JP7456824B2 - リンク機構、及びリンクユニット - Google Patents

Description

本発明は、リンク機構の関節部分において、非接触電力伝送を行うリンク機構等に関する。

様々な工作作業において、省力化のためにロボットアームを使用することが多くなっている。ロボットアームはモータやセンサを内蔵しているため、モータに電力を供給するための配線、モータを制御するための配線、センサからの情報を伝送するための配線などが用いられており、配線が極めて多い。また、ロボットアームには可動する部分があるため、度重なる屈曲による断線事故や、線噛みによる断線事故が多くなる。

また、配線は実装スペースを圧迫すると共に、可動範囲を限定する要因にもなる。さらに、ロボットアームを製造する際に、配線ミスが発生する可能性もある。このように、ロボットアームの設計、製造、保守の面で、配線は様々なトラブルの原因になりうる。このようなトラブルを解消するため、ロボットアームなどの可動部分を含むリンク機構において、配線を無線化することが求められている。

例えば、特許文献１では、一対のコイルを介してロボットアームの関節部分において、無線で電力伝送を行っている。そのような電力伝送を行うことによって、配線を減らすことができる。

特開２０１９－１７６６９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された非接触電力伝送においては、送電側のユニットと受電側のユニットとは完全に離れたものとなっており、その結果として、非接触電力伝送の効率がそれほど高くないという問題があった。
一般的に言えば、複数のリンクが関節によって連結されたリンク機構における関節部分での非接触電力伝送において、送電効率を向上させたいという要望があった。

本発明は、上記事情に応じてなされたものであり、複数のリンクが関節によって連結されたリンク機構における関節部分での非接触電力伝送の効率を向上させることができるリンク機構等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様によるリンク機構は、関節によって連結された第１のリンク及び第２のリンクを備えたリンク機構であって、第１のリンクは、第２のリンクとの連結箇所に設けられた、非接触電力伝送で用いられる送電コイルを有し、第２のリンクは、送電コイルと対面するように設けられた、非接触電力伝送で用いられる受電コイルを有し、送電コイル及び受電コイルの中心には関節の回転軸である磁性体の軸部材が設けられている、ものである。

このような構成により、関節部分における電力伝送用の配線をなくすことができる。そのため、度重なる屈曲による断線事故や、歯噛みによる断線事故が起こらないようにすることができる。また、関節部分での配線がなくなることによって、可動範囲が限定されないことにもなる。例えば、関節において、一方向に任意の回数だけ回転することも可能になる。また、送電コイル及び受電コイルの中心に、関節の回転軸である磁性体の軸部材が設けられていることにより、軸部材が両コイルの結合を促進するコアとなるため、そのような軸部材が存在しない場合と比較して、送電コイルから受電コイルへの非接触電力伝送の効率を向上させることができる。また、軸部材が、関節の回転軸を兼ねていることにより、送電効率の向上のために別途、コアを設ける必要がないというメリットもある。また、その軸部材が存在することにより、両コイルの位置関係がずれることなく関節が回転することになるため、回転に応じて電力の伝送効率が変化することもない。

また、本発明の一態様によるリンクユニットは、関節によって連結される複数のリンクを有するリンク機構を構成するリンクユニットであって、基端側の関節に設けられた、非接触電力伝送で用いられる受電コイルと、先端側の関節に設けられた、非接触電力伝送で用いられる送電コイルと、基端側または先端側の関節を回転させる駆動手段と、受電コイルによって非接触で受電された電力を、駆動手段に供給すると共に、送電コイルから先端側のリンクユニットに送電する制御回路と、受電コイルの中心及び送電コイルの中心の少なくとも一方に設けられた、関節の回転軸である磁性体の軸部材と、を備えたものである。

このような構成により、リンクユニットを連結することによって、容易にリンク機構を構成することができる。また、リンク機構の用途などに応じて、リンクの個数を容易に増減させることもできる。また、そのリンク機構の関節部分では、非接触電力伝送を行うことができ、また、両コイルの中心に磁性体の軸部材が存在するため、上記した効果と同様の効果も得られることになる。

