JPH018308Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、二つのアーム部材を互いに相対的に
回動可能に支持する、いわゆる関節装置に関す
る。

上記の関節装置において、２つのアーム部材を
連結部材を介して連結したものがある。又、モー
タ及び歯車等から成る駆動機構を連結部材上に設
けておいて、この駆動機構によつて一方のアーム
部材を他方のアーム部材に対して回動させるよう
にしたものも知られている。

しかしながら、これらの装置においては、連結
部材を設けてある分だけ装置全体が大型になつて
しまうという欠点があつた。又、連結部材上に設
けた駆動機構に異物が詰まり易く故障が多かつ
た。更に、該駆動機構に指が挟まつて負傷をする
おそれもあつた。

本考案は、従来装置における上記の問題点に鑑
み、コンパクトであり、故障が少なく、しかも安
全性の高いマニピユレータ用の関節装置を提供す
ることを目的とする。

この目的は次の関節装置によつて達成される。

２つのアーム部材１，２を相対的に回動可能に
連結するマニピユレータの関節装置において、 上記２つのアーム部材のうち互いに連結される
側の端部にそれぞれ凹部が設けられており、それ
らの連結側端部の外周がそれぞれ半円形状となつ
ており、 それぞれのアーム部材の凹部内であつて外周面
の半円形のほぼ中心に相当する位置に、該アーム
部材に固定して配設されるピン４，５と、 両アーム部材の凹部に亘つて配置されていて、
個々のアーム部材に設けられている上記の個々の
ピンを連結すると共に、それらのピンを回転自在
に支持する連結部材３と、 上記の個々のピンに固定して配設され、互いに
少なくとも180゜の回転角で噛み合う２つの歯車
６，７と、 上記の連結部材に固定して配置されていて、上
記の個々のピンのうちのいずれか１つに駆動連結
されるモータ８とを有し、 上記連結部材が箱状に形成されていて、上記の
ピン、歯車及びモータがその箱状の連結部材内に
収められると共に、該連結部材のうちの両アーム
部材に対向する外周面が半円形状に形成されるこ
とを特徴とする関節装置である。

以下、本考案をその実施例を示す図面を用いて
説明する。

第１図において、全体を符号Ｍで示すマニピユ
レータは第１アーム部材１、第２アーム部材２、
そしてそれらのアーム部材を連結する連結箱３を
備えている。連結箱３は第２図に示すように、第
１アーム部材１に固定されたピン４及び第２アー
ム部材２に固定されたピン５によつて回動可能に
支えられており、結果的に連結箱３は両アーム部
材を回動自在に連結している。ピン４及び５の下
部には互いに噛み合う一つづつの歯車６及び７が
設けられている。但し、これらの歯車は第３図に
示すように円周の半分、従つて180゜の間にだけ歯
が付けられている。よつて、これらの歯車が回転
できるのは、歯が噛み合つている間すなわち180゜
の角度範囲の間である。

第２図において連結箱３はモータ８を備え、そ
のモータ８には駆動歯車９が取り付けられてい
る。この駆動歯車９は第１のアーム部材１のピン
４に固定された歯車１１と噛み合つており、駆動
歯車９が回転すればその回転に応じてモータ８、
従つてそれを固定支持する連結箱３がピン４を中
心として回転する。例えば、第３図において駆動
歯車９が図中反時計方向に回転すれば連結箱３も
反時計方向に回転する。

連結箱３がこのように例えば反時計方向に回転
すれば、第２のアーム部材２のピン５に固定され
た歯車７は第１のアーム部材の歯車６の回りを公
転し、しかも歯の噛み合いに従つて図中反時計方
向へ自転する。歯車７の自転により第２のアーム
部材２は連結箱３に対してる時計方向に回転する
から、結果的に第２のアーム部材２は第１のアー
ム部材１に対して連結箱３の回転角度の２倍だけ
回転することになる。上述した通り、歯車６と歯
車７とは180゜の範囲で噛み合うことができるの
で、連結箱３も同様に180゜の間を回転でき、従つ
て第２のアーム部材２は第１のアーム部材１に対
して360゜の回転が可能である。

