JP4847096B2 - Actuator, drive device, and hand device - Google Patents

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Description

本発明は、フレームに内蔵できるメンブレン(membrane)方式のアクチュエータ、そのようなアクチュエータを用いて構成した駆動装置、及び、そのような駆動装置を用いて構成したハンド装置に関する。   The present invention relates to a membrane type actuator that can be incorporated in a frame, a driving device configured using such an actuator, and a hand device configured using such a driving device.

従来、空気及び液体等の流体をチューブ状の弾性体に供給し、その弾性体の膨張変形により対象物を作動させる流体圧式のアクチュエータが存在する。また、このような流体圧式のアクチュエータを用いて作動対象の部材を作動させる機構(装置)も存在する。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a fluid pressure type actuator that supplies fluid such as air and liquid to a tube-like elastic body and operates an object by expansion and deformation of the elastic body. There is also a mechanism (device) that operates a member to be operated using such a fluid pressure type actuator.

例えば、特許文献1のFIG.2及びFIG.4等には、回動可能に連結される部材間にチューブ状の弾性体を取り付けて、弾性体を膨張させることで作動対象の部材を回動させる機構が開示されている。また、特許文献2の第3図及び第4図等には、チューブ状の弾性体に屈曲可能なフィンガ部材を沿わすと共に、バンド部材で弾性体を所要間隔毎に縛り、弾性体の膨張変形によりフィンガ部材を屈曲させる機構が開示されている。   For example, FIG. 2 and FIG. No. 4, etc. discloses a mechanism for rotating a member to be actuated by attaching a tube-like elastic body between members rotatably connected, and expanding the elastic body. Further, in FIGS. 3 and 4 of Patent Document 2, a tube-shaped elastic body is provided with a bendable finger member, and the elastic body is bound by a band member at a required interval, so that the elastic body is expanded and deformed. Discloses a mechanism for bending the finger member.

さらに、特許文献3の第3図及び第5図等には複数のチューブ状の弾性体を周囲に配置すると共に、流体を供給する弾性体を切り替えることで、作動対象の部材が様々な方向へ屈曲するようにした機構が開示されている。さらにまた、特許文献4の第1図及び第4図等には、複数のチューブ状の弾性体を並べると共に、各弾性体を筒体でカバーする構成のものが開示されている。なお、特許文献5の図1及び図5等には、小型の流体圧アクチュエータをリンク内部に配置してコンパクト化を図った機構が開示されている。
特開昭60−132103号公報 特開昭60−146695号公報 特開平2−17063号公報 特開平2−185388号公報 特開平8−126984号公報
Furthermore, in FIG. 3 and FIG. 5 of Patent Document 3, a plurality of tube-like elastic bodies are arranged in the periphery, and by switching the elastic bodies that supply fluid, the member to be actuated in various directions. A mechanism adapted to bend is disclosed. Furthermore, FIGS. 1 and 4 of Patent Document 4 disclose a configuration in which a plurality of tube-like elastic bodies are arranged and each elastic body is covered with a cylindrical body. Note that FIGS. 1 and 5 of Patent Document 5 disclose a mechanism in which a compact fluid pressure actuator is arranged inside a link to achieve a compact size.
JP-A-60-132103 JP 60-146695 A JP-A-2-17063 Japanese Patent Laid-Open No. 2-185388 JP-A-8-126984

特許文献1及び特許文献2に係る機構は、チューブ状の弾性体の膨張変形により作動を行うので、膨張変形するための空間(クリアランス空間)を弾性体の周囲に確保する必要があるため、機構自体の寸法が大型化する必要がある。また、弾性体は外方に露出しているため、針状のものが刺さると破裂する特性を有する弾性体の保護が充分でないと云う問題がある。   Since the mechanisms according to Patent Document 1 and Patent Document 2 operate by expansion and deformation of a tube-like elastic body, it is necessary to secure a space (clearance space) for expansion and deformation around the elastic body. The size of itself needs to be increased. Further, since the elastic body is exposed to the outside, there is a problem that the elastic body having a property of bursting when a needle-like object is stabbed is not sufficiently protected.

特許文献3及び特許文献4に係る機構は、複数の弾性体を用いているため、確保すべきクリアランス空間は更に大きくなり機構自体をコンパクトにまとめることは、非常に困難になる。なお、特許文献4に係る機構では、カバーを設けて弾性体の保護を図っているが、クリアランス空間を確保した上でカバーを取り付ける必要があるため、やはり機構全体が大型化することは避けられない。   Since the mechanisms according to Patent Document 3 and Patent Document 4 use a plurality of elastic bodies, the clearance space to be secured is further increased, and it is very difficult to compact the mechanism itself. In the mechanism according to Patent Document 4, the cover is provided to protect the elastic body. However, since it is necessary to attach the cover after securing the clearance space, the entire mechanism cannot be increased in size. Absent.

特許文献5に係る機構は、流体アクチュエータをリンク内に配置することでコンパクト化を図っているが、リンク内に配置される流体圧アクチュエータが小型シリンダであるため、機構が複雑化すると共に機構重量が増加し、コストも上昇すると云う問題がある。   The mechanism according to Patent Document 5 is made compact by disposing the fluid actuator in the link. However, since the fluid pressure actuator disposed in the link is a small cylinder, the mechanism becomes complicated and the mechanism weight is increased. There is a problem that the cost increases.

また、各特許文献に係る機構は、いずれも一つの弾性体では、一つの部材しか作動させることができないため、複数の部材を作動させるためには複数の弾性体を設ける必要があり、複数の部材の作動を簡易な構成で実現できないと云う問題がある。   In addition, since all the mechanisms according to each patent document can operate only one member with one elastic body, it is necessary to provide a plurality of elastic bodies in order to operate a plurality of members. There is a problem that the operation of the member cannot be realized with a simple configuration.

本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、機構の骨格となるフレームにシート状の弾性体を内蔵することにより、駆動源となる弾性体の保護した上で、小型化(特に厚み寸法を薄くすること)を図った簡易な構成のアクチュエータを提供することを目的とする。
また、本発明は、複数の線材を備えることにより、一つの弾性体で複数の対象を作動可能にしたアクチュエータを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and by incorporating a sheet-like elastic body into a frame which is a skeleton of the mechanism, the elastic body serving as a driving source is protected, and further downsizing (particularly, An object of the present invention is to provide an actuator having a simple configuration in which the thickness dimension is reduced.
Another object of the present invention is to provide an actuator that can operate a plurality of objects with one elastic body by including a plurality of wires.

さらに、本発明は、上述した構成のアクチュエータを用いることにより、簡易な構成で多様な作動を行える駆動装置を提供することを目的とする。
さらにまた、本発明は、上述した構成の駆動装置を複数用いることにより、人間の手と同等な動きを可能にしたハンド装置を提供することを目的とする。
Furthermore, an object of the present invention is to provide a drive device that can perform various operations with a simple configuration by using the actuator having the above-described configuration.
Still another object of the present invention is to provide a hand device that enables movement equivalent to that of a human hand by using a plurality of drive devices having the above-described configuration.

上記課題を解決するために第1発明に係るアクチュエータは、フレーム部材と、該フレーム部材の一面に弾性シートを介在させて取り付けてある枠状部材と、該枠状部材又は前記フレーム部材に一端が固定してある線材とを備え、前記枠状部材は、枠内空間から外方へ貫通する貫通孔を備え、前記線材は、前記枠内空間を横切って前記弾性シートの表面に沿うように配置してあり、前記線材の他端は前記貫通孔を通過して前記枠状部材の外方に位置しており、前記フレーム部材は、前記枠内空間に対応する箇所に開口した流体供給孔を備え、該流体供給孔からの流体の供給により、前記弾性シートが前記枠内空間で弾性膨張して前記線材の他端を一端側へ引っ張るようにしてあることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an actuator according to a first aspect of the present invention includes a frame member, a frame-shaped member attached to one surface of the frame member with an elastic sheet interposed therebetween, and one end of the frame-shaped member or the frame member. The frame-shaped member includes a through-hole penetrating outward from the space in the frame, and the wire is disposed so as to cross the space in the frame and along the surface of the elastic sheet. And the other end of the wire passes through the through hole and is located outside the frame-shaped member, and the frame member has a fluid supply hole opened at a position corresponding to the space in the frame. And the elastic sheet is elastically expanded in the space in the frame by the supply of fluid from the fluid supply hole, and the other end of the wire rod is pulled toward one end side.

第1発明にあっては、フレーム部材の一面に弾性体である弾性シート(メンブレン方式の弾性体)を介在させて枠状部材を取り付けるので、フレーム部材及び枠状部材で構成されるフレーム内に弾性シートを組み込むことができ、弾性シートをフレームで保護できると共に、フレーム自体の外寸が、そのままアクチュエータの外形寸法になるため小型化が可能になる。特にフレーム部材及び枠状部材に板部材を用いたときは、アクチュエータの厚み寸法を薄くできる。   In the first invention, the frame-shaped member is attached to one surface of the frame member with an elastic sheet (membrane type elastic body) as an elastic body interposed therebetween. An elastic sheet can be incorporated, and the elastic sheet can be protected by the frame, and the outer dimension of the frame itself becomes the outer dimension of the actuator as it is, so that the size can be reduced. In particular, when plate members are used for the frame member and the frame-like member, the thickness of the actuator can be reduced.

また、流体供給孔より流体を供給すると、フレーム部材と弾性シートの間に流体が入り込み弾性シートを押し広げる。この際、弾性シートは枠状部材で挟まれている箇所は変形できないため、枠状部材の枠状空間に表出している箇所のみが、枠状空間内で膨張することになり、膨張した場合でも弾性シートは枠状部材で保護される。さらに、枠状空間内を横切って弾性シートの表面に沿うように線材を配置しているので、弾性シートが膨張すると、弾性シートに合わせて線材も枠内空間で持ち上げられるように湾曲する。この湾曲により線材の他端が固定された一端の方へ引っ張られることになり、線材の他端に作動対象の部材を取り付ければ、その部材を簡易な構成のアクチュエータで作動させられる。なお、弾性シートとしては、適正な可撓性及び弾性変形できる特性を具備したものが好適であり、具体的には天然ゴム、合成ゴム材料等を用いるのが好ましい。   Further, when a fluid is supplied from the fluid supply hole, the fluid enters between the frame member and the elastic sheet and pushes the elastic sheet. At this time, since the elastic sheet cannot be deformed at the portion sandwiched by the frame-shaped member, only the portion exposed to the frame-shaped space of the frame-shaped member will be expanded in the frame-shaped space, and when expanded However, the elastic sheet is protected by the frame member. Further, since the wire is arranged so as to cross the frame-like space and along the surface of the elastic sheet, when the elastic sheet expands, the wire is bent so as to be lifted in the frame-internal space in accordance with the elastic sheet. This bending causes the other end of the wire to be pulled toward the fixed one end. If a member to be actuated is attached to the other end of the wire, the member can be operated by an actuator having a simple configuration. In addition, as an elastic sheet, the thing provided with the characteristic which can be appropriately flexible and elastically deformed is suitable, and it is preferable to use natural rubber, a synthetic rubber material, etc. specifically ,.

第2発明に係るアクチュエータは、前記線材と前記弾性シートの表面との間に配置して該弾性シートを被覆する被覆シートを備えることを特徴とする。
第2発明にあっては、弾性シートの表面を被覆シートで被覆するので、膨張する弾性シートに線材がくい込むような状況の発生を、両者の間に介在する被覆シートで防止し、弾性シートの膨張力を効率的に線材の引張り力へ変換できるようになる。また、線材と弾性シートの間に被覆シートが介在することで、表面の摩擦力が大きい弾性シートに、線材が直接的に接触することが無くなり、弾性シートの膨張に伴って線材が滑らかに移動できるようなる。さらに、弾性シートとは別体である被覆シートが存在することで、線材の位置がずれるような事態も防止することができ、例えば、線材が枠内空間の中心線に沿って配置されている場合、弾性シートが膨張しても別体の被覆シートによるホールド特性により線材を枠内空間の中心線に沿った箇所に維持させて、線材が絡まったりするのを防止し良好な作動性を長期にわたり確保できる。なお、被覆シートは、弾性シートの膨張形状をなだらかに整えることにも貢献する。また、被覆シートには、弾性シートの膨張に沿ってスムーズに湾曲することが可能な各種金属製シート、各種合成樹脂製シート、網状シートなどを適用することが好ましく、特に網状シートについては、各種金属糸、各種合成樹脂糸、各種繊維糸を織り込んで生成したものを用いることが、所要の剛性、表面の低摩擦、線材に対するホールド性等を確保する上で好適である。
The actuator which concerns on 2nd invention is provided with the coating sheet which arrange | positions between the said wire and the surface of the said elastic sheet, and coat | covers this elastic sheet.
In the second invention, since the surface of the elastic sheet is covered with the covering sheet, it is possible to prevent the occurrence of a situation where the wire rods bite into the expanding elastic sheet with the covering sheet interposed therebetween, and the elastic sheet. The expansion force can be efficiently converted into the tensile force of the wire. In addition, since the covering sheet is interposed between the wire and the elastic sheet, the wire does not directly contact the elastic sheet having a large frictional force on the surface, and the wire moves smoothly as the elastic sheet expands. I can do it. Furthermore, the presence of the covering sheet that is a separate body from the elastic sheet can also prevent a situation in which the position of the wire is shifted. For example, the wire is arranged along the center line of the space in the frame. In this case, even if the elastic sheet expands, the holding property of the separate covering sheet keeps the wire at a location along the center line of the space in the frame, preventing the wire from becoming tangled and providing good operability for a long time. Can be secured. In addition, a coating sheet contributes also to adjusting the expansion | swelling shape of an elastic sheet gently. Moreover, it is preferable to apply various metal sheets, various synthetic resin sheets, mesh sheets, and the like that can be smoothly curved along the expansion of the elastic sheet, especially for the mesh sheets. Use of metal yarns, various synthetic resin yarns, and yarns produced by weaving various fiber yarns is suitable for ensuring required rigidity, low surface friction, holdability with respect to the wire, and the like.

第3発明に係るアクチュエータは、前記線材は、複数であり、前記枠状部材は、複数の貫通孔を備え、各線材の他端は、相異する貫通孔をそれぞれ通過していることを特徴とする。
第3発明にあっては、複数の線材が枠状部材に設けた複数の貫通孔を通過するので、枠状部材の外方には、各線材の他端が存在する。弾性シートを膨張させると、膨張した弾性シートに追従して各線材の他端が固定された一端の方へ引っ張れるように各線材が移動し、一つの弾性シートで複数の線材を引っ張ることが可能になる。そのため、各線材の他端に作動対象の部材を連結すれば、単一のアクチュエータで複数の部材を作動できる。
The actuator according to a third aspect of the invention is characterized in that the wire is plural, the frame-like member includes a plurality of through holes, and the other end of each wire passes through different through holes. And
In the third invention, since the plurality of wire rods pass through the plurality of through holes provided in the frame member, the other end of each wire member exists outside the frame member. When the elastic sheet is inflated, each wire moves so that the other end of each wire is pulled toward the fixed end following the expanded elastic sheet, and it is possible to pull multiple wires with one elastic sheet become. Therefore, if a member to be operated is connected to the other end of each wire, a plurality of members can be operated with a single actuator.

第4発明に係るアクチュエータは、前記枠状部材は、枠内に設けた仕切り壁部により複数の枠内空間を形成しており、前記仕切り壁部は、仕切った枠内空間同士を連通する連通孔を備え、前記フレーム部材は、各枠内空間毎に流体供給孔を備え、前記線材は前記連通孔を通過して複数の枠内空間を横切るようにしてあることを特徴とする。   In the actuator according to a fourth aspect of the present invention, the frame-shaped member forms a plurality of intra-frame spaces by partition wall portions provided in the frame, and the partition wall portions communicate with each other within the partitioned frame spaces. The frame member includes a fluid supply hole for each space in the frame, and the wire passes through the communication hole and crosses the plurality of space in the frame.

