JPH02125102A - Fluid pressure driving actuator - Google Patents

Fluid pressure driving actuator

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Publication number
JPH02125102A
JPH02125102A JP27692988A JP27692988A JPH02125102A JP H02125102 A JPH02125102 A JP H02125102A JP 27692988 A JP27692988 A JP 27692988A JP 27692988 A JP27692988 A JP 27692988A JP H02125102 A JPH02125102 A JP H02125102A
Authority
JP
Japan
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artificial muscle
actuator
artificial
driven
pulley
Prior art date
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Pending
Application number
JP27692988A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsugi Nagayoshi
永吉 貢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH02125102A publication Critical patent/JPH02125102A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/10Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type
    • F15B15/103Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type using inflatable bodies that contract when fluid pressure is applied, e.g. pneumatic artificial muscles or McKibben-type actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26Locking mechanisms
    • F15B15/261Locking mechanisms using positive interengagement, e.g. balls and grooves, for locking in the end positions

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Abstract

PURPOSE:To prevent the loss of driving rate, make the device suited for remote control, and obtain a large driving rate by connecting one end of an artificial muscle to a driven member through a driving transmission part, and providing the other end with an energizing member and an restricting member at contraction time of the energizing member driven independently by means of a controller. CONSTITUTION:A pulley 17 is driven by a wire 16 which connects each one end of a pair of artificial muscles 11, 12 arranged oppositely to each other, while rods 18, 19 which are connected to tension springs 21, 22 linked to an outer wall 20 are connected to each of the other ends of the artificial muscles 11, 12. Further, air chucks 23, 14 whose air cylinders are composed of pressurizer are arranged on the way of the rods 18, 19 so as to pressurizingly control the rods 18, 19. In a controller 27, pneumatic pressure from a compressor 28 is supplied to the artificial 11, 12 and the air chucks 23, 24 through a solenoid valve 30, for driving them. The loss of driving rate and sag are prevented, and thereby the device is suited for remote control while driving force thereof is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、加圧により長軸方向に収縮可能な流体圧駆
動型人工筋を用いた流体圧駆動型アクチュエータに関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a fluid pressure driven actuator using a fluid pressure driven artificial muscle that can be contracted in the longitudinal direction by applying pressure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

圧力流体の流入により収縮動作する可撓性のアクチュエ
ータの直線変位を回転変位に変換する流体圧駆動型アク
チュエータは、たとえば特開昭60−196410号公
報で知られている。これは第10図(イ)(ロ)に示す
ように、圧力流体の流入により収縮作動する人工筋とし
ての一対の可撓性のアクチュエータ1.2と、これらア
クチュエータ1.2の一端側を接続したワイヤ3と、こ
のワイヤ3の直線変位を回転変位に変換するプーリ4と
、前記アクチュエータ1.2の他端側に接続した引張り
ばね5.6とから構成されている。
A fluid pressure driven actuator that converts the linear displacement of a flexible actuator that contracts due to the inflow of pressure fluid into rotational displacement is known, for example, from Japanese Patent Laid-Open No. 196410/1983. As shown in FIGS. 10(a) and 10(b), this connects a pair of flexible actuators 1.2 as artificial muscles that are contracted by the inflow of pressure fluid and one end side of these actuators 1.2. The actuator 1.2 is composed of a wire 3, a pulley 4 that converts the linear displacement of the wire 3 into rotational displacement, and a tension spring 5.6 connected to the other end of the actuator 1.2.

また、アクチュエータ]、2と引張りばね5.6との接
続部にはロックナツト7.8が設けられているとともに
、このロックナツト7.8の移動量はストッパ9によっ
て規制されるようになっている。
Further, a lock nut 7.8 is provided at the connection between the actuator], 2 and the tension spring 5.6, and the amount of movement of the lock nut 7.8 is regulated by a stopper 9.