上述した連結箱３内の駆動機構によつてアーム
部材１，２が互いに360゜の回転が可能であるとい
つても、それらのアーム部材１，２の形状如何に
よつてはその回転ができないこともある。例え
ば、ピン５において第２のアーム部材２が360゜回
転しきらないうちに第２のアーム部材２のいずれ
かの個所が第１のアーム部材１にぶつかつてしま
い、それ以降の回転が阻止される場合等が考えら
れる。本実施例ではこのような事態を避けるため
に第１図に示すように、第１のアーム部材１と第
２のアーム部材２とが転接する部分を円弧状と
し、更にピン５を境として第２のアーム部材２の
片側の部分の幅l₂と、ピン４を境として第１のア
ーム部材１の相対応する片側部分の幅l₁との和が
ピン４及び５の支点間距離l₃とほぼ同じになるよ
うにしている。勿論、各アーム部材の反対側の部
分の幅も同様の関係になつており、これにより第
２のアーム部材２が360゜回転した場合でも両アー
ム部材がぶつかり合うことが防止されている。

以上のように本実施例によれば、第２のアーム
部材２を第１のアーム部材１に対して360゜の範囲
で回転できるようにしているのでロボツトのアー
ムとして用いる場合の汎用性が広くなつた。又、
それを実現するための機構も連結箱３内に収めら
れた数個の歯車６，７，９，１１及びそれを駆動
する一つのモータ８で済ませているので簡単且つ
コンパクトである。

２つのアーム部材１，２の端部に形成した凹部
内に連結部材３を収めているので、マニピユレー
タ全体をコンパクトにすることができる。又、２
つのアーム部材１，２を一直線状に連結すること
ができる。

又、２つのアーム部材の対向端が双方共に半円
周形状になつていて、しかもピン４，５の配設位
置がその半円のほぼ中心位置であるので、両アー
ム部材の端部が当接又は極く接近していても、互
いの相対回動の妨げとならない。

又、連結部材は箱状に形成されていて、モータ
８等の駆動機構及びピン４，５がその内部に収め
られているので、ほこりその他の異物が駆動機構
等に入り込むことがなく、よつて故障が起こり難
い。又、誤つて指が駆動機構等の内部に入り込む
心配がないので安全である。

更に、連結部材３の両端は半円形状に形成され
ているので、両アーム部材が回動することの妨げ
とならない。この結果、両アーム部材に形成され
る凹部を、連結部材３を収容し得る程度の極く小
さい大きさにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る関節装置を用いたマニピ
ユレータの全体斜視図、第２図は本考案の一実施
例である関節装置の側断面図、第３図はその関節
装置を上方から見た場合の平面図である。 １……第１のアーム部材、２……第２のアーム
部材、３……連結箱（連結部材）、８……モータ、
９……歯車、１１……歯車（８，９，１１……回
転させるための手段）、６……第１の歯車、７…
…第２の歯車。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ２つのアーム部材を相対的に回動可能に連結す
   るマニピユレータの関節装置において、 上記２つのアーム部材のうち互いに連結される
   側の端部にそれぞれ凹部が設けられており、それ
   らの連結側端部の外周がそれぞれ半円形状となつ
   ており、 それぞれのアーム部材の凹部内であつて外周面
   の半円形のほぼ中心に相当する位置に、該アーム
   部材に固定して配設されるピンと、 両アーム部材の凹部に亘つて配置されていて、
   個々のアーム部材に設けられている上記の個々の
   ピンを連結すると共に、それらのピンを回転自在
   に支持する連結部材と、 上記の個々のピンに固定して配設され、互いに
   少なくとも180゜の回転角で噛み合う２つの歯車
   と、 上記の連結部材に固定して配置されていて、上
   記の個々のピンのうちのいずれか１つに駆動連結
   されるモータとを有し、 上記連結部材が箱状に形成されていて、上記の
   ピン、歯車及びモータがその箱状の連結部材内に
   収められると共に、該連結部材のうちの両アーム
   部材に対向する外周面が半円形状に形成されるこ
   とを特徴とする関節装置。