JP7007343B2 - 衝撃吸収および自己再整列ロボット機構 - Google Patents
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Description
この国際特許出願は、2014年8月25日に出願された米国仮特許出願第62/041,332号「Cable Guide System for Robotic Mechanical Manipulator Structure」、2014年12月4日に出願された仮特許出願第62/087,664号「Tendon Configuration for Under-Actuated Robotic Manipulator With Progressive Wrapping Links,」、2015年5月21日に出願された仮特許出願第62/165,080号「Tendon Configuration for Under-Actuated Robotic Manipulator With Progressive Wrapping Links」、および2015年5月21日に出願された仮特許出願第62/165,074号「Apparatus and Method for Attaching Apparatus to Robotic Fingers」の利益を主張し、これらの内容は全て参照によって本明細書に組み込まれている。
本発明は、一般に、機械的マニピュレータ、ロボット型グリッパおよびロボット工学用途に使用するための付属物などの回転関節を利用するシリアルリンク構造を含むロボット機構に関する。
11 磁気ペア
12 リンク
14 中央リンク
15 磁気リンク
16 リンク
18,20 関節
22a 左端セグメント
22b 右端セグメント
24,26 腱
28 境界面
30 ケーブルガイド
32 ケーブルガイド
42,44 嵌合成形部分
52,54 磁気ペア
62,64,66,68 磁石
80 ロボット型グリッパ
88 ロボット型グリッパ基部
Claims (15)
- 基部と、
第1の関節によって第2のリンクに連結される第1のリンク、および対向面において第2の関節によって前記第2のリンクに連結されるリンクセグメントから形成されたリンクアセンブリと、
前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する少なくとも1つの腱であって、前記少なくとも1つの腱の少なくとも1つの端部は、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントのいずれとも接続していない、少なくとも1つの腱と、
を備えるロボット機構であって、
前記少なくとも1つの腱に対して加えられる張力によって前記リンクセグメントが前記第2のリンクと接触するよう保持され、
前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して通常の動作範囲を超えた所定のトルクまたは力が少なくとも1つの方向に加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定の力が加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いに少なくとも部分的に分離することを許容するよう選択された張力の下で前記少なくとも1つの腱が動作する、ロボット機構。 - 前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントの前記対向面における嵌合成形部分をさらに含み、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して通常の動作範囲を超えた所定のトルクまたは力が少なくとも1つの方向に加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定の力またはトルクが加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いから離れることを許容するように、かつ前記所定のトルクまたは力が前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントから取り除かれ、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが前記少なくとも1つの腱にかかる前記張力によって共に引っ張り戻される場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いに再整列するように前記嵌合成形部分が構成されている、請求項1に記載のロボット機構。
- 前記少なくとも1つの腱が、
前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する第1の腱と、
前記第1の腱が前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する位置から離れた位置で前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する第2の腱と、
を備える、請求項1に記載のロボット機構。 - 前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントの前記対向面における嵌合成形部分をさらに含み、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して少なくとも一方向に通常の動作範囲を超えた所定のトルクまたは力が加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定のトルクまたは力が前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いから離れることを許容するように、かつ前記所定のトルクまたは力が前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントから取り除かれ、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが前記第1および第2の腱にかかる張力によって共に引っ張り戻される場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いに再整列するように前記嵌合成形部分が構成されている、請求項3に記載のロボット機構。
- 基部と、
第1の関節によって第2のリンクに連結される第1のリンク、および対向面において第2の関節によって前記第2のリンクに連結されるリンクセグメントから形成されたリンクアセンブリと、
前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する少なくとも1つの腱であって、前記少なくとも1つの腱の少なくとも1つの端部は、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントのいずれとも接続していない、少なくとも1つの腱と、
磁気ペアの1ピースが前記対向面の各面と磁気結合する、2ピース磁気ペアと、
を備えるロボット機構であって、
前記少なくとも1つの腱に対して加えられる張力および前記磁気ペアの2つのピースの間の磁気引力によって前記リンクセグメントが前記第2のリンクと接触するよう保持され、
前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して通常の動作範囲を超えた第1の所定のトルクまたは力が少なくとも1つの方向に加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定のトルクまたは力が前記リンクアセンブリに加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いに少なくとも部分的に分離することを許容するよう選択された張力の下で前記少なくとも1つの腱が動作する、ロボット機構。 - 前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して通常の動作範囲を超える第2の所定のトルクまたは力が少なくとも1つの方向に加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定のトルクまたは力が前記リンクアセンブリに加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いから少なくとも部分的に分離することを許容するよう前記磁気ペアの2つのピースの間の磁気引力が選択されている、請求項5に記載のロボット機構。
