JP2021070062A - 波動伝搬機構 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない駆動源を用い、軽量で多関節ロボットを動かすための機構を提供する。【解決手段】ほぼ平行に張られた複数本のワイヤ１０と、複数本のワイヤ１０を固定し、また、固定解除する、所定間隔毎に配置された複数の固定具３０と、隣接する固定具の間を交互に所定形状に拘束し、所定形状の拘束を解除する、姿勢拘束具６０とを備え、複数のワイヤは、複数の固定具の間で、互いに長さが異なることにより固定具間を屈曲状態に保持でき、屈曲している固定具間と所定形状に拘束されている固定具間を合せて一まとまりとして、その両端の固定具で複数本のワイヤを固定し、中間の固定具では固定解除し、姿勢拘束具は屈曲している固定具間を所定形状に拘束し、所定形状に拘束されている固定具間の拘束を解除することにより屈曲している位置を伝播させる波動伝搬機構２。【選択図】図１

Description

本発明は、曲がりを伝搬することによりアームを任意に変形させる波動伝搬機構に関する。特に、端部の変形を伝搬させる波動伝搬機構に関する。

従来から、狭い通路を移動するために多関節ロボットを用いることは知られている。多関節ロボットでは、関節毎にモータを設けて、関節を動かしている（例えば、特許文献１参照）。

そのような多関節ロボットでは、多数のモータを用いるため、重量が大きくなるとともに、それらのモータを制御するための制御系も複雑となり、費用も高くなっていた。

特開平１１−３４７９７０号公報

そこで、本発明は、少ない駆動源を用い、軽量で多関節ロボットを動かすための機構を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る波動伝搬機構は、例えば図１に示すように、ほぼ平行に張られた複数本のワイヤ１０と；複数本のワイヤ１０を固定し、また、固定解除する、所定間隔毎に配置された複数の固定具３０と；隣接する固定具３０同士を屈曲可能に連結する連結具７０、７２（図２参照）と；複数本のワイヤ１０に挟まれ、隣接する複数の固定具３０の間を交互に、所定形状に拘束し、あるいは、所定形状の拘束を解除する、姿勢拘束具６０とを備え；複数本のワイヤ１０は、隣接する固定具３０の間で、互いに長さが異なることによって固定具３０間を屈曲状態に保持でき；屈曲している固定具３０間と、屈曲している固定具３０間に隣接し所定形状に拘束される固定具３０間を一まとまりとして、一まとまりの両端の固定具３０では複数本のワイヤ１０を固定し、中間の固定具３０では固定解除し；一まとまりの固定具３０の間で、姿勢拘束具６０は、屈曲している固定具３０間を所定形状に拘束し、所定形状に拘束されている固定具３０間の拘束を解除することにより、屈曲している固定具３０間の位置を伝播させる。なおここで、複数本のワイヤが「ほぼ平行」とは、実質的に平行であるが、屈曲している部分もあるので、完全な意味での平行ではないことを含める意味である。

このように構成すると、固定具により複数本のワイヤを互いに固定し、姿勢拘束具により所定形状に拘束した位置を移動することにより屈曲する位置を伝搬することができるので、駆動源が少なく、且つ、軽量な機構で、多関節ロボットを動かすことができる。

本発明の第２の態様に係る波動伝搬機構では、例えば図５に示すように、姿勢拘束具１００は、固定具３０間に配置された平板１０２、１０４と、平板１０２、１０４に固定された複数のシリンダ１０６を有し；シリンダ１０６がロッド１０８を伸長することにより固定具３０との間を所定形状に拘束し、シリンダ１０６を収縮することにより所定形状の拘束を解除する。このように構成すると、シリンダを伸長させることにより固定具間を所定形状に拘束し、シリンダを収縮させることにより所定形状の拘束を解除できるので、容易な構造で、姿勢拘束具が所定形状に拘束する位置を移動することができる。

本発明の第３の態様に係る波動伝搬機構では、例えば図３に示すように、固定具３０は、リング状の枠３２と、枠３２の内面に当接する複数のブレーキ部材３４と、膨張することにより複数のブレーキ部材３４を枠３２の内面に押圧させるチューブ３６とを有し；複数本のワイヤ１０は、枠３２の内面に配置され、ブレーキ部材３４が枠３２の内面に押圧されることにより、固定される。このように構成すると、固定具は、チューブを膨張させてブレーキ部材が枠を押圧する力で、枠の内面に配置されたワイヤを固定するので、簡単な構成で複数のワイヤを固定でき、かつ、距離が離れている固定具であっても、同時に確実に固定できる。