第4発明にあっては、枠状部材に複数の枠内空間を設けると共に、各枠内空間を仕切り壁部に連通孔を形成して線材を通過させるので、枠内空間ごとに設けた流体供給孔より流体を供給した場合、枠内空間ごとに弾性シートが膨張する。この弾性シートの膨張に伴って各線材は枠内空間ごとに持ち上げられて湾曲するため、枠内空間の数だけ湾曲による線材の引張り量を増大できる。そのため、線材の他端が移動する範囲も増加し、作動量を拡大できる。なお、全ての流体供給孔から同時に流体を供給するのではなく、一部の流体供給孔だけで流体を供給するような流体の供給制御を行えば、全ての流体供給孔から供給した場合に比べて他端の移動範囲が短くなり、線材の移動量を調整することも可能になる。   In the fourth invention, the frame-shaped member is provided with a plurality of spaces in the frame, and each of the spaces in the frame is formed with a communication hole in the partition wall portion to allow the wire to pass therethrough. When fluid is supplied from the supply hole, the elastic sheet expands for each space in the frame. As the elastic sheet expands, each wire is lifted and curved for each space in the frame, so that the amount of pulling of the wire due to the bending can be increased by the number of spaces in the frame. Therefore, the range in which the other end of the wire moves is increased, and the operation amount can be increased. In addition, if the fluid supply control is performed so that the fluid is supplied from only some of the fluid supply holes instead of supplying the fluid from all the fluid supply holes at the same time, compared to the case of supplying from all the fluid supply holes. Thus, the movement range of the other end is shortened, and the movement amount of the wire can be adjusted.

第5発明に係るアクチュエータは、前記複数の枠内空間は、直線的に並べてあることを特徴とする。
第5発明にあっては、各枠内空間が直線的に並べてあるので、線材の布設も直線的になり、線材の移動に対する抵抗をできるだけ少なくしてスムーズな作動性を確保できる。また、複数の線材を用いる場合は、各線材を平行的に布設した上で、固定された一端を同じ側に配置する形態と、異なる側に配置する形態を適用でき、一つのアクチュエータで複数の部材を作動させる際の設計の自由度も高められる。
The actuator according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that the plurality of in-frame spaces are arranged linearly.
In the fifth invention, since the spaces in the frames are arranged linearly, the laying of the wire is also linear, and the resistance to the movement of the wire can be reduced as much as possible to ensure smooth operability. In addition, when using a plurality of wire rods, it is possible to apply a configuration in which each wire rod is laid in parallel and the fixed one end is disposed on the same side and a different one is disposed on a different side. The degree of design freedom when operating the member is also increased.

第6発明に係るアクチュエータは、前記複数の枠内空間は、格子状に並べてあることを特徴とする。
第6発明にあっては、複数の枠内空間を格子状に並べることで、各枠内空間を一定の平面積内に効率良く配置でき、アクチュエータの大型化を回避した上で、多様な設計目的に対応できる。例えば、大きい作動範囲の確保を目的にする場合、1本の線材を一列目の枠内空間を全て横切らせて一旦、線材の他端を枠状部材の外方へ出すと共に、折り返して二列目の枠内空間を全て横切らせて枠状部材の外方に配置すると、多数の枠内空間で膨張させる弾性シートにより大きな作動範囲を得ることが可能になる。また、複数の線材を用いる場合は、格子状枠内空間の一列及び一行に、それぞれ線材を布設すると多数の線材の他端を引っ張ることが可能になり、一つのアクチュエータで多数の部材を作動させるような機構を容易に構成できる。
The actuator according to a sixth aspect of the invention is characterized in that the plurality of in-frame spaces are arranged in a lattice pattern.
In the sixth invention, by arranging a plurality of spaces in the frame in a lattice shape, the spaces in each frame can be efficiently arranged within a certain flat area, and various designs can be made while avoiding an increase in size of the actuator. Can meet the purpose. For example, when the purpose is to secure a large operating range, one wire crosses the entire space in the frame of the first row, and once the other end of the wire is taken out of the frame-like member, it is folded back into two rows. If the entire inner space of the eye is traversed and arranged outside the frame-like member, a large operating range can be obtained by the elastic sheet that is expanded in a large number of inner spaces. When a plurality of wire rods are used, if the wire rods are laid in one row and one row in the lattice-shaped frame space, the other ends of the many wire rods can be pulled, and a large number of members are operated by one actuator. Such a mechanism can be configured easily.

第7発明に係る駆動装置は、上述した構成のアクチュエータと、該アクチュエータのフレーム部材に回動可能に連結してある回動部材とを備え、前記アクチュエータの線材の他端は、前記回動部材に取り付けてあることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus comprising: the actuator having the above-described configuration; and a rotating member rotatably connected to a frame member of the actuator, wherein the other end of the wire of the actuator is the rotating member. It is attached to.

第7発明にあっては、アクチュエータのフレーム部材に回動自在に回動部材を連結すると共に、その回動部材に線材の他端を取り付けたので、アクチュエータを作動させた場合、線材の他端が引っ張られるように移動し、それに伴い回動部材も回動するようになり、回動部材をアクチュエータで自在に駆動できる。なお、第7発明の駆動装置では駆動源になる弾性シートがフレームに内蔵された小型のアクチュエータを用いるため、駆動装置の全体的な構成が簡易且つ小型になる。また、アクチュエータのフレーム部材及び回動部材は細長板状又は棒状に形成した場合、駆動装置は丁度、人間の指の一部に相当するような形態にできる。   In the seventh invention, the rotation member is connected to the frame member of the actuator so as to be rotatable, and the other end of the wire is attached to the rotation member. Therefore, when the actuator is operated, the other end of the wire Is moved so as to be pulled, and the rotating member also rotates accordingly, and the rotating member can be freely driven by the actuator. In the drive device according to the seventh aspect of the invention, since a small actuator in which an elastic sheet serving as a drive source is built in the frame is used, the overall configuration of the drive device is simple and small. Further, when the frame member and the rotation member of the actuator are formed in an elongated plate shape or a rod shape, the drive device can be configured to correspond to a part of a human finger.

第8発明に係る駆動装置は、上述した構成のアクチュエータを複数有しており、複数のアクチュエータのフレーム部材は、直列的に連なって回動自在に連結してあり、連結方向で端に位置するアクチュエータのフレーム部材に回動可能に連結してある回動部材を備え、アクチュエータ同士の連結箇所では、一方のアクチュエータの線材の他端が他方のアクチュエータのフレーム部材に取り付けてあり、前記回動部材を連結するアクチュエータの線材の他端は、該回動部材に取り付けてあることを特徴とする。   The drive device according to the eighth aspect of the present invention includes a plurality of actuators having the above-described configuration, and the frame members of the plurality of actuators are connected in series and rotatably connected, and are positioned at the ends in the connecting direction. A rotating member that is rotatably connected to a frame member of the actuator, and the other end of the wire of one actuator is attached to the frame member of the other actuator at a connecting portion between the actuators; The other end of the wire rod of the actuator that connects the two is attached to the rotating member.

第8発明にあっては、複数のアクチュエータを直列的に連結して、端となるアクチュエータのフレーム部材には回動部材を回動自在に連結し、アクチュエータ同士の連結箇所では線材の他端を連結先のアクチュエータのフレーム部材に取り付けると共に、回動部材との連結箇所では線材の他端を回動部材に取り付けるので、各アクチュエータを作動させると、連結されたアクチュエータ及び回動部材が回動する。そのため、よりダイナミックな動きを行える駆動装置を実現でき、回動箇所を指の関節にみなして各アクチュエータへの流体制御を個別に行うと、より実際の指の動きと同等な複雑な作動を行って様々な用途に用いることが可能になる。   In the eighth invention, a plurality of actuators are connected in series, a rotating member is rotatably connected to the frame member of the actuator serving as an end, and the other end of the wire is connected at a connecting portion between the actuators. The actuator is attached to the frame member of the connection destination actuator, and the other end of the wire is attached to the rotation member at the connection point with the rotation member. Therefore, when each actuator is operated, the connected actuator and the rotation member rotate. . Therefore, it is possible to realize a drive device that can perform more dynamic movements, and if the fluid control for each actuator is performed individually with the rotation point regarded as a finger joint, a more complex operation equivalent to the actual finger movement is performed. Can be used for various purposes.

第9発明に係る駆動装置は、複数の線材を備えるアクチュエータと、該アクチュエータのフレーム部材に回動可能に連結してある前記アクチュエータの線材と同数の回動部材とを備え、前記アクチュエータの各線材の他端は、前記回動部材に取り付けてあることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a drive device comprising: an actuator including a plurality of wires; and the same number of rotation members as the wire of the actuator that is rotatably connected to a frame member of the actuator. The other end is attached to the rotating member.

第9発明にあっては、複数の線材を備えるアクチュエータに、線材と同数の回動部材を回動可能に連結すると共に、各線材の他端を各回動部材に取り付けるので、一つのアクチュエータで複数の回動部材を回動させることができ、簡易な構成で作動対象を複数にした機構を実現できる。なお、第9発明に係る駆動装置は、対象物を保持、挟持するような用途に好適であり、例えば、生産現場のような場面におけるワークのハンドリングに最適となる。   In the ninth aspect of the invention, the same number of rotating members as the wire rod are rotatably connected to an actuator including a plurality of wire rods, and the other end of each wire rod is attached to each rotating member. It is possible to realize a mechanism in which a plurality of operation targets are provided with a simple configuration. The drive device according to the ninth aspect of the invention is suitable for applications that hold and clamp an object, and is optimal for handling a workpiece in a scene such as a production site.

第10発明に係る駆動装置は、連結される部材間に介在する中間部材を備え、該中間部材は、部材同士の連結箇所の回動に係る軸に対して直交的な直交軸を中心にして回動可能にしてあることを特徴とする。
第10発明にあっては、部材同士の回動に対して直交する方向で回動する中間部材を連結される部材間に介在させるので、アクチュエータを作動させると、2つの軸を中心に回動することになり、作動させる側の部材を一段と複雑に動かすことが可能になる。そのため、例えば人間の親指を模した作動を行う場合、親指の関節での曲げを部材同士間の回動で対応すると共に、親指根元の掌を閉じるような動き(親指根元を内方に捻るような動き)を中間部材の回動で対応して、親指の複雑な動きを達成できる。
A drive device according to a tenth aspect of the present invention includes an intermediate member interposed between members to be connected, and the intermediate member is centered on an orthogonal axis that is orthogonal to an axis related to rotation of a connecting portion between the members. It is characterized by being rotatable.
In the tenth aspect of the invention, the intermediate member that rotates in the direction orthogonal to the rotation of the members is interposed between the connected members. Therefore, when the actuator is operated, the intermediate member rotates about the two axes. As a result, the member to be actuated can be moved more complicatedly. Therefore, for example, when performing an operation simulating a human thumb, the bending at the joint of the thumb corresponds to the rotation between the members, and the movement of closing the palm of the thumb base (to twist the thumb base inward) Can be achieved by rotating the intermediate member to achieve complicated movement of the thumb.

第11発明に係る駆動装置は、前記中間部材は、前記直交軸に係る回動範囲を規制するように連結箇所の一方の部材に当接する当接部を備えることを特徴とする。
第11発明にあっては、中間部材の回動範囲を規制する当接部を備えるので、中間部材の回動を所定の範囲に抑えて、アクチュエータの作動が無意味に大きくなるのを規制し適正な回動範囲を確保できる。
The drive device according to an eleventh aspect of the invention is characterized in that the intermediate member includes a contact portion that comes into contact with one member of the connecting portion so as to regulate a rotation range related to the orthogonal axis.
In the eleventh aspect of the present invention, since the contact portion that restricts the rotation range of the intermediate member is provided, the rotation of the intermediate member is restricted to a predetermined range, and the actuator operation is restricted from becoming meaninglessly large. An appropriate rotation range can be secured.

第12発明に係る駆動装置は、回動可能に連結してある部材同士が直線的な姿勢になるように付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。
第12発明にあっては、連結部材同士が直線的な姿勢になるように付勢する付勢手段を備えるので、アクチュエータを作動させない場合は、駆動装置がどのような姿勢であっても、各部材を直線的な姿勢にでき、アクチュエータを作動させるときと、作動させないときのそれぞれに対して各部材の姿勢を明確に切り替えられる。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a driving device including urging means for urging the members, which are rotatably connected, to have a linear posture.
In the twelfth aspect of the invention, since the urging means for urging the connecting members so as to have a linear posture is provided, when the actuator is not operated, each driving device is in any posture. The members can be in a straight posture, and the posture of each member can be clearly switched between when the actuator is operated and when the actuator is not operated.

第13発明に係る駆動装置は、上述した構成のアクチュエータを複数有しており、複数のアクチュエータは、各フレーム部材がそれぞれ対向するように配置してあり、各フレーム部材の端部同士を結合する結合部材と、該結合部材に回動可能に取り付けてある回動部材とを備え、前記複数のアクチュエータの前記回動部材の方に位置する線材の他端は、該回動部材に取り付けてあることを特徴とする。   The drive device according to the thirteenth aspect includes a plurality of actuators having the above-described configuration, and the plurality of actuators are arranged so that the respective frame members face each other, and the ends of the respective frame members are coupled to each other. A coupling member; and a pivoting member rotatably attached to the coupling member, wherein the other end of the wire positioned toward the pivoting member of the plurality of actuators is attached to the pivoting member. It is characterized by that.

第13発明にあっては、複数のアクチュエータのフレーム部材を対向配置させると共に、各フレーム部材の端部同士を結合部材で連結し、その結合部材に回動可能に取り付けた回動部材に各アクチュエータの線材の他端を取り付けるので、回動部材をアクチュエータを設けた方向ごとへ(多方向へ)傾くように回動させられる。例えば、2つのアクチュエータを背中合わせに組み合わせた場合では、各アクチュエータを交互に作動させると、回動部材は丁度、首を振るように回動する。さらに2つを越えるアクチュエータを設けた場合は、アクチュエータの数だけ回動方向を増やすことができ、例えば、多数の方向を観察する必要のある内視鏡のような装置における回動機構に最適な構成となる。   In the thirteenth invention, the frame members of the plurality of actuators are arranged to face each other, the ends of the frame members are connected to each other by a coupling member, and each actuator is attached to the rotation member that is rotatably attached to the coupling member. Since the other end of the wire rod is attached, the rotating member can be rotated so as to be inclined in each direction in which the actuator is provided (multiple directions). For example, in the case where two actuators are combined back to back, when the actuators are operated alternately, the rotating member rotates just like swinging its head. Further, when more than two actuators are provided, the number of rotation directions can be increased by the number of actuators. For example, it is optimal for a rotation mechanism in an apparatus such as an endoscope that needs to observe many directions. It becomes composition.

第14発明に係るハンド装置は、上述した構成の駆動装置を複数有しており、長手方向の端に位置する各駆動装置のフレーム部材は、それぞれが組み合わされて一体的にしてあることを特徴とする。   A hand device according to a fourteenth aspect of the present invention includes a plurality of drive devices having the above-described configuration, and the frame members of the drive devices located at the ends in the longitudinal direction are combined and integrated. And

第14発明にあっては、複数の駆動装置の端に位置するフレーム部材を相互に固定するので、一体となったフレーム部材の全体が丁度、人間の掌に相当する部分になり、掌に相当する部分から指状に各駆動装置の動作部分が突出した形態になる。なお、人間の手と同等な動きを確保するためには、人間の指と同等に5体の駆動装置を配置することが必要であり、このような人間の手と同等な動きを実現できるハンド装置は、人間型ロボットのハンド部又は義手として利用可能になる。   In the fourteenth invention, the frame members positioned at the ends of the plurality of driving devices are fixed to each other, so that the entire integrated frame member is just a portion corresponding to a human palm and corresponds to a palm. The operation part of each drive device protrudes in a finger shape from the part to be performed. In order to ensure movement equivalent to that of a human hand, it is necessary to arrange five drive devices equivalent to human fingers, and such a hand that can realize movement equivalent to that of a human hand. The device can be used as a humanoid robot hand or prosthesis.

第1発明にあっては、フレーム部材に弾性シートを介在させて枠状部材を取り付けると共に、枠状部材の枠内空間で弾性シートの表面に沿うように線材を配置するので、流体の供給により変形する弾性シートをフレームに内蔵した形態となり、簡易な構成で弾性シートの保護及びアクチュエータ寸法の小型化を実現できる。
第2発明にあっては、弾性シートの表面を被覆シートで被覆するので、膨張する弾性シートへの線材のくい込みを防止して、弾性シートの膨張力を効率的に線材の引張り力へ変換でき、また表面の摩擦力が大きい弾性シートに線材を直接的に接触させないようにして線材のスムーズな移動を確保できると共に、作動性を悪化させる線材の位置ズレも防止できる。
In the first invention, the frame member is attached to the frame member with the elastic sheet interposed therebetween, and the wire rod is arranged along the surface of the elastic sheet in the space inside the frame of the frame member. The deformed elastic sheet is built in the frame, and the protection of the elastic sheet and the reduction of the actuator size can be realized with a simple configuration.
In the second invention, since the surface of the elastic sheet is covered with the covering sheet, it is possible to prevent the wire rod from getting into the expanding elastic sheet and efficiently convert the expansion force of the elastic sheet into the tensile force of the wire rod. In addition, the wire rod can be prevented from being brought into direct contact with the elastic sheet having a large frictional force on the surface, so that smooth movement of the wire rod can be ensured, and misalignment of the wire rod can be prevented.

