JPH02249894A - ワイヤ制御によるアーム駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ワイヤ一対によりアーム片を動作させる関節
駆！２＋機構に関するものであり、さらに詳しぐは、複
数対のワイヤ一対間において干渉が生じないようにした
ワイヤ制御によるアーム駆動機番ワイヤ一対による相互
干渉を防止するために、ワイヤを案内するガイドローラ
を設け、このガイドローラにより、各ワイヤーを連結軸
の回転中心近傍を通る経路上に導くと共に、ワイヤ一対
を連結軸に対して軸対称に位置させた、 ことを特徴とするワイヤ制御による７一ム駆動機は、そ
の両側に駆動用のワイヤ一対２３ａ、２３ｂが接続され
ている。

この７一ム片の駆動機構においては、一方（左側）のワ
イヤー２３ａを他方のワイヤー２３ｂよりも強く引っ張
ると、可動アーム片２０は同図において、反時計方向に
回転駆動され、逆にワイヤ一対の一方２３ｂを他方２３
ａより強く引っ張れば、可動アーム片２０は時計方向に
回転する。このように２本のワイヤーによる拮抗作用で
、アームの位置制御を行うことができる。

これに対し、＠４図の例では、２個の可動アー対３０ａ
、３Ｑｂを制御して基端側の可動アーム片２６と固定ア
ーム片２５との相対角度を変えたとき、他のワイヤ一対
３１ａ、３１ｂをも制御しないと、可動アーム片２６と
可動アーム片２７との相対角度が変化することになる。

これは、２Ｉｉｉのワイヤ一対の間で制御量が干渉して
いることを意味している。

ムから大き（離れないようにするために、それらを基端
側の関節２８に設けたフイドルプ−９−３２に１ｒｆＢ
巻き付けてから張力制御部（図示しない）へ接続してい
る。

このアーム片の駆動機構においては、ワイヤーこす。

この干渉の問題を避けるには、大型のアーム機構では、
各７一ム片毎に独立した駆動力発生機構（油圧シリンダ
ー等）を設置すればよく、また産業用ロボットのような
中型のアーム機構ではアームそのものを回転子と界磁に
してモータを構成するダイレクトモータを駆動力発生機
構とするのが適している。ところが、さらに小型のアー
ム機構では、設置スペースが大きくなるとか、パワー不
足等の問題があるため、それらの駆動力発生機構の利用
は不適当である。そこで、駆動源をアームから離れたと
ころに設置し、ワイヤ一対でその力を伝達する方式が多
用されるが、先に説明したような干渉の問題が発生する
。

アーム片を動作させるワイヤーを連結軸の回転ぞれ一対
のワイヤーからなるワイヤ一対で動作させるようにした
アーム駆動機構において２複数のワイヤ一対間における
相互干渉を防止し、各関節駆動にワイヤ一対を独立に作
用させることができるように構成することにある。

［！１題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため１本発明においては、的に曲げ
る必要があるため、その最小折曲半径等による機構的制
約を受け、しかも、ワイヤーは各アーム片についてそれ
ぞれ１本であるため、ワイヤーの伸縮がそのままアーム
片間の角度誤差になり易い。

［発明が解決しようとする［１１ 本発明の技術的課題は、各可動アーム片をそれこのワイ
ヤ一対を弛緩することによりアーム片間の相対角度を変
化させるようにしたアーム駆動機構において、上記７一
ム片間の相対角度を変化させた場合の各ワイヤ一対によ
る相互干渉を防止するために、ワイヤを案内するガイド
ローラを設け、このガイドａ−ラにより、各ワイヤーを
連結軸の回転中心近傍を通る経路上に導くと共に、ワイ
ヤ一対を連結軸に対して軸対称に位置させたことを特徴
とするものである。

［作　用］ 各アーム片を動作させる一対のワイヤーが、連結軸の回
転中心近傍を通る経路上に位置すると共に、各ワイヤ一
対が連結軸に対して軸対称に位置要部における基本的構
成を示しており、このアーム駆動機構は、第１可動アー
ム片ｌと第２可動アーム片２とを第１可動アーム片１の
基端部に設けた第１連結＠４により回動自在に連結する
と共に、第２可動アーム片２と固定アーム片３とを第２
可動アーム片２の基端部に設けた第２連結軸５は生じな
い、従って、各関節駆動にワイヤ一対を独立に作用させ
ることができると共に、ワイヤーの張力が回転軸まわり
のモーメントを発生させることもない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図及び第２図は２関節のアーム駆動機構の軸線方向
に位ｔをずらしてＩ！き掛けられたあと。