本発明の第４の態様に係る波動伝搬機構では、例えば図２および図５に示すように、複数の固定具３０のうちの１つ置きの固定具３０−１のチューブである第１のチューブ３６−１に連通する第１の流体チューブ４２と；複数の固定具３０のうち、第１のチューブ３６−１を有する固定具３０−１とは異なる１つ置きの固定具３０−２のチューブである第２のチューブ３６−２に連通する第２の流体チューブ４４と；複数の姿勢拘束具１００のうちの１つ置きの姿勢拘束具１００−１のシリンダである第１のシリンダ１０６−１に連通する第３の流体チューブ４６と；複数の姿勢拘束具１００のうち、第１のシリンダ１０６−１を有する姿勢拘束具１００−１とは異なる１つ置きの姿勢拘束具１００−２のシリンダである第２のシリンダ１０６−２に連通する第４の流体チューブ４８とを備える。なお、図２では姿勢拘束具８０に第３の流体チューブ４６と第４の流体チューブ４８が連通するが、図５に示す姿勢拘束具１００（シリンダ１０６）に第３の流体チューブ４６と第４の流体チューブ４８が連通してもよい。このように構成すると、固定具により複数のワイヤを互いに拘束し、拘束を解除する動作を、１つ置きの固定具に対し、容易に行うことができる。さらに、流体チューブを用いて動作させるので、距離が長くなっても、さらに途中に曲がりが入っても、容易に同時に行うことができる。また、１つ置きの姿勢拘束具のシリンダを伸長させ収縮させること、すなわち、姿勢拘束具が所定形状に拘束する位置の移動を、容易に行うことができる。さらに、流体チューブを用いて動作させるので、距離が長くなっても、さらに途中に曲がりが入っても、容易に同時に行うことができる。

本発明の第５の態様に係る波動伝搬機構では、例えば図４に示すように、ワイヤ１０と連結する牽引力生成チューブ９６であって、圧縮流体を導入することにより径が膨らみ長さが縮まる牽引力生成チューブ９６をさらに備え、牽引力生成チューブ９６の長さを縮めることにより、波動伝搬機構の先端６の固定具３０間のワイヤ１０の長さを縮めて、固定具３０の間を屈曲させる。このように構成すると、波動伝搬機構の先端節を容易に屈曲させることができ、その屈曲を順次伝搬させる波動伝搬機構となる。特に圧縮空気により縮む牽引力生成チューブを用いて動作させるので、距離が長くなっても、さらに途中に曲がりが入っても、容易に動作させることができる。

本発明によれば、固定具により複数本のワイヤを互いに固定し、姿勢拘束具で複数本のワイヤを所定形状に拘束した位置の拘束を解除し、屈曲した位置を所定形状に拘束することにより、屈曲する位置を伝搬することができるので、少ない駆動源を用い、軽量で多関節ロボットを動かすことができる波動伝搬機構を提供することができる。

図１は、本発明による波動伝搬機構の動作原理を説明する図であり、剛部と柔軟部を入れ替えることにより屈曲する位置が移動するところを示す。 図２は、本発明の波動伝搬機構の構成の一例を説明するための図で、（ａ）は固定具と姿勢拘束具が並んだ様子を示し、（ｂ）は、固定具の間が屈曲している様子を示す。 図３は、図２に示す波動伝搬機構の詳細な構造を示す図で、（ａ）は固定具および姿勢拘束具の側面図を、（ｂ）は(ａ)に示す固定具のＡＡ断面図を、（ｃ）は(ａ)に示す姿勢拘束具のユニバーサルジョイント部のＢＢ断面図を示す。 図４は、図２に示す波動伝搬機構の先端部の詳細な構造を示す図で、（ａ）は側面図を、（ｂ）は先端側から見た正面図を、（ｃ）は先端節が屈曲している様子を示す。 図５は、図３で示したのとは別の姿勢拘束具の詳細な構造を示す側面断面図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は裏面図、（ｄ）は側面断面図を示す。 図６は、図３で示したのとは別の固定具の詳細な構造を示す側面断面図で、（ａ）は固定を解除しているところを、（ｂ）は固定しているところを示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一または相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