第3発明にあっては、複数の線材が枠状部材に設けた複数の貫通孔を通過するので、枠状部材の外方に位置する各線材の他端により複数の対象を作動させることができる。
第4発明にあっては、複数の枠内空間を仕切る仕切り壁部に連通孔を形成して線材を通過させるので、枠内空間ごとに膨張する弾性シートの総変形量に応じて線材の移動量を増大でき、アクチュエータの作動ストロークを増長できる。
In the third invention, since the plurality of wires pass through the plurality of through holes provided in the frame-like member, the plurality of objects can be operated by the other end of each wire located outside the frame-like member. it can.
In the fourth aspect of the invention, since the wire is passed through the partition wall that partitions the plurality of spaces in the frame, the wire moves according to the total deformation amount of the elastic sheet expanding for each space in the frame. The amount can be increased and the operating stroke of the actuator can be increased.

第5発明にあっては、各枠内空間が直線的に並べてあるので、線材も直線的に布設して移動に対する抵抗をできるだけ少なくして作動ストロークの増長を図れる。
第6発明にあっては、複数の枠内空間を格子状に並べることで、複数の枠内空間を効率良く配置でき、アクチュエータの大型化を回避した上で、多様な設計目的に対応できる。
In the fifth invention, since the spaces in the frames are arranged in a straight line, it is possible to increase the operation stroke by reducing the resistance to movement as much as possible by laying the wire in a straight line.
In the sixth invention, by arranging the plurality of frame spaces in a lattice shape, the plurality of frame spaces can be arranged efficiently, and it is possible to deal with various design purposes while avoiding the increase in size of the actuator.

第7発明にあっては、アクチュエータのフレーム部材に回動部材を連結すると共に、その回動部材に線材の他端を取り付けるので、アクチュエータの作動により回動部材を回動でき、コンパクト且つ簡易な構成で回動部材を作動させることが可能な駆動装置を実現できる。   In the seventh invention, the rotating member is connected to the frame member of the actuator, and the other end of the wire is attached to the rotating member. Therefore, the rotating member can be rotated by the operation of the actuator, and is compact and simple. A drive device capable of operating the rotating member with the configuration can be realized.

第8発明にあっては、複数のアクチュエータを直列的に連結し、端のアクチュエータには回動部材を連結するので、各アクチュエータを作動させると、連結されたアクチュエータ及び回動部材が回動し、人間の指のように各部材が回動する駆動装置を実現できる。   In the eighth invention, a plurality of actuators are connected in series, and a rotating member is connected to the end actuator. Therefore, when each actuator is operated, the connected actuator and the rotating member rotate. A drive device in which each member rotates like a human finger can be realized.

第9発明にあっては、複数の線材を備えるアクチュエータに、線材と同数の回動部材を回動可能に連結して各線材の他端を各回動部材に取り付けるので、一つのアクチュエータで複数の回動部材を回動させる駆動装置を実現できる。   In the ninth aspect of the invention, the same number of rotating members as the wire rod are rotatably connected to an actuator including a plurality of wire rods, and the other end of each wire rod is attached to each rotating member. A driving device that rotates the rotating member can be realized.

第10発明にあっては、部材同士の回動に対して直交する方向で回動する中間部材を部材間に介在させるので、複雑な動きを行える駆動装置を実現できる。
第11発明にあっては、中間部材の回動範囲を規制する当接部を備えるので、中間部材の回動を所定の範囲に抑えて、適正な回動範囲を確保できる。
In the tenth invention, the intermediate member that rotates in the direction orthogonal to the rotation of the members is interposed between the members, so that it is possible to realize a drive device that can perform a complicated movement.
In the eleventh aspect of the invention, since the contact portion that regulates the rotation range of the intermediate member is provided, the rotation of the intermediate member can be suppressed to a predetermined range, and an appropriate rotation range can be secured.

第12発明にあっては、連結部材同士が直線的な姿勢になるように付勢する付勢手段を備えるので、アクチュエータを作動させるときと、作動させないときのそれぞれに対して各部材の姿勢を明確に切り替えられる。   In the twelfth aspect of the invention, since the biasing means for biasing the connecting members so as to be in a linear posture is provided, the posture of each member is set with respect to when the actuator is activated and when not activated. It can be switched clearly.

第13発明にあっては、複数のアクチュエータのフレーム部材を対向配置して結合部材で連結し、その結合部材に回動可能に取り付けた回動部材に各アクチュエータの線材の他端を取り付けるので、一つの回動部材を多方向に回動させられる駆動装置を実現できる。   In the thirteenth invention, the frame members of a plurality of actuators are arranged opposite to each other and connected by a coupling member, and the other end of each actuator wire is attached to a rotating member that is rotatably attached to the coupling member. A driving device capable of rotating one rotating member in multiple directions can be realized.

第14発明にあっては、複数の駆動装置の端に位置するフレーム部材を相互に固定するので、フレーム部材を組み合わせた部分を人間の掌に相当する箇所にして、その掌に相当する箇所から指状に各駆動装置の動作部分が突出した形態の駆動装置を実現できる。   In the fourteenth invention, the frame members positioned at the ends of the plurality of driving devices are fixed to each other. Therefore, the combined portion of the frame members is set as a position corresponding to a human palm, and the position corresponding to the palm is determined. It is possible to realize a drive device in which the operation portion of each drive device protrudes like a finger.

図1は、本発明の第1実施形態に係るアクチュエータ1を示している。このアクチュエータ1は、流体の供給を行うことで図中の白矢印方向に線材6を引っ張るようにしたものであり、メンブレン(膜)形状の駆動源をフレームに内蔵してアクチュエータの小型化(特に厚み寸法Hの薄型化)を達成したことを特徴にしている。   FIG. 1 shows an actuator 1 according to a first embodiment of the present invention. This actuator 1 is configured to pull the wire 6 in the direction of the white arrow in the figure by supplying a fluid, and a membrane-shaped drive source is built in the frame to reduce the size of the actuator (particularly It is characterized by having achieved a reduction in thickness dimension H).

図2にも示すように、アクチュエータ1は、フレームを形成するフレーム部材2と枠状部材4との間に弾性シート3を挟み込むと共に、枠状部材4の枠内空間4cに被覆シート5及び線材6を配置し、線材6の一端6aを枠状部材4に固定する一方、他端6bを枠状部材4の外方へ引き出している。以下、アクチュエータ1を構成する各部を詳説する。   As shown in FIG. 2, the actuator 1 includes an elastic sheet 3 sandwiched between a frame member 2 and a frame-like member 4 forming a frame, and a covering sheet 5 and a wire rod in the frame inner space 4 c of the frame-like member 4. 6, one end 6 a of the wire 6 is fixed to the frame-shaped member 4, and the other end 6 b is pulled out of the frame-shaped member 4. Hereinafter, each part which comprises the actuator 1 is explained in full detail.

フレーム部材2は、平板状の部材であり一面2aを弾性シート3の積層側にしており、一面2aの周囲には計6箇所のネジ穴2dを形成している。また、フレーム部材2はネジ穴2dで囲まれた箇所の中央付近2cには裏面2bまで貫通する流体供給孔2cを穿設している。この流体供給孔2cの孔方向は、図3(a)等に示すようにフレーム部材2に対して傾斜させている。なお、フレーム部材2の材質としては、アクチュエータ1が適用される環境に応じて各種金属、各種合成樹脂を用いることができる。   The frame member 2 is a flat member, and has one surface 2a on the laminated side of the elastic sheet 3, and a total of six screw holes 2d are formed around the one surface 2a. Further, the frame member 2 has a fluid supply hole 2c penetrating to the rear surface 2b in the vicinity 2c of the center surrounded by the screw hole 2d. The hole direction of the fluid supply hole 2c is inclined with respect to the frame member 2 as shown in FIG. In addition, as a material of the frame member 2, various metals and various synthetic resins can be used according to the environment where the actuator 1 is applied.

流体供給孔2cには流体供給管7の一端部を内嵌している。なお、流体供給管7の他端部には図示していない流体供給源を接続するようにしている。流体供給源には、流体の供給及び供給した流体の吸い込みを交互に行う注射器のようなものを用いることができ、注射器のシリンダ内のピストンをモータ等で往復駆動させる制御が可能な流体供給源が、アクチュエータ1に好適である。   One end of a fluid supply pipe 7 is fitted in the fluid supply hole 2c. A fluid supply source (not shown) is connected to the other end of the fluid supply pipe 7. As the fluid supply source, a fluid supply source can be used such as a syringe that alternately supplies the fluid and sucks the supplied fluid, and can control the piston in the cylinder of the syringe to reciprocate with a motor or the like. Is suitable for the actuator 1.

弾性シート3は、ニトリルゴムを材料としたシートであり、引張り応力を受けると弾性変形し、本実施形態では膨張するように変形する(図3(b)(c)参照)。なお、弾性シート3は、周囲にフレーム部材2の各ネジ穴2dとそれぞれ連通する穴3aを設けている。   The elastic sheet 3 is a sheet made of nitrile rubber as a material, and elastically deforms when subjected to tensile stress, and deforms so as to expand in the present embodiment (see FIGS. 3B and 3C). The elastic sheet 3 is provided with holes 3a communicating with the screw holes 2d of the frame member 2 around the elastic sheet 3.

枠状部材4は、弾性シート3をフレーム部材2との間に挟み込むことができるように、弾性シート3と同等の平面寸法を有し、周囲の枠部4aで囲まれた内部を略矩形状の枠内空間4cにしている。また、枠状部材4は、一方の端部側に裏面4bまで貫通した線材挿通孔4dを穿設すると共に、他方の端部側には枠内空間4cの内壁面4fから外壁面4eまで貫通する貫通孔4gを穿設している。さらに、枠状部材4も周囲に弾性シート3の穴3aと連通するネジ挿通孔4hを形成している。なお、枠状部材4の材質には、フレーム部材2に適用可能なものを用いることができる。   The frame-shaped member 4 has a planar dimension equivalent to that of the elastic sheet 3 so that the elastic sheet 3 can be sandwiched between the frame member 2 and the inside surrounded by the surrounding frame portion 4a is substantially rectangular. The inner space 4c of the frame. The frame-like member 4 has a wire insertion hole 4d penetrating to the back surface 4b on one end side, and penetrates from the inner wall surface 4f to the outer wall surface 4e of the frame inner space 4c on the other end side. A through-hole 4g is formed. Furthermore, the frame-like member 4 also has a screw insertion hole 4h that communicates with the hole 3a of the elastic sheet 3 in the periphery. In addition, the material applicable to the frame member 2 can be used for the material of the frame-shaped member 4.

被覆シート5は、枠状部材4の枠内空間4cと同等の平面寸法を有し、膨張する弾性シート3の形状に沿って湾曲しやすい特性のシートであり、本実施形態では、エステル系の糸で網状に編成されている。なお、被覆シート5には、エステル系の糸で網状に編成したシート以外にも弾性シート3の膨張に沿ってスムーズに湾曲することが可能な各種金属製シート、各種合成樹脂製シート、網状シートなどを適用でき、特に網状シートには、各種金属糸、各種合成樹脂糸、各種繊維糸を織り込んで生成したものを用いることができる。
また、本実施形態では被覆シート5は線材6に接着剤で接着している。本実施形態の線材6は、所要の強度を有する合成樹脂糸を用いているが、他にも各種金属、各種合成樹脂、各種繊維で生成された所要の強度を確保した糸を用いることが可能である。
The covering sheet 5 is a sheet having a plane dimension equivalent to that of the in-frame space 4c of the frame-like member 4 and is easily bent along the shape of the expanding elastic sheet 3. In the present embodiment, the covering sheet 5 is an ester-based sheet. It is knitted in a net pattern with yarn. The covering sheet 5 includes various metal sheets, various synthetic resin sheets, and reticulated sheets that can be smoothly curved along the expansion of the elastic sheet 3 in addition to a sheet knitted in a net shape with ester-based yarns. In particular, as the mesh sheet, those produced by weaving various metal yarns, various synthetic resin yarns, and various fiber yarns can be used.
In the present embodiment, the covering sheet 5 is bonded to the wire 6 with an adhesive. The wire 6 of the present embodiment uses a synthetic resin yarn having a required strength, but it is also possible to use a yarn having a required strength generated from various metals, various synthetic resins, and various fibers. It is.

次に、アクチュエータ1の組立手順を説明する。先ず、線材6の一端6aを枠状部材4の線材挿通孔4dに裏面4bから挿通して表面へ通過させ、一端6aに線材挿通孔4dの孔径より大きい結び目を形成し、一端6aを枠状部材4に固定する。また、線材6の他端6bは、枠状部材4の貫通孔4gに内壁面4fから挿通させて枠状部材4の外方へ通過させて、枠内空間4cを線材6が横切るようにする。さらに、この枠内空間4cを横切る線材6の部分に被覆シート5を下方から接着剤で貼り付ける。   Next, the assembly procedure of the actuator 1 will be described. First, one end 6a of the wire 6 is inserted into the wire insertion hole 4d of the frame-like member 4 from the back surface 4b and passed to the front surface. A knot larger than the hole diameter of the wire insertion hole 4d is formed on the one end 6a, and the one end 6a is formed in a frame shape. Secure to member 4. Further, the other end 6b of the wire 6 is inserted into the through hole 4g of the frame-like member 4 from the inner wall surface 4f so as to pass outward of the frame-like member 4 so that the wire 6 crosses the frame internal space 4c. . Further, the covering sheet 5 is attached to the portion of the wire 6 crossing the in-frame space 4c from below with an adhesive.

それから、一面2aに弾性シート3を積層したフレーム部材2に枠状部材4を載置し、弾性シート3を枠状部材4の枠部4aとフレーム部材2で挟み込んだ状態にして、枠状部材4の各ネジ挿通孔4hにネジBを挿通すると共にフレーム部材2のネジ穴2dに螺合して締結し、アクチュエータ1を完成する。   Then, the frame-like member 4 is placed on the frame member 2 in which the elastic sheet 3 is laminated on the one surface 2a, and the elastic sheet 3 is sandwiched between the frame portion 4a of the frame-like member 4 and the frame member 2, and the frame-like member is placed. The screw B is inserted into each of the screw insertion holes 4h of 4 and screwed into the screw holes 2d of the frame member 2 and fastened to complete the actuator 1.

図3(a)〜(c)は、完成したアクチュエータ1の作動状況を示す断面図であり、以下、アクチュエータ1の作動状況を図3(a)〜(c)に基づいて説明する。なお、図3(a)〜(c)では被覆シート5の図示を省略している。   FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views showing the operating state of the completed actuator 1. Hereinafter, the operating state of the actuator 1 will be described based on FIGS. 3A to 3C. In addition, illustration of the coating sheet 5 is abbreviate | omitted in Fig.3 (a)-(c).

図3(a)は流体(例えば、空気)を供給する前の状態を示しており、この状態では、弾性シート3は、フレーム部材2の一面2aに密着した状態になっている。次に流体供給管7を通じて流体供給孔2cから流体を排出するようにアクチュエータ1への流体供給を開始すると、図3(b)に示すように弾性シート3が膨張を開始する。なお、弾性シート3は、枠状部材4の周囲の枠部4aで挟まれている部分は膨張できないので、枠内空間4cの内周縁に接する箇所を変形支点にして枠内空間4で膨張することになる。また、枠内空間4で膨張することから、弾性シート3は常に枠状部材4で囲まれて保護されている。   FIG. 3A shows a state before supplying a fluid (for example, air). In this state, the elastic sheet 3 is in close contact with the one surface 2 a of the frame member 2. Next, when the fluid supply to the actuator 1 is started so that the fluid is discharged from the fluid supply hole 2c through the fluid supply pipe 7, the elastic sheet 3 starts to expand as shown in FIG. The elastic sheet 3 cannot expand at a portion sandwiched between the frame portions 4a around the frame-shaped member 4, and therefore expands in the frame space 4 with the portion contacting the inner periphery of the frame space 4c as a deformation fulcrum. It will be. Moreover, since it expand | swells in the space 4 in a frame, the elastic sheet 3 is always surrounded by the frame-shaped member 4, and is protected.

上述した弾性シート3の膨張により、弾性シート3の表面に被覆シート5(図示は省略)を介して沿う線材6は持ち上げられ、それに伴い線材6の他端6bは、固定された一端6a側へ引っ張られて図中の白矢印方向へ移動する。   By the expansion of the elastic sheet 3 described above, the wire 6 along the surface of the elastic sheet 3 via the covering sheet 5 (not shown) is lifted, and the other end 6b of the wire 6 is moved to the fixed one end 6a side. Pulled and moved in the direction of the white arrow in the figure.