- 前記磁気ペアの一方のピースが、磁石であり、かつ前記磁気ペアの他方のピースが強磁性材料である、請求項5に記載のロボット機構。
- 前記磁気ペアの両方のピースが磁石である、請求項5に記載のロボット機構。
- 前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントの前記対向面における嵌合成形部分をさらに含み、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して通常の動作範囲を超えた所定のトルクまたは力が少なくとも1つの方向に加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定の力またはトルクが加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いから離れることを許容するように、かつ前記所定のトルクまたは力が前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントから取り除かれ、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが前記少なくとも1つの腱にかかる前記張力および前記磁気ペアの2つのピースの間の磁気引力によって共に引っ張り戻される場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いに再整列するように前記嵌合成形部分が構成されている、請求項5に記載のロボット機構。
- 前記少なくとも1つの腱が、
前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する第1の腱と、
前記第1の腱が前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する位置から離れた位置で前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する第2の腱と、
を備える、請求項5に記載のロボット機構。 - 前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントの前記対向面における嵌合成形部分をさらに含み、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して少なくとも一方向に通常の動作範囲を超えた所定のトルクまたは力が加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定のトルクまたは力が前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いから離れることを許容するように、かつ前記所定のトルクまたは力が前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントから取り除かれ、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが前記第1および第2の腱にかかる張力および前記磁気ペアの2つのピースの間の磁気引力によって共に引っ張り戻される場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いに再整列するように前記嵌合成形部分が構成されている、請求項10に記載のロボット機構。
- 基部と、
第1の関節によって第2のリンクに連結される第1のリンク、および対向面において第2の関節によって前記第2のリンクに連結されるリンクセグメントから形成されたリンクアセンブリと、
前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する少なくとも1つの腱であって、前記少なくとも1つの腱の少なくとも1つの端部は、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントのいずれとも接続していない、少なくとも1つの腱と、
第1磁石および第2磁石を含む第1磁石ペアであって、前記第1磁石が前記対向面の一方と磁気結合し、かつ前記第2磁石が前記対向面の他方と磁気結合し、前記第1磁石ペアの磁極が前記第1および第2磁石間の磁気引力を提供するよう配向される、第1磁石ペアと、
第3磁石および第4磁石を含む第2磁石ペアであって、前記第3磁石が前記対向面の一方と磁気結合し、かつ前記第4磁石が前記対向面の他方と磁気結合し、前記第2磁石ペアの磁極が前記第3および第4磁石間の磁気引力を提供するように配向され、前記第1磁石ペアの前記磁極が前記第2磁石ペアの前記磁極に対向して位置合わせされている、第2磁石ペアと、
を備え、
前記少なくとも1つの腱に対して加えられる張力によって前記リンクセグメントが前記第2のリンクと接触するよう保持され、
前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して通常の動作範囲を超えた所定のトルクまたは力が加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定の力またはトルクが加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いから離れることを許容するよう選択された張力の下で前記少なくとも1つの腱が動作するロボット機構。 - 前記少なくとも1つの腱が、
前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する第1の腱と、
前記第1の腱が前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する位置から離れた位置で前記第1のリンクから前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを通り前記基部へと通過する第2の腱と、
を備える、請求項12に記載のロボット機構。 - 前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントの前記対向面における嵌合成形部分をさらに含み、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して通常の動作範囲を超えた所定のトルクまたは力が加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定の力またはトルクが加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いから離れることを許容するように、かつ前記所定のトルクまたは力が前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントから取り除かれ、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが前記第1および第2の腱にかかる前記張力および前記磁気ペアの2つのピースの間の磁気引力によって共に引っ張り戻される場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いに再整列するように前記嵌合成形部分が構成されている、請求項11に記載のロボット機構。
- 前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントの前記対向面における嵌合成形部分をさらに含み、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントに対して通常の動作範囲を超えた所定のトルクまたは力が加えられるか、または前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントを引っ張る所定の力またはトルクが加えられる場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いから離れることを許容するように、かつ前記所定のトルクまたは力が前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントから取り除かれ、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが前記少なくとも1つの腱にかかる前記張力および前記第1および第2磁石ペアの間の磁気引力によって共に引っ張り戻される場合に、前記第2のリンクおよび前記リンクセグメントが互いに再整列するように前記嵌合成形部分が構成されている、請求項12に記載のロボット機構。
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