したかって、前記アクチュエータ1.2の一方、たとえ
ばアクチュエータ2に圧力流体を供給すると、アクチュ
エータ2は長軸方向に収縮し、この収縮に伴ってワイヤ
3が矢印a方向に引張られて直線変位する。ワイヤ3の
直線変位によってブ−リ4は同方向に回転し、直線変位
が回転変位に変換される。つぎに、アクチュエータ2の
圧力流体を抜き、アクチュエータ1に圧力流体を供給す
ると、アクチュエータ2は長軸方向に伸長し、アクチュ
エータ1は長軸方向に収縮する。この収縮に伴ってワイ
ヤ3が矢印す方向に引張られて直線変位する。ワイヤ3
の直線変位によってプーリ4は同方向に回転し、直線変
位が回転変位に変換される。したがって、アクチュエー
タ1.2に交互に圧力流体を供給することによってプー
リ4を正逆回転でき、このブー リ4に一方向クラッチ
等を設ければ、正回転のみを駆動力として取出すことが
できる。しかも、前記構成によれば、アクチュエータ1
.2が引張りばね5.6によって常時付勢しているため
に、圧力流体の圧力が予め設定した予圧力以下に低下し
た場合でも引張りばね5.6の収縮によって吸収するこ
とができ、アクチュエータ1.2およびワイヤ3、プー
リ4等の動力伝達系の姿勢および配置を正常に保つこと
ができる。
Therefore, when pressure fluid is supplied to one of the actuators 1.2, for example, actuator 2, actuator 2 contracts in the longitudinal direction, and along with this contraction, wire 3 is pulled in the direction of arrow a and linearly displaced. The linear displacement of the wire 3 causes the bogie 4 to rotate in the same direction, and the linear displacement is converted into a rotational displacement. Next, when the pressure fluid is removed from the actuator 2 and the pressure fluid is supplied to the actuator 1, the actuator 2 expands in the longitudinal direction, and the actuator 1 contracts in the longitudinal direction. With this contraction, the wire 3 is pulled in the direction of the arrow and linearly displaced. wire 3
The linear displacement causes the pulley 4 to rotate in the same direction, and the linear displacement is converted into a rotational displacement. Therefore, by alternately supplying pressure fluid to the actuator 1.2, the pulley 4 can be rotated in forward and reverse directions, and if this pulley 4 is provided with a one-way clutch or the like, only forward rotation can be extracted as driving force. Moreover, according to the configuration, the actuator 1
.. Since the actuator 1.2 is constantly biased by the tension spring 5.6, even if the pressure of the pressurized fluid falls below the preset preset pressure, it can be absorbed by the contraction of the tension spring 5.6. 2, the wire 3, the pulley 4, etc. of the power transmission system can be maintained in a normal posture and arrangement.

ところが、前述したように、一方のアクチュエータ2が
長軸方向に収縮すると、引張りばね6が引張られ、ロッ
クナツト8がストッパ9に当接する。したがって、ロッ
クナツト8とストッパ9との間の距離0分だけプーリ4
を矢印a方向に回転させる量を1貝失する。そのため、
予めロックナツト8をストッパ9に当接してワイヤ3が
矢印a方向のみ移動するようにして駆動量の損失を避け
ている。
However, as described above, when one actuator 2 contracts in the longitudinal direction, the tension spring 6 is pulled and the lock nut 8 comes into contact with the stopper 9. Therefore, the distance between the lock nut 8 and the stopper 9 is 0, and the pulley 4
The amount of rotation of the object in the direction of arrow a is lost by one shell. Therefore,
The lock nut 8 is brought into contact with the stopper 9 in advance so that the wire 3 moves only in the direction of the arrow a, thereby avoiding loss of drive amount.

〔発明か解決しようとする課題〕[Invention or problem to be solved]

しかしながら、前述のように構成された流体圧駆動型ア
クチュエータにおいて、大きな駆動量を得るためにはロ
ックナツトを予めストッパに固定し、引張りばねの作用
をなくす必要があり、他方のアクチュエータを収縮させ
るときには、締めていたロックナツトを緩め、一方のロ
ックナツトを締めなれらばならなかった。したがって、
ロックナツトを使用すると、常にロックナツトを締めた
り、緩めたりする必要があり、遠隔操作に不利であり、
結局、ロックナツトは使用できず、従来は大きな駆動量
は得られなかった。
However, in the fluid pressure driven actuator configured as described above, in order to obtain a large drive amount, it is necessary to fix the lock nut to the stopper in advance to eliminate the action of the tension spring, and when contracting the other actuator, I had to loosen the lock nut that was tightened and then tighten the other lock nut. therefore,
Using a lock nut requires constant tightening and loosening of the lock nut, which is disadvantageous for remote operation;
In the end, lock nuts could not be used, and a large amount of drive could not be obtained in the past.

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、駆動量の損失を防止し、遠隔操作
に有利で大きな駆動量を得ることができる流体圧駆動型
アクチュエータを提供することにある。
This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a fluid pressure-driven actuator that can prevent loss of drive amount, is advantageous for remote control, and can obtain a large drive amount. It's about doing.

〔課題を解決するための手段及び作用〕この発明は、前
記目的を達成するために、拮抗するように配置し加圧に
より長軸方向に収縮可能な複数の流体圧駆動型人工筋の
一端側を駆動伝達部によって接続し、この駆動伝達部を
被駆動部に連結する一方、前記人工筋の他端側に人工筋
を付勢する付勢部材を連結するとともに、前記人工筋が
収縮するときその人工筋の前記付勢部材を拘束する拘束
手段およびこの拘束手段を各々独立に駆動させる制御手
段を設ける。
[Means and Actions for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of fluid-pressure-driven artificial muscles on one end side, which are arranged in an antagonistic manner and can be contracted in the longitudinal direction by applying pressure. is connected by a drive transmission part, and this drive transmission part is connected to the driven part, while a biasing member for biasing the artificial muscle is connected to the other end side of the artificial muscle, and when the artificial muscle contracts. A restraint means for restraining the biasing member of the artificial muscle and a control means for independently driving the restraint means are provided.