さらに、アクチュエータ1へ供給する流体量を増加すると、図3(c)に示すように弾性シート3の膨張がさらに大きくなり、それに伴い、線材3も一段と持ち上げられて、線材6の他端6b側が移動する。なお、このように弾性シート3が膨張する際、弾性シート3の表面は被覆シート5で被覆されているため、線材6が被覆シート5の表面にくい込むことがなく、弾性シート3の膨張力を効率良く線材6の移動力に変換でき、さらに、張架した状態の線材6が弾性シート3の表面に直接的に触れて弾性シート3を傷付けることを防止すると共に、弾性シート3の表面摩擦力が線材6の移動を妨げることを防止する。なお、被覆シート3に抑えられて、弾性シート3は膨張時になだらかな球状になる。さらに、フレーム部材2の流体供給孔2cは、線材6の移動端側へ向けて流体が供給されるように傾斜しているので、線材6の移動開始のレスポンスが良好になる。   Further, when the amount of fluid supplied to the actuator 1 is increased, the elastic sheet 3 is further expanded as shown in FIG. 3 (c), and accordingly, the wire 3 is further lifted, and the other end 6b side of the wire 6 is moved to the side. Moving. In addition, when the elastic sheet 3 expands in this way, the surface of the elastic sheet 3 is covered with the covering sheet 5, so that the wire 6 does not get into the surface of the covering sheet 5 and the expansion force of the elastic sheet 3 is increased. It can be efficiently converted into the moving force of the wire 6, and further prevents the stretched wire 6 from directly touching the surface of the elastic sheet 3 to damage the elastic sheet 3, and the surface frictional force of the elastic sheet 3. Prevents the wire 6 from moving. In addition, it is restrained by the covering sheet 3, and the elastic sheet 3 becomes a gentle spherical shape when expanded. Furthermore, since the fluid supply hole 2c of the frame member 2 is inclined so that the fluid is supplied toward the moving end side of the wire 6, the response of the movement start of the wire 6 becomes good.

また、図3(c)のように弾性シート3が膨張変形した状態で、アクチュエータ1へ供給した流体を流体供給管7を通じて流体供給孔2cより吸い込むと、図3(b)に示す状態から図3(a)に示す状態へと膨張していた弾性シート3が収縮し、それに伴い持ち上げられていた線材6も下降し、線材6の他端6bも元の位置へ戻る。よって、アクチュエータ1に流体の供給及び吸い込みを繰り返すと、線材6の他端6bが往復するように移動し、他端6bに作動させたい対象を取り付けることで、その対象を駆動可能になる。   3C, when the fluid supplied to the actuator 1 is sucked from the fluid supply hole 2c through the fluid supply pipe 7 in a state where the elastic sheet 3 is expanded and deformed as shown in FIG. 3C, the state shown in FIG. The elastic sheet 3 that has expanded to the state shown in FIG. 3 (a) contracts, and the wire 6 that has been lifted is lowered accordingly, and the other end 6b of the wire 6 also returns to its original position. Therefore, when the supply and suction of fluid to the actuator 1 are repeated, the other end 6b of the wire 6 moves so as to reciprocate, and the target can be driven by attaching the target to be operated to the other end 6b.

アクチュエータ1が作動対象を作動させられる力(作動力)、即ち、線材6の他端6bを図1の白矢印方向に引っ張る力は、弾性シート3が膨張した容積に関係し、膨張した容積が大きいほど引張り力も大きくなる。そのため、大きい引張り力が必要な場合は、例えば、図1に示すアクチュエータ1の長手方向の寸法を大きくして、弾性シート3の膨張容積を増大することが考えられる。また、作動させる距離は、膨張する弾性シート3がフレーム部材2の表面2aから離反する距離に関係し、離反した距離が大きいほど作動させる距離を大きくできる。そのため、作動距離を大きくするには、枠状部材4の厚み寸法を大きくすることが考えられる。   The force (actuation force) that causes the actuator 1 to actuate the operation target, that is, the force that pulls the other end 6b of the wire 6 in the direction of the white arrow in FIG. 1 is related to the volume in which the elastic sheet 3 is expanded. The larger the value, the greater the tensile force. Therefore, when a large tensile force is required, for example, it is conceivable to increase the expansion volume of the elastic sheet 3 by increasing the longitudinal dimension of the actuator 1 shown in FIG. The operating distance is related to the distance at which the expanding elastic sheet 3 is separated from the surface 2a of the frame member 2, and the operating distance can be increased as the separated distance increases. Therefore, to increase the working distance, it is conceivable to increase the thickness dimension of the frame-like member 4.

なお、上述したアクチュエータ1においては、線材6が弾性シート3に対して滑り性が良好である場合、線材6の線径が太く弾性シート3を傷付けるおそれが無い場合、弾性シート3が球状に膨張できる特性を有する場合などには、被覆シート5を省略することも可能である。また、アクチュエータ1に供給する流体としては、気体(空気、希ガス等)以外にも液体(圧油のような作動液体)を用いることができ、この場合はフレーム部材2、弾性シート3、及び流体供給管7等には液体に耐え得る材質で作られたものを用いることが重要である。また、アクチュエータ1では、線材6の他端6aを枠状部材4に固定する以外に、フレーム部材2に固定するような構成にすること、及び他端6aをフレーム部材2と枠状部材4で挟み込んで固定することも可能である。   In the actuator 1 described above, when the wire 6 has good sliding properties with respect to the elastic sheet 3, the elastic sheet 3 expands into a spherical shape when the wire 6 has a large wire diameter and there is no risk of damaging the elastic sheet 3. When it has the characteristic which can be performed, the coating sheet 5 can also be abbreviate | omitted. In addition to gas (air, rare gas, etc.), fluid (operating liquid such as pressure oil) can be used as the fluid supplied to the actuator 1, and in this case, the frame member 2, the elastic sheet 3, and It is important to use a fluid supply pipe 7 made of a material that can withstand liquid. Further, in the actuator 1, in addition to fixing the other end 6 a of the wire 6 to the frame-shaped member 4, the actuator 1 is configured to be fixed to the frame member 2, and the other end 6 a is configured by the frame member 2 and the frame-shaped member 4. It is also possible to pinch and fix.

図4は、変形例のアクチュエータ1′を示している。このアクチュエータ1′は図1に示すアクチュエータ1に比べて、枠状部材4′の枠内空間4c′を平面視で円形状(楕円形状等も含む)にしていることが特徴であり、フレーム部材2′、弾性シート3′、被覆シート5′、線材6′及び流体供給管7′は図1と同等にしている。このように枠内空間4c′を円形状にすることで、弾性シート3′が膨張する箇所の周縁形状も円形状になって角部が無くなるため、弾性シート3′の膨張支点(変形支点)になる周縁部の弾性変形に対する負担が軽減され、弾性シート3′の耐用年数を長くできる。なお、枠内空間の形状には、その他、矩形状及び円形状以外にも、菱形、六角形等の多角形など様々な形状を適用できる。   FIG. 4 shows a modified actuator 1 ′. Compared with the actuator 1 shown in FIG. 1, this actuator 1 'is characterized in that the frame inner space 4c' of the frame-like member 4 'has a circular shape (including an elliptical shape) in plan view. 2 ', the elastic sheet 3', the covering sheet 5 ', the wire 6' and the fluid supply pipe 7 'are the same as in FIG. Since the frame space 4c ′ is formed in a circular shape in this way, the peripheral shape of the portion where the elastic sheet 3 ′ expands is also circular and has no corners. Therefore, the expansion fulcrum (deformation fulcrum) of the elastic sheet 3 ′. The burden on the elastic deformation of the peripheral edge is reduced, and the service life of the elastic sheet 3 'can be extended. In addition to the rectangular shape and the circular shape, various shapes such as a rhombus and a polygon such as a hexagon can be applied to the shape of the space in the frame.

図5は、上述したアクチュエータ1と同等の構成を有する第1アクチュエータ20、第2アクチュエータ30、及び第3アクチュエータ40を直列的に連結すると共に、端に位置する第4アクチュエータ40に回動部材50を連結した構成の駆動装置10を示している。   FIG. 5 shows that the first actuator 20, the second actuator 30, and the third actuator 40 having the same configuration as the actuator 1 described above are connected in series, and the rotating member 50 is connected to the fourth actuator 40 located at the end. The drive device 10 of the structure which connected was shown.

駆動装置10が具備する各アクチュエータ20、30、40は、フレーム部材22、32、42に弾性シート23、33、43を介在させて枠状部材24、34、44を取り付けると共に、弾性シート23、33、43を被覆する被覆シート25、35、45の上に線材26、36、46を布設している。駆動装置10は、各アクチュエータ20〜40を、それぞれ回動可能に連結しており、また、第3アクチュエータ40と回動部材50も回動可能に連結している。さらに、駆動装置10は第1アクチュエータ20に第1流体供給管27、第2アクチュエータ30に第2流体供給管37、第3アクチュエータ40に第3流体供給管47をそれぞれ取り付けて、各アクチュエータ20〜40に流体を独立して供給できるようにしている。以下、駆動装置10の各部を詳説する。   The actuators 20, 30, and 40 included in the driving device 10 are attached to the frame members 22, 32, and 42 with the elastic sheets 23, 33, and 43 attached thereto, and the frame-shaped members 24, 34, and 44 are attached thereto, Wires 26, 36, and 46 are laid on the covering sheets 25, 35, and 45 covering the 33 and 43. The drive device 10 is connected to the actuators 20 to 40 so as to be rotatable, and the third actuator 40 and the rotating member 50 are also connected to be rotatable. Further, the driving apparatus 10 has a first fluid supply pipe 27 attached to the first actuator 20, a second fluid supply pipe 37 attached to the second actuator 30, and a third fluid supply pipe 47 attached to the third actuator 40. 40 can be supplied with fluid independently. Hereinafter, each part of the drive device 10 will be described in detail.

先ず、駆動装置10の先端に位置する回動部材50と第3アクチュエータ40は、第3回動軸R3を中心に回動部材50が回動できるように連結されている(図5、図7、図8(a)(b)参照)。第3アクチュエータ40は、フレーム部材42の回動部材50との連結側端部に凹部42bを形成し、一方、回動部材50は第3アクチュエータ40との連結側端部に凸部50aを形成し、この凸部50aをフレーム部材42の凹部42bに嵌め合わせると共に、第3回動軸R3を貫通させて、第3アクチュエータ40及び回動部材50を回動可能に連結している。   First, the rotation member 50 and the third actuator 40 located at the tip of the driving device 10 are connected so that the rotation member 50 can rotate about the third rotation axis R3 (FIGS. 5 and 7). FIG. 8 (a) (b)). The third actuator 40 forms a recess 42 b at the end of the frame member 42 connected to the rotating member 50, while the rotating member 50 forms a protrusion 50 a at the end of the connecting side with the third actuator 40. The convex portion 50a is fitted into the concave portion 42b of the frame member 42, and the third actuator 40 and the rotary member 50 are rotatably connected through the third rotary shaft R3.

また、図7に示すように回動部材50は、第3回動軸R3から距離P1だけ離れた箇所に通過穴50dを回動部材50の表面50bから裏面50cへ貫通するように穿設しており、裏面50cには線材固定用のワッシャNを付帯させたボルトKを第3回動軸R3から距離P2だけ離れた箇所に取り付けている。第3アクチュエータ40の線材46の他端46bは、回動部材50の通過穴50dを表面50bから裏面50cへ通過させて、ワッシャNと裏面50cの間にボルトKの締結力で固定している。   Further, as shown in FIG. 7, the rotating member 50 is formed by penetrating through holes 50d from the front surface 50b of the rotating member 50 to the back surface 50c at locations separated from the third rotating shaft R3 by a distance P1. A bolt K with a wire fixing washer N attached to the back surface 50c is attached to a location separated from the third rotation axis R3 by a distance P2. The other end 46b of the wire 46 of the third actuator 40 passes through the passage hole 50d of the rotating member 50 from the front surface 50b to the back surface 50c, and is fixed between the washer N and the back surface 50c with the fastening force of the bolt K. .

第3アクチュエータ40と第2アクチュエータ30との連結、及び第2アクチュエータ30と第1アクチュエータ20との連結は、上述した回動部材50と第3アクチュエータ40との連結と同様な構成である。   The connection between the third actuator 40 and the second actuator 30 and the connection between the second actuator 30 and the first actuator 20 have the same configuration as the connection between the rotating member 50 and the third actuator 40 described above.

即ち、第3アクチュエータ40のフレーム部材42は第2アクチュエータ30との連結側に凸部42aを形成すると共に、第2アクチュエータ30のフレーム部材32は第3アクチュエータ40との連結側に凹部32bを形成し、第2アクチュエータ30の凹部32bに第3アクチュエータ40の凸部42aを嵌め込み、第2回動軸R2を貫通させて両部材を回動可能に連結する。さらに、第2アクチュエータ30の線材36の他端は、図7と同様に第3アクチュエータ40のフレーム部材42に形成した通過穴を通過させてボルトKで固定している。   That is, the frame member 42 of the third actuator 40 forms a convex portion 42 a on the connection side with the second actuator 30, and the frame member 32 of the second actuator 30 forms a concave portion 32 b on the connection side with the third actuator 40. Then, the convex portion 42a of the third actuator 40 is fitted into the concave portion 32b of the second actuator 30, and the two rotary shafts R2 are penetrated so that both members are rotatably connected. Furthermore, the other end of the wire rod 36 of the second actuator 30 passes through a through hole formed in the frame member 42 of the third actuator 40 and is fixed with a bolt K as in FIG.

また、第2アクチュエータ30のフレーム部材32は第1アクチュエータ20との連結側に凸部32aを形成すると共に、第1アクチュエータ20の第2アクチュエータ30との連結側に設けた中間部材28に凹部28aを形成し、中間部材28の凹部28aに第2アクチュエータ30の凸部32aを嵌め込み、第1回動軸R1を貫通させて両部材を回動可能に連結する。さらに、第1アクチュエータ20の線材26の他端は、図7と同様に第2アクチュエータ30のフレーム部材32に形成した通過穴32c(図6(a)参照)を通過させてボルトKで固定している。   Further, the frame member 32 of the second actuator 30 forms a convex portion 32 a on the connection side with the first actuator 20, and the concave portion 28 a on the intermediate member 28 provided on the connection side of the first actuator 20 with the second actuator 30. The convex portion 32a of the second actuator 30 is fitted into the concave portion 28a of the intermediate member 28, and both members are rotatably connected through the first rotation shaft R1. Further, the other end of the wire 26 of the first actuator 20 is passed through a passage hole 32c (see FIG. 6A) formed in the frame member 32 of the second actuator 30 and fixed with a bolt K as in FIG. ing.

さらに、図6(a)〜(c)に示すように、第1アクチュエータ20に設けられた中間部材28は、第1回動軸R1に対して直交的な直交軸22bを中心に回動できるように第1アクチュエータ20のフレーム部材22に取り付けられている。第1アクチュエータ20のフレーム部材22は、中間部材28の取付側の端部22aを山状に形成して第1斜辺部22d及び第2斜辺部22eを形成している。なお、第1斜辺部22dと第2斜辺部22eは傾斜角度を相異させている。さらにフレーム部材22は、中間部材28の取付側の側面を凹設して溝部22cを形成している(図5参照)。   Further, as shown in FIGS. 6A to 6C, the intermediate member 28 provided in the first actuator 20 can rotate around an orthogonal axis 22b orthogonal to the first rotation axis R1. In this manner, the first actuator 20 is attached to the frame member 22. The frame member 22 of the first actuator 20 has an end 22a on the attachment side of the intermediate member 28 formed in a mountain shape to form a first oblique side 22d and a second oblique side 22e. The first oblique side portion 22d and the second oblique side portion 22e have different inclination angles. Further, the frame member 22 has a groove 22c formed by recessing the side surface on the attachment side of the intermediate member 28 (see FIG. 5).

一方、中間部材28は、フレーム部材22との連結側より山状の突出部28b(当接部に相当)を突設し、この突出部28bはフレーム部材22の溝部22cに差し込める厚み寸法にすると共に、傾斜した第1傾斜辺部28c及び第2傾斜辺部28dを形成している。これら各傾斜辺部28c、28dもそれぞれ傾斜角度を相異させている。中間部材28の突出部28bはフレーム部材22の溝部22cに差し込まれた状態で直交軸22bに貫通されており、これにより中間部材28はフレーム部材22に対して図6(a)に示す矢印方向に回動可能になっている。   On the other hand, the intermediate member 28 is provided with a mountain-shaped protruding portion 28b (corresponding to the abutting portion) protruding from the connection side with the frame member 22, and the protruding portion 28b has a thickness dimension that can be inserted into the groove portion 22c of the frame member 22. In addition, the inclined first inclined side portion 28c and the second inclined side portion 28d are formed. These inclined side portions 28c and 28d also have different inclination angles. The protruding portion 28b of the intermediate member 28 is inserted into the orthogonal shaft 22b while being inserted into the groove portion 22c of the frame member 22, whereby the intermediate member 28 is in the direction of the arrow shown in FIG. Can be rotated.

