JP6611356B2 - Wire-driven 3-DOF joint mechanism - Google Patents

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本発明は、概略的には、ワイヤ駆動型3自由度関節機構に関し、詳細には、4本のワイヤによって作動するワイヤ駆動型3自由度関節機構に関する。   The present invention generally relates to a wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism, and more particularly, to a wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism operated by four wires.

ロボットアーム等に使用される3自由度の関節機構として、4本のワイヤで3自由度を実現した3自由度関節機構が知られている。(非特許文献1)   As a joint mechanism of three degrees of freedom used for a robot arm or the like, a three degree of freedom joint mechanism that realizes three degrees of freedom with four wires is known. (Non-Patent Document 1)

この3自由度関節機構100では、図1に示されているように、固定部に取付けられたボールジョイント102を介してハンド部104を支持し、ハンド部104の基部が取付けられた支持板106に、4本のワイヤ、即ち、第1ワイヤ108、第2ワイヤ110、第3ワイヤ112、および第4ワイヤ114の先端(一端)が接続されている。   In the three-degree-of-freedom joint mechanism 100, as shown in FIG. 1, the hand portion 104 is supported via a ball joint 102 attached to the fixed portion, and the support plate 106 to which the base portion of the hand portion 104 is attached. In addition, the tips (one end) of four wires, that is, the first wire 108, the second wire 110, the third wire 112, and the fourth wire 114 are connected.

また、この3自由度関節機構100は、第1ないし第4ワイヤ108、110、112、114の基端(他端)が、それぞれ、個別のモータ(図示せず)に接続され、それぞれのモータによって、第1ないし第4ワイヤ108、110、112、114の独立した引込み或いは送出しが可能に構成されている。   In the three-degree-of-freedom joint mechanism 100, the base ends (the other ends) of the first to fourth wires 108, 110, 112, and 114 are connected to individual motors (not shown), respectively. Thus, the first to fourth wires 108, 110, 112, and 114 can be independently retracted or delivered.

このような構成によれば、第1ないし第4ワイヤ108、110、112、114を各モータによって、所定量ずつ、図2の概念図におけるZ軸方向下方に引き込み、あるいはZ軸方向上方に送出すことによって、図2の面106’に相当する支持板106およびこの支持板106に取付けられたハンド部104を、互いに一点で交わるXYZ3軸のそれぞれの軸を中心に回転させる、所謂3自由度関節機構が実現される。   According to such a configuration, the first to fourth wires 108, 110, 112, and 114 are drawn by the motors by a predetermined amount downward in the Z-axis direction or sent upward in the Z-axis direction in the conceptual diagram of FIG. 2 so that the support plate 106 corresponding to the surface 106 ′ of FIG. 2 and the hand portion 104 attached to the support plate 106 are rotated around the respective axes of the XYZ three axes that intersect each other at one point. A joint mechanism is realized.

Yuichi Tsumaki, Fumiaki Ono, Taisuke Tsukuda, The 20-DOF Miniature Humanoid MH-2 for a Wearable Communication System, Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, St. Paul, Minnesota, pp. 3930-3935, May, 2012.Yuichi Tsumaki, Fumiaki Ono, Taisuke Tsukuda, The 20-DOF Miniature Humanoid MH-2 for a Wearable Communication System, Proc. Of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, St. Paul, Minnesota, pp. 3930-3935, May, 2012.

しかしながら、このような3自由度関節機構は、ボールジョイントを介して支持されたハンドの支持板に、4本のワイヤを直接、接続している構造上、可動範囲を大きくとることができないという問題があった。   However, such a three-degree-of-freedom joint mechanism has a problem in that the movable range cannot be increased due to the structure in which four wires are directly connected to the support plate of the hand supported via the ball joint. was there.

さらに、このような3自由度関節機構は、各ワイヤがワイヤ経路上に配置された板116の孔部116aを通過する構造をとっているため、ハンドの方向によりワイヤ経路長が異なることになる。この結果、ワイヤ経路長を算出することが容易ではなく、ハンドの正確な動作を実現することが難しいという問題もあった。   Further, since such a three-degree-of-freedom joint mechanism has a structure in which each wire passes through the hole 116a of the plate 116 disposed on the wire path, the wire path length varies depending on the direction of the hand. . As a result, there is a problem that it is not easy to calculate the wire path length and it is difficult to realize an accurate operation of the hand.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、可動範囲を大きくとることができ、さらに、ワイヤ経路長の算出が容易なワイヤ駆動型3自由度関節機構を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism that can take a large movable range and that can easily calculate a wire path length. To do.

本発明によれば、
ワイヤ駆動型3自由度関節機構であって、
第1回転軸を中心に回転可能に固定部に連結された基部部材と、
前記第1回転軸と交差する第2回転軸を中心に回転可能に前記基部部材に連結された中間部材と、
前記第1回転軸と第2回転軸の交差点を通過する第3回転軸を中心に回転可能に前記中間部材に連結された先端部材と、
前記第1回転軸を中心に回転可能に前記固定部および基部部材に取付けられ、それぞれが独立して前記第1回転軸を中心に回転可能な第1基部プーリと第2基部プーリと第3基部プーリと第4基部プーリとを有する基部プーリ組立体と、
前記第2回転軸を中心に回転可能に前記基部部材に取付けられた中間プーリであって、それぞれが独立して前記第2回転軸を中心に回転可能に前記基部部材に取付けられた第1中間プーリと第2中間プーリと第3中間プーリと第4中間プーリとを有している中間プーリと、
前記先端部材に設けられた先端プーリ組立体であって、互いに相対回転不能に一体化された第1先端プーリ部と第2先端プーリ部と第3先端プーリ部と第4先端プーリ部とを有している先端プーリ組立体と、
前記基部部材に回転可能に取付けられた第1基部補助プーリと、
前記基部部材に回転可能に取付けられた第2基部補助プーリと、
前記基部部材に回転可能に取付けられた第3基部補助プーリと、
前記基部部材に回転可能に取付けられた第4基部補助プーリと、
前記中間部材に回転可能に取付けられた第1中間補助プーリと、
前記中間部材に回転可能に取付けられた第2中間補助プーリと、
前記中間部材に回転可能に取付けられた第3中間補助プーリと、
前記中間部材に回転可能に取付けられた第4中間補助プーリと、備え、
前記第1基部プーリが、前記第1回転軸に沿って延びる第1基部ステム部と、該第1基部ステム部の基端側に取付けられた第1基部基端側プーリ部と、前記第1基部ステム部の先端側に取付けられた第1基部先端側プーリ部と、を有し、
前記第2基部プーリが、前記第1基部ステム部の径方向外方側を前記第1回転軸に沿って延びる第2基部ステム部と、前記第1基部基端側プーリ部の先端側で前記第2基部ステム部に取付けられた第2基部基端側プーリ部と、前記第1基部先端側プーリ部の基端側で前記第2基部ステム部に取付けられた第2基部先端側プーリ部と、を有し、
前記第3基部プーリが、前記第2基部ステム部の径方向外方側を前記第1回転軸に沿って延びる第3基部ステム部と、前記第2基部基端側プーリ部の先端側で前記第3基部ステム部に取付けられた第3基部基端側プーリ部と、前記第2基部先端側プーリ部の基端側で前記第3基部ステム部に取付けられた第3基部先端側プーリ部と、を有し、
前記第4基部プーリが、前記第3基部ステム部の径方向外方側で、前記第3基部基端側プーリ部と第3基部先端側プーリ部の間に配置された第4基部プーリ部と、を有し、
前記関節機構が更に、
基端が第1巻取手段に接続され、先端が前記第1基部基端側プーリ部に接続された第1基端側ワイヤと、
基端が前記第1基部先端側プーリ部に接続され、前記第1基部補助プーリ、第1中間プーリ、第1中間補助プーリを介して、先端が前記第1先端プーリ部に接続されている第1先端側ワイヤと、
基端が第2巻取手段に接続され、先端が前記第2基部基端側プーリ部に接続された第2基端側ワイヤと、
基端が前記第2基部先端側プーリ部に接続され、前記第2基部補助プーリ、第2中間プーリ、第2中間補助プーリを介して、先端が前記第2先端プーリ部に接続されている第2先端側ワイヤと、
基端が第3巻取手段に接続され、先端が前記第3基部基端側プーリ部に接続された第3基端側ワイヤと、
基端が前記第3基部先端側プーリ部に接続され、前記第3基部補助プーリ、第3中間プーリ、第3中間補助プーリを介して、先端が前記第3先端プーリ部に接続されている第3先端側ワイヤと、
基端が第4巻取手段に接続され、前記第4基部プーリ部、前記第4基部補助プーリ、第4中間プーリ、第4先端補助プーリを介して、先端が前記第4先端プーリ部に接続されている第4ワイヤと、を備え、
前記第1先端側ワイヤの先端側の部分と前記第2先端側ワイヤの先端側の部分と前記第3先端側ワイヤの先端側の部分と前記第4ワイヤの先端側の部分が、それぞれ、前記第1先端プーリ部と前記第2先端プーリ部と前記第3先端プーリ部と前記第4先端プーリ部に、巻回され、
前記各ワイヤのワイヤ経路が、前記第1先端側ワイヤと前記第2先端側ワイヤと前記第3先端側ワイヤと前記第4ワイヤの張力により、前記基部部材と前記中間部材と前記先端部材を、前記第1回転軸と前記第2回転軸と前記第3回転軸のそれぞれを中心に、独立して回転させることができるように設定されている、
ことを特徴とするワイヤ駆動型3自由度関節機構が提供される。
According to the present invention,
A wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism,
A base member coupled to the fixed portion so as to be rotatable about the first rotation axis;
An intermediate member coupled to the base member so as to be rotatable about a second rotation axis that intersects the first rotation axis;
A tip member coupled to the intermediate member so as to be rotatable around a third rotation axis passing through an intersection of the first rotation axis and the second rotation axis;
A first base pulley, a second base pulley, and a third base, which are attached to the fixed portion and the base member so as to be rotatable about the first rotation shaft, and are independently rotatable about the first rotation shaft. A base pulley assembly having a pulley and a fourth base pulley;
Intermediate pulleys attached to the base member so as to be rotatable about the second rotation shaft, each being independently attached to the base member so as to be rotatable around the second rotation shaft An intermediate pulley having a pulley, a second intermediate pulley, a third intermediate pulley, and a fourth intermediate pulley;
A front end pulley assembly provided on the front end member, comprising a first front end pulley portion, a second front end pulley portion, a third front end pulley portion, and a fourth front end pulley portion that are integrated so as not to rotate relative to each other. A leading pulley assembly,
A first base auxiliary pulley rotatably attached to the base member;
A second base auxiliary pulley rotatably attached to the base member;
A third base auxiliary pulley rotatably attached to the base member;
A fourth base auxiliary pulley rotatably attached to the base member;
A first intermediate auxiliary pulley rotatably attached to the intermediate member;
A second intermediate auxiliary pulley rotatably attached to the intermediate member;
A third intermediate auxiliary pulley rotatably attached to the intermediate member;
A fourth intermediate auxiliary pulley rotatably attached to the intermediate member;
The first base pulley includes a first base stem portion extending along the first rotation axis, a first base proximal end pulley portion attached to a proximal end side of the first base stem portion, and the first base pulley. A first base distal end side pulley portion attached to the distal end side of the base stem portion,
The second base pulley includes a second base stem portion extending radially outward of the first base stem portion along the first rotation axis, and a distal end side of the first base proximal end pulley portion. A second base proximal end pulley portion attached to the second base stem portion; a second base distal end pulley portion attached to the second base stem portion on the proximal end side of the first base distal end pulley portion; Have
The third base pulley includes a third base stem portion that extends radially outward of the second base stem portion along the first rotation axis, and a distal end side of the second base proximal end pulley portion. A third base proximal end pulley portion attached to the third base stem portion; a third base distal end pulley portion attached to the third base stem portion on the proximal end side of the second base distal pulley portion; Have
A fourth base pulley portion disposed between the third base proximal end pulley portion and the third base distal end pulley portion on the radially outer side of the third base stem portion; Have
The joint mechanism further comprises:
A first base-side wire having a base end connected to the first winding means and a tip connected to the first base-side pulley section;
A proximal end is connected to the first base distal pulley section, and a distal end is connected to the first distal pulley section via the first base auxiliary pulley, the first intermediate pulley, and the first intermediate auxiliary pulley. 1 tip wire,
A second proximal end wire having a proximal end connected to the second winding means and a distal end connected to the second proximal proximal pulley section;
A base end is connected to the second base front end side pulley portion, and a front end is connected to the second front end pulley portion via the second base auxiliary pulley, the second intermediate pulley, and the second intermediate auxiliary pulley. Two distal wires,
A third base side wire having a base end connected to the third winding means and a tip connected to the third base base end side pulley portion;
A proximal end is connected to the third base distal pulley section, and a distal end is connected to the third distal pulley section via the third base auxiliary pulley, third intermediate pulley, and third intermediate auxiliary pulley. 3 tip side wires;
The proximal end is connected to the fourth winding means, and the distal end is connected to the fourth distal pulley portion via the fourth base pulley portion, the fourth base auxiliary pulley, the fourth intermediate pulley, and the fourth distal auxiliary pulley. And a fourth wire that is
A tip side portion of the first tip side wire, a tip side portion of the second tip side wire, a tip side portion of the third tip side wire, and a tip side portion of the fourth wire; Wound around the first tip pulley portion, the second tip pulley portion, the third tip pulley portion, and the fourth tip pulley portion;
The wire path of each wire includes the base member, the intermediate member, and the tip member by the tension of the first tip side wire, the second tip side wire, the third tip side wire, and the fourth wire. It is set so that it can be rotated independently around each of the first rotating shaft, the second rotating shaft and the third rotating shaft.
A wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism is provided.

