JP7331854B2 - リンク構造 - Google Patents
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Description
[本開示に係るリンク構造の適用例]
図1は、本開示に係る技術が適用されるロボットの一例を示す図である。図1に示すロボット100は、リンク構造1と、リンク構造1が設けられた本体200と、を有する。図1に示す一例では、ロボット100は、2つのリンク構造1のそれぞれが本体200に設けられている。リンク構造1は、例えば、ロボット100の回転関節として機能している。リンク構造1は、ロボット100の回転関節駆動用の直動駆動アクチュエータの一例である。回転関節は、例えば、ロボット100の膝、肘等の関節を含む。本体200は、リンク構造1の駆動を制御する制御装置を有している。
図2は、第1の実施形態に係るリンク構造1の構成の一例を示す図である。図3は、第1の実施形態に係るリンク構造1の断面模式図である。図4は、第1の実施形態に係るリンク構造1の固定構造の一例を示す模式図である。
次に、第1の実施形態に係るリンク構造1の動作の一例について説明する。図2に示す状態S1において、リンク構造1は、動力部7によって移動方向M1に移動させる動力が発生すると、移動機構4のねじ軸41が第1方向に回転する。リンク構造1は、移動機構4のナット42が第1リンク2に固定されているので、ねじ軸41が回転してもナット42が移動せずに、ねじ軸41を支持している筐体3がねじ軸41の回転に応じて移動方向M1に向かって移動する。リンク構造1は、筐体3が移動方向M1に向かって移動することで、作用部6も移動方向M1に向かって移動し、第2リンク8の端部8aを移動させる。そして、リンク構造1は、第1リンク2の作用部6の移動に応じて、第2リンク8が回転関節81を回転中心に回転する。そして、リンク構造1は、第1リンク2の内部において、動力部7の駆動によって筐体3を移動方向M1に移動させる場合、ナット42が動力部7に近付くにしたがって、ナット42が回転部5を中心に回転する。その結果、リンク構造1は、筐体3がナット42とともに回転することで、筐体3の第1端部3aが第1リンク2の内面に近付いている。その結果、リンク構造1は、図2の状態S2に示すように、第1リンク2に対して第2リンク8が曲がった状態になる。
例えば、第1の実施形態に係るリンク構造1は、動力部7の配置を変更することができる。図5は、第1の実施形態の変形例(1)に係るリンク構造1の構成の一例を示す図である。
例えば、第1の実施形態に係るリンク構造1は、動力部7の配置をさらに変更することができる。図6は、第1の実施形態の変形例(2)に係るリンク構造1の構成の一例を示す図である。
例えば、第1の実施形態に係るリンク構造1は、移動機構4の構成をさらに変更することができる。図7は、第1の実施形態の変形例(3)に係るリンク構造1の構成の一例を示す図である。
[第2の実施形態に係るリンク構造の構成例]
図8は、第2の実施形態に係るリンク構造1Aの構成の一例を示す図である。図8に示すように、リンク構造1Aは、第1リンク2と、筐体3と、移動機構4Aと、回転部5と、作用部6と、動力部7Aと、を有する。例えば、リンク構造1Aは、作用部6を直動駆動することで、第1リンク2に連結される第2リンク8を回転駆動させることができる。
次に、第2の実施形態に係るリンク構造1Aの動作の一例について説明する。リンク構造1Aは、動力部7Aによって移動方向M1に移動させる動力が発生すると、移動機構4Aのピニオン48の回転に応じてラック47が移動方向M1へ移動する。そして、リンク構造1Aは、ラック47の移動に応じて筐体3も移動方向M1へ移動する。リンク構造1Aは、筐体3が移動方向M1に向かって移動することで、作用部6も移動方向M1に向かって移動し、上述した第2リンク8を可動させる。
[第3の実施形態に係るリンク構造の構成例]
図9は、第3の実施形態に係るリンク構造1Bの構成の一例を示す図である。図10は、第3の実施形態に係るリンク構造1Bの固定構造の一例を示す模式図である。
次に、第3の実施形態に係るリンク構造1Bの動作の一例について説明する。リンク構造1Bは、動力部7Bによって移動方向M1に移動させる動力が発生すると、移動機構4Bの巻き取り部49bの回転に応じて、移動体32を近付けるようにワイヤ49aを巻き取る。その結果、リンク構造1Bは、移動体32及びガイド部43が移動方向M1へ移動することで、移動体31も移動方向M1へ移動する。リンク構造1Aは、筐体3が移動方向M1に向かって移動することで、作用部6も移動方向M1に向かって移動し、上述した第2リンク8を可動させる。
