ4Acのキー31aとの係合状態において、回転付与部5により付与された回転動力を支軸31に伝達する。
The
即ち、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、開閉弁130の軸133が自身の延びる方向にハンドル132を伴って移動する場合、連結部2がハンドル132に連結した状態で支軸31が軸133と同様に移動する。これにより、ハンドル132への連結部2の連結状態を常に確保しつつ、支軸31の回転動力を連結部2からハンドル132に伝達することができる。
That is, when the
なお、図14および図15に示すハンドル回転補助装置1の他の例では、ベベルギア4Abにスリーブ(支持部)4Acを固定して支軸31を相対的に移動可能に支持しているが、この限りではない。例えば、支軸31をベベルギア4Abに対して固定とし、連結部2に上述したスリーブ(支持部)4Acを固定して、連結部2を支軸31と相対的に移動可能に支持する構成としてもよい。このように構成しても、開閉弁130の軸133が自身の延びる方向にハンドル132を伴って移動する場合、連結部2がハンドル132に連結した状態で支軸31に係合しながら軸133と同様に移動する。これにより、ハンドル132への連結部2の連結状態を常に確保しつつ、支軸31の回転動力を連結部2からハンドル132に伝達することができる。また、キー31aに限らず、セレーションやスプラインであってもよい。
In another example of the handle rotation assist
図16は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の例の正面図である。 FIG. 16 is a front view of another example of the handle rotation assisting device according to the present embodiment.
図16に示すハンドル回転補助装置1は、図1〜図4で示すハンドル回転補助装置1に対して回転付与部7が異なる。その他の構成は図1〜図4で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
The handle
回転付与部7は、回転冶具(図示せず)を着脱可能な冶具取付部として構成されている。回転冶具は、回転軸を有するもので、例えば、ロボット150が把持機構153Cで持つことができる。また、回転冶具は、回転軸を有するもので、例えば、ロボット150の把持機構153C変わりに交換して取り付けることができる。回転付与部7は、回転冶具の回転軸が挿通されて係合する孔部として形成されている。即ち、回転付与部7は、回転冶具の回転軸が挿通されて係合することで、回転冶具の回転軸の回転動力を支軸3に付与することができる。
The
なお、回転付与部7は、例えば、図1〜図4で示すハンドル回転補助装置1の回転付与部5が減速機構4Bの入力軸4Baに着脱可能で、入力軸4Baに形成された孔部として形成されていてもよい。即ち、回転付与部7は、回転付与部5が挿通されて係合する孔部として形成され、回転付与部5を取り外すことで現れるものであってもよい。
The
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置1は、回転冶具の回転軸の回転動力を支軸3に付与するための冶具取付部としての回転付与部7を有していてもよい。
In this way, the handle
なお、上述した各実施形態においては、ハンドル回転補助装置1を開閉弁100,110,120,130に適用した例を説明したが、各実施形態のハンドル回転補助装置1は、開閉弁に限らず、例えば、消火栓や気密扉のようにハンドルを有する様々な機器に適用することが可能である。
In each of the above-described embodiments, an example in which the handle
1 ハンドル回転補助装置
2 連結部
2A 板部材
2Aa 板面
2B 弾性部材
3 支軸
4 伝達部
4A 軸角可変機構
4Aa 伝達軸
4Ab ベベルギア
4Ac スリーブ
4B 減速機構
4Ba 入力軸
4Bb 出力軸
4Bc 遊星ギア
5 回転付与部
5a 円板
5b 把持部
6 取付部
7 回転付与部
21 連結部
21A ハンドル側歯車
21Aa 噛合歯
21B 連結歯車
21Ba 噛合歯
21Bb 無歯部
22 連結部
22A ハンドル側歯車
22B 連結歯車
22Ba 噛合歯
22Bb 無歯部
22C 噛合ベルト
22Ca 噛合内歯
23 連結部
23A ハンドル側歯車
23Aa 噛合歯
23B 連結歯車
23Ba 噛合歯
23Bb 無歯部
31 支軸
31a キー
100 開閉弁
101 配管部
102 ハンドル
103 軸
110 開閉弁
111 配管部
112 ハンドル
113 軸
120 開閉弁
122 ハンドル
123 軸
130 開閉弁
131 配管部
132 ハンドル
133 軸
150 ロボット
151 フレーム
152 走行装置
153 マニピュレータ
153A 伸縮機構部
153B 多関節機構
153C 把持機構
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記連結部を回転可能に支持する支軸と、
前記支軸に回転動力を付与する回転付与部と、
を備え、
前記連結部は、前記支軸まわりの回転位置に応じ、前記ハンドルに回転動力を伝達する伝達状態と、前記ハンドルに回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる、ハンドル回転補助装置。 A connecting portion that engages with a handle capable of rotating the device,
A support shaft that rotatably supports the connecting portion,
A rotation imparting unit that imparts rotational power to the support shaft,
Equipped with
The handle rotation assist device, wherein the connecting portion switches between a transmission state in which the rotation power is transmitted to the handle and a non-transmission state in which the rotation power is not transmitted to the handle according to a rotation position around the support shaft.
前記伝達部は、減速機構を含む、請求項1〜5のいずれか1つに記載のハンドル回転補助装置。 A transmission unit that transmits the rotational power of the rotation imparting unit to the support shaft,
The handle rotation auxiliary device according to claim 1, wherein the transmission unit includes a speed reduction mechanism.
前記伝達部は、前記支軸と前記回転付与部の回転軸との軸角を変える軸角可変機構を含む、請求項1〜6のいずれか1つに記載のハンドル回転補助装置。 A transmission unit that transmits the rotational power of the rotation imparting unit to the support shaft,
The handle rotation auxiliary device according to claim 1, wherein the transmission unit includes a shaft angle varying mechanism that changes a shaft angle between the support shaft and the rotation shaft of the rotation imparting unit.
前記連結部を回転可能に支持する支軸と、
前記支軸に回転動力を付与する回転付与部と、
を備える装置を用い、
前記ハンドルに前記連結部を介して回転動力を伝達することと、前記ハンドルに前記連結部から回転動力を伝達せず前記ハンドルを自由に回転可能とすることとを、前記連結部の前記支軸まわりの回転位置に応じて切り替えるハンドル回転方法。 A connecting portion that engages with a handle capable of rotating the device,
A support shaft that rotatably supports the connecting portion,
A rotation imparting unit that imparts rotational power to the support shaft,
Using a device equipped with
Transmitting the rotational power to the handle via the connecting portion, and allowing the handle to freely rotate without transmitting the rotational power from the connecting portion to the handle, the support shaft of the connecting portion. A handle rotation method that switches according to the rotation position around it.
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2018
- 2018-11-06 JP JP2018209014A patent/JP7065015B2/en active Active
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