先ず図１を参照して、本発明による波動伝搬の原理について説明する。図１は、ほぼ平行に張られた複数本（図では上下２本）のワイヤ１０と、複数本のワイヤ１０を固定し、また固定解除する複数の固定具３０と、複数本のワイヤ１０に挟まれ、固定具３０の間を所定形状に拘束し、所定形状の拘束を解除する姿勢拘束具６０を備える波動伝搬機構２の概略図である。波動伝搬機構２では、固定具３０は等間隔に配置される。姿勢拘束具６０は、隣接する固定具３０間で所定形状に拘束する剛部６２と所定形状の拘束を解除する柔軟部６４とを交互に有する。図１では、所定形状は直線形状としているが、直線形状以外の形状であってもよい。なお、波動伝搬機構２では、固定具３０は一つ置きに複数本のワイヤ１０を互いに固定（以降、「固定状態」と称する。）し、そして固定解除（以降、「解除状態」と称する。）するので、固定具３０について、先端（右端）から３０−１、３０−２、３０−１、３０−２と交互に異なる符号を付す。

図１（ａ）は、波動伝搬機構２の先端（図１中の右端）が屈曲した初期状態を示す。先端の固定具３０間（Ａ）では、複数本のワイヤ１０の長さが不均等であるため、屈曲している。また、姿勢拘束具６０は、先端の固定具３０間（Ａ）では柔軟部６４を、次の固定具３０の間（Ｂ）では剛部６２を有する。ここで、先端および先端から一つ置きの固定具３０−１を固定状態とし、他の固定具３０−２を解除状態とする。次に、図１（ｂ）に示すように、姿勢拘束具６０の剛部６２と柔軟部６４とを入れ替える。すなわち、先端側の剛部６２が先端の固定具３０−１と次の固定具３０−２の間（Ｂ）に移動することになる。その際、固定状態の固定具３０−１間のワイヤ１０の長さは決まっており、先端の固定具３０−１と次の固定具３０−２の間（Ａ）が所定形状になる、すなわち複数本のワイヤ１０の長さが等しくなることにより、もともと所定形状であった固定具３０−２とその次の固定具３０−１との間（Ｂ）の複数本のワイヤ１０の長さが不均等になり、屈曲する。すなわち、屈曲が伝搬する。

その状態で、固定具３０−１を解除状態と、固定具３０−２を固定状態とする。次に図１（ｃ）に示すように、姿勢拘束具６０の剛部６２と柔軟部６４とを入れ替える。すると、屈曲していた固定具３０−２とその次の固定具３０−１との間（Ｂ）が所定形状になり、複数本のワイヤ１０の不均等は、次の固定具３０−１とさらにその次の固定具３０−２の間（Ｃ）に移り、屈曲が伝搬する。またここで、複数本のワイヤ１０の一部を先端側から引くことにより、長さを不均等にして先端側（Ａ）を屈曲させる。

その状態で、固定具３０−１を固定状態と、固定具３０−２を解除状態とする。次に、図１（ｄ）に示すように、再び、姿勢拘束具６０の剛部６２と柔軟部６４とを入れ替える。すると、先端側（Ａ）の屈曲が次の固定具３０−２とその次の固定具３０−１との間（Ｂ）に伝搬するとともに、固定具３０−１とさらにその次の固定具３０−２の間（Ｃ）の屈曲が更にその次の固定具３０−２と次の固定具３０−１との間（Ｄ）に伝搬する。

その状態で、固定具３０−１を解除状態と、固定具３０−２を固定状態とする。次に、図１（ｅ）に示すように、再び、姿勢拘束具６０の剛部６２と柔軟部６４とを入れ替える。すると、固定具３０間（Ｂ）の屈曲が次の固定具間（Ｃ）に伝搬するとともに、固定具３０間（Ｄ）の屈曲が次の固定具３０間（Ｅ）に伝搬する。なお、先端側（Ａ）では屈曲させられていないため、屈曲の伝搬は起こらない。

その状態で、固定具３０−１を固定状態と、固定具３０−２を解除状態とする。次に、図１（ｆ）に示すように、再び、姿勢拘束具６０の剛部６２と柔軟部６４とを入れ替える。すると、固定具３０間（Ｃ）の屈曲が次の固定具間（Ｄ）に伝搬するとともに、固定具３０間（Ｅ）の屈曲が次の固定具３０間（Ｆ）に伝搬する。