図6(b)は中間部材28が図中左方向に回動した場合を示し、中間部材28の突出部28bの第1傾斜辺部28cがフレーム部材22の溝部22cの底面22fに当接することで中間部材28の回動範囲が規制されている。なお、この状態ではフレーム部材22の第1斜辺部22dも中間部材28の端面28eに当接している。   FIG. 6B shows a case where the intermediate member 28 is rotated in the left direction in the drawing, and the first inclined side portion 28 c of the projecting portion 28 b of the intermediate member 28 contacts the bottom surface 22 f of the groove portion 22 c of the frame member 22. Thus, the rotation range of the intermediate member 28 is restricted. In this state, the first oblique side portion 22d of the frame member 22 is also in contact with the end face 28e of the intermediate member 28.

図6(c)は中間部材28が図中右方向に回動した場合を示し、中間部材28の突出部28bの第2傾斜辺部28dがフレーム部材22の溝部22cの底面22fに当接することで中間部材28の回動範囲が規制されている。なお、この状態ではフレーム部材22の第2斜辺部22eも中間部材28の端面28eに当接している。また、各斜辺部22d、22e及び各傾斜辺部28c、28dは角度が異なるため、中間部材28の右方向と左方向の回動範囲も相異したものになっている。   FIG. 6C shows a case where the intermediate member 28 is rotated in the right direction in the drawing, and the second inclined side portion 28d of the protruding portion 28b of the intermediate member 28 contacts the bottom surface 22f of the groove portion 22c of the frame member 22. Thus, the rotation range of the intermediate member 28 is restricted. In this state, the second oblique side portion 22e of the frame member 22 is also in contact with the end face 28e of the intermediate member 28. Further, since the oblique sides 22d and 22e and the inclined sides 28c and 28d have different angles, the right and left rotation ranges of the intermediate member 28 are also different.

次に、駆動装置10の駆動状況を説明する。図8(a)は各アクチュエータ20、30、40を作動させていない状態を示し、駆動装置10は全体的に直線状の姿勢になっている。   Next, a driving situation of the driving device 10 will be described. FIG. 8A shows a state where the actuators 20, 30, 40 are not operated, and the drive device 10 is generally in a linear posture.

図8(b)は、第3アクチュエータ40のみを作動させた状態を示している。この場合、第3流体供給管47を通じて流体を供給して、第3アクチュエータ40の弾性シート43を膨張変形させて線材46を引き戻す方向に引っ張るので、線材46の他端が取り付けられている回動部材50が第3回動軸R3を中心に回動する。   FIG. 8B shows a state where only the third actuator 40 is operated. In this case, since the fluid is supplied through the third fluid supply pipe 47 and the elastic sheet 43 of the third actuator 40 is inflated and deformed and pulled in the direction of pulling back the wire 46, the other end of the wire 46 is attached. The member 50 rotates about the third rotation axis R3.

図8(c)は、第2アクチュエータ30のみを作動させた状態を示している。この場合、第2流体供給管37を通じて流体を供給して、第2アクチュエータ30の弾性シート33を膨張変形させて線材36を引き戻す方向に引っ張るので、線材36の他端が取り付けられた第3アクチュエータ40が第2回動軸R2を中心に回動する。なお、第3アクチュエータ40の先端側に連結されている回動部材50も第3アクチュエータ40と直線状の姿勢を維持したまま、第3アクチュエータ40と共に第2回動軸R2を中心に回動する。   FIG. 8C shows a state where only the second actuator 30 is operated. In this case, since the fluid is supplied through the second fluid supply pipe 37 and the elastic sheet 33 of the second actuator 30 is inflated and deformed to pull the wire 36 back, the third actuator to which the other end of the wire 36 is attached. 40 rotates around the second rotation axis R2. Note that the rotation member 50 connected to the distal end side of the third actuator 40 also rotates around the second rotation axis R2 together with the third actuator 40 while maintaining a linear posture with the third actuator 40. .

図9(a)は、第1アクチュエータ20のみを作動させた状態を示している。この場合、第1流体供給管27を通じて流体を供給して、第1アクチュエータ20の弾性シート23を膨張変形させて線材26を引き戻す方向に引っ張るので、線材26の他端が取り付けられた第2アクチュエータ30が第1回動軸R1を中心に回動する。なお、第2アクチュエータ30より先端側に連結されている第3アクチュエータ40及び回動部材50も、第2アクチュエータ30に対してそれぞれ直線状の姿勢を維持したまま、第2アクチュエータ30と共に第1回動軸R2を中心に回動する。   FIG. 9A shows a state in which only the first actuator 20 is operated. In this case, since the fluid is supplied through the first fluid supply pipe 27 and the elastic sheet 23 of the first actuator 20 is inflated and deformed to pull the wire 26 back, the second actuator to which the other end of the wire 26 is attached is attached. 30 rotates around the first rotation axis R1. Note that the third actuator 40 and the rotation member 50 connected to the distal end side of the second actuator 30 also maintain the linear posture with respect to the second actuator 30, together with the second actuator 30 for the first time. It rotates around the movement axis R2.

また、駆動装置10の姿勢が左右いずれかに傾いている場合は、重心が左右のいずれかにずれるので、第1アクチュエータ20の作動により直交軸22bを中心に中間部材28が左方向に回動(図6(b)参照)、又は右方向に回動(図6(c)参照)することが、第1回動軸R1を中心にした回動と共に生じ、より複雑な動きを実現できる。   In addition, when the posture of the driving device 10 is tilted to the left or right, the center of gravity is shifted to either the left or right, so that the intermediate member 28 is rotated leftward about the orthogonal axis 22b by the operation of the first actuator 20. Turning to the right (see FIG. 6B) (see FIG. 6C) occurs together with the rotation about the first rotation axis R1, and a more complicated movement can be realized.

図9(b)は、全アクチュエータ20、30、40を作動させた状態を示している。この場合、同時的に各流体供給管27、37、47を通じて流体を供給して、各アクチュエータ20、30、40の弾性シート23、33、43を膨張変形させて各線材26、36、46を引き戻す方向に引っ張る。それにより、第2アクチュエータ30は第1回動軸R1を中心に回動し、第3アクチュエータ40は第2回動軸R2を中心に回動し、回動部材50は第3回動軸R3を中心に回動し、駆動装置10は丁度、人間の指を曲げたように全体的に略J字状に大きく屈曲する。   FIG. 9B shows a state where all the actuators 20, 30, 40 are operated. In this case, the fluid is simultaneously supplied through the fluid supply pipes 27, 37, and 47, and the elastic sheets 23, 33, and 43 of the actuators 20, 30, and 40 are inflated and deformed, so that the wires 26, 36, and 46 are Pull in the pulling direction. Accordingly, the second actuator 30 rotates about the first rotation axis R1, the third actuator 40 rotates about the second rotation axis R2, and the rotation member 50 rotates to the third rotation axis R3. The drive device 10 is largely bent substantially in a J shape as if a human finger was bent.

さらに駆動装置10では、第1アクチュエータ20及び第2アクチュエータ30に流体を供給して作動を行うこと、第1アクチュエータ20及び第3アクチュエータ40に流体を供給して作動を行うこと、並びに、第2アクチュエータ30及び第3アクチュエータ40に流体を供給して作動を行うことも勿論可能であり、このように各アクチュエータ20〜30への流体の供給を適宜行うことで様々な屈曲形状へ変形するように駆動装置10を駆動できる。また、各アクチュエータ20〜40への流体供給量を適宜制御することで屈曲程度も調整可能になる。よって、駆動装置10へ流体の供給を行う装置には、各アクチュエータ20〜40への供給切替、供給量制御等を行える仕様にすることが好適である。   Further, in the driving device 10, operation is performed by supplying fluid to the first actuator 20 and the second actuator 30, operation by supplying fluid to the first actuator 20 and the third actuator 40, and second operation. Of course, it is also possible to operate by supplying fluid to the actuator 30 and the third actuator 40. In this way, by appropriately supplying fluid to each of the actuators 20 to 30, it can be deformed into various bent shapes. The drive device 10 can be driven. In addition, the degree of bending can be adjusted by appropriately controlling the amount of fluid supplied to each actuator 20-40. Therefore, it is preferable that the device that supplies the fluid to the driving device 10 has specifications that can perform supply switching to the actuators 20 to 40, supply amount control, and the like.

なお、駆動装置10は、図5乃至図9に示す形態に限定されるものではなく、種々の変形例が存在し、例えば、アクチュエータの数を1個にした最小限の構成として、図5において第3アクチュエータ40及び回動部材50を回動可能に連結したものが考えられる。また、複数のアクチュエータを用いた構成としては、2個のアクチュエータを回動可能で直線状に連結したもの(図5で回動部材50、第3アクチュエータ40、及び第2アクチュエータ30を用いた構成)が最小限の構成であり、以降、図5に示すように計3個のアクチュエータ20〜40を連結したものから、4個以上のアクチュエータを連結した構成も適用できる。   The drive device 10 is not limited to the forms shown in FIGS. 5 to 9, and there are various modifications. For example, in FIG. 5, a minimum configuration with one actuator is used. One in which the third actuator 40 and the rotation member 50 are connected so as to be rotatable is conceivable. Further, as a configuration using a plurality of actuators, two actuators can be rotated and connected in a straight line (a configuration using the rotating member 50, the third actuator 40, and the second actuator 30 in FIG. 5). ) Is a minimum configuration, and a configuration in which four or more actuators are connected from a total of three actuators 20 to 40 connected as shown in FIG. 5 can be applied.

さらに、図6(a)〜(c)等に示す中間部材28に係る構成は、第2アクチュエータ30と第3アクチュエータ40の各フレーム部材32、42同士の連結箇所、及び第4アクチュエータ40のフレーム部材42と回動部材50同士の連結箇所にも適用できる。さらにまた、中間部材28に係る構成は、線材26の配置箇所を左右いずれかにオフセットすることで、中間部材28は直交軸22bを中心に左右いずれかに回動させながら線材26の他端が固定される部材を回動させられる。一方、中間部材28に係る構成は、駆動装置10の用途によって不要となるときは省略可能である。   Further, the configuration relating to the intermediate member 28 shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c) and the like includes a connection portion between the frame members 32 and 42 of the second actuator 30 and the third actuator 40, and a frame of the fourth actuator 40. The present invention can also be applied to a connecting portion between the member 42 and the rotating member 50. Furthermore, the configuration related to the intermediate member 28 is configured such that the arrangement position of the wire 26 is offset to the left or right, so that the other end of the wire 26 is rotated while the intermediate member 28 is rotated left or right around the orthogonal axis 22b. The member to be fixed can be rotated. On the other hand, the configuration related to the intermediate member 28 can be omitted when it is not necessary depending on the use of the drive device 10.

図10は、上述した駆動装置10と同等の構成を有する第1駆動装置65、第2駆動装置66、第3駆動装置67、第4駆動装置68、及び第5駆動装置69を組み合わせて構成したハンド装置60を示している(図中、被覆シートの図示は省略している)。ハンド装置60は、人間の手(左手)と同等な動きを実現できるように、第1駆動装置65を親指として機能させるように配置し、以下、第2駆動装置66を人差し指、第3駆動装置67を中指、第4駆動装置68を薬指、第5駆動装置69を小指としてそれぞれ機能させるように配置している。   FIG. 10 is configured by combining the first driving device 65, the second driving device 66, the third driving device 67, the fourth driving device 68, and the fifth driving device 69 having the same configuration as the driving device 10 described above. The hand device 60 is shown (illustration of the covering sheet is omitted in the figure). The hand device 60 is arranged so that the first driving device 65 functions as a thumb so that a movement equivalent to that of a human hand (left hand) can be realized. Hereinafter, the second driving device 66 is set as an index finger, and the third driving device. 67 is arranged to function as a middle finger, the fourth driving device 68 as a ring finger, and the fifth driving device 69 as a little finger.

ハンド装置60は、各駆動装置65〜69の根元側になるフレーム部材を組み合わせて、掌部61を一体的に形成している。掌部61は全体が平板状であり一面61aに各駆動装置65〜69を取り付けるようにしている。   The hand device 60 is integrally formed with the palm portion 61 by combining the frame members that become the base sides of the driving devices 65 to 69. The palm portion 61 is entirely flat, and the driving devices 65 to 69 are attached to one surface 61a.

具体的に掌部61は、親指の付け根に該当する箇所を、第1駆動装置65の根元側のアクチュエータを形成する枠状部材65aを取り付ける第1取付部61bにすると共に、第1取付部61bから図9中で上方となる箇所に切欠部61cを形成して、第1駆動装置65の作動範囲を確保している。また、掌部61は、切欠部61cから図9中で上方となる上端縁を左側から順に第2取付部61d、第3取付部61e、第4取付部61f、及び第5取付部61gにしている。なお、第2取付部61d〜第5取付部61gは、微妙に高さを相異させると共に所定の間隔を開けている。   Specifically, the palm portion 61 sets a portion corresponding to the base of the thumb as a first attachment portion 61b to which a frame-like member 65a that forms an actuator on the base side of the first drive device 65 is attached, and the first attachment portion 61b. From FIG. 9, a notch 61 c is formed at an upper position in FIG. 9 to ensure the operating range of the first drive device 65. Further, the palm portion 61 has an upper end edge that is upward from the notch portion 61c in FIG. 9 as a second attachment portion 61d, a third attachment portion 61e, a fourth attachment portion 61f, and a fifth attachment portion 61g in order from the left side. Yes. The second mounting portion 61d to the fifth mounting portion 61g are slightly different in height and have a predetermined interval.

掌部61は、第2取付部61dに第2駆動装置66の根元側のアクチュエータを形成する枠状部材66aを取り付け、第3取付部61eに第3駆動装置67の根元側のアクチュエータを形成する枠状部材67aを取り付け、第4取付部61fに第4駆動装置68の根元側のアクチュエータを形成する枠状部材68aを取り付け、第5取付部61gに第5駆動装置69の根元側のアクチュエータを形成する枠状部材69aを取り付けて、ハンド装置60を形成している。なお、ハンド装置60は、各駆動装置65〜69に含まれるアクチュエータのそれぞれに独立して流体を供給する流体供給管(図10では図示せず)を指の背となる側に取り付けている。   The palm portion 61 attaches a frame-like member 66a that forms an actuator on the base side of the second drive device 66 to the second attachment portion 61d, and forms an actuator on the base side of the third drive device 67 on the third attachment portion 61e. A frame-like member 67a is attached, a frame-like member 68a that forms an actuator on the base side of the fourth drive device 68 is attached to the fourth attachment portion 61f, and an actuator on the base side of the fifth drive device 69 is attached to the fifth attachment portion 61g. The frame device 69a to be formed is attached to form the hand device 60. In the hand device 60, a fluid supply pipe (not shown in FIG. 10) for supplying a fluid independently to each of the actuators included in each of the driving devices 65 to 69 is attached to the back side of the finger.

完成したハンド装置60は、流体が適宜供給されることにより、各駆動装置65〜69が図8(a)〜(c)及び図9(a)(b)等に示す姿勢になり、人間の手と同様な動きを実現できる。特に、親指に相当する第1駆動装置65は、根元側のアクチュエータに中間部材65bを設けているので、中間部材65bを直交軸65cを中心に回動させることで、まるで親指を掌の内方へ捻るような動き(内捻と称す)を実現でき、複雑な親指の動きを再現できる。そのため、ハンド装置60は、生産現場での人間による把持の代替、及び人間型ロボットのハンド部に適用できることに加えて、人間の指と同等の動きを確保した義手としても適用できる。   In the completed hand device 60, each of the driving devices 65 to 69 is in the posture shown in FIGS. 8A to 9C and FIGS. The movement similar to the hand can be realized. In particular, the first driving device 65 corresponding to the thumb is provided with the intermediate member 65b on the base side actuator, so that the intermediate member 65b is rotated about the orthogonal axis 65c, so that the thumb is moved inward of the palm. A twisting motion (called internal twisting) can be realized, and a complicated thumb motion can be reproduced. Therefore, the hand device 60 can be applied as a prosthetic hand that ensures movement equivalent to that of a human finger, in addition to being applicable to a human grip at a production site and a hand portion of a humanoid robot.