[第4の実施形態に係るリンク構造の構成例]
図11は、第4の実施形態に係るリンク構造1Cの構成の一例を示す図である。
次に、第4の実施形態に係るリンク構造1Cの動作の一例について説明する。状態S11では、リンク構造1Cは、動力部7Cによって配管73を介して移動機構4Cの伸縮部40bに流体が注入され、リンク構造1Cは、第1リンク2の短手方向に伸縮部40bが膨張することになる。その結果、リンク構造1Cは、伸縮部40bが第1リンク2の長手方向に収縮する収縮力が発生し、当該収縮力が移動体33を移動させる駆動力となる。すなわち、リンク構造1Cは、伸縮部40bの収縮により、移動体33が移動方向M1に向かって移動する。
(1)
第1リンクと、
前記第1リンクの内部に設けられ、当該第1リンクの内部を移動可能な移動対象部材と、
前記第1リンクに固定され、動力部の動力に応じて前記移動対象部材を当該第1リンクに沿った移動方向に移動させる移動機構と、
前記移動対象部材に設けられ、前記第1リンクに装着される第2リンクの可動に作用する作用部と、
を有するリンク構造。
(2)
前記第1リンクに固定され、前記移動対象部材及び前記移動機構の回転中心となる回転部をさらに有する、
前記(1)に記載のリンク構造。
(3)
前記移動対象部材は、筐体であり、
前記移動機構は、
前記筐体に支持され、前記移動方向に沿って延びるねじ軸と、
前記ねじ軸が挿通され、前記第1リンクに固定されたナットと、
を有する、
前記(1)又は(2)に記載のリンク構造。
(4)
前記筐体は、前記ねじ軸の両端を支持する、
前記(3)に記載のリンク構造。
(5)
前記移動機構は、前記ねじ軸に沿って設けられ、前記筐体を移動させるガイド部をさらに有する、
前記(3)又は(4)に記載のリンク構造。
(6)
前記第1リンクの内部の前記筐体に設けられ、当該筐体を移動させる前記動力を付与する前記動力部をさらに有する、
前記(3)~(5)のいずれかに記載のリンク構造。
(7)
前記動力部は、前記筐体と前記作用部との間に位置している、
前記(6)に記載のリンク構造。
(8)
前記動力部は、前記ねじ軸に沿った前記筐体の外面に設けられ、
前記移動機構は、前記動力部の前記動力を前記ねじ軸に伝達する伝達機構を有する、
前記(6)に記載のリンク構造。
(9)
前記移動機構は、前記ナットに設けられ、当該ナットに作用する力を検出する検出部をさらに備える、
前記(3)~(8)のいずれかに記載のリンク構造。
(10)
前記移動機構は、
前記移動対象部材に設けられ、当該移動対象部材とともに前記移動方向に沿って移動可能なラックと、
前記第1リンクに固定され、前記動力部の前記動力を前記ラックに伝達するピニオンと、
を有する、
前記(1)又は(2)に記載のリンク構造。
(11)
前記移動機構は、
前記移動方向に沿って前記移動対象部材の一端から他端にわたって設けられ、前記移動対象部材を移動させるワイヤと、
前記移動対象部材の前記一端と前記他端との間において前記第1リンクに固定され、前記ワイヤを巻き取って前記移動対象部材を前記移動方向に移動させる巻き取り部と、
を有する、
前記(1)又は(2)に記載のリンク構造。
(12)
前記移動機構は、
前記第1リンクに固定された固定部と、
前記移動対象部材と前記固定部とにわたって設けられ、空気圧によって伸縮する伸縮部と、
を有し、
前記移動対象部材は、前記伸縮部の伸縮によって前記移動方向に移動する
前記(1)又は(2)に記載のリンク構造。
(13)
前記第1リンクに装着され、前記作用部の作用によって可動する前記第2リンクをさらに有する、
前記(1)~(12)のいずれかに記載のリンク構造。
(14)
リンク構造と、前記リンク構造によって可動される第2リンクと、を有し、
前記リンク構造は、
第1リンクと、
前記第1リンクの内部に設けられ、当該第1リンクの内部を移動可能な移動対象部材と、
前記第1リンクに固定され、動力部の動力に応じて前記移動対象部材を当該第1リンクに沿った移動方向に移動させる移動機構と、
前記移動対象部材に設けられ、前記第1リンクに装着される第2リンクの可動に作用する作用部と、
を有するロボット。
2 第1リンク
3 筐体
3a 第1端部
3b 第2端部
3c 外面
4,4A,4B,4C 移動機構