固定て−ム片３を通じて外部に導出され、これらのワイ
ヤ一対８．９を図示しないアクチュエータで４ｋＭする
ことによって各７一ム片１，２．３間の相対角度を変化
させ得るようになっている。

ここで、上記各ワイヤ一対８．９は、７一ム片、間の相
対角度を変化させた場合の各ワイヤ一対による相互干渉
を防止するために、ガイドローラ１２．１３で連結軸４
．５の回転中心近傍を通る経路１０上に導かれると共に
、第１ワイヤ一対８を構成する２本のワイヤー８ａ、８
ａが第２連結軸５に対して軸対称位置にあるようにガイ
ドされている。即ち、上記第１プーリ８に巻き掛けられ
た第１ワイヤ一対８の２本のワイヤー８ａ　、　８ａは
、第２可動一対の支持ローラー５．１５が設けられてい
る。この支持ローラー５．１５は、ワイヤー８ａ　、　
８ａの湾曲時における伸縮が可及的に少なくなるように
その太きさや取り付は位置等が設定されており、例えば
、第２連結軸５と第１ガイドローラー２との距離ａがＢ
ｏｌｍ、支持ローラーｓ、１５の半径ｒが５麿ｌである
場合、第２連結軸５と支持ローラー５．１５との軸線間
距離ｂ’ｔを２．６−膳とすることにより、計算上ワイ
ま た第２ワイヤ一対８の２本のワイヤー９ａ、９ａは、固
定アーム片３に設けられた上記ＭＩＪ２ガイドローラ１
３．１３で１記経路上に導かれており、第２連結軸５の
近傍においては、第２可動アーム片２の回動峙にその回
動方向に第１ワイヤ一対８の２本のワイヤーが８ａ、８
ａ湾曲するのを支持させるため、４１；、記構酸を有す
るアーム駆動機構において、各ワイヤ一対８．９を構成
する２木のワイヤー８ａ　、　８ａ及びｆ３ａ、９ａを
７クチユエータで弛緩することにより、各アーム片１，
２．３間の相対角度を変化させることができる。ここで
、第２ワイヤ一対９を駆動して１１４２可動ア一ム片２
を傾けた場合、第１ワイヤ一対８もその方向に湾曲する
が２このＭｌワイヤ一対８における２本のワイヤー８ｍ
、８ａが、第２連結軸５の回転中心近傍を通る経路！θ
上にあって、この第２連結軸５に対して軸対称に位置し
ているから、２つのワイヤー８ａ、８ａの伸縮は同一に
なり、第２アーム片２に対する第１アーム片１の回動は
生じない、従って、各関節間の相互干渉は中心、・近傍
を通る経路上に導くと共に、ワイヤ一対を連結軸に対し
て軸対称に位置させたので、アーム片間の相対角度を変
化させた場合の各９イヤー対による相互干渉を防止する
ことができる。従って、各ｒＡｊ！ｙの動きを独立に制
御可能な関節駆動機構を実現させることができ、非干渉
性による駆動制御系の設計が古島になるばかりでなく、
ア、−ムの動作時の演算回数を減らすことができ、制御
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアーム駆動機構の要部における基
本的構成を示す縦断面図、第２図はその平面図、第３図
は公知のワイヤ一対利用の１自由度アームについての説
明図、第４図は同２自由度ア〒ムについての説明図であ
る。 １．２−・・ｆｉｌ動アーム片、 ４．５−−Ｊ１１結軸、　　　６．？−−＠転軸。 ８．９　＠−ワイヤ一対、　８ａ、９ａ　ａ　ｅ　’７
４　ヤ−１２，１３・・ガイドローラ。 １５争・支持ローラ。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の可動アーム片を連結軸により回動自在に連結
   し、各可動アーム片の基端部に連結軸と同軸に設けたプ
   ーリにそのアーム片を制御する一対のワイヤを巻き掛け
   、各ワイヤー対を外部のアクチュエータで弛緩すること
   によりアーム片間の相対角度を変化させるようにしたア
   ーム駆動機構において、 上記アーム片間の相対角度を変化させた場合の各ワイヤ
   ー対による相互干渉を防止するために、ワイヤを案内す
   るガイドローラを設け、このガイドローラにより、各ワ
   イヤーを連結軸の回転中心近傍を通る経路上に導くと共
   に、ワイヤー対を連結軸に対して軸対称に位置させた、 ことを特徴とするワイヤ制御によるアーム駆動機構。