また、本発明の一態様によるリンクユニットでは、軸部材は、受電コイルの中心及び送電コイルの中心の一方に設けられていてもよい。

このような構成により、ユーザが複数のリンクユニットを連結させる際に、リンクユニットの受電側（すなわち、基端側）の端部と、送電側（すなわち、先端側）の端部とを、軸部材の有無に応じて容易に判別することができる。

また、本発明の一態様によるリンクユニットでは、基端側の関節及び先端側の関節の一方では、連結対象の関節部分の送電コイルまたは受電コイルを回転軸方向において両側から挟み込むように受電コイルまたは送電コイルが設けられており、基端側の関節及び先端側の関節の他方では、連結対象の関節部分の受電コイルまたは送電コイルによって回転軸方向において両側から挟み込まれるように送電コイルまたは受電コイルが設けられていてもよい。

このような構成により、関節部分での効率的な電力伝送を実現することができるようになる。また、リンクユニットの基端側の形状と先端側の形状とが異なることになるため、リンクユニットの基端側の端部と、先端側の端部とを容易に判別することができる。

また、本発明の一態様によるリンクユニットでは、基端側の関節の回転軸と、先端側の関節の回転軸とは平行であってもよい。

このような構成により、そのリンクユニットを用いることによって、例えば、水平多関節ロボットを構成することができる。

また、本発明の一態様によるリンクユニットでは、先端側の関節の回転軸は、基端側の関節の回転軸を含む直線と、リンクユニットの長手方向の直線とを含む平面に垂直な方向であってもよい。

このような構成により、そのリンクユニットを用いることによって、より複雑な動作を行うためのリンク機構を構成することができる。

本発明の一態様によるリンク機構等によれば、関節部分における電力伝送用の配線をなくすことができる。また、磁性体の軸部材を用いることによって、非接触電力伝送の効率を向上させることもできる。

本発明の実施の形態１によるリンク機構の構成を示す平面図 同実施の形態によるリンクユニットの内部構造を示す図 同実施の形態によるリンク機構の内部構造を示す図 同実施の形態におけるロボットアーム装置の基端側の内部構造を示す図 同実施の形態による他の構成のリンク機構の内部構造を示す図 同実施の形態によるリンク機構の他の構成を示す平面図

以下、本発明によるリンク機構について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１によるリンク機構、及びリンクユニットについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるリンク機構は、複数のリンクユニットを連結したものであり、関節部分において、送電コイル、受電コイル、及び軸部材を用いて非接触電力伝送を行うものである。

図１は、本実施の形態によるリンク機構１の構成を示す平面図である。図２は、リンク機構１を構成する第１のリンクユニット１０の内部構造を示す図である。図３は、リンク機構１の内部構造を示す図である。

本実施の形態によるリンク機構１は、第１のリンクユニット１０、及び第２のリンクユニット２０を備える。なお、図１、図３では、説明の便宜上、リンク機構１が連結された２個のリンクユニットを有する場合について説明するが、リンク機構１は、直列に連結された３個以上のリンクユニットを有するものであってもよい。また、リンク機構１は、例えば、ロボットアームであってもよく、ロボットアーム以外のものであってもよい。後者の場合には、リンク機構１は、例えば、４足歩行ロボットの脚であってもよく、ヒューマノイドロボットの腕や脚であってもよく、クレーンなどのリンク機構であってもよい。なお、本実施の形態では、第１のリンクユニット１０が基端側のリンクであり、第２のリンクユニット２０が、第１のリンクユニット１０の先端側に連結されたリンクであるとする。