そして、人工筋の収縮時においては、収縮させる側の付
勢部材を拘束手段によって拘束し、人工筋の駆動力を全
て駆動伝達部へ伝達し、その人工筋の伸長時には付勢部
材の拘束を解除して付勢力が得られるようにしたことに
ある。
When the artificial muscle contracts, the biasing member on the contracting side is restrained by the restraint means, all of the driving force of the artificial muscle is transmitted to the drive transmission section, and when the artificial muscle is extended, the biasing member is restrained. The reason is that it is made so that you can obtain biasing force by canceling it.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の各実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図乃至第5図は第1の実施例を示すもので、第1図
は流体圧駆動型アクチュエータの全体を示すものである
。第1図において、11.12は一対の流体圧駆動型人
工筋(以下、人工筋という)であり、拮抗するように平
行に配置されている。
1 to 5 show a first embodiment, and FIG. 1 shows the entire fluid pressure driven actuator. In FIG. 1, reference numerals 11 and 12 indicate a pair of fluid pressure-driven artificial muscles (hereinafter referred to as artificial muscles), which are arranged in parallel so as to compete with each other.

これら人工筋11.12は同一構造であり、第2図に示
すように、弾性チューブ13と、この外周に被覆された
例えば繊維層等の規制用弾性筒状部材14および両端部
に固着された口金15.15とから構成されている。こ
のように構成された人工筋11.12の一端側は駆動伝
達部としてのワイヤ16によって連結されており、この
ワイヤ16は被駆動部としてのプーリ17に掛渡されて
いる。前記人工筋11.12の他端側にはそれぞれロッ
ド18.19が連結され、これらロッド18.19の端
部は外壁20に連結された付勢部材としての引張りばね
21.22に連結されてぃる。
These artificial muscles 11 and 12 have the same structure, and as shown in FIG. It consists of a base 15.15. One end side of the artificial muscle 11, 12 configured in this way is connected by a wire 16 as a drive transmission section, and this wire 16 is wrapped around a pulley 17 as a driven section. Rods 18.19 are connected to the other ends of the artificial muscles 11.12, respectively, and the ends of these rods 18.19 are connected to tension springs 21.22 as biasing members connected to the outer wall 20. Ill.

さらに、前記ロッド18.19の中途部にはそれぞれ拘
束手段としてのエアチャック23.24が対向して設け
られている。これらエアチャック23.24は第3図に
示すように、一対のエアシリンダ25によって進退する
抑圧子26によって形成され、前進時に押圧子26が前
記ロッド18.19に圧接して制動を付与することがで
きるようになっている。
Furthermore, air chucks 23 and 24 as restraining means are provided at the midpoints of the rods 18 and 19, respectively, to face each other. As shown in FIG. 3, these air chucks 23 and 24 are formed by a presser 26 that is moved forward and backward by a pair of air cylinders 25, and when moving forward, the presser 26 presses against the rod 18 and 19 to apply braking. is now possible.

また、第1図において、27は制御装置であり、28は
高圧流体としての空気圧を供給するためのコンプレッサ
である。このコンプレッサ28は管路29に設けた電磁
弁30を介して前記人工筋11.12の口金15および
エアチャック23.24のエアシリンダ25に連通して
いる。前記コンプレッサ28はスイッチ31によってオ
ン、オフされ、電磁弁30は前記スイッチ31と接続す
る制御器32からの制御信号によって作動するようにな
っている。なお、33は電磁弁30の排気口34と連通
ずる圧力スイッチである。
Further, in FIG. 1, 27 is a control device, and 28 is a compressor for supplying air pressure as high-pressure fluid. This compressor 28 communicates with the base 15 of the artificial muscle 11.12 and the air cylinder 25 of the air chuck 23.24 via a solenoid valve 30 provided in a conduit 29. The compressor 28 is turned on and off by a switch 31, and the solenoid valve 30 is operated by a control signal from a controller 32 connected to the switch 31. Note that 33 is a pressure switch that communicates with the exhaust port 34 of the solenoid valve 30.

つぎに、前述のように構成された流体圧駆動型アクチュ
エータの作用を第4図および第5図に基づいて説明する
Next, the operation of the fluid pressure driven actuator configured as described above will be explained based on FIGS. 4 and 5.

拮抗するように平行に配置された人工筋11.12を交
互に収縮させる場合、スイッチ31によってコンプレッ
サ28を始動し、さらに収縮させる人工筋11.12を
選択する。例として、第4図のタイムチャートに示すよ
うに、まず人工筋11を収縮させ、つぎに人工筋12を
収縮させるように、スイッチ31によって制御器32の
命令内容を設定した場合について述べる。
When the artificial muscles 11.12 arranged in parallel in an antagonistic manner are to be contracted alternately, the switch 31 starts the compressor 28 and selects the artificial muscle 11.12 to be further contracted. As an example, a case will be described in which the command content of the controller 32 is set by the switch 31 so that the artificial muscle 11 is first contracted, and then the artificial muscle 12 is contracted, as shown in the time chart of FIG.

