JPH0440870Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、マニプレータに適用される作業指の
関節動作機構に関する。

＜従来の技術＞ 遠隔制御マニプレータなどに適用される作動指
の関節動作機構の従来のものは、指関節の各軸動
作を単独に行なえるように、それぞれの軸に押し
引きのためのロープの一端を結合し、そのロープ
の他端をモータ等の駆動源に結合していた。従つ
て、指が各関節における軸回り両方向へ動くよう
にするには、各軸ごとに二本のロープを必要と
し、モータも２個必要であつた。

第２図には従来の作業指動作機構の一例の概略
を示してある。

この作業指１の指付け根はマニプレータの手に
取付けられるもので、この指付け根部における第
１指構成部材２と手側との間の第１関節３は横振
り軸４を持つた構成となつている。第１指構成部
材２と第２指構成部材５との結合部分の第２関節
６は第１竪振り軸７を有する構造となつており、
第２指構成部材５と第３指構成部材（指先端部
分）８との結合部分の第３関節９は第２竪振り軸
１０を有する構造となつている。

第１関節３における横振り軸４には二本の駆動
ロープ１１，１２が同一方向から両側に振り分け
て掛けられ、第２関節６、第３関節９における第
１竪振り軸７、第２竪振り軸１０にも同様に駆動
ロープ１３，１４，１５，１６が掛けられてい
る。そして、これらの駆動ロープ１１〜１６の後
端側にはそれぞれ図示されていないモータが連結
されている。

このように、従来の作業指関節動作機構におい
ては、各関節における関節軸に掛けられた二本の
ロープをそれぞれモータにより駆動することによ
つて動作させるものであつた。

＜考案が解決しようとする問題点＞ 従来の作業指関節動作機構においては、上記の
ような構成となつていることにより、３軸の正逆
転を行なうためには、６本のロープと６個のモー
タが必要となる。このように、多数のロープ、モ
ータが必要であると、作業指を取付けたアームの
根元部に指駆動用のモータを設けるマニプレータ
においては、アーム内で指駆動用のロープだけで
なくアーム関節駆動用のロープ等も処理すること
から、処理が複雑となり、スペースの問題からア
ーム関節数が限定され、マニプレータの作業能力
が限定されるか、又はマニプレータ自体が大型と
なり、作業範囲が限定されてしまう。

本考案は、従来の作業指関節動作機構には、上
述の如く各動作軸ごとに二本の駆動用ロープ、二
個の駆動用モータが必要であることから、マニプ
レータの構造及び作業性の面で制約を受けていた
ことにかんがみてなされたもので、その目的とす
るところは、作業指の複数の軸に関する動作をよ
り少ないロープ、駆動源で実現することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成する本考案の構成は、２自由度
の関節と１自由度の関節を有する作業指の関節動
作機構であつて、作業指の指付け根側より指先側
に伸びる二本のロープを指先側の関節における関
節軸にその軸方向に沿つて振り分けて同一側から
掛け、作業指の指付け根側から指先側に伸びる一
本のロープを指先の関節における前記関節軸に前
記二本のロープとは反対の側から掛け、作業指の
指付け根側から伸びる一本のロープを前記一本の
ロープと同じ側において指付け根側の関節の指先
側に結合し、更に各ロープに各ロープを押し引き
するための駆動源をそれぞれ連結したことを特徴
とする。

＜作用＞ 上記作業指の関節動作機構においては、指先側
の関節における二本の駆動ロープに張力を付与し
た状態で、各関節における他の駆動ロープを押し
引きすることにより、作業指は二つの関節の１軸
に関し動作され、また、２本の駆動ロープをそれ
ぞれ押し引きすることにより、２自由度の関節に
おける他の関節軸に関し動作される。