このように、複数本のワイヤ１０を互いに固定する固定具３０を、１つ置きに固定状態あるいは解除状態にした上で、固定具３０間を所定形状に拘束し、所定形状の拘束を解除することを繰り返すことにより、屈曲した状態を伝搬させることができる。すなわち、本発明によれば、少ない駆動源を用い、波動を伝播することができる。

続いて、図２〜４を参照して、波動伝搬機構１の具体的な構成例を説明する。図２の波動伝搬機構１の概念側面図に示すように、例示の波動伝搬機構１は、４本のほぼ平行に張られたワイヤ１０と、４本のワイヤ１０が貫通する固定具としての複数の関節プレート３０と、隣接する関節プレート３０を屈曲自在に連結する連結具としてのアーム７０およびユニバーサルジョイント７２とを備える。なお、ワイヤ１０は、関節プレート３０間の長さを規定できれば、糸、紐、ロープ等であってもよい。

図３（ｂ）の断面図に示すように、関節プレート３０は、正方形の枠３２の内部に枠３２に対してスライド可能な４つのブレーキ部材３４と、４つのブレーキ部材３４の内側に接するチューブ３６を有する。チューブ３６は、内部に圧縮空気を充填されると膨張し、ブレーキ部材３４を外向きに押圧する。４本のワイヤ１０は枠３２の四隅の角部内面を貫通する。チューブ３６が膨張し、ブレーキ部材３４が枠３２の角部内面に当接することにより、ワイヤ１０は固定される。なお、枠３２とブレーキ部材３４との間にはバネ３８が配置され、チューブ３６からの力が作用しないときには、ブレーキ部材３４は枠３２の角部内面から僅かに離間する。よって、チューブ３６に圧縮空気を充填しないときには、４本のワイヤ１０は、互いに固定されない。なお、関節プレート３０は、正方形の枠３２ではなく、多角形や円形を含むリング状の枠を有していてもよく、ブレーキ部材は、リング状の枠の内面を押圧する形状を有していればよい。このような場合には、ワイヤ１０は、角部ではなく、ブレーキ部材がリング状の枠を押圧する位置に配置されればよい。

図３（ａ）の側面図および（ｃ）の断面図に示すように、ユニバーサルジョイント７２は、隣接する関節プレート３０間の中央に八角形リング７４を配置し、一の関節プレート３０と八角形リング７４とは、対向する位置（１８０°の関係）に一対のアーム７０で連結され、他の関節プレート３０と八角形リング７４とは、先の一対のアーム７０と９０°回転した位置の一対のアーム７０で連結する構成としている。なお、ボールジョイントを用いる等、他の公知の構成としてもよい。

隣接する関節プレート３０の間には、姿勢拘束具としての円筒形のエアバッグ８０が配置される。エアバッグ８０は、内部に圧縮空気が充填されると膨張し、隣接する関節プレート３０の間を所定形状、この場合は直線状に拘束する。圧縮空気が抜かれると、所定形状の拘束を解除し、隣接する関節プレート３０の間はアーム７０とユニバーサルジョイント７２により、屈曲自在となる。

図２に示すように、一つ置きの関節プレート３０−１、３０−２のチューブ３６−１、３６−２にそれぞれ圧縮空気を供給する第１の流体チューブ４２、第２の流体チューブ４４を備えるとよい。圧縮空気源（不図示）から第１の流体チューブ４２に圧縮空気を供給すると関節プレート３０−１が４本のワイヤ１０を互いに拘束する。第２の流体チューブ４４に圧縮空気を供給すると関節プレート３０−２が４本のワイヤ１０を互いに拘束する。また、一つ置きのエアバッグ８０−１、８０−２にそれぞれ圧縮空気を供給する第３の流体チューブ４６、第４の流体チューブ４８を備えるとよい。圧縮空気源（不図示）から第３の流体チューブ４６に圧縮空気を供給するとエアバッグ８０−１が関節プレート３０間を所定形状に拘束する。第４の流体チューブ４８に圧縮空気を供給するとエアバッグ８０−２が関節プレート３０間を所定形状に拘束する。このように構成する、圧縮空気を供給する流体チューブ４２、４４、４６、４８を切り替えるだけで、固定具３０の固定状態と解除状態を変更し、また、固定具３０間を所定形状に拘束する位置を移動することができる。よって、屈曲した状態、すなわち波動を伝搬させることができる。さらに、流体チューブ４２、４４、４６、４８では、柔軟な構造とすることが可能で、経路に曲がりが生じていても圧縮空気は抵抗なく伝達される。なお、各流体チューブ４２、４４、４６、４８に供給されるのは、圧縮空気には限られず、他の圧縮ガス、あるいは、圧縮液体でもよい。