エアチャック2B、24は制御器32からの命令がない
ときには、第3図に示すように開いた状態にあるが、第
5図(イ)に示すように、制御器32の命令により電磁
弁30が作動すると、エアチャック23に空気を供給し
、エアシリンダ25によって押圧子26を前進させてロ
ッド18を固定し、引張りばね21の伸長を防止する。
When there is no command from the controller 32, the air chucks 2B and 24 are in an open state as shown in FIG. 3, but as shown in FIG. When activated, air is supplied to the air chuck 23, the presser 26 is advanced by the air cylinder 25, the rod 18 is fixed, and the extension of the tension spring 21 is prevented.

このように引張りばね21を拘束した状態で、第5図(
ロ)に示すように、制御器32の命令によって電磁弁3
0を作動させ、人工筋11に空気を供給すると、人工筋
11は長軸方向に収縮する。このとき、エアチャック2
3は閉、24は開であるため、人工筋11によってワイ
ヤ16は矢印方向に引かれる。したがって、拘束されて
いない引張りばね22は伸長し、ワイヤ16が直線変位
してプーリ17を矢印a方向に回転させる。
With the tension spring 21 restrained in this way, as shown in FIG.
As shown in (b), the solenoid valve 3
0 is activated and air is supplied to the artificial muscle 11, the artificial muscle 11 contracts in the longitudinal direction. At this time, air chuck 2
Since 3 is closed and 24 is open, the wire 16 is pulled by the artificial muscle 11 in the direction of the arrow. Therefore, the unconstrained tension spring 22 is expanded, causing a linear displacement of the wire 16 and rotation of the pulley 17 in the direction of arrow a.

このように人工筋11に制御器32によって設定された
空気量を供給したのち、制御器32によって電磁弁30
を作動させ、人工筋11の空気を電磁弁30の排気口3
4から排気する。人工筋11の空気が排出されると、引
張りばね22の復元力によって人工筋12を原点位置に
戻される。
After supplying the amount of air set by the controller 32 to the artificial muscle 11 in this way, the controller 32 controls the solenoid valve 30.
, and the air in the artificial muscle 11 is passed through the exhaust port 3 of the solenoid valve 30.
Exhaust from 4. When the air in the artificial muscle 11 is expelled, the restoring force of the tension spring 22 returns the artificial muscle 12 to its original position.

このとき、排気口34から排気される排気圧を圧力スイ
ッチ33によって測定し、排気圧が「0」になったとき
に圧力スイッチ33は制御器32に制御信号を人力する
。つぎに、制御器32の命令によって電磁弁30が作動
し、エアチャック23の空気を排気口34から排気し、
さらに制御器32の命令により電磁弁30が作動してエ
アチャック24に空気を供給する。したがって、第5図
(ハ)に示すように、エアチャック24が閉となり、ロ
ッド19を固定して引張りばね22を拘束する。この状
態で、制御器32からの命令によって電磁弁30を作動
させ、第5図(ニ)に示すように、人工筋12に空気を
供給すると、人工筋12は長軸方向に収縮する。このと
き、エアチャック23は開、24は閉であるため、人工
筋12によってワイヤ16は矢印方向に引かれる。した
がって、拘束されていない引張りばね21は伸長し、ワ
イヤ16が直線変位してプーリ17を矢印す方向に回転
させる。
At this time, the pressure switch 33 measures the exhaust pressure exhausted from the exhaust port 34, and when the exhaust pressure reaches "0", the pressure switch 33 manually sends a control signal to the controller 32. Next, the solenoid valve 30 is operated according to a command from the controller 32, and the air in the air chuck 23 is exhausted from the exhaust port 34.
Further, the solenoid valve 30 is actuated by a command from the controller 32 to supply air to the air chuck 24. Therefore, as shown in FIG. 5(C), the air chuck 24 is closed, fixing the rod 19 and restraining the tension spring 22. In this state, when the solenoid valve 30 is operated in response to a command from the controller 32 and air is supplied to the artificial muscle 12 as shown in FIG. 5(d), the artificial muscle 12 contracts in the longitudinal direction. At this time, since the air chuck 23 is open and the air chuck 24 is closed, the wire 16 is pulled by the artificial muscle 12 in the direction of the arrow. Therefore, the unrestrained tension spring 21 is expanded, and the wire 16 is linearly displaced, causing the pulley 17 to rotate in the direction indicated by the arrow.

このように人工筋12に制御器32によって設定された
空気量を供給したのち、制御器32によって電磁弁30
を作動させると、人工筋12の空気は電磁弁30の排気
口34から排気する。人工筋11の空気が排出されると
、引張りばね21の復元力によって人工筋11を原点位
置に戻される。
After the amount of air set by the controller 32 is supplied to the artificial muscle 12 in this way, the controller 32 controls the solenoid valve 30.
When activated, the air in the artificial muscle 12 is exhausted from the exhaust port 34 of the solenoid valve 30. When the air in the artificial muscle 11 is expelled, the restoring force of the tension spring 21 returns the artificial muscle 11 to its original position.