このような構成によれば、各ワイヤがプーリに巻回される構成であるので、ワイヤのプーリへの巻回長さを適宜、設定することにより、各回転軸を中心とした回転範囲(可動範囲)を大きくとることが可能となる。   According to such a configuration, since each wire is wound around the pulley, by appropriately setting the winding length of the wire around the pulley, the rotation range (movable around each rotation axis) Range) can be increased.

さらに、ワイヤがワイヤ経路で孔部を通過しない構成であるので、ワイヤ経路長の正確な算出が容易となり、各回転軸を中心とした回転量を正確に制御することができる。この結果、関節機構に取付けられたハンド等の作動対象物の正確な回転位置制御が実現される。   Furthermore, since the wire does not pass through the hole in the wire path, it is easy to accurately calculate the wire path length, and the amount of rotation about each rotation axis can be accurately controlled. As a result, accurate rotational position control of an operation target such as a hand attached to the joint mechanism is realized.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第1先端側ワイヤと前記第2先端側ワイヤと前記第3先端側ワイヤと前記第4ワイヤは、2本が、前記各基部プーリと前記各中間プーリと前記各先端プーリ部のそれぞれに対して第1方向に巻回され、他の2本が前記第1方向と反対方向の第2方向に巻回され、
前記各基部プーリと前記各中間プーリと前記各先端プーリ部において、前記第1先端側ワイヤと前記第2先端側ワイヤと前記第3先端側ワイヤと前記第4ワイヤの巻回方向の組み合わせが異なり、かつ、共役ではない。
According to another preferred embodiment of the invention,
Two of the first tip side wire, the second tip side wire, the third tip side wire, and the fourth wire are respectively provided for each base pulley , each intermediate pulley, and each tip pulley portion. And the other two are wound in a second direction opposite to the first direction,
In each of the base pulleys , the intermediate pulleys, and the tip pulleys, a combination of winding directions of the first tip side wire, the second tip side wire, the third tip side wire, and the fourth wire is different. And not conjugated.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第4ワイヤが、前記第4基部プーリにそれぞれ固定された第4基端側ワイヤと第4先端側ワイヤに分割されている。
According to another preferred embodiment of the invention,
The fourth wire is divided into a fourth proximal end wire and a fourth distal end wire fixed to the fourth base pulley, respectively.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第1基部プーリと前記第1巻取手段の間に配置された第1固定補助プーリと、
前記第2基部プーリと前記第2巻取手段の間に配置された第2固定補助プーリと、
前記第3基部プーリと前記第3巻取手段の間に配置された第3固定補助プーリと、
前記第4基部プーリと前記第4巻取手段の間に配置された第4固定補助プーリと、を備えている。
According to another preferred embodiment of the invention,
A first fixed auxiliary pulley disposed between the first base pulley and the first winding means;
A second fixed auxiliary pulley disposed between the second base pulley and the second winding means;
A third fixed auxiliary pulley disposed between the third base pulley and the third winding means;
A fourth fixed auxiliary pulley disposed between the fourth base pulley and the fourth winding means.

前記第1先端側ワイヤの先端側が、前記第1先端プーリ部の第1方向の回転によって、前記第1先端プーリ部に巻き取られるように、前記第1先端プーリ部に接続され、
前記第2先端側ワイヤの先端側が、前記第2先端プーリ部の前記第1方向とは反対の第2方向の回転によって、前記第2先端プーリ部に巻き取られるように、前記第2先端プーリ部に接続され
前記第3先端側ワイヤの先端側が、前記第3先端プーリ部の第1方向の回転によって、前記第3先端プーリ部に巻き取られるように、前記第3先端プーリ部に接続され、
前記第4ワイヤの先端側が、前記第4先端プーリ部の前記第2方向の回転によって、前記第4先端プーリ部に巻き取られるように、前記第4先端プーリ部に接続されている。
The distal end side of the first distal end side wire is connected to the first distal end pulley part so as to be wound around the first distal end pulley part by rotation of the first distal end pulley part in the first direction,
The second tip pulley so that the tip side of the second tip side wire is wound around the second tip pulley portion by rotation of the second tip pulley portion in a second direction opposite to the first direction. Is connected to the third tip pulley portion so that the tip end side of the third tip side wire is wound around the third tip pulley portion by the rotation of the third tip pulley portion in the first direction. ,
The tip end side of the fourth wire is connected to the fourth tip pulley portion so as to be wound around the fourth tip pulley portion by the rotation of the fourth tip pulley portion in the second direction.

本発明によれば、可動範囲を大きくとることができ、さらに、ワイヤ経路長の算出が容易なワイヤ駆動型3自由度関節機構が提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism that can have a large movable range and that can easily calculate the wire path length.

従来技術のワイヤ駆動型3自由度関節機構の構成を示す概略的な斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the wire drive type | mold 3 degree-of-freedom joint mechanism of a prior art. 図1のワイヤ駆動型3自由度関節機構の作動原理を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the operating principle of the wire drive type | mold 3 degree-of-freedom joint mechanism of FIG. 本発明の好ましい実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1の斜視図である。1 is a perspective view of a wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 according to a preferred embodiment of the present invention. 本発明の好ましい実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1の図3と逆方向からの斜視図である。It is a perspective view from the reverse direction of FIG. 3 of the wire drive type | mold 3 degree-of-freedom joint mechanism 1 of preferable embodiment of this invention. 図3のV−V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of FIG.