5 回転部
6 作用部
7,7A,7B,7C 動力部
8 第2リンク
31,32,33 移動体
40a 固定部
40b 伸縮部
40c ガイド部
41 ねじ軸
42 ナット
43 ガイド部
43a レール
43b ブロック
44 連結プレート
45 検出部
47 ラック
48 ピニオン
49a ワイヤ
49b 巻き取り部
71 出力軸
72 伝達部
100 ロボット
200 本体
M1,M2 移動方向
Claims (10)
- 第1リンクと、
前記第1リンクの内部に設けられ、当該第1リンクの内部を移動可能な筐体と、
前記第1リンクに固定され、動力部の動力に応じて前記筐体を当該第1リンクに沿った移動方向に移動させる移動機構と、
前記筐体に設けられ、前記第1リンクに装着される第2リンクの可動に作用する作用部と、
前記第1リンクに固定され、前記筐体及び前記移動機構の回転中心となる回転部と、
を有し、
前記移動機構は、
前記筐体に支持され、前記移動方向に沿って延びるねじ軸と、
前記ねじ軸が挿通され、前記第1リンクに固定されたナットと、
を有し、
前記回転部と、前記ナットとが近傍に一体として配置される
リンク構造。 - 前記筐体は、前記ねじ軸の両端を支持する、
請求項1に記載のリンク構造。 - 前記移動機構は、前記ねじ軸に沿って設けられ、前記筐体を移動させるガイド部をさらに有する、
請求項1または2に記載のリンク構造。 - 前記第1リンクの内部の前記筐体に設けられ、当該筐体を移動させる前記動力を付与する前記動力部をさらに有する、
請求項1~3のいずれか一つに記載のリンク構造。 - 前記動力部は、前記筐体と前記作用部との間に位置している、
請求項4に記載のリンク構造。 - 前記動力部は、前記ねじ軸に沿った前記筐体の外面に設けられ、
前記移動機構は、前記動力部の前記動力を前記ねじ軸に伝達する伝達機構を有する、
請求項4に記載のリンク構造。 - 前記移動機構は、前記ナットに設けられ、当該ナットに作用する力を検出する検出部をさらに備える、
請求項1~6のいずれか一つに記載のリンク構造。 - 第1リンクと、
前記第1リンクの内部に設けられ、当該第1リンクの内部を移動可能な筐体と、
前記第1リンクに固定され、動力部の動力に応じて前記筐体を当該第1リンクに沿った移動方向に移動させる移動機構と、
前記筐体に設けられ、前記第1リンクに装着される第2リンクの可動に作用する作用部と、
前記第1リンクに固定され、前記筐体及び前記移動機構の回転中心となる回転部と、
を有し、
前記移動機構は、
前記筐体に設けられ、当該筐体とともに前記移動方向に沿って移動可能なラックと、
前記第1リンクに固定され、前記動力部の前記動力を前記ラックに伝達するピニオンと、
を有し、
前記回転部と、前記ピニオンとが近傍に一体として配置される
リンク構造。 - 第1リンクと、
前記第1リンクの内部に設けられ、当該第1リンクの内部を移動可能な筐体と、
前記第1リンクに固定され、動力部の動力に応じて前記筐体を当該第1リンクに沿った移動方向に移動させる移動機構と、
前記筐体に設けられ、前記第1リンクに装着される第2リンクの可動に作用する作用部と、
前記第1リンクに固定され、前記筐体及び前記移動機構の回転中心となる回転部と、
を有し、
前記移動機構は、
前記移動方向に沿って前記筐体の一端から他端にわたって設けられ、前記筐体を移動させるワイヤと、
前記筐体の前記一端と前記他端との間において前記第1リンクに固定され、前記ワイヤを巻き取って前記筐体を前記移動方向に移動させる巻き取り部と、
を有し、
前記回転部と、前記巻き取り部とが近傍に一体として配置される
リンク構造。 - 第1リンクと、
前記第1リンクの内部に設けられ、当該第1リンクの内部を移動可能な筐体と、
前記第1リンクに固定され、動力部の動力に応じて前記筐体を当該第1リンクに沿った移動方向に移動させる移動機構と、
前記筐体に設けられ、前記第1リンクに装着される第2リンクの可動に作用する作用部と、
前記第1リンクに固定され、前記筐体及び前記移動機構の回転中心となる回転部と、
を有し、
前記移動機構は、
前記第1リンクに固定された固定部と、
前記筐体と前記固定部とにわたって設けられ、空気圧によって伸縮する伸縮部と、
を有し、
前記筐体は、前記伸縮部の伸縮によって前記移動方向に移動し、
前記回転部と、前記固定部とが近傍に一体として配置される
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