したがって、前述した動作を繰返すことによってプーリ
17を正逆回転させることができ、プーリ17に一方向
クラッチを設ければ、一方向に間欠的に回転させること
もできる。また、制御器32の命令を変更することによ
ってタイムチャートを任意にプログラムしてプーリ17
を任意に制御することができる。
Therefore, by repeating the above-described operation, the pulley 17 can be rotated in the forward and reverse directions, and if the pulley 17 is provided with a one-way clutch, it can also be rotated intermittently in one direction. Also, by changing the command of the controller 32, the time chart can be arbitrarily programmed and the pulley 17
can be controlled arbitrarily.

このように人工筋11または12が収縮するときに、対
応する引張りばね21.22をエアチャック23.24
によって拘束して引張りばね21.22が伸長しないよ
うにすることによって大きな駆動量が得られる。
When the artificial muscle 11 or 12 contracts in this way, the corresponding tension spring 21.22 is moved to the air chuck 23.24.
A large drive amount can be obtained by restraining the tension springs 21, 22 so that they do not expand.

なお、前記人工筋11.12の伸長を検出する装置とし
て電磁弁30の排気口34に流速計を接続する方法や人
工筋11.12の外周を構成している規制用弾性筒状部
材14の張力をたとえば歪みゲージ等で測定する方法、
さらに人工筋11.12の駆動量をエンコーダ等で測定
する方法がある。また、プーリ17にエンコーダ等の角
度検出装置を備えて位置制御を行なうこともできる。
It should be noted that a method of connecting a current meter to the exhaust port 34 of the electromagnetic valve 30 as a device for detecting the elongation of the artificial muscle 11.12, and a method of connecting a current velocity meter to the exhaust port 34 of the electromagnetic valve 30, and a method of connecting the elastic cylindrical member 14 for regulation that constitutes the outer periphery of the artificial muscle 11.12 are possible. A method of measuring tension using a strain gauge, etc.
Furthermore, there is a method of measuring the amount of drive of the artificial muscles 11, 12 using an encoder or the like. Further, the pulley 17 may be provided with an angle detection device such as an encoder to perform position control.

第6図(イ)(ロ)は第2の実施例を示すもので、第1
の実施例と同一構成部分については同一番号を付して説
明を省略する。この実施例においては、人工筋11と引
張りばね21との間および人工筋12と引張りばね22
との間にラック挿入用部材35.36が設けられている
。そして、これらラック挿入用部材35.36にはそれ
ぞれ上下方向に開口する係合穴35a、36aが設けら
れている。一方、前記ラック挿入用部材35.36の上
下部にはラックガイド37.38が固定的に設置され、
これらラックガイド37.38には先端部が前記係合穴
35a、36aに係脱自在なラック39.40が進退自
在に支持されている。
Figures 6(a) and 6(b) show the second embodiment.
Components that are the same as those in the embodiment will be given the same reference numerals and their explanation will be omitted. In this embodiment, between the artificial muscle 11 and the tension spring 21 and between the artificial muscle 12 and the tension spring 22,
Rack insertion members 35 and 36 are provided between the two. These rack insertion members 35 and 36 are provided with engagement holes 35a and 36a that open in the vertical direction, respectively. Meanwhile, rack guides 37 and 38 are fixedly installed at the upper and lower parts of the rack insertion members 35 and 36,
These rack guides 37 and 38 support racks 39 and 40 whose tips can be freely engaged and disengaged from the engagement holes 35a and 36a so that they can move forward and backward.

ラック39.40にはビニオン41.42が歯合されて
おり、これらビニオン41.42はモータ43.44の
回転軸に軸支されている。そして、モータ43.44の
駆動によってビニオン41.42が回転し、このビニオ
ン41.42の回転によってラック39.40が進退し
、ラック39.40の前進時にはその先端部がラック挿
入用部材35.36の係合穴35a、36aに係合して
引張りばね21.22を拘束し、後退時には係合が解除
されるようになっている。そして、前記モータ43.4
4は制御装置27の制御器32に接続されている。
Binions 41.42 are meshed with the racks 39.40, and these pinions 41.42 are pivotally supported on the rotating shaft of a motor 43.44. Binions 41.42 are rotated by the drive of the motors 43.44, and the racks 39.40 advance and retreat due to the rotation of the binions 41.42, and when the racks 39.40 move forward, the tip ends of the rack insertion members 35. 36 engagement holes 35a, 36a to restrain the tension springs 21, 22, and the engagement is released when retracting. And the motor 43.4
4 is connected to the controller 32 of the control device 27.