以下、本発明の好ましい実施形態を図面に沿って説明する。図3は、本発明の好ましい実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1の斜視図であり、図4は図3とは逆方向からの斜視図である。図5は、図3のV−V線に沿った断面図である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective view of the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view from the opposite direction to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、果樹収穫用のロボットアームの手首関節に適用されるものである。しかしながら、本発明は、この用途に限定されるものではなく、他の目的のロボットアームの手首関節、あるいは肩関節、その他の関節等も適用することが可能ある。   The wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of this embodiment is applied to a wrist joint of a fruit tree harvesting robot arm. However, the present invention is not limited to this application, and a wrist joint, a shoulder joint, another joint, or the like of a robot arm for other purposes can be applied.

図3ないし図5に示されているように、本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、第1回転軸Zを中心に回転可能に固定部2に連結された基部部材4と、第1回転軸Zと交差する第2回転軸Yを中心に回転可能に基部部材4に連結された中間部材6と、第1回転軸Zと第2回転軸Yの交差点を通過する第3回転軸Xを中心に回転可能に中間部材6に連結された先端部材8とを備えている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment includes a base member 4 that is connected to a fixed portion 2 so as to be rotatable about a first rotation axis Z. The intermediate member 6 connected to the base member 4 so as to be rotatable about the second rotation axis Y intersecting the first rotation axis Z, and the third passing through the intersection of the first rotation axis Z and the second rotation axis Y. And a tip member 8 connected to the intermediate member 6 so as to be rotatable about the rotation axis X.

固定部2は、第1回転軸Zに沿って延びるシャフト状部分であり、先端に固定軸部2aと、板状の固定基板2bとが固定されている。固定部2は、基端側が、例えば、肘関節に連結されることになる。   The fixed portion 2 is a shaft-shaped portion extending along the first rotation axis Z, and a fixed shaft portion 2a and a plate-shaped fixed substrate 2b are fixed to the tip. As for the fixing | fixed part 2, the base end side will be connected with an elbow joint, for example.

基部部材4は、略矩形の基板4aと、基板4aの中央部から下方に延びる軸部4bと、基板4aの両端からそれぞれ上方に延びる側壁4c、4dと、側壁4c、4dの上部を連結するように延びる横軸部4eとを有している。(ここで、上下、左右の方向は、図5の配置における方向である。)横軸部4eの長手方向の中心軸線が、第2回転軸Yとなる。   The base member 4 connects the substantially rectangular substrate 4a, the shaft portion 4b extending downward from the central portion of the substrate 4a, the side walls 4c and 4d extending upward from both ends of the substrate 4a, and the upper portions of the side walls 4c and 4d. And a horizontal shaft portion 4e extending in this manner. (Here, the vertical and horizontal directions are directions in the arrangement of FIG. 5.) The central axis in the longitudinal direction of the horizontal shaft portion 4e is the second rotation axis Y.

また、中間部材6は、板状部6aと板状部6aの左右両端から下方に垂下する垂下部6b、6cと、板状部6aの略中央から上方に延びる中間軸部6dとを有している。中間軸部6dの長手方向の中心軸線が、第3回転軸Xとなる。
中間部材6の垂下部6b、6cには貫通孔6e、6fが形成されている。この貫通孔6e、6fに、基部部材4の横軸部4eがベアリングを介して挿通されている。このような構成により、中間部材6は、基部部材4の横軸部4eを中心に、即ち、第2回転軸Yを中心に回転可能に基部部材4に連結されることになる。
The intermediate member 6 includes a plate-like portion 6a, hanging portions 6b and 6c that hang downward from the left and right ends of the plate-like portion 6a, and an intermediate shaft portion 6d that extends upward from the approximate center of the plate-like portion 6a. ing. A central axis in the longitudinal direction of the intermediate shaft portion 6d becomes the third rotation axis X.
Through holes 6 e and 6 f are formed in the hanging portions 6 b and 6 c of the intermediate member 6. The horizontal shaft portion 4e of the base member 4 is inserted through the through holes 6e and 6f via bearings. With such a configuration, the intermediate member 6 is coupled to the base member 4 so as to be rotatable about the horizontal shaft portion 4e of the base member 4, that is, about the second rotation axis Y.

さらに、先端部材8は、中心に開口8aを備えた円柱状部材であり、開口8aに、中間部材6の中間軸部6dがベアリングを介して挿通されている。このような構成により、先端部材8は、中間部材4の中間軸部6dを中心に、即ち、第3回転軸Xを中心に、回転可能に中間部材6に連結されることになる。   Further, the tip member 8 is a columnar member having an opening 8a at the center, and the intermediate shaft portion 6d of the intermediate member 6 is inserted through the opening 8a through a bearing. With such a configuration, the tip member 8 is connected to the intermediate member 6 so as to be rotatable about the intermediate shaft portion 6d of the intermediate member 4, that is, about the third rotation axis X.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、第1回転軸Zを中心に回転可能に固定部2および基部部材4に取付けられた基部プーリ組立体10を備えている。基部プーリ組立体10は、それぞれが独立して第1回転軸Zを中心に回転可能な第1基部プーリ12と第2基部プーリ14と第3基部プーリ16と第4基部プーリ18とを有している。   The wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of this embodiment includes a base pulley assembly 10 attached to a fixed portion 2 and a base member 4 so as to be rotatable about a first rotation axis Z. The base pulley assembly 10 includes a first base pulley 12, a second base pulley 14, a third base pulley 16, and a fourth base pulley 18 that are each independently rotatable about a first rotation axis Z. ing.

第1基部プーリ12は、第1回転軸Zに沿って延びる円筒状の第1基部ステム部12aと、第1基部ステム部12aの基端側(図5の下方側)に取付けられた第1基部基端側プーリ部12bと、第1基部ステム部12aの先端側(図5の上方側)に取付けられた第1基部先端側プーリ部12cとを有している。   The first base pulley 12 has a cylindrical first base stem portion 12a extending along the first rotation axis Z, and a first end attached to the base end side (lower side in FIG. 5) of the first base stem portion 12a. It has a base proximal end pulley portion 12b and a first base distal end pulley portion 12c attached to the distal end side (upper side in FIG. 5) of the first base stem portion 12a.

第1基部ステム部12aは、第1回転軸Zに沿って直列に整列して配置された固定部2の固定軸部2aおよび基部部材4の軸部4bに対して、ベアリングを介して回転可能に連結さている。   The first base stem portion 12a is rotatable via a bearing with respect to the fixed shaft portion 2a of the fixed portion 2 and the shaft portion 4b of the base member 4 arranged in series along the first rotation axis Z. It is connected to.

第2基部プーリ14は、第1基部ステム部12aの径方向外方側を第1回転軸Zに沿って延びる円筒状の第2基部ステム部14aと、第1基部基端側プーリ部12bの先端側(図5の上方側)で第2基部ステム部14aに取付けられた第2基部基端側プーリ部14bと、第1基部先端側プーリ部12cの基端側(図5の下方側)で第2基部ステム部14aに取付けられた第2基部先端側プーリ部14cとを有している。   The second base pulley 14 includes a cylindrical second base stem portion 14a extending along the first rotation axis Z on the radially outer side of the first base stem portion 12a, and a first base proximal end side pulley portion 12b. The second base proximal end pulley portion 14b attached to the second base stem portion 14a on the distal end side (upper side in FIG. 5) and the proximal end side (lower side in FIG. 5) of the first base distal end side pulley portion 12c. And a second base distal end side pulley portion 14c attached to the second base stem portion 14a.

第1基部ステム部12aと第2基部ステム部14aとの間には、ベアリングが配置され、第2基部ステム部14aは、第1基部ステム部12aに対して第1回転軸Zを中心に回転可能とされている。   A bearing is disposed between the first base stem portion 12a and the second base stem portion 14a, and the second base stem portion 14a rotates about the first rotation axis Z with respect to the first base stem portion 12a. It is possible.

第3基部プーリ16は、第2基部ステム部14aの径方向外方側を第1回転軸Zに沿って延びる円筒状の第3基部ステム部16aと、第2基部基端側プーリ部14bの先端側(図5の上方側)で第3基部ステム部16aに取付けられた第3基部基端側プーリ部16bと、第2基部先端側プーリ部14cの基端側(図5の下方側)で第3基部ステム部16aに取付けられた第3基部先端側プーリ部16cとを有している。   The third base pulley 16 includes a cylindrical third base stem portion 16a extending along the first rotation axis Z on the radially outer side of the second base stem portion 14a, and a second base proximal end pulley portion 14b. The third base proximal end pulley portion 16b attached to the third base stem portion 16a on the distal end side (upper side in FIG. 5), and the proximal end side (lower side in FIG. 5) of the second base distal end side pulley portion 14c And a third base distal end side pulley portion 16c attached to the third base stem portion 16a.

第2基部ステム部14aと第3基部ステム部16aとの間には、ベアリングが配置され、第3基部ステム部16aは、第2基部ステム部14aに対して第1回転軸Zを中心に回転可能とされている。   A bearing is disposed between the second base stem portion 14a and the third base stem portion 16a, and the third base stem portion 16a rotates about the first rotation axis Z with respect to the second base stem portion 14a. It is possible.

第4基部プーリ18は、第3基部ステム部16aの径方向外方側で、第3基部基端側プーリ部16bと第3基部先端側プーリ部16cの間に配置された第4基部プーリ部18aを有している。   The fourth base pulley 18 is a fourth base pulley portion disposed between the third base proximal end pulley portion 16b and the third base distal end pulley portion 16c on the radially outer side of the third base stem portion 16a. 18a.

