JP5102647B2 - マニピュレータ機構 - Google Patents
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Description
ここで、前記複数本のテープ(41)は、1本の連続する帯状弾性資材(46)を、少なくとも前記アーム(1)の先端部にて前記長手方向に少なくとも一度折り返すことにより前記先端部と基端部の間を少なくとも往復させることで形成されている。
そして、前記帯状弾性資材(46)の一方の端部がアーム繰り出し装置(2)に巻き取られている。
尚、前記テープ(41)は、バネ性を有する金属製若しくは合成樹脂製の帯板から形成されており、適度な弾性と剛性を有している。
或いは、前記帯状弾性資材(46)の一方の端部がアーム繰り出し装置(2)に巻き取られると共に、該帯状弾性資材(46)の他方の端部がアーム(1)の先端部に固定されている。
アーム繰り出し装置(2)からアーム(1)が繰り出された状態で、該アーム(1)が、複数本のテープ(41)を束ねてなるテープ集合体(4)を主骨とし、これら複数本のテープ(41)が複数箇所で結束部材(5)により互いの位置関係を拘束されているので、1本のテープ(41)の剛性が十分に高いものでなくても、複数本のテープ(41)が束ねられたテープ集合体(4)は高い剛性を発揮する。
従って、本発明に係るマニピュレータ機構は、十分な強度の付与と軽量化の両立が可能であり、然も過大な外力の作用によってアームが折れ曲がったときにも復旧が可能であるため、伸縮式のロボットアームとして好適である。
本発明の開発過程で考案したマニピュレータ機構は、図1(a)(b)に示す如く、先端部に先端機構(3)を具えたアーム(1)と、該アーム(1)の基端部が連結されて該アーム(1)の巻き取り及び繰り出しを行なうアーム繰り出し装置(2)とを具えている。
上述の如くテープ集合体(4)を1本の帯状弾性資材(46)から形成することによって、テープ集合体(4)の量産性を向上させることが出来る。
この場合、アーム伸張部においてはテープ(41)が結束部材(5)に対して固定されるに対し、アーム繰り出し装置(2)側で蓄積された複数の結束部材(5)については、テープ(41)が結束部材(5)に対して固定されず、テープ(41)が結束部材(5)内を伸縮両方向に通過する必要がある。このような具体例としては、テープ集合体(4)の長手方向とは直交する平面に対して湾曲する方向のばね性を有する結束部材を採用し、この様な結束部材を長手方向に圧迫して蓄積し、個々に繰り出しと収納を行なう蓄積部を設けることが考えられる。結束部材の繰り出しと収納を行なうには、スクリュー機構やラッチ機構が適用可能である。
尚、蓄積部の構成としては、複数の結束部材(5)がアーム繰り出し装置(2)側に蓄積されて順次繰り出される構成に限らず、アーム先端側に蓄積されて順次繰り出される構成や、これらの構成を組み合わせた構成も採用可能である。
(2) アーム繰り出し装置
(21) リール
(22) リール駆動機構
(23) モータ
(3) 先端機構
(4) テープ集合体
(40) 変形遷移部
(41) テープ
(5) 結束部材
(51) ガイド溝
(53) ローラ
(6) 連結ロープ
Claims (19)
- 先端部と基端部を有するアーム(1)と、該アーム(1)の基端部が連結されて該アーム(1)の巻き取り及び繰り出しを行なうアーム繰り出し装置(2)とを具え、該アーム(1)は、弾性を有する複数本のテープ(41)を束ねてなるテープ集合体(4)と、前記テープ集合体(4)の長手方向に間隔をおいてテープ集合体(4)に装着されて、前記複数本のテープ(41)を互いに結束する複数の結束部材(5)とを具え、
前記複数本のテープ(41)は、1本の連続する帯状弾性資材(46)を、少なくとも前記アーム(1)の先端部にて前記長手方向に少なくとも一度折り返すことにより前記先端部と基端部の間を少なくとも往復させることで形成されており、
前記帯状弾性資材(46)の一方の端部がアーム繰り出し装置(2)に巻き取られていることを特徴とするマニピュレータ機構。 - 前記帯状弾性資材(46)の一方の端部がアーム繰り出し装置(2)に巻き取られると共に、該帯状弾性資材(46)の他方の端部がアーム繰り出し装置(2)に対して一定の位置に固定されている請求項1に記載のマニピュレータ機構。
- 前記帯状弾性資材(46)の一方の端部がアーム繰り出し装置(2)に巻き取られると共に、該帯状弾性資材(46)の他方の端部がアーム(1)の先端部に固定されている請求項1に記載のマニピュレータ機構。