したがって、第1の実施例におけるエアチャック23.
24のタイミングと同一タイミングでモータ43.44
を作動させた場合、制御器32の命令によってモータ4
3が駆動する。モータ43の駆動によってビニオン41
が回転し、ラック39が前進してラック挿入用部材35
の係合穴35aに係合する。つぎに、制御器32の命令
によって人工筋11を収縮させる。そして、排気圧力が
「0」になることを圧力スイッチ33が検出したのち、
すなわち人工筋11が原点位置に復帰したのち、制御器
32の命令によってモータ43を逆転させる。モータ4
3の逆転によってラック39は後退し、係合穴35aか
ら抜け、他方のモータ44が回転してビニオン42を回
転させる。
Therefore, the air chuck 23 in the first embodiment.
Motor 43.44 at the same timing as 24
When the motor 4 is activated, the controller 32 commands the motor 4.
3 is driven. The pinion 41 is driven by the motor 43.
rotates, the rack 39 moves forward, and the rack insertion member 35
It engages with the engagement hole 35a of. Next, the artificial muscle 11 is contracted according to a command from the controller 32. After the pressure switch 33 detects that the exhaust pressure becomes "0",
That is, after the artificial muscle 11 returns to its original position, the motor 43 is reversely rotated in accordance with a command from the controller 32. motor 4
3, the rack 39 retreats and comes out of the engagement hole 35a, and the other motor 44 rotates to rotate the pinion 42.

したがって、ラック40は前進して係合穴36aに係合
し、つぎに人工筋12が収縮する。
Therefore, the rack 40 moves forward and engages the engagement hole 36a, and then the artificial muscle 12 contracts.

このようにラック39.40を進退させ、ラック挿入用
部材35.36の係合穴35 a s 36 aに係脱
させることによって、固定が確実であるとともに、強度
的にも優れている。
By moving the racks 39 and 40 back and forth in this manner and engaging and disengaging them from the engagement holes 35a and 36a of the rack insertion members 35 and 36, the fixation is reliable and the strength is excellent.

第7図は第3の実施例を示すもので、第1の実施例と同
一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。この実
施例においては、第1および第2の引張りばね21.2
2に代って形状記憶合金製のスプリング45.46を設
けたものである。これらスプリング45.46は制御器
32によって制御される通電装置47に接続されており
、スプリング45.46に選択的に通電することによっ
て拘束することができるようになっている。
FIG. 7 shows a third embodiment, in which the same components as those in the first embodiment are given the same numbers and their explanations will be omitted. In this embodiment, the first and second tension springs 21.2
2 is replaced by springs 45 and 46 made of shape memory alloy. These springs 45, 46 are connected to an energizing device 47 controlled by the controller 32, and can be restrained by selectively energizing the springs 45, 46.

したがって、第1の実施例のエアチャック23.24の
タイミングと同一タイミングで形状記憶合金製のスプリ
ング45.46に通電した場合、まず、制御器32の命
令によって通電装置47が一方のスプリング45に通電
する。スプリング45は通電によって一定温度以上に加
熱されると、あらかじめ記憶された形状、たとえば密巻
状態を維持する。つぎに、制御器32の命令によって人
工筋11を収縮させる。このとき、他方のスプリング4
6には通電されていないため、外力に対して容易に変形
する性質を持っており、人工筋11の収縮に影響を与え
ることはない。そして、排気圧力が「0」になることを
圧力スイッチ33が検出したのち、すなわち人工筋11
が原点位置に復帰したのち、制御器32の命令によって
通電装置47は、スプリング45への通電を停止し、ス
プリング46に通電する。つぎに、第1の実施例と同様
に人工筋12を収縮させる。
Therefore, when the shape memory alloy springs 45 and 46 are energized at the same timing as the air chucks 23 and 24 in the first embodiment, the energizing device 47 is first applied to one of the springs 45 by a command from the controller 32. Turn on electricity. When the spring 45 is heated to a certain temperature or higher by energization, it maintains a pre-memorized shape, for example, a tightly wound state. Next, the artificial muscle 11 is contracted according to a command from the controller 32. At this time, the other spring 4
Since 6 is not energized, it has the property of being easily deformed by external force, and does not affect the contraction of the artificial muscle 11. After the pressure switch 33 detects that the exhaust pressure becomes "0", that is, the artificial muscle 11
After returning to the original position, the energizing device 47 stops energizing the spring 45 and energizes the spring 46 according to a command from the controller 32 . Next, the artificial muscle 12 is contracted as in the first embodiment.

このように形状記憶合金製のスプリング45.46を設
けることによって構成が簡単で、小型化が図れる。
By providing the springs 45 and 46 made of shape memory alloy in this manner, the structure is simple and the size can be reduced.

第8図は第4の実施例を示すもので、第1の実施例にお
けるアクチュエータを内視鏡の挿入部湾曲機構に適用し
たものであり、第1の実施例と同一構成部分は同一番号
を付して説明を省略する。
FIG. 8 shows a fourth embodiment, in which the actuator in the first embodiment is applied to an insertion section bending mechanism of an endoscope, and the same components as in the first embodiment are designated by the same numbers. The explanation will be omitted.