第3基部ステム部16aと第4基部プーリ部18aとの間には、ベアリングが配置され、第4基部プーリ部18aは、第3基部ステム部16aに対して第1回転軸Zを中心に回転可能とされている。   A bearing is disposed between the third base stem portion 16a and the fourth base pulley portion 18a, and the fourth base pulley portion 18a rotates about the first rotation axis Z with respect to the third base stem portion 16a. It is possible.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、さらに、第2回転軸Yを中心に回転可能に基部部材4の横軸部4eに連結された中間プーリ20を備えている。中間プーリは、それぞれが、独立して第2回転軸Yを中心に回転可能になるように、ベアリングを介して基部部材4の横軸部4eに取付けられた第1中間プーリ20aと第2中間プーリ20bと第3中間プーリ20cと第4中間プーリ20dとを有している。   The wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of this embodiment further includes an intermediate pulley 20 that is coupled to the horizontal shaft portion 4e of the base member 4 so as to be rotatable about the second rotation axis Y. The first intermediate pulley 20a and the second intermediate pulley attached to the horizontal shaft portion 4e of the base member 4 through bearings so that each of the intermediate pulleys can independently rotate about the second rotation axis Y. A pulley 20b, a third intermediate pulley 20c, and a fourth intermediate pulley 20d are provided.

図3ないし図5に示されているように、第1中間プーリ20aと第3中間プーリ20cとは、基部部材4の一方の側壁4dと中間部材6の一方の垂下部6bの間に、第3中間プーリ20cが基部部材4の一方の側壁4d側に位置するように並列配置されている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the first intermediate pulley 20 a and the third intermediate pulley 20 c are disposed between one side wall 4 d of the base member 4 and one hanging portion 6 b of the intermediate member 6. The three intermediate pulleys 20c are arranged in parallel so as to be positioned on the side wall 4d side of the base member 4.

また、第2中間プーリ20bと第4中間プーリ20dとは、基部部材4の他方の側壁4cと中間部材6の他方の垂下部6cの間に、第4中間プーリ20dが基部部材4の他方の側壁4c側に位置するように並列配置されている。   Further, the second intermediate pulley 20 b and the fourth intermediate pulley 20 d are arranged between the other side wall 4 c of the base member 4 and the other hanging portion 6 c of the intermediate member 6. They are arranged in parallel so as to be located on the side wall 4c side.

先端部材8は、互いに相対回転不能に一体化された第1先端プーリ部22aと第2先端プーリ部22bと第3先端プーリ部22cと第4先端プーリ部22dとを有している先端プーリ組立体22として構成されている。   The tip member 8 includes a tip pulley assembly having a first tip pulley portion 22a, a second tip pulley portion 22b, a third tip pulley portion 22c, and a fourth tip pulley portion 22d that are integrated so as not to rotate relative to each other. It is configured as a solid 22.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、さらに、それぞれが、基部部材4に回転可能に取付けられた第1基部補助プーリ24aと、第2基部補助プーリ24bと、第3基部補助プーリ24cと、第4基部補助プーリ24dと、を備えている。   The wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment further includes a first base auxiliary pulley 24a, a second base auxiliary pulley 24b, and a third base auxiliary that are rotatably attached to the base member 4, respectively. A pulley 24c and a fourth base auxiliary pulley 24d are provided.

図3および図4に示されているように、第1基部補助プーリ24aは第1中間プーリ20aの下方に位置するように配置されている。また、第3部補助プーリ24cは第3中間プーリ20cの下方に位置するように配置されている。そして、第1基部補助プーリ24aおよび第3部補助プーリ24cは、それぞれ、基部部材4の一方の側壁4dの下部の反対側位置(前後方向に対向する位置)に取付けられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first base auxiliary pulley 24a is arranged to be positioned below the first intermediate pulley 20a. Further, the third part auxiliary pulley 24c is arranged to be positioned below the third intermediate pulley 20c. And the 1st base auxiliary pulley 24a and the 3rd part auxiliary pulley 24c are attached to the opposite side position (position which counters in the direction of order) of one side wall 4d of base member 4, respectively.

図3および図4に示されているように、第2基部補助プーリ24bは第2中間プーリ20bの下方に位置するように配置されている。また、第4部補助プーリ24dは第4中間プーリ20dの下方に位置するように配置されている。そして、第2基部補助プーリ24bおよび第4部補助プーリ24dは、それぞれ、基部部材4の他方の側壁4cの下部の反対側位置(前後方向に対向する位置)に取付けられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the second base auxiliary pulley 24b is disposed below the second intermediate pulley 20b. Further, the fourth part auxiliary pulley 24d is arranged to be positioned below the fourth intermediate pulley 20d. And the 2nd base auxiliary pulley 24b and the 4th part auxiliary pulley 24d are attached to the opposite side position (position which counters in the direction of order) of the other side wall 4c of base member 4, respectively.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、さらに、それぞれが、中間部材6に回転可能に取付けられた第1中間補助プーリ26aと、第2中間補助プーリ26bと、第3中間補助プーリ26cと、第4中間補助プーリ26dと、備えている。   The wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment further includes a first intermediate auxiliary pulley 26a, a second intermediate auxiliary pulley 26b, and a third intermediate auxiliary that are rotatably attached to the intermediate member 6, respectively. A pulley 26c and a fourth intermediate auxiliary pulley 26d are provided.

図3および図4に示されているように、第1中間補助プーリ26aは第1中間プーリ20aの上方に位置するように配置されている。また、第3部中間プーリ26cは第3中間プーリ20cの上方に位置するように配置されている。そして、第1中間補助プーリ26aおよび第3部中間プーリ26cは、それぞれ、中間部材6の板状部6aの一方の側で前後方向反対側の位置に取付けられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first intermediate auxiliary pulley 26a is disposed above the first intermediate pulley 20a. Further, the third part intermediate pulley 26c is arranged to be positioned above the third intermediate pulley 20c. The first intermediate auxiliary pulley 26a and the third intermediate pulley 26c are attached to positions opposite to the front-rear direction on one side of the plate-like portion 6a of the intermediate member 6, respectively.

また、図3および図4に示されているように、第2中間補助プーリ26bは第2中間プーリ20bの上方に位置するように配置されている。また、第4中間補助プーリ26dは第4中間プーリ20dの上方に位置するように配置されている。そして、第2中間補助プーリ26bおよび第4部中間プーリ26dは、それぞれ、中間部材6の板状部6aの他方の側で前後方向反対側の位置に取付けられている。   Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the second intermediate auxiliary pulley 26b is disposed above the second intermediate pulley 20b. Further, the fourth intermediate auxiliary pulley 26d is disposed so as to be positioned above the fourth intermediate pulley 20d. The second intermediate auxiliary pulley 26b and the fourth intermediate pulley 26d are each attached to the opposite side in the front-rear direction on the other side of the plate-like portion 6a of the intermediate member 6.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、基端がモータ等の第1巻取手段(図示せず)に接続され、先端部が第1基部基端側プーリ部12bに所定量(所定長さ)、巻回され接続された第1基端側ワイヤ28aを備えている。(尚、本願各図では、図面の明確化のため、各ワイヤが所定量(所定長さ)、巻回された状態では示されていない。)   In the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment, the base end is connected to a first winding means (not shown) such as a motor, and the tip end is a predetermined amount to the first base base end side pulley portion 12b. The first base end side wire 28a is wound and connected (predetermined length). (In each drawing of the present application, each wire is not shown in a wound state for a predetermined amount (predetermined length) for clarity of the drawing.)

さらに、基端が第1基部先端側プーリ部12cに所定量(所定長さ)、巻回され接続された第1先端側ワイヤ30aを備えている。第1先端側ワイヤ30aは、先端側が、第1基部補助プーリ24a、第1中間プーリ20a、第1中間補助プーリ26aを介して、第1先端プーリ部22aに所定量(所定長さ)、巻回され接続されている。   Furthermore, the proximal end is provided with a first distal end side wire 30a that is wound and connected to the first base distal end side pulley portion 12c by a predetermined amount (predetermined length). The first distal end side wire 30a has a distal end side wound around the first distal end pulley portion 22a by a predetermined amount (predetermined length) via the first base auxiliary pulley 24a, the first intermediate pulley 20a, and the first intermediate auxiliary pulley 26a. Turned and connected.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、基端がモータ等の第2巻取手段(図示せず)に接続され、先端部が第2基部基端側プーリ部14bに所定量(所定長さ)、巻回され接続された第2基端側ワイヤ28bを備えている。   In the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment, the base end is connected to second winding means (not shown) such as a motor, and the tip end is connected to the second base base end side pulley portion 14b by a predetermined amount. (Predetermined length) is provided with a second proximal-side wire 28b wound and connected.

さらに、基端が第2基部先端側プーリ部14cに所定量(所定長さ)、巻回され接続された第2先端側ワイヤ30bを備えている。第2先端側ワイヤ30bは、先端側が、第2基部補助プーリ24b、第2中間プーリ20b、第2中間補助プーリ26bを介して、第2先端プーリ部22bに所定量(所定長さ)、巻回され接続されている。   Furthermore, the base end is provided with a second distal end side wire 30b wound and connected to the second base distal end side pulley portion 14c by a predetermined amount (predetermined length). The second distal end side wire 30b has a distal end side wound by a predetermined amount (predetermined length) around the second distal end pulley portion 22b via the second base auxiliary pulley 24b, the second intermediate pulley 20b, and the second intermediate auxiliary pulley 26b. Turned and connected.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、基端がモータ等の第3巻取手段(図示せず)に接続され、先端部が第3基部基端側プーリ部16bに所定量(所定長さ)、巻回され接続された第3基端側ワイヤ28cを備えている。   In the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment, the proximal end is connected to third winding means (not shown) such as a motor, and the distal end is a predetermined amount to the third base proximal-end pulley portion 16b. A third base end side wire 28c is wound and connected (predetermined length).