第１のリンクユニット１０は、受電コイル１１と、送電コイル１２と、駆動手段１３と、制御回路１４と、軸部材１５と、プーリ１６、１７と、ベルト１８とを備える。第２のリンクユニット２０は、受電コイル２１と、送電コイル２２と、駆動手段２３と、制御回路２４と、軸部材２５と、プーリ２６、２７と、ベルト２８とを備える。なお、第２のリンクユニット２０の受電コイル２１、送電コイル２２、駆動手段２３、制御回路２４、軸部材２５、プーリ２６、２７、ベルト２８は、それぞれ第１のリンクユニット１０の受電コイル１１、送電コイル１２、駆動手段１３、制御回路１４、軸部材１５、プーリ１６、１７、ベルト１８と同様のものであり、それらの説明を省略する。第１及び第２のリンクユニット１０，２０は、例えば、直線状に延びた棒状のユニットであってもよい。本実施の形態では、その場合について主に説明する。また、各リンクユニットの長手方向の長さは、例えば、同じであってもよく、または、異なっていてもよい。

受電コイル１１は、非接触電力伝送で用いられる受電用のコイルであり、第１のリンクユニット１０の基端側の関節に設けられる。受電コイル１１は、第１のリンクユニット１０の基端側が、他のリンクユニットやベース側に連結された場合に、他のリンクユニットの先端側の関節に設けられた図示しない送電コイルや、ベース側の関節に設けられた図示しない送電コイルと対面するように設けられる。

送電コイル１２は非接触電力伝送で用いられる送電用のコイルであり、第１のリンクユニット１０の先端側の関節に設けられる。すなわち、送電コイル１２は、第２のリンクユニット２０との連結箇所に設けられている。送電コイル１２は、第１のリンクユニット１０の先端側に連結された第２のリンクユニット２０の基端側の関節に設けられた受電コイル２１と対面するように設けられる。

なお、送電コイル１２と受電コイル２１との間で行われる非接触電力伝送の方式は問わない。その非接触電力伝送の方式は、例えば、電磁誘導方式や磁界共振方式などの磁界結合方式であってもよく、非接触電力伝送のその他の方式であってもよい。

駆動手段１３は、基端側または先端側の関節を回転させる。本実施の形態では、駆動手段１３が、先端側の関節を回転させる場合について主に説明する。駆動手段１３は、例えば、モータ等であってもよい。

制御回路１４は、受電コイル１１によって非接触で受電された電力を、駆動手段１３に供給する。すなわち、駆動手段１３は、受電コイル１１によって受電された電力によって動作することになる。また、制御回路１４は、受電コイル１１によって非接触で受電された電力を、送電コイル１２から、先端側の第２のリンクユニット２０に送電する。具体的には、受電コイル１１によって受電された電力が、送電コイル１２から第２のリンクユニット２０の受電コイル２１に非接触で伝送される。制御回路１４は、受電コイル１１から出力された電力について、電圧や電流の調整を行って、駆動手段１３や送電コイル１２に供給してもよい。なお、制御回路１４は、例えば、受電コイル１１からの交流電力を一度、直流に変換してから、電圧や電流の調整を行ってもよい。また、例えば、駆動手段１３が直流モータである場合には、直流電力が駆動手段１３に送られてもよい。また、駆動手段１３がパルスモータや交流モータである場合には、制御回路１４は、直流電力を交流電力に変換して駆動手段１３に送ってもよい。

なお、送電コイル１２の先に受電コイルが存在しない場合には、送電コイル１２に流れる電流量が大きくなることによって、制御回路１４は、そのことを検知することができる。そして、制御回路１４は、送電コイル１２への電力の供給を停止してもよい。なお、ユーザが、リンクユニットを連結する際に、先端側のリンクユニットが連結されないリンクユニット、すなわち、最先端のリンクユニットについては、送電を行わない設定を手動で行うようにしてもよい。また、最先端のリンクユニットにおいては、駆動手段１３への電力の供給も行われなくてもよい。

