JPH0276693A - 駆動力非干渉型関節駆動機構 - 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、ワイヤー対によりアーム片を動作させる関節
駆動機構に関するものであり、さらに詳しくは、複数対
のワイヤー対間において干渉が生じないようにした駆動
力非干渉型関節駆動機構に関するものである。

［従来の技術］ ワイヤー対によりアーム片を動作させる機構の簡単な周
知例を第３図に示す、これは可動アーム片１２と固定ア
ーム片１１を一軸方向に回転可能な開側）のワイヤーｌ
ｅａを他方のワイヤー１６ｂよりも強く引っ張ると、可
動アーム片１２は同図において反時計方向に回転駆動さ
れ、逆にワイヤー対の一方１ｆｌｌｂを他方＋８ａより
強く引っ張れば、可動アーム片！２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ｉｉ！Ｉ制御を行うことができる。

これに対し、第４図の例では、２個の可動アーム片が直
列に連結されている。即ち、固定アーム片２１に可動ア
ーム片２２と可動アーム片２３とを順次間Ｗ１２４，２
５によって連結し、可動アーム片２２及び可動アーム片
２３にそれぞれ回転制御用ワイヤー対２８ａ、２８ｂ及
び２７ａ　、２７ｂを設はティる。また、可動アーム２
２．２３を回転させたとき、先端側の可動線している。

このアーム片の駆動ａｍにおいては、ワイヤー対２８ａ
、２８ｂを制御して基端側の可動アーム片２２と固定ア
ーム片２１との相対角度を変えたとき、他のワイヤー制
御７ａ、２７ｂをも制御しないと、可動アーム片２２と
可動アーム片２３との相対角度が変化することになる。

これは、２対のワイヤー対の間で制御量が干渉している
ことを意味している。

このような干渉系は、アーム片の制御上望ましくなく、
適正な制御を行うには、両方のアーム対を同時に制御し
て干渉を相殺させる必要がある。

これは、制御系の設計上でも余分な問題を引き起こす。

この干渉の問題を避けるには、大型のアーム機成するダ
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
スが犬きくなるとか、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、ワイヤー
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。

［発明が解決しようとするｆｉ！題］ 本発明の技術的課題は、複数の可動アーム片を関節によ
り直列に接続して、ワイヤー対による拮抗的張力により
これらのアーム片間での相対角度を変化させる関節駆動
機構において、上記ワイヤー対による関節駆動の干渉を
避け、各関箇駆動渉型関節駆動機構は、複数の可動アー
ム片を関節により直列に接続して、ワイヤー対による拮
抗的張力によりこれらのアーム片間での相対角度を変化
させるようにしたワイヤー制御によるアーム片の駆動機
構において、上記関節における可動アーム片の回転に寄
与することなく、それよりも先端側に導かれるワイヤー
対を、その関節における可動アーム片の回転軸線上また
はその近傍において、その回転軸線方向に向けて導く、
という技術的手段を採用している。

〔作　用〕

ワイヤー制御によるアーム片の駆動機構におけるワイヤ
ーの張力を、上述１７たように、回転軸線上またはその
近傍において、軸線方向の力としてもない。

［実施例］ 第１図及び第２図には１本発明に係る駆動力非干渉型ｒ
！ＩＦ！５駆動機構の要部における基本的構成を示して
いる。この関節部ｖＪａ構を備えたワイヤー対制御によ
るアーム片駆動機構は、第４図によって説明したように
、複数の可動アーム片を関節により直列に接続して、ワ
イヤー対による拮抗的張力によりこれらのアーム片間で
の相対角度を変化させるようにした構成を有するもので
ある。

上記関節駆動機構において、基端側のアーム片！は、第
４図における固定アーム片２１または可動アーム片２２
に相当するものであり、先端側のアーム片２は、上記ア
ーム片ｌに関［３を介して連結イヤーと共にワイヤー対
をなし、アーム片１とアーム片２の間の関節３における
回転には寄与することなく、それよりも先端側に導かれ
て、他の関節の回転に寄与するものである。

このように、ワイヤー５は、他の可動アーム片の駆動制
御のために関節３よりも先端側に導かれるが、関節３に
おけるアーム片２の駆動制御に伴う干渉を避けるため、
回転軸４の軸線上またはその近傍において、その回転軸
線方向に向けて導いている。

即ち、ワイヤー５は、その張力の方向を関節３に近い位
置で小滑車６により回転軸４に向かう方向に転向させ、
さらに滑車７．８により回転軸４の軸線方向に導き、再
び小滑車８で張力の方向を゛ぞ、軸線方向の力としてア
ーム片間で伝達すると、ワイヤー対による各関節間の駆
動の干渉を避け、各関節駆動にワイヤー対を独立に作用
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。

現実的に、複数の可動アーム片を関節により直列に接続
したアーム片の駆動機構において、ワイヤー対による拮
抗的張力によりアーム片間での相対角度を変化させるよ
うにし、しかも各ワイヤー対について関節間での干渉を
避けるための滑車７゜８等を設けると、関節の近辺に多
数の滑車を設ける必要が生じる。しかしながら、それら
の滑車をアーム片の表裏に設け、あるいは滑車を多段に
重ねて設けたりすることによりその問題は解決すること
ができる。この場合に、各ワイヤーが正確にの回転が±
９０度以内であれば、はとんど問題とならない。

なお、第１図及び第２図においては、図面を簡略化する
ため、先端側のアーム片２の駆動を制御するワイヤー対
を図示していない、また、ワイヤー５と共にワイヤー対
をなす他のワイヤーについても示していないが、上記ワ
イヤー５の場合と同様な機構により導かれるのは勿論で
ある。

［発明の効果］ 本発明によれば、複数の可動アーム片を関節により直列
に接続したワイヤー制御によるアーム片の駆動機構にお
いて、各関節の動きを独立に制御できる関節駆動機構が
実現でき、非干渉性による駆動制御系の設計が容易にな
るばかりでなく、アーム片の動作時の演算回数を減らす
ことかで機構の要部における基本的構成を示す斜視図、
第２図はそれを軸方向から見た要部側面図、第３図は公
知のワイヤー対利用の１自由度アームについての説明図
、第４図は同２自由度アームについての説明図である。

１．２　・・アーム片、　３・・関節、４・・回転軸、
　　　５０ワイヤー。

第１図 第３図 ／２ ｊＩＧ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の可動アーム片を関節により直列に接続して、
   ワイヤー対による拮抗的張力によりこれらのアーム片間
   での相対角度を変化させるようにしたワイヤー制御によ
   るアーム片の駆動機構において、 上記関節における可動アーム片の回転に寄与することな
   く、それよりも先端側に導かれるワイヤー対を、その関
   節における可動アーム片の回転軸線上またはその近傍に
   おいて、その回転軸線方向に向けて導いた、 ことを特徴とする駆動力非干渉型関節駆動機構。