さらに、基端が第3基部先端側プーリ部16cに所定量(所定長さ)、巻回され接続された第3先端側ワイヤ30cを備えている。第3先端側ワイヤ30cは、先端側が、第3基部補助プーリ24c、第3中間プーリ20c、第3中間補助プーリ26cを介して、第3先端プーリ部22cに所定量(所定長さ)、巻回され接続されている。   Furthermore, the base end is provided with a third distal end side wire 30c wound and connected to the third base distal end side pulley portion 16c by a predetermined amount (predetermined length). The third distal end side wire 30c has a distal end side wound around the third distal end pulley portion 22c by a predetermined amount (predetermined length) via the third base auxiliary pulley 24c, the third intermediate pulley 20c, and the third intermediate auxiliary pulley 26c. Turned and connected.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、さらに、基端がモータ等の第4巻取手段に接続され、第4基部プーリ部18a、第4基部補助プーリ24d、第4中間プーリ20d、第4先端補助プーリ26dを介して、先端が第4先端プーリ部22dに所定量(所定長さ)、巻回され接続されている第4ワイヤ28dを備えている。   In the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment, the base end is further connected to fourth winding means such as a motor, and the fourth base pulley portion 18a, the fourth base auxiliary pulley 24d, and the fourth intermediate pulley. 20d, and a fourth wire 28d that is wound and connected to the fourth tip pulley portion 22d by a predetermined amount (predetermined length) via a fourth tip auxiliary pulley 26d.

本実施形態では、上記所定量(所定長さ)は、各回転軸を中心とした回転運動で必要とされる可動範囲に応じて、適宜、設定されるものであり、プーリに1回または複数回、巻回される場合の他、プーリを一周しない即ち1回未満の巻回量の場合もある。   In the present embodiment, the predetermined amount (predetermined length) is appropriately set according to the movable range required for the rotational movement around each rotation axis, and is once or plural for the pulley. In addition to the case where the winding is wound, there is a case where the pulley does not go around, that is, the winding amount is less than one.

本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1は、さらに、固定部2の固定基板4bに回転可能に取付けられた第1ないし第4の固定部補助プーリ32aないし32dを備えている。   The wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment further includes first to fourth fixed portion auxiliary pulleys 32a to 32d that are rotatably attached to the fixed substrate 4b of the fixed portion 2.

第1固定部補助プーリ32aは、第1基部プーリ12の第1基部基端側プーリ部12bと第1巻取手段の間に配置され、第2固定部補助プーリ32bは、第2基部プーリ14の第2基部基端側プーリ部14bと第2巻取手段の間に配置されている。
第3固定部補助プーリ32cは、第3基部プーリ16の第3基部基端側プーリ部16bと第3巻取手段の間に配置され、第4固定部補助プーリ32dは、第4基部プーリ18の第4基部プーリ部18aと第4巻取手段の間に配置されている。
The first fixed portion auxiliary pulley 32a is disposed between the first base proximal end pulley portion 12b of the first base pulley 12 and the first winding means, and the second fixed portion auxiliary pulley 32b is connected to the second base pulley 14. The second base portion proximal end side pulley portion 14b and the second winding means are disposed.
The third fixed portion auxiliary pulley 32c is disposed between the third base proximal end side pulley portion 16b of the third base pulley 16 and the third winding means, and the fourth fixed portion auxiliary pulley 32d is connected to the fourth base pulley 18. Between the fourth base pulley portion 18a and the fourth winding means.

図3および図4に示されているように、本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1では、第1先端側ワイヤ30aの先端側は、第1先端プーリ部22a(即ち先端部材8)の第1方向(図3の矢印A方向)の回転によって、第1先端プーリ部22aに巻き取られるように、第1先端プーリ部22aに巻回、接続されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment, the distal end side of the first distal wire 30a is the first distal pulley portion 22a (that is, the distal member 8). ) In the first direction (arrow A direction in FIG. 3) is wound and connected to the first tip pulley portion 22a so as to be wound around the first tip pulley portion 22a.

また、第2先端側ワイヤ30bの先端側は、第2先端プーリ部22bの第1方向とは反対の第2方向(図3の矢印B方向)の回転によって、第2先端プーリ部22bに巻き取られるように、第2先端プーリ部22bに巻回、接続されている。   Further, the distal end side of the second distal end side wire 30b is wound around the second distal end pulley portion 22b by the rotation in the second direction (arrow B direction in FIG. 3) opposite to the first direction of the second distal end pulley portion 22b. It is wound and connected to the second tip pulley portion 22b so as to be taken.

さらに、第3先端側ワイヤ30cの先端側は、第3先端プーリ部22cの第1方向(図3の矢印A方向)の回転によって、第3先端プーリ部22cに巻き取られるように、第3先端プーリ部22cに巻回、接続されている。   Further, the distal end side of the third distal end side wire 30c is wound around the third distal end pulley portion 22c by the rotation of the third distal end pulley portion 22c in the first direction (arrow A direction in FIG. 3). It is wound and connected to the tip pulley portion 22c.

さらにまた、第4ワイヤ28dの先端側は、第4先端プーリ部22dの第2方向(図3の矢印B方向)の回転によって、第4先端プーリ部22dに巻き取られるように、第4先端プーリ部22dに巻回、接続されている。   Furthermore, the tip end side of the fourth wire 28d is wound around the fourth tip pulley portion 22d by the rotation of the fourth tip pulley portion 22d in the second direction (the arrow B direction in FIG. 3). It is wound and connected to the pulley portion 22d.

図3および図4に示されているように、本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1では、第1先端側ワイヤ30aは、第1中間プーリ20aの第1方向(図3の矢印C方向)の回転によって、基端側から第1中間プーリ20aに巻き取られるように、第1中間プーリ20aに巻回、接続されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 according to the present embodiment, the first distal wire 30a is in the first direction of the first intermediate pulley 20a (the arrow in FIG. 3). It is wound and connected to the first intermediate pulley 20a so as to be wound around the first intermediate pulley 20a from the base end side by rotation in the C direction).

また、第2先端側ワイヤ30bは、第2中間プーリ20bの第1方向とは反対の第2方向(図3の矢印D方向)の回転によって、基端側から第2中間プーリ20bに巻き取られるように、第2中間プーリ20bに巻回、接続されている。   Further, the second distal end side wire 30b is wound around the second intermediate pulley 20b from the proximal end side by rotation in a second direction (arrow D direction in FIG. 3) opposite to the first direction of the second intermediate pulley 20b. As a result, the second intermediate pulley 20b is wound and connected.

さらに、第3先端側ワイヤ30cは、第3中間プーリ20cの第2方向(図3の矢印D方向)の回転によって、基端側から第3中間プーリ20cに巻き取られるように、第3中間プーリ20cに巻回、接続されている。   Further, the third distal end side wire 30c is wound around the third intermediate pulley 20c from the proximal end side by the rotation of the third intermediate pulley 20c in the second direction (the arrow D direction in FIG. 3). It is wound and connected to the pulley 20c.

さらにまた、第4ワイヤ28dは、第4中間プーリ20dの第1方向(図3の矢印C方向)の回転によって、基端側から第4中間プーリ20dに巻き取られるように、第4中間プーリ20dに巻回、接続されている。   Furthermore, the fourth wire 28d is wound around the fourth intermediate pulley 20d from the base end side by the rotation of the fourth intermediate pulley 20d in the first direction (the direction of arrow C in FIG. 3). It is wound and connected to 20d.

図3および図4に示されているように、本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1では、第1先端側ワイヤ30aの基端側は、第1基部先端側プーリ部12cの第1方向(図3の矢印E方向)の回転によって、第1基部先端側プーリ部12cに巻き取られるように、第1基部先端側プーリ部12cに巻回、接続されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment, the proximal end side of the first distal end side wire 30a is the first end of the first proximal end distal end pulley portion 12c. It is wound and connected to the first base distal end side pulley portion 12c so as to be wound around the first base distal end side pulley portion 12c by rotation in one direction (arrow E direction in FIG. 3).

また、第2先端側ワイヤ30bの基端側は、第2基部先端側プーリ部14cの第1方向(図3の矢印E方向)の回転によって、第2基部先端側プーリ部14cに巻き取られるように、第2基部先端側プーリ部14cに巻回、接続されている。   Further, the proximal end side of the second distal end side wire 30b is wound around the second proximal distal end side pulley portion 14c by the rotation of the second proximal end distal end side pulley portion 14c in the first direction (the direction of arrow E in FIG. 3). Thus, the second base distal end side pulley portion 14c is wound and connected.

さらに、第3先端側ワイヤ30cの基端は、第3基部先端側プーリ部16cの第1方向とは反対の第2方向(図3の矢印F方向)の回転によって、第3基部先端側プーリ部16cに巻き取られるように、第3基部先端側プーリ部16cに巻回、接続されている。   Further, the base end of the third distal end side wire 30c is rotated by a third base distal end side pulley by rotation in the second direction (arrow F direction in FIG. 3) opposite to the first direction of the third base distal end side pulley portion 16c. It is wound and connected to the third base front end side pulley portion 16c so as to be wound around the portion 16c.