図４に示すように、波動伝搬機構１の先端６には、第１のプーリ９０と第２のプーリ９２とが配置される。第１のプーリ９０は、スプリング９８により付勢されており、一定の力でワイヤ１０を巻き付けるようになされる。第２のプーリ９２は、ワイヤ１０の方向を変化させ、すなわち、手元側から先端に至ったワイヤ１０を手元側に戻す。第２のプーリ９２で戻されたワイヤ１０の先には、牽引力生成チューブ９６が連結される。牽引力生成チューブ９６は、たとえばラバチュエータ（rubbertuator）で形成される。ラバチュエータは、内部に圧力を掛けることにより径が膨らみ長さが縮まる、人工筋肉等に用いられる構造である。すなわち、牽引力生成チューブ９６は、内部に圧縮空気を供給することにより収縮し、ワイヤ１０を牽引することになる。

波動伝搬機構１では、互いに対向する一対の第１のプーリ９０と第２のプーリ９２とを、２対備える。そして、スプリング９８により付勢された第１のプーリ９０がワイヤ１０を巻き付けるのと釣り合う牽引力を生じるように、２本の牽引力生成チューブ９６に内圧を掛ける。この状態では、波動伝搬機構１の先端は屈曲しない。そして、第２のプーリ９２側に屈曲させる場合には、牽引力生成チューブ９６の内圧を高める。すなわち、圧縮空気の供給を増やす。一方、第１のプーリ９０側に屈曲させる場合には、牽引力生成チューブ９６の内圧を下げる。すなわち、圧縮空気の供給を減らす。したがって、２本の牽引力生成チューブ９６に供給する圧縮空気量を増減することにより、波動伝搬機構１の先端６を任意に屈曲させることができる。なお、第２のプーリ９２で戻されたワイヤ１０を、牽引力を生成する他の公知の構成、例えば、ワイヤ１０を巻き付けるプーリやリニアモータ等に連結してもよい。また、第１のプーリ９０を備えず、全てのワイヤ１０が第２のプーリ９２を介して牽引力生成チューブ９６に連結されてもよい。なお、先端６にて複数のワイヤ１０を電動モータ（不図示）の回転により巻き取って、牽引して、先端の固定具３０間を屈曲させてもよい。

これまで説明したように、波動伝搬機構１によれば、圧縮空気だけを駆動源として、かつ、先端や関節部分に動力源等が不要であるので軽量で、多関節ロボットを動かすことができる波動伝搬機構となる。

ここで、図５に別の態様の姿勢拘束具１００を示す。姿勢拘束具１００は、図３に示すユニバーサルジョイント７２のように、固定具３０間の中央に配置される。姿勢拘束具１００は第１の平板１０２と第２の平板１０４の間に中心部材１０３を有する。第１の平板１０２、第２の平板１０４、および、中心部材１０３が、ユニバーサルジョイント７２に変わって、アーム７０と連結されてもよい。第１の平板１０２、第２の平板１０４、および、中心部材１０３には、第１〜４の流体チューブ４２、４４、４６、４８が貫通する流体チューブ用貫通孔１１０が形成される。また、姿勢拘束具１００は、４つのシリンダ１０６およびロッドとしてのピストン１０８を有する。シリンダ１０６には、第３の流体チューブ４６または第４の流体チューブ４８から圧縮空気が送られ、ピストン１０８を伸長する。ピストン１０８が伸長することで、図５（ｄ）に示すように、固定具３０を押す。その結果、固定具３０の姿勢が決まり、すなわち、隣接する固定具３０間を所定形状に拘束することができる。なお、アーム７０をユニバーサルジョイントとしての第１の平板１０２、第２の平板１０４、および、中心部材１０３で連結しているので、片側では２つのピストン１０８で押すことでも、固定具３０の姿勢は決まる。しかし、アームとユニバーサルジョイントを有していない場合には、例えば両ピストン型のシリンダを用いる、あるいは、片側３つ以上のシリンダおよびピストンを有して、固定具３０の姿勢を決めるのが好ましい。