軸部材１５は、関節の回転軸であり、磁性体の部材である。軸部材１５は、送電コイル１２の中心に設けられており、第１のリンクユニット１０が第２のリンクユニット２０と連結されることによって、送電コイル１２及び受電コイル２１の中心に位置することになる。軸部材１５は、磁性体であるため、送電コイル１２から受電コイル２１に非接触電力伝送が行われる際に両コイルの結合を促進するコアとなる。なお、軸部材１５は、例えば、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性体であってもよく、それらの合金であってもよく、その他の磁性体であってもよい。コイルの結合を促進する観点からは、軸部材１５としてフェライトを用いることが好適である。一方、フェライトは強度が低いため、フェライトを用いる場合には、フェライトを樹脂で覆った棒状の部材を、軸部材１５として用いてもよい。フェライトを覆う樹脂は、高強度であることが好適である。強度の高い樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、エンジニアリング・プラスチック、スーパーエンジニアリング・プラスチック等であってもよい。

なお、本実施の形態では、第１のリンクユニット１０の送電コイル１２の中心に軸部材１５が設けられている場合について説明するが、そうでなくてもよい。軸部材１５は、第１のリンクユニット１０の送電コイル１２の中心、及び受電コイル１１の中心の少なくとも一方に設けられていてもよい。例えば、駆動手段１３が先端側の関節を回転させる場合であっても、軸部材１５は、基端側の受電コイル１１の中心に設けられていてもよい。なお、軸部材１５を、受電コイル１１の中心及び送電コイル１２の中心の一方に設けた場合には、第１のリンクユニット１０において、軸部材の有無によって、基端側の関節か、先端側の関節かを判別することができるようになる。そのような判別を可能にするためには、受電コイル１１の中心及び送電コイル１２の中心の一方にのみ軸部材１５を設けることが好適である。

次に、駆動手段１３による関節の回転について説明する。駆動手段１３の回転軸にはプーリ１６が取り付けられており、軸部材１５にはプーリ１７が取り付けられており、両プーリ１６，１７に、ベルト１８が掛け渡されている。したがって、駆動手段１３の回転軸が回転することによって、プーリ１６が回転し、その回転がベルト１８によってプーリ１７に伝わり、プーリ１７の回転に応じて軸部材１５が回転することになる。また、軸部材１５の第２のリンクユニット２０側の端部は、第２のリンクユニット２０に固定されているものとする。その結果、軸部材１５の回転に応じて、第１のリンクユニット１０が、第２のリンクユニット２０に対して関節部分において回転することになる。

なお、プーリ１６，１７やベルト１８に代えて、ギヤを用いて軸部材１５を回転させてもよく、駆動手段１３の回転軸を直接、軸部材１５に接続してもよく、または、その他の方法によって駆動手段１３の動力が軸部材１５に伝達されてもよい。また、動力の伝達において、減速機を用いることによってトルクを増加させてもよい。

次に、第１のリンクユニット１０，２０を用いてリンク機構１を構成する方法について簡単に説明する。第１のリンクユニット１０の先端側を、第２のリンクユニット２０の基端側に連結させることによって、図１、図３で示されるように、第１及び第２のリンクユニット１０，２０を有するリンク機構１を構成することができる。より具体的には、第１のリンクユニット１０の先端側の軸部材１５を、第２のリンクユニット２０の基端側の関節の軸取り付け孔に挿入し、第２のリンクユニット２０において軸部材１５を固定する。そのようにして、両リンクユニット１０，２０を連結することができる。また、第２のリンクユニット２０の先端側、または、リンクユニット１０の基端側に他のリンクユニットを連結することにより、連結されるリンクユニットの個数を簡単に増やすことができる。