図3および図4に示されているように、本実施形態のワイヤ駆動型3自由度関節機構1では、第1基端側ワイヤ28aの先端側は、第1基部基端側プーリ部12bの第2方向(図3の矢印F方向)の回転によって、第1基部基端側プーリ部12bに巻き取られるように、第1基部基端側プーリ部12bに巻回、接続されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 1 of the present embodiment, the distal end side of the first proximal end wire 28 a is the first proximal proximal end pulley portion 12 b. By being rotated in the second direction (the direction of arrow F in FIG. 3), it is wound and connected to the first base base end side pulley section 12b so as to be wound around the first base base end side pulley section 12b.

また、第2基端側ワイヤ28bの先端側は、第2基部基端側プーリ部14bの第2方向(図3の矢印F方向)の回転によって、第2基部基端側プーリ部14bに巻き取られるように、第2基部基端側プーリ部14bに巻回、接続されている。   Further, the distal end side of the second proximal end side wire 28b is wound around the second proximal end proximal end pulley portion 14b by the rotation of the second proximal end proximal end pulley portion 14b in the second direction (arrow F direction in FIG. 3). As is taken, it is wound and connected to the second base proximal end pulley portion 14b.

さらに、第3基端側ワイヤ28cの先端側は、第3基部基端側プーリ部16bの第1方向(図3の矢印E方向)の回転によって、第3基部基端側プーリ部16bに巻き取られるように、第3基部基端側プーリ部16bに巻回、接続されている。   Further, the distal end side of the third base end side wire 28c is wound around the third base base end side pulley portion 16b by the rotation of the third base base end side pulley portion 16b in the first direction (the direction of arrow E in FIG. 3). It is wound and connected to the third base proximal end pulley portion 16b so as to be taken.

さらにまた、第4ワイヤ28dは、第3基端側ワイヤ28cと同一方向に、第4基部プーリ部18aに基端側から巻回されている。   Furthermore, the fourth wire 28d is wound around the fourth base pulley portion 18a from the base end side in the same direction as the third base end side wire 28c.

このような構成では、第1先端側ワイヤ30aと第2先端側ワイヤ30bと第3先端側ワイヤ30cと第4ワイヤ28dは、2本が、基部先端側プーリ部12c、14c、16cまたは第4基部プーリ部18aと、各中間プーリ(20a、20b、20c、20d)と各先端プーリ部(22a、22b、22c、22d)のそれぞれに対して或る方向に巻回され、他の2本が或る方向と反対方向に巻回されていることになる。   In such a configuration, two of the first distal end side wire 30a, the second distal end side wire 30b, the third distal end side wire 30c, and the fourth wire 28d are the base distal end side pulley portions 12c, 14c, 16c or the fourth. Each of the base pulley 18a, each intermediate pulley (20a, 20b, 20c, 20d) and each tip pulley (22a, 22b, 22c, 22d) is wound in a certain direction, and the other two are It is wound in a direction opposite to a certain direction.

さらに、このような構成では、基部先端側プーリ部12c、14c、16c、第4基部プーリ部18aと、各中間プーリ(20a、20b、20c、20d)と各先端プーリ部(22a、22b、22c、22d)との3箇所のプーリ(即ち、第1ないし第3回転軸X、Y、Zの3軸を中心に回転可能に設けられた3箇所のプーリ)において、第1先端側ワイヤ30aと第2先端側ワイヤ30bと第3先端側ワイヤ30cと第4ワイヤ28dの巻回方向の組み合わせが異なり、かつ、共役ではない状態となっている。   Further, in such a configuration, the base front end side pulley portions 12c, 14c, 16c, the fourth base pulley portion 18a, each intermediate pulley (20a, 20b, 20c, 20d) and each front end pulley portion (22a, 22b, 22c). 22d) and three pulleys (that is, three pulleys provided so as to be rotatable about the first to third rotation axes X, Y, and Z), The combination of the winding direction of the 2nd front end side wire 30b, the 3rd front end side wire 30c, and the 4th wire 28d differs, and it is in the state which is not conjugate.

ここで、共役とは、第1ないし第3回転軸X、Y、Zの3軸の内の2つの軸のプーリにおいて、ワイヤの巻回方向が表裏の関係となっていることを意味する。
例えば、下記表1のように、第1回転軸のプーリである基部先端側プーリ部12c、14cにワイヤが第1方向に巻回され、基部先端側プーリ部16c、第4基部プーリ18aにワイヤが第2方向に巻回され、第3回転軸のプーリである先端プーリ部(22a、22b)にワイヤが第2方向に巻回され、先端プーリ部(22c、22d)にワイヤが第1方向に巻回されている状態は、第1回転軸の中間プーリと第3回転軸の先端プーリ部との間で、ワイヤの巻回方向の組み合わせが共役であることになる。
Here, the conjugate means that the winding direction of the wire has a front-back relationship in the pulleys of two of the three axes of the first to third rotation axes X, Y, and Z.
For example, as shown in Table 1 below, a wire is wound around the base distal end side pulley portions 12c and 14c, which are pulleys of the first rotating shaft, in the first direction, and the base distal end side pulley portion 16c and the fourth base pulley 18a are wired with wires. Is wound in the second direction, the wire is wound in the second direction around the tip pulley portions (22a, 22b) which are pulleys of the third rotating shaft, and the wire is wound in the first direction on the tip pulley portions (22c, 22d). In the state of being wound around, the combination in the winding direction of the wire is conjugate between the intermediate pulley of the first rotating shaft and the tip pulley portion of the third rotating shaft.

表1

Figure 0006611356
Table 1
Figure 0006611356

上記実施形態では、各ワイヤのワイヤ経路が、第1先端側ワイヤ30aと第2先端側ワイヤ30bと第3先端側ワイヤ30cと第4ワイヤ28dの張力により、基部部材4と中間部材6と先端部材8を、第1回転軸Zと第2回転軸Yと第3回転軸Xのそれぞれを中心に、独立して回転させることができるように設定されていることになる。   In the above-described embodiment, the wire path of each wire is changed between the base member 4, the intermediate member 6, and the tip by the tension of the first tip side wire 30 a, the second tip side wire 30 b, the third tip side wire 30 c, and the fourth wire 28 d. The member 8 is set so that it can be rotated independently around the first rotation axis Z, the second rotation axis Y, and the third rotation axis X.

このような構成によれば、各巻取手段により、第1基端側ワイヤ28aおよび第2基端側ワイヤ28bを巻取り、第3基端側ワイヤ28cおよび第4ワイヤ28dを繰り出すことにより、第1回転軸Zを中心に基部部材4を第1方向(図3の矢印E方向)に回転させることができる。   According to such a configuration, the first base end side wire 28a and the second base end side wire 28b are wound by each winding means, and the third base end side wire 28c and the fourth wire 28d are fed out, thereby The base member 4 can be rotated in the first direction (the direction of arrow E in FIG. 3) about the one rotation axis Z.

また、一方、各巻取手段により、第3基端側ワイヤ28cおよび第4ワイヤ28dを巻取り、第1基端側ワイヤ28aおよび第2基端側ワイヤ28bを繰り出すことにより、第1回転軸Zを中心に基部部材4を第2方向(図3の矢印F方向)に回転させることができる。   On the other hand, each winding means winds up the third base end side wire 28c and the fourth wire 28d and feeds out the first base end side wire 28a and the second base end side wire 28b, whereby the first rotation axis Z The base member 4 can be rotated in the second direction (the direction of arrow F in FIG. 3) around the center.

また、このような構成によれば、各巻取手段により、第1基端側ワイヤ28aおよび第4ワイヤ28dを巻取り、第2基端側ワイヤ28bおよび第3基端側ワイヤ28cを繰り出すことにより、第2回転軸Yを中心に中間部材6を第2方向(図3の矢印D方向)に回転させることができる。   Further, according to such a configuration, the first base end side wire 28a and the fourth wire 28d are wound by each winding means, and the second base end side wire 28b and the third base end side wire 28c are fed out. The intermediate member 6 can be rotated in the second direction (the direction of arrow D in FIG. 3) about the second rotation axis Y.

一方、各巻取手段により、第2基端側ワイヤ28bおよび第3基端側ワイヤ28cを巻取り、第1基端側ワイヤ28aおよび第4ワイヤ28dを繰り出すことにより、第2回転軸Yを中心に中間部材6を第1方向(図3の矢印C方向)に回転させることができる。   On the other hand, the second base end side wire 28b and the third base end side wire 28c are wound up by the respective winding means, and the first base end side wire 28a and the fourth wire 28d are fed out, so that the second rotation axis Y is centered. The intermediate member 6 can be rotated in the first direction (the direction of arrow C in FIG. 3).

さらに、このような構成によれば、各巻取手段により、第1基端側ワイヤ28aおよび第3基端側ワイヤ28cを巻取り、第2基端側ワイヤ28bおよび第4ワイヤ28dを繰り出すことにより、第3回転軸Xを中心に先端部材8を第2方向(図3の矢印B方向)に回転させることができる。   Furthermore, according to such a configuration, the first base end side wire 28a and the third base end side wire 28c are wound by each winding means, and the second base end side wire 28b and the fourth wire 28d are fed out. The tip member 8 can be rotated in the second direction (the direction of arrow B in FIG. 3) about the third rotation axis X.

一方、各巻取手段により、第2基端側ワイヤ28bおよび第4ワイヤ28dを巻取り、第1基端側ワイヤ28aおよび第3基端側ワイヤ28cを繰り出すことにより、第3回転軸Xを中心に先端部材8を第1方向(図3の矢印A方向)に回転させることができる。   On the other hand, the second base end side wire 28b and the fourth wire 28d are wound up by the respective winding means, and the first base end side wire 28a and the third base end side wire 28c are fed out, so that the third rotation axis X is centered. The tip member 8 can be rotated in the first direction (the direction of arrow A in FIG. 3).