- 前記アーム(1)の先端部、又は、前記アーム(1)の先端部と前記アーム繰り出し装置(2)の両方に、前記帯状弾性資材(46)の180度の方向転換を案内するガイド機構が配備されている請求項1乃至請求項3の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- 前記複数本のテープ(41)は、アーム繰り出し装置(2)から繰り出された状態で、テープ集合体(4)の集合中心を原点とする円座標において180度以下の角度領域に各テープ(41)の断面形状が収容される様、円陣に配置されている請求項1乃至請求項4の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- テープ集合体(4)を構成する複数本のテープ(41)はそれぞれ、長手方向に直交する断面が円弧状に形成され、凸曲面からなる背面を互いに対向させた背中合わせの位置関係、又は凹曲面からなる腹面を互いに対向させた腹合わせの位置関係、或いはこれらの位置関係を組み合わせた位置関係で束ねられている請求項1乃至請求項5何れかに記載のマニピュレータ機構。
- 前記結束部材(5)には、前記複数本のテープ(41)が摺動可能に貫通して複数本のテープ(41)の互いの離間を阻止するための1つのガイド溝(51)が開設され、該ガイド溝(51)内を貫通する複数本のテープ(41)は、その長手方向に伸びるそれぞれの両側端縁にて、互いに接触している請求項1乃至請求項6の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- 前記結束部材(5)には、前記複数本のテープ(41)のそれぞれが摺動可能に貫通して複数本のテープ(41)の互いの離間を阻止するための複数のガイド溝(51)が開設され、該複数のガイド溝(51)内を貫通する複数本のテープ(41)は互いに離間している請求項1乃至請求項6の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- 前記複数の結束部材(5)は、アーム(1)の伸張状態にて互いの間隔を規定するための連結機構によって互いに連結されており、該連結機構は、アーム(1)の収縮に伴って収縮し、前記複数の結束部材(5)の互いの間隔を狭める請求項1乃至請求項8の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- 前記連結機構は、前記複数の結束部材(5)を互いに連結する1或いは複数本の連結コード(6)によって構成されている請求項9に記載のマニピュレータ機構。
- 前記連結コード(6)は、前記複数本のテープ(41)によって包囲されたアーム中央空間に収容されている請求項10に記載のマニピュレータ機構。
- 前記アーム(1)の伸張状態における前記複数の結束部材(5)の間隔は、アーム(1)の基端部から先端部に向かって徐々に増大する様に規定されている請求項1乃至請求項11の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- 前記複数の結束部材(5)の内、アーム(1)の最も基端寄りに位置する結束部材(5a)は、アーム繰り出し装置(2)に対して固定され、若しくはアーム(1)の繰り出し方向に沿う一定範囲内でスライド可能に取り付けられている請求項1乃至請求項12の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- アーム繰り出し装置(2)は、テープ集合体(4)を構成する複数本のテープ(41)を巻き取るための1或いは複数のリール(21)を具え、該リール(21)を回転させることによってアーム(1)の巻き取り及び繰り出しが可能である請求項1乃至請求項13の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- アーム繰り出し装置(2)には、前記リール(21)に巻き付けられたテープ(41)の外周面に接触してテープ(41)の繰り出しを行なう駆動ローラ(72)と、前記リール(21)を回転駆動してテープ(41)の巻き取りを行なう駆動モータ(71)とが装備されている請求項14に記載のマニピュレータ機構。
- アーム繰り出し装置(2)には、前記リール(21)に巻き付けられたテープ(41)の外周面を周囲から押圧して、テープ(41)の膨らみを阻止するテープ押圧機構が装備されている請求項14に記載のマニピュレータ機構。
- アーム繰り出し装置(2)から繰り出されてアーム(1)の先端部に至るテープ(41)に対して一定以上のテンションを与えるテンション付与機構が装備されている請求項1乃至請求項16の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- アーム(1)の先端部に先端機構(3)を具え、該先端機構(3)は、特定の作業若しくは動作を行なうための機能を有している請求項1乃至請求項17の何れかに記載のマニピュレータ機構。
- 前記テープ(41)は、バネ性を有する金属製若しくは合成樹脂製の帯板から形成されている請求項1乃至請求項18の何れかに記載のマニピュレータ機構。
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