JP7477331B2 - リンク機構制御装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
本発明の実施の形態2によるリンク機構制御装置について、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制御装置は、基端側アンテナから、リンク機構に設けられた2以上のリンク側アンテナに制御信号を無線送信することによって、リンク機構の各関節を駆動するものである。
図7Aでは、基端側アンテナ105が1個である場合について説明したが、そうでなくてもよい。リンク機構制御装置100は、複数の基端側アンテナ105を用いて通信を行ってもよい。その場合には、例えば、図8で示されるように、リンク機構制御装置100は、2個の基端側アンテナ105a、105bを用いて通信を行ってもよい。なお、基端側アンテナ105a、105bを特に区別しない場合には、「基端側アンテナ105」と呼ぶこともある。後述する説明においても同様であるとする。また、リンク機構制御装置100は、3個以上の基端側アンテナ105を用いて通信を行ってもよいことは言うまでもない。
基端側アンテナ105は、図11で示されるように、リンク機構101の基端側を囲むように円環状に配置された漏洩同軸ケーブルであってもよい。図11も、図10と同様に、ベース103を上方から見た平面図であり、リンク機構101とベース103との接合部を破線の円形状で示しており、リンク機構101の各リンク111~114については省略している。このようにすることで、リンク機構101の基端がベース103上において回転した場合であっても、その回転の程度に関わらず、各リンク側アンテナ121~123と、基端側アンテナ105との間で見通しの通信を行うことができるようになる。
リンク機構制御装置100は、変更部108、及びアンテナ制御部109をさらに備えてもよい。変更部108は、基端側アンテナ105の指向性及び位置の少なくとも一方を変更できるものである。なお、ここでは、基端側アンテナ105の位置を変更する場合について主に説明する。変更部108が基端側アンテナ105の位置を変更する方法は問わない。図12は、変更部108の一例を示す図である。図12は、図10、図11と同様に、リンク機構101を省略したベース103の平面図である。図12において、リンク機構101の基端の周囲に、基端側アンテナ105の配置された環状部材108aが、図中の両矢印の方向に回転可能に設けられている。環状部材108aは、モータ等の駆動手段108bによって回転駆動されるローラ108cによって回転される。
本実施の形態では、基端側アンテナ105とリンク側アンテナ121~123との間での電波の送受信が、リンク機構101の筐体の外部において行われる場合について説明したが、そうでなくてもよい。電波の送受信は、リンク機構101の筐体の内部において行われてもよい。その場合には、リンク機構101は、駆動手段によって駆動される関節によって連結され、電波を反射する筐体を有する複数のリンク111~114を有していてもよい。また、リンク機構101は、図13で示されるように、複数のリンク111~114における2以上のリンクの筐体の内部にそれぞれ設けられた2以上のリンク側アンテナ121~123を有していてもよい。
101 リンク機構
105、105a~105d 基端側アンテナ
106 アクセスポイント
107 制御部
108 変更部
109 アンテナ制御部
111、112、112-1、112-2、113、114 リンク
121、122、122-1、122-2、123 リンク側アンテナ
Claims (5)
- 駆動手段によって駆動される関節によって連結された複数のリンク、及び前記複数のリンクにおける2以上のリンクにそれぞれ設けられた2以上のリンク側アンテナを有するリンク機構と、
前記リンク機構の基端側の位置に設けられた複数の基端側アンテナと、
前記基端側アンテナから前記複数のリンク側アンテナのそれぞれに制御信号を送信するアクセスポイントと、
前記アクセスポイントによる制御信号の送信を制御する制御部と、を備え、
前記リンク機構の各関節は、前記制御信号に基づいて駆動され、
前記リンク機構の各関節が任意の角度である状態において、前記2以上のリンク側アンテナのそれぞれが前記複数の基端側アンテナの少なくともいずれかと見通しで通信できるように前記複数の基端側アンテナが配置されている、リンク機構制御装置。 - 駆動手段によって駆動される関節によって連結された複数のリンク、及び前記複数のリンクにおける2以上のリンクにそれぞれ設けられた2以上のリンク側アンテナを有するリンク機構と、
前記リンク機構の各関節が任意の角度である状態において、前記2以上のリンク側アンテナのそれぞれと見通しで通信できる、前記リンク機構の基端側を囲むように円環状に配置された漏洩同軸ケーブルである基端側アンテナと、
前記基端側アンテナから前記複数のリンク側アンテナのそれぞれに制御信号を送信するアクセスポイントと、
前記アクセスポイントによる制御信号の送信を制御する制御部と、を備え、
前記リンク機構の各関節は、前記制御信号に基づいて駆動される、リンク機構制御装置。 - 駆動手段によって駆動される関節によって連結された複数のリンク、及び前記複数のリンクにおける2以上のリンクにそれぞれ設けられた2以上のリンク側アンテナを有するリンク機構と、
前記リンク機構の基端側の位置に設けられた1以上の基端側アンテナと、
前記基端側アンテナから前記複数のリンク側アンテナのそれぞれに制御信号を送信するアクセスポイントと、
前記アクセスポイントによる制御信号の送信を制御する制御部と、
前記基端側アンテナの指向性及び位置の少なくとも一方を変更できる変更部と、
前記リンク機構の各関節が任意の角度である状態において、前記基端側アンテナが前記2以上のリンク側アンテナのそれぞれと見通しで通信できるように前記変更部を制御するアンテナ制御部と、を備え、
前記リンク機構の各関節は、前記制御信号に基づいて駆動される、リンク機構制御装置。 - 駆動手段によって駆動される関節によって連結され、電波を反射する筐体を有する複数のリンク、及び前記複数のリンクにおける2以上のリンクの前記筐体の内部にそれぞれ設けられた2以上のリンク側アンテナを有するリンク機構と、
前記リンク機構の基端側の位置に設けられた基端側アンテナと、
前記基端側アンテナから前記複数のリンク側アンテナのそれぞれに、前記筐体内を伝搬する電波を用いて制御信号を送信するアクセスポイントと、
前記アクセスポイントによる制御信号の送信を制御する制御部と、を備え、
前記リンク機構の各関節は、前記制御信号に基づいて駆動される、リンク機構制御装置。 - 前記制御信号は、10mm以下の波長の電波を用いて前記基端側アンテナから送信される、請求項1から請求項4のいずれか記載のリンク機構制御装置。
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