さらに、各巻取手段により、第1基端側ワイヤ28a、第2基端側ワイヤ28b、第3基端側ワイヤ28c、および第4ワイヤ28dの全てのワイヤを巻取ることにより、姿勢は維持されつつ剛性が向上することになる。   Further, the posture is maintained by winding all of the first base end side wire 28a, the second base end side wire 28b, the third base end side wire 28c, and the fourth wire 28d by each winding means. However, the rigidity is improved.

本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。   Without being limited to the above-described embodiment of the present invention, various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.

上記実施形態では、第4ワイヤ28dは、他のワイヤと異なり、基端側と先端側に分割されていない。しかしながら、第4ワイヤが、他のワイヤと同様に、基端が第4巻取手段に連結され先端が第4基部プーリに接続された第4基端側ワイヤと、基端が第4基部プーリに接続され先端が第4先端プーリ部に接続された第4先端側ワイヤを有している構成でもよい。   In the above embodiment, unlike the other wires, the fourth wire 28d is not divided into the proximal end side and the distal end side. However, like the other wires, the fourth wire is connected to the fourth winding means and the distal end is connected to the fourth base pulley, and the proximal end is the fourth base pulley. It may be configured to have a fourth tip side wire connected to the tip end and connected to the fourth tip pulley part.

さらに、各ワイヤのプーリに対する巻回方向は、上記巻回方向に限定されない。
具体的には、第1先端側ワイヤ30aと第2先端側ワイヤ30bと第3先端側ワイヤ30cと第4ワイヤ28dは、2本が、基部先端側プーリ部12c、14c、16cまたは第4基部プーリ部18aと、各中間プーリ(20a、20b、20c、20d)と各先端プーリ部(22a、22b、22c、22d)のそれぞれに対して或る方向に巻回され、他の2本が或る方向と反対方向に巻回され、さらに、基部先端側プーリ部12c、14c、16c、第4基部プーリ部18aと、各中間プーリ(20a、20b、20c、20d)と各先端プーリ部(22a、22b、22c、22d)において、第1先端側ワイヤ30aと第2先端側ワイヤ30bと第3先端側ワイヤ30cと第4ワイヤ28dの巻回方向の組み合わせが異なり、かつ、共役ではない状態となっている構成は、本願発明に含まれる。
Furthermore, the winding direction with respect to the pulley of each wire is not limited to the winding direction.
Specifically, two of the first distal end side wire 30a, the second distal end side wire 30b, the third distal end side wire 30c, and the fourth wire 28d are the base distal end side pulley portions 12c, 14c, 16c or the fourth base portion. Each of the pulley portion 18a, each intermediate pulley (20a, 20b, 20c, 20d) and each tip pulley portion (22a, 22b, 22c, 22d) is wound in a certain direction, and the other two are In addition, the base distal end pulleys 12c, 14c, 16c, the fourth base pulley 18a, the intermediate pulleys (20a, 20b, 20c, 20d) and the distal pulleys (22a) are wound in the opposite direction. 22b, 22c, 22d), the first tip side wire 30a, the second tip side wire 30b, the third tip side wire 30c, and the fourth wire 28d are combined in different winding directions, and Configuration in a state not a role is included in the present invention.

1:ワイヤ駆動型3自由度関節機構
2:固定部
4:基部部材
4b:軸部
4e:横軸部
6:中間部材
6d:中間軸部
8:先端部材
10:基部プーリ組立体
12:第1基部プーリ
14:第2基部プーリ
16:第3基部プーリ
18:第4基部プーリ
20:中間プーリ
20a:第1中間プーリ
20b:第2中間プーリ
20c:第3中間プーリ
20d:第4中間プーリ
22:先端プーリ組立体
22a:第1先端プーリ部
22b:第2先端プーリ部
22c:第3先端プーリ部
22d:第4先端プーリ部
24a:第1基部補助プーリ
24b:第2基部補助プーリ
24c:第3基部補助プーリ
24d:第4基部補助プーリ
26a:第1中間補助プーリ
26b:第2中間補助プーリ
26c:第3中間補助プーリ
26d:第4中間補助プーリ
28a:第1基端側ワイヤ
28b:第2基端側ワイヤ
28c:第3基端側ワイヤ
28d:第4ワイヤ
30a:第1先端側ワイヤ
30b:第2先端側ワイヤ
30c:第3先端側ワイヤ
32a:第1固定部補助プーリ
32b:第2固定部補助プーリ
32c:第3固定部補助プーリ
32d:第4固定部補助プーリ
Z:第1回転軸
Y:第2回転軸
X:第3回転軸
1: Wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism 2: fixed portion 4: base member 4b: shaft portion 4e: horizontal shaft portion 6: intermediate member 6d: intermediate shaft portion 8: tip member 10: base pulley assembly 12: first Base pulley 14: Second base pulley 16: Third base pulley 18: Fourth base pulley 20: Intermediate pulley 20a: First intermediate pulley 20b: Second intermediate pulley 20c: Third intermediate pulley 20d: Fourth intermediate pulley 22: Tip pulley assembly 22a: first tip pulley portion 22b: second tip pulley portion 22c: third tip pulley portion 22d: fourth tip pulley portion 24a: first base auxiliary pulley 24b: second base auxiliary pulley 24c: third Base auxiliary pulley 24d: fourth base auxiliary pulley 26a: first intermediate auxiliary pulley 26b: second intermediate auxiliary pulley 26c: third intermediate auxiliary pulley 26d: fourth intermediate auxiliary pulley 28a: first base end side 28b: second proximal end wire 28c: third proximal end wire 28d: fourth wire 30a: first distal end side wire 30b: second distal end side wire 30c: third distal end side wire 32a: first fixing portion auxiliary Pulley 32b: second fixed portion auxiliary pulley 32c: third fixed portion auxiliary pulley 32d: fourth fixed portion auxiliary pulley Z: first rotating shaft Y: second rotating shaft X: third rotating shaft

Claims (5)