なお、リンク機構１の基端側の第１のリンクユニット１０は、例えば、図４で示されるように、ベース３に固定された基端部３０の関節に連結されてもよい。基端部３０は、例えば、送電コイル３２と、駆動手段３３と、制御回路３４と、軸部材３５と、プーリ３６，３７と、ベルト３８とを備えていてもよい。なお、送電コイル３２、駆動手段３３、制御回路３４、軸部材３５、プーリ３６，３７、ベルト３８はそれぞれ、送電コイル１２、駆動手段１３、制御回路１４、軸部材１５、プーリ１６，１７、ベルト１８と同様のものであり、それらの説明を省略する。また、基端部３０は、商用電源から電力供給を受けることができるため、受電コイルを有していなくてもよい。したがって、制御回路３４は、商用電源からの電力を、適宜調整して送電コイル３２に出力してもよい。また、駆動手段３３も、商用電源によって動作してもよい。なお、図４では、第１のリンクユニット１０の先端側に接続されているリンクユニットを省略しているが、第１のリンクユニット１０の先端側には、第２のリンクユニット２０が連結されていてもよく、第２のリンクユニット２０の先端側にもさらに、別のリンクユニットが連結されていてもよい。また、リンク機構１の先端には、例えば、ロボットアームの用途に応じたハンド部などのエンドエフェクタが連結されてもよい。このようにして、ロボットアーム装置２が構成されることになる。

次に、リンク機構１の動作について簡単に説明する。基端部３０から送電コイル３２を介して、非接触電力伝送によって受電コイル１１に電力が伝送される。受電コイル１１で受電された電力は制御回路１４に出力され、適宜、電圧、電流等の調整が行われて駆動手段１３と、送電コイル１２に供給される。そして、送電コイル１２から、第２のリンクユニット２０の受電コイル２１に、非接触電力伝送によって電力が伝送される。このように、リンクユニット間での非接触電力伝送が順次、行われることによって、リンク機構１の先端まで、電力が伝送されることになる。その結果、リンク機構１では、電力伝送のための配線を関節部分に設ける必要がなくなる。

なお、非接触電力伝送と共に、制御信号などの通信も、送電コイルや受電コイルを介して行われてもよい。その場合には、例えば、送電コイル３２から受電コイル１１に制御信号が送信され、その制御信号に基づいて、駆動手段１３が駆動されてもよい。また、送電コイル３２から受電コイル１１に送信される制御信号には、駆動手段２３の制御信号も含まれていてもよい。その場合には、制御回路１４は、受電コイル１１によって受信された制御信号のうち、駆動手段１３の制御信号に基づいて駆動手段１３を制御すると共に、駆動手段２３の制御信号を、送電コイル１２から受電コイル２１に送信してもよい。

また、第２のリンクユニット２０における図示しないセンサによるセンシング結果が、受電コイル２１を介して送電コイル１２に送信されてもよい。例えば、センサは、駆動手段２３の回転軸の変位を取得するロータリエンコーダであり、センシング結果は、回転軸の変位であってもよい。そして、そのセンシング結果は、送電コイル１２で受信されて制御回路１４に出力されてもよい。その後、制御回路１４は、第１のリンクユニット１０におけるセンシング結果と、第２のリンクユニット２０から受信したセンシング結果とを、受電コイル１１を介して送電コイル３２に送信してもよい。このようにすることで、制御回路３４は、各リンクユニットから送信されたセンシング結果を受け取ることができ、そのセンシング結果に基づいて、各リンクユニットの駆動手段を制御することができるようになる。

このように、制御信号などの通信も送電コイルや受電コイルを介して行われることによって、関節部分において、制御信号等の伝送のための配線も不要となり、リンク機構１におけるさらなるワイヤレス化を実現することができる。

なお、駆動手段の制御信号やセンシング結果の通信は、送電コイルや受電コイルを介さないで行われてもよい。例えば、基端部３０から各リンクユニットに制御信号が無線送信され、また、各リンクユニットから基端部３０にセンシング結果が無線送信されてもよい。また、制御信号やセンシング結果の通信は、リンク機構１の配線によって行われてもよい。この場合でも、本実施の形態によるリンク機構１では、電力に関する関節部分での配線をなくすことはできる。

以上のように、本実施の形態によるリンク機構１によれば、関節部分において、非接触電力伝送によって電力を伝送できるため、関節部分における電力伝送のための配線が不要になる。そのため、配線に起因するトラブルを解消することができる。例えば、電力用の配線について、度重なる屈曲による断線事故や、歯噛みによる断線事故が起こらないようにすることができる。また、例えば、関節部分でのすべての配線がなくなった場合には、可動範囲が限定されないことになり、関節において、一方向に任意の回数だけ回転することも可能になる。また、配線が少なくなることに応じて、リンク機構１を軽量化することができ、少ないトルクで各関節を回転させることができるようになり、省エネルギーにも寄与することになる。