内視鏡50は、操作部51と挿入部52とからなり、操
作部51にはアクチュエータ本体53が設けられている
。このアクチュエータ本体53には第1の回転軸54と
第2の回転軸55が同軸的に軸支されている。そして、
第1、第2の回転軸54.55にはそれぞれ小プーリ5
6と大プーリ57が嵌着されており、第1の回転軸54
の小プーリ56には一方の人工筋11のワイヤ13が連
結され、第2の回転軸55の小プーリ56には他方の人
工筋12のワイヤ13が連結されている。
The endoscope 50 includes an operating section 51 and an insertion section 52, and the operating section 51 is provided with an actuator main body 53. A first rotating shaft 54 and a second rotating shaft 55 are coaxially supported on the actuator main body 53. and,
Small pulleys 5 are attached to the first and second rotating shafts 54 and 55, respectively.
6 and a large pulley 57 are fitted, and the first rotating shaft 54
The wire 13 of one artificial muscle 11 is connected to the small pulley 56 of the second rotating shaft 55, and the wire 13 of the other artificial muscle 12 is connected to the small pulley 56 of the second rotating shaft 55.

さらに、前記第1、第2の回転軸54.55に嵌着され
た大プーリ57にはアングルワイヤ58.58の一端が
連結され、これらアングルワイヤ58.58の他端は挿
入部52の先端構成部59に連結されている。
Further, one end of an angle wire 58.58 is connected to the large pulley 57 fitted on the first and second rotating shafts 54.55, and the other end of the angle wire 58.58 is connected to the tip of the insertion portion 52. It is connected to the component 59.

したがって、第1の実施例と同様に人工筋11.12を
交互に収縮させることによって小プーリ56を回転させ
ることができ、この小プーリ56の回転によって大プー
リ57の一体的に回転するため、アングルワイヤ58を
引張って挿入部52の先端側を湾曲操作することができ
る。
Therefore, as in the first embodiment, the small pulley 56 can be rotated by alternately contracting the artificial muscles 11 and 12, and the rotation of the small pulley 56 causes the large pulley 57 to rotate integrally. By pulling the angle wire 58, the distal end side of the insertion portion 52 can be bent.

また、制御装置27のスイッチ31を内視鏡50の操作
部51に設けることによって操作性が向上し、また小プ
ーリ56と大プーリ57との直径比を変えることによっ
てアングルワイヤ58のストロークの増幅ができ、挿入
部52の湾曲角を大きくすることもできる。
Furthermore, operability is improved by providing the switch 31 of the control device 27 on the operating section 51 of the endoscope 50, and the stroke of the angle wire 58 is amplified by changing the diameter ratio of the small pulley 56 and the large pulley 57. It is also possible to increase the bending angle of the insertion portion 52.

なお、アクチュエータを内視鏡50の挿入部52の先端
部に設けることによって、操作部51からアングルワイ
ヤ押し引き機構では従来不可能とされていた長尺の挿入
部52のアングル操作を可能にできる。
By providing the actuator at the distal end of the insertion section 52 of the endoscope 50, it is possible to angle the long insertion section 52 from the operation section 51, which was conventionally impossible with an angle wire push/pull mechanism. .

第9図は第5の実施例を示すもので、第1の実施例と同
一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。この実
施例は第1のアクチュエータ61と第2のアクチュエー
タ62とから構成したもので、これら第1、第2のアク
チュエータ61.62は基本的に第1の実施例と同一で
ある。第1のアクチュエータ61には第1の連結棒63
が設けられ、この第1の連結棒63にはエアチャック2
3.24およびプーリ17が支持されている。
FIG. 9 shows a fifth embodiment, in which the same components as those in the first embodiment are given the same numbers and their explanations will be omitted. This embodiment is composed of a first actuator 61 and a second actuator 62, and these first and second actuators 61, 62 are basically the same as in the first embodiment. The first actuator 61 has a first connecting rod 63
An air chuck 2 is provided on this first connecting rod 63.
3.24 and pulley 17 are supported.

さらに、この第1のアクチュエータ61のプーリ17に
は連結部材64が設けられ、この連結部材64には第2
のアクチュエータ62の連結棒65および引張りばね2
1.22が連結されている。
Further, a connecting member 64 is provided on the pulley 17 of this first actuator 61, and this connecting member 64 has a second
The connecting rod 65 of the actuator 62 and the tension spring 2
1.22 are connected.

前記連結棒65には第2のアクチュエータ62のエアチ
ャック23.24およびプーリ17が設けられ、このブ
リーリ17には連結部材66を介してモータで駆動する
マニピュレータ67が取付けられている。
The connecting rod 65 is provided with an air chuck 23, 24 of the second actuator 62 and a pulley 17, and a manipulator 67 driven by a motor is attached to the pulley 17 via a connecting member 66.