図11(a)〜(c)は、図1乃至図3に示すアクチュエータ1の変形例に係るアクチュエータ71を用いた駆動装置70を示している。変形例のアクチュエータ71は、第1線材76及び第2線材77を備えることが特徴である。第1線材76は、図1乃至図3に示すアクチュエータ1の線材6と同様に取り付けられており、一方、第2線材77は、第1線材76と平行的に且つ布線方向が逆になるように取り付けられている。第2線材77を取り付けるため、枠状部材74は、第2線材77用となる二個目の線材挿通孔74j及び貫通孔74kをそれぞれ枠部に穿設している。   FIGS. 11A to 11C show a drive device 70 using an actuator 71 according to a modification of the actuator 1 shown in FIGS. The actuator 71 according to the modification is characterized by including a first wire rod 76 and a second wire rod 77. The first wire 76 is attached in the same manner as the wire 6 of the actuator 1 shown in FIGS. 1 to 3, while the second wire 77 is parallel to the first wire 76 and the wiring direction is reversed. It is attached as follows. In order to attach the second wire 77, the frame-like member 74 has a second wire insertion hole 74j and a through hole 74k for the second wire 77 formed in the frame.

また、アクチュエータ71は、作動対象となる第1回動部材81及び第2回動部材82を回動可能に取り付けるために、フレーム部材72の長手方向の両端部に第1凹部72a及び第2凹部72bを凹設している。その他の箇所について、アクチュエータ71は、図1乃至図3に示すアクチュエータ1と同等の構成にしており、フレーム部材72に弾性シート73を挟んで枠状部材74を取り付けると共に、弾性シート73を被覆シート75で被覆している。   Further, the actuator 71 has a first recess 72a and a second recess at both ends in the longitudinal direction of the frame member 72 in order to rotatably attach the first rotation member 81 and the second rotation member 82 to be actuated. 72b is recessed. For other portions, the actuator 71 has the same configuration as the actuator 1 shown in FIGS. 1 to 3, and the frame member 74 is attached to the frame member 72 with the elastic sheet 73 interposed therebetween, and the elastic sheet 73 is covered with the covering sheet. 75.

変形例のアクチュエータ71を適用した駆動装置70は、アクチュエータ71のフレーム部材72の一方の凹部72aに、第1回動部材81の凸部81aを嵌め込んで第1回動軸R5を貫通させて第1回動部材81を回動可能に連結すると共に、他方の凹部72bには、第2回動部材82の凸部82aを嵌め込んで第2回動軸R6を貫通させて第2回動部材82を回動可能に連結している。また、駆動装置70は図7に示す形態と同様に、第1線材76の他端76bを第1回動部材81の裏面にボルト81bで固定すると共に、第2線材77の他端77bを第2回動部材82の裏面にボルト82bで固定している。   In the driving device 70 to which the actuator 71 of the modification is applied, the convex portion 81a of the first rotating member 81 is fitted into the one concave portion 72a of the frame member 72 of the actuator 71 so as to penetrate the first rotating shaft R5. The first turning member 81 is pivotably connected, and the convex portion 82a of the second turning member 82 is fitted into the other recess 72b so as to pass through the second turning shaft R6 for the second turning. The member 82 is rotatably connected. Similarly to the embodiment shown in FIG. 7, the driving device 70 fixes the other end 76 b of the first wire 76 to the back surface of the first rotating member 81 with a bolt 81 b and the other end 77 b of the second wire 77. 2 It is being fixed to the back surface of the rotation member 82 with the volt | bolt 82b.

さらに、駆動装置70は、図11(b)に示すように、フレーム部材72の凹部72a及び第1回動部材81の凸部81aによる連結箇所の両側を挟んで、フレーム部材72の裏面と第1回動部材81の裏面を繋ぐ弾性部材83a、83b(付勢手段に相当)を接着すると共に、他方も同様に凹部72b及び凸部82aによる連結箇所を挟んで弾性部材83c、83dを接着している。各弾性部材83a〜83dは合成ゴムで形成されており、上記のように貼り付けられることで、アクチュエータ71のフレーム部材72に対して第1回動部材81及び第2回動部材82が直線的な姿勢になるように付勢される。なお、各弾性部材83a〜83dは、合成ゴム製の弾性部材の替わりに、天然ゴム、板バネ、引張りコイルバネ等からなる弾性部材を用いてもよい。   Further, as shown in FIG. 11B, the driving device 70 sandwiches both sides of the connecting portion by the concave portion 72 a of the frame member 72 and the convex portion 81 a of the first rotating member 81, and The elastic members 83a and 83b (corresponding to the urging means) that connect the back surface of the one rotation member 81 are bonded, and the elastic members 83c and 83d are also bonded to the other with the connection portion between the concave portion 72b and the convex portion 82a being sandwiched therebetween. ing. The elastic members 83a to 83d are formed of synthetic rubber, and the first rotating member 81 and the second rotating member 82 are linear with respect to the frame member 72 of the actuator 71 by being attached as described above. It is urged to become a proper posture. Note that each of the elastic members 83a to 83d may use an elastic member made of natural rubber, a leaf spring, a tension coil spring, or the like instead of the synthetic rubber elastic member.

上述した構成の駆動装置70に流体供給管78を通じて流体を供給してアクチュエータ71を作動させると、図11(c)に示すように、弾性シート73が球状に膨張して第1線材76を引き込むように移動させて、第1回動部材81を第1回動軸R5を中心にして弾性部材83a、83bの付勢に抗して回動させると共に、第2線材77も引き込むように移動させて、第2回動部材82を第2回動軸R6を中心にして弾性部材83c、83dの付勢に抗して回動させる。   When the actuator 71 is operated by supplying a fluid through the fluid supply pipe 78 to the drive device 70 having the above-described configuration, the elastic sheet 73 expands in a spherical shape and pulls in the first wire rod 76 as shown in FIG. The first rotation member 81 is rotated about the first rotation axis R5 against the urging force of the elastic members 83a and 83b, and the second wire 77 is also moved. Thus, the second rotation member 82 is rotated about the second rotation axis R6 against the urging force of the elastic members 83c and 83d.

よって、駆動装置70は、一つのアクチュエータ71で第1回動部材81及び第2回動部材82を回動可能にしており、シンプルな構成で複数の部材を作動させられる。しかも、アクチュエータ71を作動させない状態では、各弾性部材83a〜83dの付勢力により各回動部材81、82は直線的な姿勢になるため、アクチュエータ71の作動、非作動で各回動部材81、82の姿勢を明確に変化させることができ、駆動装置70は生産現場におけるワークの把持等に対して好適に適用可能になる。なお、各弾性部材83a〜83dに係る構成は、図5等に示す駆動装置10の回動可能な連結箇所にも適用することができる。   Therefore, in the driving device 70, the first rotating member 81 and the second rotating member 82 can be rotated by one actuator 71, and a plurality of members can be operated with a simple configuration. In addition, when the actuator 71 is not operated, the rotating members 81 and 82 are in a linear posture by the biasing force of the elastic members 83a to 83d. The posture can be clearly changed, and the driving device 70 can be suitably applied to gripping a workpiece at a production site. In addition, the structure which concerns on each elastic member 83a-83d is applicable also to the connection location which can rotate the drive device 10 shown in FIG.

図12(a)(b)は、図1乃至図3に示すアクチュエータ1と同等の構成の第1アクチュエータ100及び第2アクチュエータ110を用いた駆動装置90を示している。駆動装置90は、第1アクチュエータ100のフレーム部材92及び第2アクチュエータ110のフレーム部材93が所要の隙間91aを隔てて対向するように各アクチュエータ100、110を配置すると共に、各フレーム部材92、93の一方の端部(図12(a)中の上側の端部)同士を結合部材94で一体的に結合してシャーシ91を形成している。   FIGS. 12A and 12B show a driving device 90 using the first actuator 100 and the second actuator 110 having the same configuration as the actuator 1 shown in FIGS. 1 to 3. In the driving device 90, the actuators 100 and 110 are arranged so that the frame member 92 of the first actuator 100 and the frame member 93 of the second actuator 110 face each other with a required gap 91a therebetween, and the frame members 92 and 93 are arranged. One end portion (the upper end portion in FIG. 12A) is integrally coupled by a coupling member 94 to form a chassis 91.

また、シャーシ91は、多方向に回動できる連結ジョイント96の一部を結合部材94に埋設し、連結ジョイント96の結合部材94から突出している部分に回動部材95を取り付けている。この回動部材95には、各アクチュエータ100、110の回動部材95側に延出している線材106、116の他端を図7に示す構成と同様にして、一面95a及び他面95bにボルト95c、95dでそれぞれ固定している。なお、駆動装置90は、シャーシ91の隙間91a内に第1流体供給管107及び第2流体供給管117を配置している。   In the chassis 91, a part of the connection joint 96 that can be rotated in multiple directions is embedded in the coupling member 94, and the rotation member 95 is attached to a portion protruding from the coupling member 94 of the connection joint 96. In the rotating member 95, the other ends of the wire members 106 and 116 extending to the rotating member 95 side of the actuators 100 and 110 are bolted to one surface 95a and the other surface 95b in the same manner as shown in FIG. They are fixed at 95c and 95d, respectively. In the driving device 90, the first fluid supply pipe 107 and the second fluid supply pipe 117 are arranged in the gap 91 a of the chassis 91.

駆動装置90の作動状況は以下の通りである。先ず、第1流体供給管107を通じて第1アクチュエータ100のみに流体の供給を行うと、枠状部材104で挟まれた弾性シート103が膨張変形し、それに伴い被覆シート105介在して弾性シート103に沿う線材106が回動部材95を引っ張るように移動する。それにより、回動部材95は図12(b)中に右矢印方向へ連結ジョイント96を中心にして回動する。   The operating status of the driving device 90 is as follows. First, when a fluid is supplied only to the first actuator 100 through the first fluid supply pipe 107, the elastic sheet 103 sandwiched between the frame-shaped members 104 expands and deforms, and accordingly the covering sheet 105 is interposed between the elastic sheet 103 and the elastic sheet 103. The along wire 106 moves so as to pull the rotating member 95. Thereby, the rotation member 95 rotates around the connection joint 96 in the right arrow direction in FIG.

上記のように回動部材95が右方向に回動した状態で、第1流体供給管107を通じて流体の吸い込みを行うと共に、第2流体供給管117を通じて第2アクチュエータ110に流体の供給を行うと、第2アクチュエータ110の弾性シート113が膨張変形し、線材116が回動部材95を引っ張るように移動する。   When the fluid is sucked through the first fluid supply pipe 107 and the fluid is supplied to the second actuator 110 through the second fluid supply pipe 117 in a state where the turning member 95 is rotated rightward as described above. The elastic sheet 113 of the second actuator 110 expands and deforms, and the wire 116 moves so as to pull the rotating member 95.

それにより、回動部材95は図11(b)中に左矢印方向へ連結ジョイント96を中心にして回動する。この状態で、第2流体供給管117を通じて流体の吸い込みを行うと共に、第1流体供給管107を通じて第1アクチュエータ110に流体の供給を行うと、回動部材95は再度、右方向に回動した状態となり、以降、各流体供給管107、117で流体の吸い込み及び供給を交互に切り替えることで、回動部材95は左右に首を振るように回動する。よって、駆動装置90は、図5に示す駆動装置10に比べて回動範囲(回動可能な角度範囲)を大きく確保でき、大きな回動範囲を必要とする用途に好適となる。   Thereby, the rotation member 95 rotates around the connection joint 96 in the left arrow direction in FIG. In this state, when the fluid is sucked through the second fluid supply pipe 117 and the fluid is supplied to the first actuator 110 through the first fluid supply pipe 107, the rotating member 95 is rotated rightward again. Thereafter, the suction and supply of the fluid are alternately switched by the fluid supply pipes 107 and 117, whereby the rotating member 95 is rotated so as to swing the head left and right. Therefore, the drive device 90 can ensure a larger rotation range (a rotatable angle range) than the drive device 10 shown in FIG. 5, and is suitable for applications that require a large rotation range.

図13に示す駆動装置120は、図12の駆動装置90の変形例であり、第1アクチュエータ130、第2アクチュエータ140、及び第3アクチュエータ150を用いて3方向に回動部材125を回動可能にしたことが特徴である。変形例の駆動装置120は、基本的な構成は図11の駆動装置90と同等であり、各アクチュエータ130〜150のフレーム部材121a〜121cがそれぞれ対向するように配置して三角筒状のシャーシ121を形成している。また、シャーシ121は、各フレーム部材121a〜121cの端部同士を結合する結合部材121dに連結ジョイント126を介して回動部材125を多方向に回動可能に取り付けている。   A drive device 120 shown in FIG. 13 is a modified example of the drive device 90 of FIG. 12, and the rotation member 125 can be rotated in three directions using the first actuator 130, the second actuator 140, and the third actuator 150. The feature is that The driving device 120 of the modified example is basically the same as the driving device 90 of FIG. 11, and is arranged so that the frame members 121 a to 121 c of the actuators 130 to 150 face each other, and has a triangular cylindrical chassis 121. Is forming. The chassis 121 has a rotating member 125 attached to a connecting member 121d that connects ends of the frame members 121a to 121c via a connecting joint 126 so as to be rotatable in multiple directions.

駆動装置120は、各アクチュエータ130〜150の回動部材125側に延出する線材136、146、156の他端を回動部材125に取り付けている。なお、各アクチュエータ130〜150へ流体の供給及び吸い込みを行う第1流体供給管137、第2流体供給管147、及び第3流体供給管157は、シャーシ121の中空部分を通過して外方へ伸びるように配置している。   In the driving device 120, the other ends of the wire rods 136, 146, and 156 extending to the rotating member 125 side of the actuators 130 to 150 are attached to the rotating member 125. The first fluid supply pipe 137, the second fluid supply pipe 147, and the third fluid supply pipe 157 that supply and suck fluid to the actuators 130 to 150 pass through the hollow portion of the chassis 121 and go outward. It is arranged to stretch.

駆動装置120の作動は、各アクチュエータ130〜150のいずれか1つに流体供給を行い、供給を行ったアクチュエータ側に回動部材125が傾くに回動させるようにしている。例えば、第1アクチュエータ130へ流体の供給を行うことで枠状部材134で挟まれた弾性シート133を膨張変形させ、それに伴い被覆シート135介在して弾性シート133に沿う線材136が回動部材125を引っ張るように移動させる。それにより、回動部材125は、第1アクチュエータ130の方へ連結ジョイント126を中心にして回動する。   The operation of the driving device 120 supplies fluid to any one of the actuators 130 to 150, and rotates the rotating member 125 so that the rotating member 125 tilts toward the supplied actuator. For example, by supplying fluid to the first actuator 130, the elastic sheet 133 sandwiched between the frame-shaped members 134 is expanded and deformed, and accordingly, the wire 136 along the elastic sheet 133 is interposed between the covering sheet 135 and the rotating member 125. Move to pull. Accordingly, the rotation member 125 rotates about the connection joint 126 toward the first actuator 130.

上記のように回動部材125が傾いて回動した状態で、第1流体供給管137を通じて流体の吸い込みを行うと共に、第2流体供給管147を通じて第2アクチュエータ140へ流体の供給を行うと、第2アクチュエータ140の線材146が回動部材125を引っ張って第2アクチュエータ140の方へ回動部材125を傾かせる。さらに、この状態から第2流体供給管147を通じて流体の吸い込みを行うと共に、第3流体供給管157を通じて第3アクチュエータ150へ流体の供給を行うと、第3アクチュエータ150の線材156が回動部材125を引っ張って第3アクチュエータ150の方へ回動部材125を傾かせる。   When the fluid is sucked through the first fluid supply pipe 137 and the fluid is supplied to the second actuator 140 through the second fluid supply pipe 147 with the rotation member 125 tilted and rotated as described above, The wire 146 of the second actuator 140 pulls the rotation member 125 and tilts the rotation member 125 toward the second actuator 140. Further, when the fluid is sucked through the second fluid supply pipe 147 from this state and the fluid is supplied to the third actuator 150 through the third fluid supply pipe 157, the wire 156 of the third actuator 150 is turned into the rotating member 125. Is pulled to tilt the rotating member 125 toward the third actuator 150.

よって、駆動装置120は、上述したような流体に係る制御を行うことで、3方向の回動部材125を回動させることができ、多方向に部材を作動させる用途に対して駆動装置120は好適となる。なお、図12、13に示す装置構成では、アクチュエータ数を3個より多くすることも可能であり、多くするほど回動方向を多くできる。   Therefore, the drive device 120 can rotate the rotation member 125 in three directions by performing the control related to the fluid as described above, and the drive device 120 can be used for the purpose of operating the member in multiple directions. Preferred. In the device configuration shown in FIGS. 12 and 13, the number of actuators can be increased from three, and the rotation direction can be increased as the number is increased.

