JP6482136B2 - 伸縮アーム機構 - Google Patents
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Description
前記突起部は前記第1構造体の前後中央に設けられることを特徴とする。
<第1の実施形態>
第1の実施形態の伸縮アーム機構の短縮時の構造を示す斜視図を図1に、側断面図を図2に示す。ロボットアーム10は大きくは、アーム支持体1とアーム部2とハンド部3とを有する。
(アーム支持体)
アーム支持体1は図示しない固定台に取り付けられる第1回転関節部J1を中心に形成される中空構造を有し、アーム部2及びハンド部3を支持している。また、固定台を使用せずGを接地面として床などに固定するアーム支持体1も考えられる。
(ハンド部)
ハンド部3は、図1に示すようにアーム部2の先に配設されている。ハンド部3は、第4回転関節部J4、第5回転関節部J5、第6回転関節部J6、第7回転関節部J7と、第1指16a及び第2指16bを有している。この第1指16a及び第2指16bは2指ハンド16を構成する。第4回転関節部J4は、アーム部2の伸縮方向に沿ったアーム部2の中心軸(アーム軸ともいう)を中心とする回転軸を有する回転関節である。第4回転関節部J4が回転すると、第4回転関節部J4から先端にかけてハンド部3が上記回転軸を中心に回動する。
(アーム部)
アーム部2は、直動伸縮アーム関節部J3を有しており、アーム部2の先端に上述のハンド部3が設けられる。アーム支持体1とアーム部2とハンド部3により2指ハンド16を望みの姿勢、位置にすることが可能である。図1に示す直動伸縮アーム関節が縮んだ状態から伸張させることにより、ハンド部3をより遠くに伸ばして物を掴んだり離したりすることができ、またこの関節を収縮させることにより近くの物を把持したり離したりすることができる。
(共通ブロック体)
上部構造体群20と、下部構造体群21との先端部分には図2及び図6に示すように共通ブロック体26が設けられており、共通ブロック体26に隣接する上部構造体22はこの共通ブロック体26に連結されており、共通ブロック体26に隣接する下部構造体23も、この共通ブロック体26に連結されている。共通ブロック体26は、1つの上部構造体22と、1つの下部構造体23とが一体的になった形状を有している。アーム部が延ばされるときには、この共通ブロック体26が始端となって、上部構造体22と下部構造体が連結され、1つの剛体を形成することになる。
(下部構造体群(第2構造体群))
下部構造体群21の側面図を図4に示す。下部構造体群21は、複数個の下部構造体(第2構造体)23から成り、すべての下部構造体23は一端の下部構造体23から他端の下部構造体まで一連となってつながっている。下部構造体23同士は、回転軸Xを介してこれと直交する方向に連結されている。この回転軸に平行な方向に沿った下部構造体の幅はいずれも等しい。
(上部構造体群(第1構造体群))
上部構造体群20と共通ブロック体26を下から見上げた斜視図を図6に示す。このように上部構造体群20の一端は共通ブロック体26に固定されている。連結されている上部構造体(第1構造体)22は中央付近に所定幅の凹凸構造22aを有する。
(駆動機構)
次に、アーム部を伸張短縮するときの駆動機構、即ち歯車24aとこれを回転させるときの動作について説明する。歯車24aは、上部構造体22の下面に固設されている凹凸構造22aとかみ合わせられる。
なお、ガイド部24bは、三角形状に限定しておらず、ベアリングなどの回転体や、円形などでも良い。
(変形例)
上記説明では、上部構造体22のロック部22b1,22b2に貫通孔29を設け、この貫通孔29に下部構造体23の突起26b1,26b2が挿入されることにより、上部構造体22に下部構造体23が固定される。しかし、図12A、図12Bに示すように、上部構造体22のロック部22b1,22b2に突起(ロックピン)26b1,26b2を設け、図13A、図13Bに示すように、下部構造体23のロック部受部27b1,27b2にロックピンホール29b1,29b2を設けるようにしてもよい。上部構造体群20と下部構造体群21とが接合するとき、上部構造体22のロック部22b1,22b2は、隣り合う下部構造体23のロック部受部27b1,27b2に挟まれ、上部構造体22のロックピン26b1,26b2が下部構造体23のロックピンホール29b1,29b2に嵌合され、下部構造体23が上部構造体22に固定される。それにより上部構造体群20と下部構造体群21との接合状態が保持され、所定の剛性を備えた柱状体としてのアーム部2が構成される。
<第2の実施形態>
上記第1の実施形態では、嵌合部は、下部構造体の突起が上部構造体のロック部の貫通孔に嵌合することにより、上部構造体と下部構造体がロックされるような構造になっていた。しかし、このような構造に限られず、他の構造によって上部構造体と下部構造体をロックする嵌合部を用いることも可能である。
(下部構造体群(第2構造体群))
下部構造体43の側面図を図10に示す。下部構造体群は、複数個の下部構造体(第2構造体)43から成り、すべての下部構造体43は一端の下部構造体43から他端の下部構造体まで一連となってつながっている。下部構造体群を構成する下部構造体43の幅はいずれも等しい。図10は、下部構造体43が、上部構造体と連結される前の状態を示しており、回転軸中心Xを中心に矢印AR8方向に回動させることにより、上部構造体42とかみ合わせられる。
(上部構造体群(第1構造体群))
上部構造体群は、複数の上部構造体(第1構造体)42から成り、すべての上部構造体42は、一端の上部構造体から他端の上部構造体まで一連に連結する。上部構造体42同士は回転軸中心Yを介してこの回転軸中心Yを中心にして下方向に回転可能である。したがってアーム部2が伸びる状態のときには、最大限で上方向に回転するが、水平となる状態が限界であり、これは上部構造体群が直線状になっている状態を意味する。
本発明の実施形態によれば、確実かつ円滑に伸張及び短縮することが可能な伸縮アーム機構及びロボットアームが得られる。
Claims (2)
- 先端にハンド部が接続されるアーム部と、前記アーム部を端部において伸長短縮可能に支持するアーム支持体とを有する伸縮アーム機構において、
前記アーム部は、
前記アーム部の軸方向に直交する方向に回動可能に連結される複数の第1構造体と、
前記第1構造体と同方向に回動可能に連結される複数の第2構造体とを有し、
前記第1、第2構造体は直線的に配列され互いに重なり合うことにより回動制限され直線状に硬直し、前記第1、第2構造体は互いに分離することにより回動可能な状態に回復し、
前記第1構造体には前記第2構造体側に向かって突出する突起部が設けられ、
前記第2構造体の前端には前記突起部に係合する第1係合部が設けられ、
前記第2構造体の後端には前記突起部に係合する第2係合部が設けられ、
前記第2構造体の直線状態への回動に伴って前記突起部は前後から前記第1、第2係合部により押えられ、
前記第2係合部の後端面と前記突起部の前端面とが互いに当接し、前記第2係合部の後端面と前記突起部の前端面とは前記アーム部の軸方向に対して傾斜し、
前記突起部にはピンホールが設けられ、
前記第1係合部には前記ピンホールに挿入される、前方に突出したピンが設けられ、
前記ピンホールと前記ピンは前記アーム部の軸方向に対して平行であることを特徴とする伸縮アーム機構。 - 前記突起部は前記第1構造体の前後中央に設けられることを特徴とする請求項1記載の伸縮アーム機構。
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