中心部材１０３には、第３の流体チューブ４６または第４の流体チューブ４８から圧縮空気をシリンダ１０６に送るためのピストン駆動流体用チューブ連結孔１１８、ピストン駆動流体連結孔１１６、ピストン駆動流体用中間孔１１４、および、ピストン駆動流体用溝１１２が形成される。すなわち、１つの流体チューブ４６、４８からピストン駆動流体用チューブ連結孔１１８に圧縮空気が送られると、ピストン駆動流体連結孔１１６で２つに分岐し、更に、ピストン駆動流体用中間孔１１４でそれぞれ２つに分岐してピストン駆動流体用溝１１２からシリンダ１０６に送られ、４つのピストン１０８を駆動する。

続いて、図１を再び参照して、波動伝搬機構１とは別の構成例としての波動伝搬機構２について説明する。波動伝搬機構２は、前述の通り、ほぼ平行に張られた複数本のワイヤ１０と、複数本のワイヤ１０を互いに固定し、また固定解除する複数の固定具３０と、複数本のワイヤ１０に挟まれ、固定具３０の間を所定形状に拘束し、所定形状の拘束を解除する姿勢拘束具６０を備える。なお、波動伝搬機構２では、波動伝搬機構１とは異なり、アームやユニバーサルジョイントを備えていないので、ワイヤ１０に適度な剛性がないと、固定具３０間が屈曲するだけではなく、その形状が定まらなくなるため、ワイヤ１０に代えて紐やロープは使用しにくい。また、波動伝搬機構２は、ワイヤ１０を４本備える。

図６に示すように、波動伝搬機構２では、固定具３０として、関節プレートとは別の固定プレート５０を有する。固定プレート５０は、正方形の枠５２の内部に枠５２の内面に対して押圧可能な端部を有するリンク５４と、リンク５４の頂部に配置されたエアバッグ５６を有する。また、リンク５４をＶ字型になるように、すなわち、リンク５４の長さが短くなるように付勢するばね５８を有する。エアバッグ５６は、内部に圧縮空気を充填されると膨張し、Ｖ字形のリンク５４の頂部を押圧し、リンク５４を直線に近い形状に変形させる。リンク５４は直線に近い形状になることにより長さが長くなり、その両端で枠５２の内面を押圧する。なお、リンク５４の頂部とエアバッグ５６との間に、プレート５７を配置し、エアバッグ５６の膨張により生じる力がリンク５４の頂部に集中的に作用するようにする。４本のワイヤ１０は、枠５２の内面とリンク５４の端部との間に配置され、リンク５４が枠５２の内面を押圧するときに、枠５２とリンク５４に挟まれて、互いに固定される。エアバッグ５６の内部の圧縮空気を抜くことにより、リンク５４は頂部を押圧されなくなり、ばね５８の付勢力によりＶ字形に戻り、端部が枠５２の内面を押圧することがなくなる。すなわち、ワイヤ１０の固定は解除される。

姿勢拘束具６０は、剛部６２と柔軟部６４とを有する１本のライン６６である。そこで、ライン６６を押し引きして、固定プレート５０間の長さだけ交互に移動させることにより、剛部６２と柔軟部６４とを入れ替えることができる。なお、先端においては、ライン６６が存在しない部分があってもよく、その部分は所定形状に拘束されず、柔軟部６４が存在するのと同等である。よって、ライン６６が存在しない部分についても、柔軟部６４があるものとみなす。ライン６６を押し引きすることだけで、剛部６２と柔軟部６４とを入れ替えることができるので、駆動は容易である。ライン６６としては、剛部６２と柔軟部６４との間が閉塞された柔軟なチューブを用い、剛部６２に相当する部分にだけ圧縮空気を充填して、所定形状に拘束してもよい。

以上説明した波動伝搬機構１および波動伝搬機構２の固定具３０、５０、姿勢拘束具６０、８０、１００、端部６の構成等は、個別に入れ替えてもよく、また、それぞれの変形例は他の構成にも用いることができる。

これまでの説明では、剛部６２と柔軟部６４は、それぞれ隣接する固定具３０間の長さであるものとしたが、複数の固定具３０間の長さを有していてもよい。また、剛部６２と柔軟部６４の長さが異なっていてもよい。このような場合に、剛部６２と柔軟部６４との組み合わせの両端の固定部３０を固定状態とし、その間の固定部３０を解除状態として、剛部６２の位置をずらせば、屈曲を伝搬することができる。

これまでの説明では、波動伝搬機構１、２は、４本のワイヤ１０を備え、固定具３０、５０は正方形であるものとして説明したが、ワイヤ１０の数は４本以外であってもよく、固定具３０、５０は多角形でも円形でもよい。そして、ユニバーサルジョイント７２は八角形リング７４でなくてもよい。