図14に示す駆動装置120′は、図13に示す駆動装置120の変形例であり、一端側を結合部材121d′で結合した円筒状のシャーシ121′の外周面121a′に湾曲した枠状部材134′等を取り付けて各アクチュエータ130′、140′、150′を構成していることが特徴である。なお、各アクチュエータ130′、140′、150′の枠内空間は楕円形状にしている。   A drive device 120 ′ shown in FIG. 14 is a modification of the drive device 120 shown in FIG. 13, and is a frame-like member curved on an outer peripheral surface 121a ′ of a cylindrical chassis 121 ′ coupled at one end side by a coupling member 121d ′. It is characteristic that each actuator 130 ', 140', 150 'is configured by attaching 134' or the like. The space in the frame of each actuator 130 ′, 140 ′, 150 ′ is elliptical.

変形例の駆動装置120′は、作動的には図13の駆動装置120と同じであり、例えば、第1流体供給管137′から流体を供給して、被覆シート135′で覆われた被覆シート133′を膨張させると、線材136′が引っ張られて回動部材125′が第1アクチュエータ130′の方へ傾く。以下、各流体供給管137′、147′、157′に対して流体の吸い込み及び供給を適宜行うことで、各線材136′、146′、156′で回動部材125′を3方向に回動させられる。このような駆動を行える駆動装置120′は全体がスマートな円柱状であるため、図13の駆動装置120に比べて外形寸法を小さくでき、狭小な箇所での使用に好適となる。   The driving device 120 ′ of the modified example is the same as the driving device 120 of FIG. 13 in terms of operation. For example, a cover sheet covered with a cover sheet 135 ′ by supplying fluid from the first fluid supply pipe 137 ′. When 133 ′ is expanded, the wire 136 ′ is pulled and the rotating member 125 ′ is tilted toward the first actuator 130 ′. Thereafter, the fluid supply pipes 137 ′, 147 ′, and 157 ′ are appropriately sucked and supplied with fluid, whereby the wire members 136 ′, 146 ′, and 156 ′ rotate the rotating member 125 ′ in three directions. Be made. The drive device 120 ′ capable of performing such driving has a smart cylindrical shape as a whole, and thus can have a smaller outer dimension than the drive device 120 of FIG. 13 and is suitable for use in a narrow place.

図15及び図16は、本発明の第2実施形態に係るアクチュエータ160を示し、第2実施形態のアクチュエータ160は、図1乃至図3に示す第1実施形態のアクチュエータ1に比べて複数の枠内空間164a〜165cを設けて線材166の移動範囲を伸長させたことが特徴である。   15 and 16 show an actuator 160 according to the second embodiment of the present invention, and the actuator 160 of the second embodiment has a plurality of frames compared to the actuator 1 of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3. The interior space 164a to 165c is provided and the movement range of the wire 166 is extended.

具体的には、枠状部材164の枠内に2つの仕切り壁部166g、166hを設けて第1枠内空間164a、第2枠内空間164b、及び第3枠内空間164cを直線的に並べた状態で形成している。また、各仕切り壁部166g、166hには各枠内空間164a〜164cを連通する連通孔164d、164eを穿設している(図16参照)。なお、枠状部材164は、線材166の一端166aを固定するための線材挿通孔166jと貫通孔164fを周囲の枠部166iに設けている。   Specifically, two partition wall portions 166g and 166h are provided in the frame of the frame-shaped member 164, and the first frame inner space 164a, the second frame inner space 164b, and the third frame inner space 164c are linearly arranged. It is formed in the state. Further, the partition wall portions 166g and 166h are provided with communication holes 164d and 164e that communicate with the in-frame spaces 164a to 164c (see FIG. 16). The frame member 164 is provided with a wire insertion hole 166j and a through hole 164f for fixing one end 166a of the wire 166 in the surrounding frame portion 166i.

一方、フレーム部材162は、一面162aに弾性シート163を介して取り付けられる枠状部材164の各枠内空間164a〜164cに対応する箇所に第1流体供給孔162b、第2流体供給孔162c、及び第3流体供給孔162dを開口し、各流体供給孔162b〜162dには第1流体供給管167a、第2流体供給管167b、及び第3流体供給管167cを取り付けている。   On the other hand, the frame member 162 has a first fluid supply hole 162b, a second fluid supply hole 162c, and a portion corresponding to each of the frame inner spaces 164a to 164c of the frame-like member 164 attached to the one surface 162a via the elastic sheet 163. The third fluid supply hole 162d is opened, and the first fluid supply pipe 167a, the second fluid supply pipe 167b, and the third fluid supply pipe 167c are attached to the fluid supply holes 162b to 162d.

また、枠状部材164に線材挿通孔166jを通じて一端166aが固定される線材166は、第1枠内空間164aを横切って一つ目の連通孔164dを通過すると共に、第2枠内空間164bを横切って2つ目の連通孔164eを通過し、さらに第3枠内空間164cを横切って貫通孔164fを通過した他端166bを枠状部材164の外方に位置させている。なお、上述した箇所以外は、第2実施形態のアクチュエータ160は第1実施形態のアクチュエータ1と同等にしており、図15及び図16では図示を省略しているが、被覆シートを線材166と弾性シート163の間に介在させている。   Further, the wire 166 whose one end 166a is fixed to the frame-shaped member 164 through the wire insertion hole 166j passes through the first communication hole 164d across the first frame space 164a and passes through the second frame space 164b. The other end 166b passing through the second communication hole 164e across the third frame space 164c and passing through the through hole 164f is positioned outside the frame-shaped member 164. The actuator 160 according to the second embodiment is the same as the actuator 1 according to the first embodiment except for the above-described portions. Although not shown in FIGS. 15 and 16, the covering sheet is elastic with the wire 166. The sheet 163 is interposed.

第2実施形態のアクチュエータ160において、全流体供給管167a〜167cを通じて同時的に流体の供給を行うと、各枠内空間164a〜164cごとに弾性シート163が球状に膨張変形する(図16参照)。このような弾性シート163の膨張に追従して線材166も各枠内空間164a〜164cごとに上方へ持ち上げられて変形するので、第1実施形態のアクチュエータ1と単純的に比較すれば線材166の引込量を約3倍にできる。従って、線材166の他端166bの移動量も約3倍になる。   In the actuator 160 according to the second embodiment, when the fluid is supplied simultaneously through all the fluid supply pipes 167a to 167c, the elastic sheet 163 expands and deforms into a spherical shape for each of the in-frame spaces 164a to 164c (see FIG. 16). . Following the expansion of the elastic sheet 163, the wire 166 is also lifted upward and deformed for each of the spaces 164a to 164c in the frame, so that the wire 166 is simply compared with the actuator 1 of the first embodiment. The pull-in amount can be tripled. Accordingly, the amount of movement of the other end 166b of the wire 166 is also about three times.

また、各流体供給管167a〜167cによる流体供給を同時的に行うのではなく、3本の流体供給管167a〜167cの中でいずれか1本又はいずれか2本だけで流体供給を行えば、線材166が持ち上げられる箇所も1箇所又は2箇所になり、線材166の引込量も細かく制御可能になる。   In addition, if the fluid supply is not performed simultaneously by the fluid supply pipes 167a to 167c, but only one or any two of the three fluid supply pipes 167a to 167c are supplied, The number of places where the wire 166 is lifted is one or two, and the amount of wire 166 drawn can be finely controlled.

なお、第2実施形態に係るアクチュエータ160は、上述した形態に限定されるものではなく、種々の変形例の適用が可能であり、例えば、各枠内空間164a〜164cの平面視の形状は図13に示す矩形状以外に、図4に示したように円形状にすることも可能である。各枠内空間164a〜164cを円形状にした場合は、弾性シート163の膨張箇所の周縁も円状になり、角張った箇所が無くなるため弾性シート163の膨張に係る負担が低減される。また、第2実施形態のアクチュエータ160でも、第1実施形態と同様の変形例の適用が可能である。   The actuator 160 according to the second embodiment is not limited to the above-described form, and various modifications can be applied. For example, the shapes of the frame spaces 164a to 164c in plan view are shown in the figure. In addition to the rectangular shape shown in FIG. 13, it may be circular as shown in FIG. When each of the frame inner spaces 164a to 164c is formed in a circular shape, the periphery of the expansion portion of the elastic sheet 163 is also circular, and there are no angular portions, so that the burden on expansion of the elastic sheet 163 is reduced. Also, the actuator 160 of the second embodiment can be applied with the same modification as that of the first embodiment.

図17(a)は、第2実施形態における変形例の一パターンのアクチュエータ170を示している。アクチュエータ170は、計六個の枠内空間174a〜174fを格子状に並べると共に、図中、上段となる枠内空間174a〜174cを横切る第1線材176aを枠状部材174の左側で外方に延出し、下段となる枠内空間174d〜174fを横切る第2線材176bを枠状部材174の右側で外方に延出している。各枠内空間174a〜174fに流体を供給すると、アクチュエータ170は、弾性シート173が膨張して第1線材176aを右方向へ引き込むように移動させると共に、第2線材176bを左方向に引き込むように移動させる。この際、各線材176a、176bの移動量は、図11(a)に示す第1実施形態のアクチュエータ71より大きくできる(なお、図17(a)では被覆シートの図示を省略している。以下同様)。   FIG. 17A shows a pattern of actuators 170 according to a modification of the second embodiment. The actuator 170 arranges a total of six in-frame spaces 174a to 174f in a lattice pattern, and in the drawing, the first wire 176a crossing the upper in-frame spaces 174a to 174c is outward on the left side of the frame-shaped member 174. A second wire 176b that extends and crosses the lower frame spaces 174d to 174f extends outward on the right side of the frame-shaped member 174. When a fluid is supplied to each of the frame inner spaces 174a to 174f, the actuator 170 causes the elastic sheet 173 to expand and move the first wire 176a to the right, and to pull the second wire 176b to the left. Move. At this time, the amount of movement of each wire 176a, 176b can be made larger than that of the actuator 71 of the first embodiment shown in FIG. 11A (note that the covering sheet is not shown in FIG. 17A). The same).

図17(b)は、図17(a)の変形例の他パターンのアクチュエータ170′を示し、アクチュエータ170′は、計六個の枠内空間174a〜174fの上段となる枠内空間174a〜174cを横切る第1線材176aと、下段となる枠内空間174d〜174fを横切る第2線材176bを同方向の左側で外方に延出していることが特徴である。このアクチュエータ170′は、左側に位置する移動対象を2本の線材176a、176bで同時的に大きい力で且つ大きいストロークで引っ張ることができる。さらに、アクチュエータ170′は、各段で流体供給を行う枠内空間174a〜174fの数を相異させることで、2本の線材176a、176bの移動量を相異させることもでき、図6(a)〜(c)に示す中間部材28に係る構成で、第1アクチュエータ20の替わりに図17(b)のアクチュエータ170′を用いると、直交軸22bを中心とした左右の回動も細かく制御可能になる。   FIG. 17B shows another pattern of actuators 170 ′ in the modified example of FIG. 17A, and the actuators 170 ′ are a total of six in-frame spaces 174 a to 174 f, which are upper frame spaces 174 a to 174 c. The first wire 176a traversing and the second wire 176b traversing the lower frame spaces 174d to 174f extend outward on the left side in the same direction. This actuator 170 'can pull the moving object located on the left side with two wires 176a and 176b simultaneously with a large force and a large stroke. Furthermore, the actuator 170 'can also vary the amount of movement of the two wire rods 176a and 176b by varying the number of in-frame spaces 174a to 174f that supply fluid at each stage. When the actuator 170 ′ of FIG. 17B is used in place of the first actuator 20 in the configuration related to the intermediate member 28 shown in a) to (c), the left and right rotation about the orthogonal axis 22b is also finely controlled. It becomes possible.

なお、図6(a)〜(c)に示す中間部材28に係る構成に対しては、図17(b)のアクチュエータ170′以外にも、図20(a)〜(c)に示す変形例の構成を適用してもよい。この変形例の構成は、第1アクチュエータ20′のフレーム部材22′に取り付けた枠状部材24′に長穴上の2つの枠内空間を平行的に形成すると共に、各枠内空間を横切る第1線材26′、第2線材29′を第2アクチュエータ30′の枠状部材34′を取り付けたベース部材32′にボルトK1′、K2′で平行的に固定したことが特徴である。   In addition to the actuator 170 ′ shown in FIG. 17B, the modification shown in FIGS. 20A to 20C is applied to the configuration related to the intermediate member 28 shown in FIGS. 6A to 6C. The following configuration may be applied. In this modified example, two frame spaces in the elongated holes are formed in parallel on the frame-like member 24 ′ attached to the frame member 22 ′ of the first actuator 20 ′, and the second space crossing each frame space is formed. A feature is that the first wire 26 'and the second wire 29' are fixed in parallel with bolts K1 'and K2' to a base member 32 'to which a frame-like member 34' of the second actuator 30 'is attached.

この場合、第2線材29′のみを作動させるように第1アクチュエータ20′の弾性シート23′を膨張させると、図20(b)に示すように第2アクチュエータ30′を左に傾けることができる一方、第1線材26′のみを作動させるように弾性シート23′を膨張させると、図20(c)に示すように、第2アクチュエータ30′を右に傾けることができる。なお、両線材26′、29′を同時に作動させると、第2アクチュエータ30′を第1回動軸R1′を中心に回動させられる。このように、図20(a)〜(c)の変形例では、第2アクチュエータ30′の傾きを容易に制御できる。   In this case, when the elastic sheet 23 'of the first actuator 20' is expanded so as to operate only the second wire rod 29 ', the second actuator 30' can be tilted to the left as shown in FIG. 20 (b). On the other hand, when the elastic sheet 23 ′ is expanded so as to operate only the first wire rod 26 ′, the second actuator 30 ′ can be tilted to the right as shown in FIG. 20 (c). In addition, if both wire material 26 ', 29' is act | operated simultaneously, 2nd actuator 30 'can be rotated centering | focusing on 1st rotation axis R1'. As described above, in the modified examples of FIGS. 20A to 20C, the inclination of the second actuator 30 ′ can be easily controlled.

また、図17(c)は、図17(a)の変形例におけるさらに他のパターンのアクチュエータ170″を示し、アクチュエータ170″は、計六個の枠内空間174a〜174fの上段となる枠内空間174a〜174cに対して2本の線材176a、176cを逆方向に配置すると共に、下段となる枠内空間174d〜174fに対しても2本の線材176b、176dを逆方向に配置したことが特徴である。このアクチュエータ170″は左右両側に移動対象が存在する場合、大きい力で且つ大きいストロークで移動対象を移動させることができる。   FIG. 17C shows still another pattern of actuator 170 ″ in the modification of FIG. 17A, and the actuator 170 ″ has a total of six frame inner spaces 174a to 174f in the upper frame. The two wires 176a and 176c are disposed in the opposite direction with respect to the spaces 174a to 174c, and the two wires 176b and 176d are disposed in the opposite direction with respect to the lower frame spaces 174d to 174f. It is a feature. This actuator 170 ″ can move the moving object with a large force and a large stroke when there are moving objects on both the left and right sides.

図18(a)は、別の変形例に係る一パターンのアクチュエータ180を示している。アクチュエータ180は、十字状に計五個の枠内空間184a〜184eを並べると共に、図中、横方向に並ぶ枠内空間184a〜184cを横切るように第1線材186aを配置し、図中、縦方向に並ぶ枠内空間184e、184b、184dを横切るように第2線材186bを配置する。各枠内空間184a〜184eに流体を供給すると、アクチュエータ180は、弾性シート183が膨張して第1線材186aを右方向へ引き込むように移動させると共に、第2線材176bを下方向に引き込むように移動させる。よって、図18(a)のアクチュエータ180は、直交する方向に移動対象が存在する場合に好適である。   FIG. 18A shows a pattern of actuators 180 according to another modification. The actuator 180 has a total of five in-frame spaces 184a to 184e arranged in a cross shape, and a first wire 186a is arranged so as to cross the in-frame spaces 184a to 184c aligned in the horizontal direction in the figure. The second wire 186b is arranged so as to cross the in-frame spaces 184e, 184b, 184d arranged in the direction. When a fluid is supplied to each of the frame internal spaces 184a to 184e, the actuator 180 causes the elastic sheet 183 to expand and move the first wire 186a to the right, and to pull the second wire 176b downward. Move. Therefore, the actuator 180 in FIG. 18A is suitable when there is a moving object in the orthogonal direction.