また、送電コイル１２及び受電コイル２１の中心に存在する軸部材１５が両コイル１２，２１の結合を促進するコアとなるため、非接触電力伝送の効率を向上させることができる。また、軸部材１５が、関節の回転軸を兼ねていることにより、送電効率の向上のために別途、コアを設ける必要がないというメリットもある。また、その軸部材１５が存在することにより、両コイル１２，２１の位置関係がずれることなく関節が回転することになり、回転に応じて電力の伝送効率が変化することもない。また、複数のリンクユニットを連結することによってリンク機構１を構成することができるため、リンク機構１を簡単に拡張することができるようになる。

次に、本実施の形態によるリンク機構１及びリンクユニットの変形例について説明する。

［受電コイルと送電コイルとの対応関係］
本実施の形態では、受電コイルと送電コイルとが一対一で対面される場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、図５で示されるように、第２のリンクユニット２０の基端側の関節には、連結対象の関節部分の送電コイル１２を回転軸方向において両側から挟み込むように受電コイル２１が設けられており、第１のリンクユニット１０の先端側の関節には、連結対象の関節部分の１対の受電コイル２１によって回転軸方向において両側から挟み込まれるように送電コイル１２が設けられていてもよい。なお、軸部材１５は、３個のコイルを貫通することになる。

このような構成により、受電コイル２１が送電コイル１２の両側から電力の供給を受けることができ、非接触電力伝送の効率が向上することになる。また、軸部材１５の両端が第２のリンクユニット２０によって支持される両持ち構造となるため、片持ち構造よりも関節部分において軸部材１５がぶれにくくなり、関節の回転も安定したものとなる。また、リンクユニットの形状が基端側と先端側とで異なるため、リンクユニットにおいて、どちらが先端側であるのか（または、基端側であるのか）を容易に判別することができるようになる。

なお、ここでは、受電コイルが２個の送電コイルで挟まれる場合について説明したが、逆であってもよい。すなわち、送電コイルが２個の受電コイルで挟まれてもよい。この場合であっても、非接触電力伝送の効率を向上させることができる。

このように、基端側の関節及び先端側の関節の一方では、連結対象の関節部分の送電コイルまたは受電コイルを回転軸方向において両側から挟み込むように受電コイルまたは送電コイルが設けられ、基端側の関節及び先端側の関節の他方では、連結対象の関節部分の受電コイルまたは送電コイルによって回転軸方向において両側から挟み込まれるように送電コイルまたは受電コイルが設けられてもよい。

また、図５では、回転軸方向において、１個の送電コイル１２が２個の受電コイル２１で挟まれる場合について示しているが、回転軸方向において、Ｎ＋１個の受電コイルのＮ個の隙間（すなわち、コイル間の隙間）に、Ｎ個の送電コイルが存在するように構成されてもよい。なお、Ｎは、１以上の整数である。また、送電コイルと受電コイルとを逆にして、回転軸方向において、Ｎ＋１個の送電コイルの間に、Ｎ個の受電コイルが存在するように構成されてもよい。

［基端側の回転軸と先端側の回転軸との関係］
本実施の形態では、第１及び第２のリンクユニット１０，２０において、基端側の関節の回転軸と、先端側の関節の回転軸とが平行である場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、図６で示されるリンクユニット４０のように、先端側の関節の回転軸６３は、基端側の関節の回転軸６２を含む直線と、リンクユニット４０の長手方向の直線（回転軸６２を通り、リンクユニット４０の長手方向に延びる直線であり、例えば、図６の両矢印を延長した直線）とを含む平面に垂直な方向となっていてもよい。なお、図６で示されるリンク機構１に含まれるリンクユニット１０，５０では、基端側の関節の回転軸６１，６３と、先端側の関節の回転軸６２，６４とは平行になっている。このようなリンクユニット４０を有するリンク機構１によって、より複雑な動きを実現することができるようになる。例えば、図１～図４で示されるリンク機構１では、各リンクユニットが同一平面内を動くことになるが、図５で示されるリンク機構では、各リンクユニットが３次元空間内を動くようになり、複雑な動作を実現できる。また、基端側の関節の回転軸と、先端側の関節の回転軸との角度は、上記した以外の関係であってもよい。