１、２ 波動伝搬機構
６ 波動伝搬機構の先端
１０ ワイヤ（ワイヤ）
３０ 関節プレート（固定具）
３２ 枠
３４ ブレーキ部材
３６ チューブ
３８ ばね
４２ 第１の流体チューブ
４４ 第２の流体チューブ
４６ 第３の流体チューブ
４８ 第４の流体チューブ
５０ 固定プレート（固定具）
５２ 枠
５４ リンク
５６ エアバッグ
５７ プレート
５８ ばね
６０ 姿勢拘束具
６２ 剛部
６４ 柔軟部
６６ ライン
７０ アーム
７２ ユニバーサルジョイント
７４ 八角形リング
８０ エアバッグ（姿勢拘束具）
９０ 第１のプーリ
９２ 第２のプーリ
９６ 牽引力生成チューブ
９８ スプリング
１００ 姿勢拘束具
１０２ 第１の平板
１０３ 中心部材
１０４ 第２の平板
１０６ シリンダ
１０８ ピストン（ロッド）
１１０ 流体チューブ用貫通孔
１１２ ピストン駆動流体用溝
１１４ ピストン駆動流体用中間孔
１１６ ピストン駆動流体連結孔
１１８ ピストン駆動流体用チューブ連結孔

Claims (5)

1. ほぼ平行に張られた複数本のワイヤと；
   前記複数本のワイヤを固定し、また、固定解除する、所定間隔毎に配置された複数の固定具と；
   隣接する前記固定具同士を屈曲可能に連結する連結具と；
   前記複数本のワイヤに挟まれ、隣接する前記複数の固定具の間を交互に、所定形状に拘束し、あるいは、所定形状の拘束を解除する、姿勢拘束具とを備え；
   前記複数本のワイヤは、前記隣接する固定具の間で、互いに長さが異なることによって該固定具間を屈曲状態に保持でき；
   屈曲している前記固定具間と、該屈曲している固定具間に隣接し所定形状に拘束される前記固定具間を合せて一まとまりとして、該一まとまりの両端の前記固定具では前記複数本のワイヤを固定し、中間の前記固定具では固定解除し；
   前記一まとまりの固定具の間で、前記姿勢拘束具は、前記屈曲している前記固定具間を所定形状に拘束し、前記所定形状に拘束されている前記固定具間の拘束を解除することにより、屈曲している前記固定具間の位置を伝播させる；
   波動伝搬機構。
2. 前記姿勢拘束具は、前記固定具間に配置された平板と、該平板に固定された複数のシリンダを有し、該シリンダがロッドを伸長することにより前記固定具との間を所定形状に拘束し、該シリンダを収縮することにより前記所定形状の拘束を解除する；
   請求項１に記載の波動伝搬機構。
3. 前記固定具は、リング状の枠と、該枠の内面に当接する複数のブレーキ部材と、膨張することにより前記複数のブレーキ部材を前記枠の内面に押圧させるチューブとを有し；
   前記複数本のワイヤは、前記枠の内面に配置され、前記ブレーキ部材が前記枠の内面に押圧されることにより、固定される；
   請求項１または２に記載の波動伝搬機構。
4. 前記複数の固定具のうちの１つ置きの固定具の前記チューブである第１のチューブに連通する第１の流体チューブと；
   前記複数の固定具のうち、前記第１のチューブを有する固定具とは異なる１つ置きの固定具の前記チューブである第２のチューブに連通する第２の流体チューブと；
   前記複数の姿勢拘束具のうちの１つ置きの姿勢拘束具の前記シリンダである第１のシリンダに連通する第３の流体チューブと；
   前記複数の姿勢拘束具のうち、前記第１のシリンダを有する姿勢拘束具とは異なる１つ置きの姿勢拘束具の前記シリンダである第２のシリンダに連通する第４の流体チューブとを備える；
   請求項３に記載の波動伝搬機構。
5. 前記ワイヤと連結する牽引力生成チューブであって、圧縮流体を導入することにより径が膨らみ長さが縮まる牽引力生成チューブをさらに備え；
   前記牽引力生成チューブの長さを縮めることにより、前記波動伝搬機構の先端の前記固定具間のワイヤの長さを縮めて、前記固定具の間を屈曲させる；
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の波動伝搬機構。
   

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