このように構成することによって第1のアクチュエータ
61のプーリ17を関節として第2のアクチュエータ6
2を回動でき、また第2のアクチュエータ62のプーリ
17を関節としてマニピュレータ67を回動することが
でき、また2組以上のアクチュエータを連結することに
よって多関節ロボットを構成できる。
With this configuration, the pulley 17 of the first actuator 61 is used as a joint to connect the second actuator 6.
The manipulator 67 can be rotated using the pulley 17 of the second actuator 62 as a joint, and an articulated robot can be constructed by connecting two or more sets of actuators.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によれば、人工筋を収縮
させるとき、その人工筋の付勢部材側を拘束手段によっ
て拘束することによって、人工筋の駆動量の損失防止と
たるみ防止を効果があり、また遠隔操作に有利で大きな
駆動量を得ることができるという効果がある。
As explained above, according to the present invention, when an artificial muscle is contracted, the biasing member side of the artificial muscle is restrained by the restraining means, thereby effectively preventing loss of drive amount and sagging of the artificial muscle. It is also advantageous for remote control and has the effect of being able to obtain a large amount of drive.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第5図はこの発明の第1の実施例を示すもの
で、第1図は流体圧駆動型アクチュエータの全体を示す
構成図、第2図は人工筋の一部切欠した側面図、第3図
はエアチャックを拡大して示す一部切欠した側面図、第
4図はタイムチャート、第5図(イ)〜(ニ)は作用説
明図、第6図(イ)(ロ)はこの発明の第2の実施例を
示す流体圧駆動型アクチュエータの全体を示す構成図、
T57図はこの発明の第3の実施例を示す流体圧駆動型
アクチュエータの全体を示す構成図、第8図はこの発明
の第4の実施例を示す流体圧駆動型アクチュエータの全
体を示す構成図、第9図はこの発明の第5の実施例を示
す流体圧駆動型アクチュエータの全体を示す構成図、第
10図(イ)(ロ)は従来の空気圧駆動型アクチュエー
タの説明図である。 11、.12・・・流体圧駆動型人工筋、16・・・ワ
イヤ(駆動伝達部)、17・・・ブー9(被駆動部)、
・・・引張り ばね (付勢部材) 24・・・エアチャ ク (拘束手段)
1 to 5 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a configuration diagram showing the entire fluid pressure driven actuator, and FIG. 2 is a partially cutaway side view of an artificial muscle. , Fig. 3 is a partially cutaway side view showing an enlarged air chuck, Fig. 4 is a time chart, Figs. 5 (a) to (d) are action explanatory diagrams, and Figs. is an overall configuration diagram of a fluid pressure driven actuator showing a second embodiment of the present invention;
Figure T57 is a configuration diagram showing the entire fluid pressure driven actuator according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a configuration diagram showing the entire fluid pressure driven actuator according to the fourth embodiment of the invention. 9 is an overall configuration diagram of a fluid pressure driven actuator according to a fifth embodiment of the present invention, and FIGS. 10(a) and 10(b) are explanatory diagrams of a conventional pneumatically driven actuator. 11. 12... Fluid pressure driven artificial muscle, 16... Wire (drive transmission part), 17... Boo 9 (driven part),
...Tension spring (biasing member) 24...Air chuck (restraint means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 拮抗するように配置し加圧により長軸方向に収縮可能な
複数の流体圧駆動型人工筋と、これら人工筋の一端側を
接続した駆動伝達部と、この駆動伝達部に連結した被駆
動部と、前記人工筋の他端側に連結し人工筋を付勢する
付勢部材と、前記人工筋が収縮するときその人工筋の前
記付勢部材を拘束する拘束手段と、この拘束手段を各々
独立に駆動させる制御手段とを具備したことを特徴とす
る流体圧駆動型アクチュエータ。
A plurality of fluid pressure-driven artificial muscles that are arranged to compete with each other and can be contracted in the longitudinal direction by applying pressure, a drive transmission section that connects one end side of these artificial muscles, and a driven section that is connected to this drive transmission section. , a biasing member connected to the other end side of the artificial muscle and biasing the artificial muscle, a restraining means restraining the biasing member of the artificial muscle when the artificial muscle contracts, and each of the restraining means What is claimed is: 1. A fluid pressure driven actuator characterized by comprising a control means for independently driving the actuator.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2796424A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-19 Univ Joseph Fourier PNEUMATIC DISPLACEMENT SYSTEM
EP3196484A4 (en) * 2014-09-12 2018-05-16 Advanced Telecommunications Research Institute International Actuator device, power assist robot, and humanoid robot

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2796424A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-19 Univ Joseph Fourier PNEUMATIC DISPLACEMENT SYSTEM
WO2001006132A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-25 Universite Joseph Fourier Pneumatic displacement system
US6796918B1 (en) 1999-07-15 2004-09-28 Universite Joseph Fourier Pneumatic displacement system
EP3196484A4 (en) * 2014-09-12 2018-05-16 Advanced Telecommunications Research Institute International Actuator device, power assist robot, and humanoid robot
US10881536B2 (en) 2014-09-12 2021-01-05 Advanced Telecommunications Research Institute International Actuator device, power assist robot and humanoid robot

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