ワイヤ駆動型3自由度関節機構であって、
第1回転軸を中心に回転可能に固定部に連結された基部部材と、
前記第1回転軸と交差する第2回転軸を中心に回転可能に前記基部部材に連結された中間部材と、
前記第1回転軸と第2回転軸の交差点を通過する第3回転軸を中心に回転可能に前記中間部材に連結された先端部材と、
前記第1回転軸を中心に回転可能に前記固定部および基部部材に取付けられ、それぞれが独立して前記第1回転軸を中心に回転可能な第1基部プーリと第2基部プーリと第3基部プーリと第4基部プーリとを有する基部プーリ組立体と、
前記第2回転軸を中心に回転可能に前記基部部材に取付けられた中間プーリであって、それぞれが独立して前記第2回転軸を中心に回転可能に前記基部部材に取付けられた第1中間プーリと第2中間プーリと第3中間プーリと第4中間プーリとを有している中間プーリと、
前記先端部材に設けられた先端プーリ組立体であって、互いに相対回転不能に一体化された第1先端プーリ部と第2先端プーリ部と第3先端プーリ部と第4先端プーリ部とを有している先端プーリ組立体と、
前記基部部材に回転可能に取付けられた第1基部補助プーリと、
前記基部部材に回転可能に取付けられた第2基部補助プーリと、
前記基部部材に回転可能に取付けられた第3基部補助プーリと、
前記基部部材に回転可能に取付けられた第4基部補助プーリと、
前記中間部材に回転可能に取付けられた第1中間補助プーリと、
前記中間部材に回転可能に取付けられた第2中間補助プーリと、
前記中間部材に回転可能に取付けられた第3中間補助プーリと、
前記中間部材に回転可能に取付けられた第4中間補助プーリと、備え、
前記第1基部プーリが、前記第1回転軸に沿って延びる第1基部ステム部と、該第1基部ステム部の基端側に取付けられた第1基部基端側プーリ部と、前記第1基部ステム部の先端側に取付けられた第1基部先端側プーリ部と、を有し、
前記第2基部プーリが、前記第1基部ステム部の径方向外方側を前記第1回転軸に沿って延びる第2基部ステム部と、前記第1基部基端側プーリ部の先端側で前記第2基部ステム部に取付けられた第2基部基端側プーリ部と、前記第1基部先端側プーリ部の基端側で前記第2基部ステム部に取付けられた第2基部先端側プーリ部と、を有し、
前記第3基部プーリが、前記第2基部ステム部の径方向外方側を前記第1回転軸に沿って延びる第3基部ステム部と、前記第2基部基端側プーリ部の先端側で前記第3基部ステム部に取付けられた第3基部基端側プーリ部と、前記第2基部先端側プーリ部の基端側で前記第3基部ステム部に取付けられた第3基部先端側プーリ部と、を有し、
前記第4基部プーリが、前記第3基部ステム部の径方向外方側で、前記第3基部基端側プーリ部と第3基部先端側プーリ部の間に配置された第4基部プーリ部と、を有し、
前記関節機構が更に、
基端が第1巻取手段に接続され、先端が前記第1基部基端側プーリ部に接続された第1基端側ワイヤと、
基端が前記第1基部先端側プーリ部に接続され、前記第1基部補助プーリ、第1中間プーリ、第1中間補助プーリを介して、先端が前記第1先端プーリ部に接続されている第1先端側ワイヤと、
基端が第2巻取手段に接続され、先端が前記第2基部基端側プーリ部に接続された第2基端側ワイヤと、
基端が前記第2基部先端側プーリ部に接続され、前記第2基部補助プーリ、第2中間プーリ、第2中間補助プーリを介して、先端が前記第2先端プーリ部に接続されている第2先端側ワイヤと、
基端が第3巻取手段に接続され、先端が前記第3基部基端側プーリ部に接続された第3基端側ワイヤと、
基端が前記第3基部先端側プーリ部に接続され、前記第3基部補助プーリ、第3中間プーリ、第3中間補助プーリを介して、先端が前記第3先端プーリ部に接続されている第3先端側ワイヤと、
基端が第4巻取手段に接続され、前記第4基部プーリ部、前記第4基部補助プーリ、第4中間プーリ、第4先端補助プーリを介して、先端が前記第4先端プーリ部に接続されている第4ワイヤと、を備え、
前記第1先端側ワイヤの先端側の部分と前記第2先端側ワイヤの先端側の部分と前記第3先端側ワイヤの先端側の部分と前記第4ワイヤの先端側の部分が、それぞれ、前記第1先端プーリ部と前記第2先端プーリ部と前記第3先端プーリ部と前記第4先端プーリ部に、巻回され、
前記各ワイヤのワイヤ経路が、前記第1先端側ワイヤと前記第2先端側ワイヤと前記第3先端側ワイヤと前記第4ワイヤの張力により、前記基部部材と前記中間部材と前記先端部材を、前記第1回転軸と前記第2回転軸と前記第3回転軸のそれぞれを中心に、独立して回転させることができるように設定されている、
ことを特徴とするワイヤ駆動型3自由度関節機構。
A wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism,
A base member coupled to the fixed portion so as to be rotatable about the first rotation axis;
An intermediate member coupled to the base member so as to be rotatable about a second rotation axis that intersects the first rotation axis;
A tip member coupled to the intermediate member so as to be rotatable around a third rotation axis passing through an intersection of the first rotation axis and the second rotation axis;
A first base pulley, a second base pulley, and a third base, which are attached to the fixed portion and the base member so as to be rotatable about the first rotation shaft, and are independently rotatable about the first rotation shaft. A base pulley assembly having a pulley and a fourth base pulley;
Intermediate pulleys attached to the base member so as to be rotatable about the second rotation shaft, each being independently attached to the base member so as to be rotatable around the second rotation shaft An intermediate pulley having a pulley, a second intermediate pulley, a third intermediate pulley, and a fourth intermediate pulley;
A front end pulley assembly provided on the front end member, comprising a first front end pulley portion, a second front end pulley portion, a third front end pulley portion, and a fourth front end pulley portion that are integrated so as not to rotate relative to each other. A leading pulley assembly,
A first base auxiliary pulley rotatably attached to the base member;
A second base auxiliary pulley rotatably attached to the base member;
A third base auxiliary pulley rotatably attached to the base member;
A fourth base auxiliary pulley rotatably attached to the base member;
A first intermediate auxiliary pulley rotatably attached to the intermediate member;
A second intermediate auxiliary pulley rotatably attached to the intermediate member;
A third intermediate auxiliary pulley rotatably attached to the intermediate member;
A fourth intermediate auxiliary pulley rotatably attached to the intermediate member;
The first base pulley includes a first base stem portion extending along the first rotation axis, a first base proximal end pulley portion attached to a proximal end side of the first base stem portion, and the first base pulley. A first base distal end side pulley portion attached to the distal end side of the base stem portion,
The second base pulley includes a second base stem portion extending radially outward of the first base stem portion along the first rotation axis, and a distal end side of the first base proximal end pulley portion. A second base proximal end pulley portion attached to the second base stem portion; a second base distal end pulley portion attached to the second base stem portion on the proximal end side of the first base distal end pulley portion; Have
The third base pulley includes a third base stem portion that extends radially outward of the second base stem portion along the first rotation axis, and a distal end side of the second base proximal end pulley portion. A third base proximal end pulley portion attached to the third base stem portion; a third base distal end pulley portion attached to the third base stem portion on the proximal end side of the second base distal pulley portion; Have
A fourth base pulley portion disposed between the third base proximal end pulley portion and the third base distal end pulley portion on the radially outer side of the third base stem portion; Have
The joint mechanism further comprises:
A first base-side wire having a base end connected to the first winding means and a tip connected to the first base-side pulley section;
A proximal end is connected to the first base distal pulley section, and a distal end is connected to the first distal pulley section via the first base auxiliary pulley, the first intermediate pulley, and the first intermediate auxiliary pulley. 1 tip wire,
A second proximal end wire having a proximal end connected to the second winding means and a distal end connected to the second proximal proximal pulley section;
A base end is connected to the second base front end side pulley portion, and a front end is connected to the second front end pulley portion via the second base auxiliary pulley, the second intermediate pulley, and the second intermediate auxiliary pulley. Two distal wires,
A third base side wire having a base end connected to the third winding means and a tip connected to the third base base end side pulley portion;
A proximal end is connected to the third base distal pulley section, and a distal end is connected to the third distal pulley section via the third base auxiliary pulley, third intermediate pulley, and third intermediate auxiliary pulley. 3 tip side wires;
The proximal end is connected to the fourth winding means, and the distal end is connected to the fourth distal pulley portion via the fourth base pulley portion, the fourth base auxiliary pulley, the fourth intermediate pulley, and the fourth distal auxiliary pulley. And a fourth wire that is
A tip side portion of the first tip side wire, a tip side portion of the second tip side wire, a tip side portion of the third tip side wire, and a tip side portion of the fourth wire; Wound around the first tip pulley portion, the second tip pulley portion, the third tip pulley portion, and the fourth tip pulley portion;
The wire path of each wire includes the base member, the intermediate member, and the tip member by the tension of the first tip side wire, the second tip side wire, the third tip side wire, and the fourth wire. It is set so that it can be rotated independently around each of the first rotating shaft, the second rotating shaft and the third rotating shaft.
A wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism.
前記第1先端側ワイヤと前記第2先端側ワイヤと前記第3先端側ワイヤと前記第4ワイヤは、2本が、前記各基部プーリと前記各中間プーリと前記各先端プーリ部のそれぞれに対して第1方向に巻回され、他の2本が前記第1方向と反対方向の第2方向に巻回され、
前記各基部プーリと前記各中間プーリと前記各先端プーリ部において、前記第1先端側ワイヤと前記第2先端側ワイヤと前記第3先端側ワイヤと前記第4ワイヤの巻回方向の組み合わせが異なり、かつ、共役ではない、
請求項1に記載のワイヤ駆動型3自由度関節機構。
Two of the first tip side wire, the second tip side wire, the third tip side wire, and the fourth wire are respectively provided for each base pulley , each intermediate pulley, and each tip pulley portion. And the other two are wound in a second direction opposite to the first direction,
In each of the base pulleys , the intermediate pulleys, and the tip pulleys, a combination of winding directions of the first tip side wire, the second tip side wire, the third tip side wire, and the fourth wire is different. And not conjugated,
The wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism according to claim 1.
前記第4ワイヤが、前記第4基部プーリにそれぞれ固定された第4基端側ワイヤと第4先端側ワイヤに分割された、
請求項1または2に記載のワイヤ駆動型3自由度関節機構。
The fourth wire is divided into a fourth proximal end wire and a fourth distal end wire fixed to the fourth base pulley, respectively.
The wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism according to claim 1 or 2.
前記第1基部プーリと前記第1巻取手段の間に配置された第1固定部補助プーリと、
前記第2基部プーリと前記第2巻取手段の間に配置された第2固定部補助プーリと、
前記第3基部プーリと前記第3巻取手段の間に配置された第3固定部補助プーリと、
前記第4基部プーリと前記第4巻取手段の間に配置された第4固定部補助プーリと、を備えている、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のワイヤ駆動型3自由度関節機構。
A first fixed portion auxiliary pulley disposed between the first base pulley and the first winding means;
A second fixed portion auxiliary pulley disposed between the second base pulley and the second winding means;
A third fixed portion auxiliary pulley disposed between the third base pulley and the third winding means;
A fourth fixed portion auxiliary pulley disposed between the fourth base pulley and the fourth winding means;
The wire drive type | mold 3 degree-of-freedom joint mechanism of any one of Claim 1 thru | or 3.
前記第1先端側ワイヤの先端側が、前記第1先端プーリ部の第1方向の回転によって、前記第1先端プーリ部に巻き取られるように、前記第1先端プーリ部に接続され、
前記第2先端側ワイヤの先端側が、前記第2先端プーリ部の前記第1方向とは反対の第2方向の回転によって、前記第2先端プーリ部に巻き取られるように、前記第2先端プーリ部に接続され
前記第3先端側ワイヤの先端側が、前記第3先端プーリ部の第1方向の回転によって、前記第3先端プーリ部に巻き取られるように、前記第3先端プーリ部に接続され、
前記第4ワイヤの先端側が、前記第4先端プーリ部の前記第2方向の回転によって、前記第4先端プーリ部に巻き取られるように、前記第4先端プーリ部に接続されている、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のワイヤ駆動型3自由度関節機構
The distal end side of the first distal end side wire is connected to the first distal end pulley part so as to be wound around the first distal end pulley part by rotation of the first distal end pulley part in the first direction,
The second tip pulley so that the tip side of the second tip side wire is wound around the second tip pulley portion by rotation of the second tip pulley portion in a second direction opposite to the first direction. Is connected to the third tip pulley portion so that the tip end side of the third tip side wire is wound around the third tip pulley portion by the rotation of the third tip pulley portion in the first direction. ,
The distal end side of the fourth wire is connected to the fourth distal pulley portion so that the fourth distal pulley portion is wound around the fourth distal pulley portion by the rotation of the fourth distal pulley portion in the second direction.
The wire-driven three-degree-of-freedom joint mechanism according to any one of claims 1 to 4.
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