［駆動手段によって駆動される関節］
本実施の形態では、第１及び第２のリンクユニット１０，２０において、駆動手段１３，２３によって先端側の関節が回転される場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。駆動手段１３，２３は、基端側の関節を回転させてもよい。その場合には、第１及び第２のリンクユニット１０，２０が有する軸部材１５，２５は、基端側の回転軸の軸部材であってもよい。

［リンクユニット以外によって構成されたリンク機構］
本実施の形態では、リンク機構１が、第１及び第２のリンクユニット１０，２０などのリンクユニットを連結させることによって構成される場合について説明したが、そうでなくてもよい。リンク機構１は、リンクユニットを用いて構成されるのではなく、通常のロボットアームと同様に、リンクごとに個別に設計されて構成されてもよい。その場合であっても、関節において、非接触電力伝送を行う際に、送電コイル及び受電コイルの中心に、関節の回転軸である磁性体の軸部材が設けられるようにすることにより、非接触電力伝送の効率を向上させることができる。

また、リンクユニットを用いないでリンク機構１が構成される場合には、例えば、１つのリンクにおいて、２個の駆動手段を用いて、基端側の関節、及び先端側の関節の両方が回転されてもよい。また、例えば、１つのリンクにおいて、基端側の関節の回転に応じて、先端側の関節を回転させるように、回転伝達機構のみが備えられていてもよい。回転伝達機構は、例えば、プーリとベルト、またはギヤなどによって構成されてもよい。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上より、本発明の一態様によるリンク機構等によれば、非接触電力伝送における送電効率を向上できるという効果が得られ、例えば、多関節のロボットアーム等のリンク機構等として有用である。

１ リンク機構
１０ 第１のリンクユニット
２０ 第２のリンクユニット
１１、２１ 受電コイル
１２、２２、３２ 送電コイル
１３、２３、３３ 駆動手段
１４、２４、３４ 制御回路
１５、２５、３５ 軸部材

Claims (5)

1. 関節によって連結される複数のリンクを有するリンク機構を構成するリンクユニットであって、
   基端側の関節に設けられた、非接触電力伝送で用いられる受電コイルと、
   先端側の関節に設けられた、非接触電力伝送で用いられる送電コイルと、
   基端側または先端側の関節を回転させる駆動手段と、
   前記受電コイルによって非接触で受電された電力を、前記駆動手段に供給すると共に、前記送電コイルから先端側のリンクユニットに送電する制御回路と、
   前記受電コイルの中心及び前記送電コイルの中心の少なくとも一方に設けられた、関節の回転軸である磁性体の軸部材と、を備え、
   前記基端側の関節では、連結対象の関節部分の送電コイルを回転軸方向において両側から挟み込むように受電コイルが設けられており、前記先端側の関節では、連結対象の関節部分の受電コイルによって回転軸方向において両側から挟み込まれるように送電コイルが設けられている、リンクユニット。
2. 前記軸部材は、前記受電コイルの中心及び前記送電コイルの中心の一方に設けられている、請求項１記載のリンクユニット。
3. 前記基端側の関節の回転軸と、前記先端側の関節の回転軸とは平行である、請求項１または請求項２記載のリンクユニット。
4. 前記先端側の関節の回転軸は、前記基端側の関節の回転軸を含む直線と、前記リンクユニットの長手方向の直線とを含む平面に垂直な方向である、請求項１または請求項２記載のリンクユニット。
5. 請求項１から請求項４のいずれか記載のリンクユニットが複数連結されたリンク機構。

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