図18(b)は、図18(a)の別の変形例における他パターンのアクチュエータ180′を示し、アクチュエータ180′は、十字状の計五個の枠内空間184a〜184eの縦方向及び横方向を横切る線材186a〜186dを横方向及び縦方向で2本にすると共に、各方向ごとに線材配置方向を逆向きにしたことが特徴である。よって、アクチュエータ180′は四方に線材186a〜186dを延出するため、枠状部材184の四方の外側に移動対象が存在する場合に好適である。   FIG. 18 (b) shows another pattern of actuator 180 'in another modification of FIG. 18 (a), and the actuator 180' has a total of five cross-shaped spaces 184a to 184e in the vertical and horizontal directions. The number of wires 186a to 186d crossing the direction is two in the horizontal direction and the vertical direction, and the wire arrangement direction is reversed in each direction. Therefore, since the actuator 180 ′ extends the wire rods 186a to 186d in four directions, it is suitable when the object to be moved exists outside the four sides of the frame-shaped member 184.

図19(a)は、さらに別の変形例に係る一パターンのアクチュエータ190を示す。アクチュエータ190は、計四個の枠内空間194a〜194dを格子状に並べると共に、一方の対角線方向に並ぶ枠内空間194a、194dを横切るように第1線材196aを配置し、他方の対角線方向に並ぶ枠内空間194b、194cを横切るように第2線材196bを配置する。各枠内空間194a〜194dに流体を供給すると、アクチュエータ190は、弾性シート193が膨張して両方の線材196a、196bを引き込むように移動させる。よって、図19(a)のアクチュエータ190は、枠状部材194の外辺部に対して斜め方向に移動対象が存在する場合に好適である。   FIG. 19A shows a pattern of actuators 190 according to another modification. The actuator 190 arranges a total of four in-frame spaces 194a to 194d in a lattice pattern, arranges the first wire 196a so as to cross the in-frame spaces 194a, 194d arranged in one diagonal direction, and in the other diagonal direction The second wire 196b is arranged so as to cross the aligned frame spaces 194b and 194c. When a fluid is supplied to each of the frame inner spaces 194a to 194d, the actuator 190 moves so that the elastic sheet 193 expands to draw both the wires 196a and 196b. Therefore, the actuator 190 of FIG. 19A is suitable when there is a movement target in an oblique direction with respect to the outer side portion of the frame-shaped member 194.

図19(b)は、図19(a)の変形例における他パターンのアクチュエータ200を示す。アクチュエータ200は、格子状に並べた枠内空間204a〜204dに対して縦方向の各列、横方向の格段、及び対角線の両方向で計12本の線材206a〜206lを配置したことが特徴である。よって、このアクチュエータ200は枠状部材204の全周囲方向に移動対象が存在する場合に好適であり、弾性シート203を膨張変形させて多数の移動対象を駆動することが可能になる。   FIG. 19B shows an actuator 200 of another pattern in the modified example of FIG. The actuator 200 is characterized in that a total of twelve wires 206a to 206l are arranged in each of the columns in the vertical direction, the horizontal direction, and the diagonal lines with respect to the frame spaces 204a to 204d arranged in a lattice pattern. . Therefore, this actuator 200 is suitable when there are moving objects in the entire circumferential direction of the frame-like member 204, and it is possible to drive a large number of moving objects by expanding and deforming the elastic sheet 203.

第2実施形態のアクチュエータは上述した以外にも多数の枠内空間を配置すると共に、複数の線材を適用した構成が可能である。また、第2実施形態に係る各種アクチュエータを用いて図5乃至図9に示す駆動装置10、図10に示すハンド装置60、図11(a)〜(c)に示す駆動装置70、図12(a)(b)に示す駆動装置90、及び図13に示す駆動装置120等の装置を構成することも勿論可能である。   The actuator according to the second embodiment can have a configuration in which a large number of spaces in the frame are arranged in addition to the above and a plurality of wires are applied. Further, using the various actuators according to the second embodiment, the driving device 10 shown in FIGS. 5 to 9, the hand device 60 shown in FIG. 10, the driving device 70 shown in FIGS. 11A to 11C, and FIG. Of course, it is also possible to configure devices such as the driving device 90 shown in a) and (b) and the driving device 120 shown in FIG.

特に図15、16に示すアクチュエータ160、図17(b)に示すアクチュエータ170′は、線材の引張り方向が一方向であるため、図5乃至図9に示す駆動装置10、図10に示すハンド装置60、図12(a)(b)に示す駆動装置90、及び図13に示す駆動装置120のような装置に好適である。また、他のアクチュエータ170、170″、180、180′、190、200は、線材の引張り方向が多方向であるため、図11(a)〜(c)に示す駆動装置70のような装置に好適である。   In particular, the actuator 160 shown in FIGS. 15 and 16 and the actuator 170 ′ shown in FIG. 17B have one direction of pulling the wire, so that the driving device 10 shown in FIGS. 5 to 9 and the hand device shown in FIG. 60, the driving device 90 shown in FIGS. 12A and 12B, and the driving device 120 shown in FIG. 13 are suitable. Further, since the other actuators 170, 170 ″, 180, 180 ′, 190, 200 have a multi-directional pulling direction of the wire, the actuators such as the driving device 70 shown in FIGS. Is preferred.

本発明の第1実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。It is a perspective view of an actuator concerning a 1st embodiment of the present invention. 第1実施形態のアクチュエータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the actuator of 1st Embodiment. (a)は流体を供給していない状態を示すアクチュエータの断面図、(b)は流体の供給を開始した状態のアクチュエータの断面図、(c)は流体の供給を完了した状態のアクチュエータの断面図である。(A) is a sectional view of the actuator showing a state in which no fluid is supplied, (b) is a sectional view of the actuator in a state where fluid supply is started, and (c) is a sectional view of the actuator in a state where supply of fluid is completed FIG. 第1実施形態の変形例に係るアクチュエータの斜視図である。It is a perspective view of an actuator concerning a modification of a 1st embodiment. 複数のアクチュエータを直列状に連結した構成の駆動装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the drive device of the structure which connected the some actuator in series. (a)は第1アクチュエータの中間部材が回動していない状態を示す要部平面図、(b)は中間部材が左方向に回動した状態を示す要部平面図、(c)は中間部材が右方向に回動した状態を示す要部平面図である。(A) is a principal part top view which shows the state which the intermediate member of a 1st actuator is not rotating, (b) is a principal part top view which shows the state in which the intermediate member rotated leftward, (c) is an intermediate | middle. It is a principal part top view which shows the state which the member rotated to the right direction. 第3アクチュエータと回動部材の連結状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the connection state of a 3rd actuator and a rotation member. (a)は各アクチュエータを作動させていない状態の駆動装置の姿勢を示す側面図、(b)は第3アクチュエータを作動させた状態を示す側面図、(c)は第2アクチュエータを作動させた状態を示す側面図である。(A) is a side view showing the posture of the driving device in a state where each actuator is not operated, (b) is a side view showing a state where the third actuator is operated, and (c) is a case where the second actuator is operated. It is a side view which shows a state. (a)は第1アクチュエータを作動させた状態を示す駆動装置の側面図、(b)は全アクチュエータを作動させた状態を示す側面図である。(A) is a side view of the drive device which shows the state which operated the 1st actuator, (b) is a side view which shows the state which operated all the actuators. 計5個の駆動装置を組み合わせて構成したハンド装置の平面図である。It is a top view of the hand apparatus comprised combining a total of five drive devices. 変形例のアクチュエータを用いた駆動装置であり、(a)は斜視図、(b)は底面図、(c)は作動状態を示す側面図である。It is the drive device using the actuator of a modification, (a) is a perspective view, (b) is a bottom view, (c) is a side view which shows an operation state. 2個のアクチュエータを用いた駆動装置の一例であり、(a)は斜視図、(b)は側面図である。It is an example of the drive device using two actuators, (a) is a perspective view, (b) is a side view. 3個のアクチュエータを用いた駆動装置の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the drive device using three actuators. 3個のアクチュエータを用いた変形例の駆動装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the drive device of the modification using three actuators. 本発明の第2実施形態に係るアクチュエータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the actuator which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態のアクチュエータの作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the actuator of 2nd Embodiment. 第2実施形態の変形例のアクチュエータであり、(a)は一パターンを示す平面図、(b)は他パターンを示す平面図、(c)はさらに他のパターンを示す平面図である。It is an actuator of the modification of 2nd Embodiment, (a) is a top view which shows one pattern, (b) is a top view which shows another pattern, (c) is a top view which shows another pattern. 第2実施形態の別の変形例のアクチュエータであり、(a)は一パターンを示す平面図、(b)は他パターンを示す平面図である。It is an actuator of another modification of 2nd Embodiment, (a) is a top view which shows one pattern, (b) is a top view which shows another pattern. 第2実施形態のさらに別の変形例のアクチュエータであり、(a)は一パターンを示す平面図、(b)は他パターンを示す平面図である。It is an actuator of another modification of a 2nd embodiment, (a) is a top view showing one pattern, and (b) is a top view showing other patterns. 中間部材に対して2本の線材を用いた変形例であり、(a)は作動させていない状態示す要部平面図、(b)は中間部材が左方向に回動させた状態を示す要部平面図、(c)は中間部材が右方向に回動させた状態を示す要部平面図である。It is a modification using two wires with respect to the intermediate member, (a) is a main part plan view showing a state where it is not operated, (b) is a main part showing a state in which the intermediate member is rotated leftward. (C) is a principal part top view which shows the state which the intermediate member rotated rightward.

符号の説明Explanation of symbols

1、160 アクチュエータ
2、162 フレーム部材
3、163 弾性シート
4、164 枠状部材
4c、164a、164b、164c 枠内空間
5 被覆シート
6、166 線材
6a、166a 一端
6b、166b 他端
10、70、90、120 駆動装置
28 中間部材
50、81、82、95、125 回動部材
60 ハンド装置
166g、166h 仕切り壁部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,160 Actuator 2,162 Frame member 3,163 Elastic sheet 4,164 Frame member 4c, 164a, 164b, 164c Space in frame 5 Cover sheet 6,166 Wire rod 6a, 166a One end 6b, 166b The other end 10,70, 90, 120 Drive device 28 Intermediate member 50, 81, 82, 95, 125 Rotating member 60 Hand device 166g, 166h Partition wall

Claims (14)

フレーム部材と、
該フレーム部材の一面に弾性シートを介在させて取り付けてある枠状部材と、
該枠状部材又は前記フレーム部材に一端が固定してある線材とを備え、
前記枠状部材は、枠内空間から外方へ貫通する貫通孔を備え、
前記線材は、前記枠内空間を横切って前記弾性シートの表面に沿うように配置してあり、前記線材の他端は前記貫通孔を通過して前記枠状部材の外方に位置しており、
前記フレーム部材は、前記枠内空間に対応する箇所に開口した流体供給孔を備え、
該流体供給孔からの流体の供給により、前記弾性シートが前記枠内空間で弾性膨張して前記線材の他端を一端側へ引っ張るようにしてあることを特徴とするアクチュエータ。
A frame member;
A frame-like member attached to one surface of the frame member with an elastic sheet interposed therebetween;
A wire rod having one end fixed to the frame member or the frame member;
The frame-shaped member includes a through-hole penetrating outward from the space in the frame,
The wire is arranged so as to cross the space in the frame and along the surface of the elastic sheet, and the other end of the wire passes through the through hole and is located outside the frame-shaped member. ,
The frame member includes a fluid supply hole opened at a location corresponding to the space in the frame,
The actuator according to claim 1, wherein the elastic sheet is elastically expanded in the space in the frame by pulling the fluid from the fluid supply hole and pulls the other end of the wire to one end side.
前記線材と前記弾性シートの表面との間に配置して該弾性シートを被覆する被覆シートを備える請求項1に記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 1, further comprising a covering sheet that is disposed between the wire and the surface of the elastic sheet to cover the elastic sheet. 前記線材は、複数であり、
前記枠状部材は、複数の貫通孔を備え、
各線材の他端は、相異する貫通孔をそれぞれ通過している請求項1又は請求項2に記載のアクチュエータ。
The wire is plural,
The frame member includes a plurality of through holes,
The actuator according to claim 1 or 2, wherein the other end of each wire passes through different through holes.
前記枠状部材は、枠内に設けた仕切り壁部により複数の枠内空間を形成しており、
前記仕切り壁部は、仕切った枠内空間同士を連通する連通孔を備え、
前記フレーム部材は、各枠内空間毎に流体供給孔を備え、
前記線材は前記連通孔を通過して複数の枠内空間を横切るようにしてある請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のアクチュエータ。
The frame-shaped member forms a plurality of in-frame spaces by partition walls provided in the frame,
The partition wall portion includes a communication hole that allows the spaces in the partitioned frame to communicate with each other.
The frame member includes a fluid supply hole for each space in the frame,
The actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the wire passes through the communication hole and crosses a plurality of spaces in the frame.
前記複数の枠内空間は、直線的に並べてある請求項4に記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 4, wherein the plurality of in-frame spaces are arranged linearly. 前記複数の枠内空間は、格子状に並べてある請求項4に記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 4, wherein the plurality of in-frame spaces are arranged in a lattice pattern. 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載のアクチュエータと、
該アクチュエータのフレーム部材に回動可能に連結してある回動部材とを備え、
前記アクチュエータの線材の他端は、前記回動部材に取り付けてあることを特徴とする駆動装置。
The actuator according to any one of claims 1 to 6,
A rotating member rotatably connected to the frame member of the actuator,
The other end of the wire of the actuator is attached to the rotating member.
前記請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載のアクチュエータを複数有しており、
複数のアクチュエータのフレーム部材は、直列的に連なって回動自在に連結してあり、
連結方向で端に位置するアクチュエータのフレーム部材に回動可能に連結してある回動部材を備え、
アクチュエータ同士の連結箇所では、一方のアクチュエータの線材の他端が他方のアクチュエータのフレーム部材に取り付けてあり、
前記回動部材を連結するアクチュエータの線材の他端は、該回動部材に取り付けてあることを特徴とする駆動装置。
A plurality of actuators according to any one of claims 1 to 6;
The frame members of the plurality of actuators are connected in series and rotatably connected,
A rotation member rotatably connected to the frame member of the actuator located at the end in the connection direction;
At the connection point between the actuators, the other end of the wire of one actuator is attached to the frame member of the other actuator,
2. A driving apparatus according to claim 1, wherein the other end of the wire rod of the actuator connecting the rotating member is attached to the rotating member.
前記請求項3乃至請求項6のいずれか1つに記載のアクチュエータと、
該アクチュエータのフレーム部材に回動可能に連結してある前記アクチュエータの線材と同数の回動部材とを備え、
前記アクチュエータの各線材の他端は、前記回動部材に取り付けてあることを特徴とする駆動装置。
The actuator according to any one of claims 3 to 6, and
A rotation member of the same number as the wire rod of the actuator, which is rotatably connected to the frame member of the actuator,
The other end of each wire of the actuator is attached to the rotating member.
連結される部材間に介在する中間部材を備え、
該中間部材は、部材同士の連結箇所の回動に係る軸に対して直交的な直交軸を中心にして回動可能にしてある請求項8又は請求項9に記載の駆動装置。
An intermediate member interposed between the members to be connected;
The drive device according to claim 8 or 9, wherein the intermediate member is rotatable about an orthogonal axis orthogonal to an axis related to rotation of a connecting portion between the members.
前記中間部材は、前記直交軸に係る回動範囲を規制するように連結箇所の一方の部材に当接する当接部を備える請求項10に記載の駆動装置。   The drive device according to claim 10, wherein the intermediate member includes an abutting portion that abuts against one member of a connection portion so as to regulate a rotation range related to the orthogonal axis. 回動可能に連結してある部材同士が直線的な姿勢になるように付勢する付勢手段を備える請求項7乃至請求項11のいずれか1つに記載の駆動装置。   The drive device according to any one of claims 7 to 11, further comprising: an urging unit that urges members connected so as to be able to rotate in a linear posture. 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載のアクチュエータを複数有しており、
複数のアクチュエータは、各フレーム部材がそれぞれ対向するように配置してあり、
各フレーム部材の端部同士を結合する結合部材と、
該結合部材に回動可能に取り付けてある回動部材とを備え、
前記複数のアクチュエータの前記回動部材の方に位置する線材の他端は、該回動部材に取り付けてあることを特徴とする駆動装置。
A plurality of actuators according to any one of claims 1 to 6;
The plurality of actuators are arranged so that the frame members face each other,
A coupling member that couples the ends of each frame member;
A rotating member attached rotatably to the coupling member,
The other end of the wire located in the direction of the rotation member of the plurality of actuators is attached to the rotation member.
前記請求項7乃至請求項12のいずれか1つに記載の駆動装置を複数有しており、
長手方向の端に位置する各駆動装置のフレーム部材は、それぞれが組み合わされて一体的にしてあることを特徴とするハンド装置。
A plurality of the drive devices according to any one of claims 7 to 12;
The hand device characterized in that the frame members of the respective driving devices located at the ends in the longitudinal direction are combined and integrated.
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