＜実施例＞ 第１図には本考案の一実施例に係る遠隔制御マ
ニプレータの作業指関節動作機構の概略構造を示
してある。

作業指２１の指付け根部２２はマニプレータの
手に取付けられる部分であり、この指付け根部２
２と指２１の中間構成部材２３とは直交する関節
軸として横振り軸２４と竪振り軸２５とを有する
第１関節２６により結合されている。つまり、中
間構成部材２３は指付け根部２２に対し、横振り
軸２４回り並びに竪振り軸２５回りに回動自在と
なつているのである。中間構成部材２３と作業指
２１の先端構成部材２７とは関節軸として前記竪
振り軸２５と平行な竪振り軸２８を有する第２関
節２９を介して連結されている。

第２関節２９における竪振り軸２８には、指付
け根部側より当該作業指２１内を貫通する二本の
駆動ロープ３０，３１が軸方向に沿つて両側に振
り分けて同じ側から掛けられている。駆動ロープ
３０，３１は中間構成部材２３内に設けられたガ
イド３２，３３内に通されている。ガイド３２，
３３は第２関節２９の手前まで設けてあり、ガイ
ド３２，３３のない部分で駆動ロープ３０，３１
の長さが変わるようになつている。また、竪振り
軸２８における前記駆動ロープ３０，３１は掛け
られている個所間の中央部には、指付け根部側よ
り中間構成部材２３内を貫通する一本の駆動ロー
プ３４が前記二本の駆動ロープ３０，３１とは反
対の側から掛けられている。つまり、二本の駆動
ロープ３０，３１は竪振り軸２８の下側から、ま
た一本の駆動ロープ３４は竪振り軸２８の上側か
ら掛けられているのである。駆動ロープ３０，３
１，３４は竪振り軸２８の大きさ形状等によつて
は直接竪振り軸２８に掛けてもよいが、本実施例
では、竪振り軸２８上にプーリ３５，３６，３７
を設けて、そこに駆動ロープ３０，３１，３４を
それぞれ掛けてある。尚、各駆動ロープ３０，３
１，３４の先端はそれぞれ先端構成部材２７に係
着されている。一方、これらの駆動ロープ３０，
３１，３４の後端側はマニプレータ基端側（例え
ば、アーム根元部）において駆動源であるモータ
におのおの連結されている。

また、第１関節２６の指先側（中間構成部材２
３側）には、指付け根部側から伸びる一本の駆動
ロープ３８が前記駆動ロープ３４と同じ側つまり
上側に結合されている。この駆動ロープ３８の後
端側もマニプレータ基端側において駆動源として
のモータに連結されている。

上記構成の作業指関節動作機構の操作は次のよ
うにしてなされる。

指先側の第２関節２９における竪振り軸２８に
その下側から掛けられている二本の駆動ロープ３
０，３１に張力を与えると、先端構成部材２７、
中間構成部材２３には、各関節２９，２６におけ
る竪振り軸２５，２８回りに下向き回転させよう
とする力が加わる。従つて、関節２６，２９にお
ける竪振り軸２５，２８の上側に掛けられている
駆動ロープ３８，３４のうち動作させたい関節２
６もしくは２９側の駆動ロープ３８もしくは３４
を自由にして（ゆるめる）、他の関節２９もしく
は２６側の駆動ロープ３４もしくは３８を張る
と、自由となつた関節２６もしくは２９のみ動作
する。つまり、二本の駆動ロープ３０，３１に張
力をかけた状態で、第１関節２６における駆動ロ
ープ３８を自由にすると、作業指２１は第１関節
２６の部分から下向きに回動する。このとき、先
端構成部分２７と中間構成部分２３とは駆動ロー
プ３０，３１及び３４の竪張により一定の状態で
保持（拘束）される。また、二本の駆動ロープ３
０，３１に張力をかけた前記状態から、第２関節
２９における上側の駆動ロープ３４を自由にする
と、作業指２１は第２関節２９の部分から下向き
に回動する。

作業指２１を各関節２６，２９で上向きに動作
させるには、第２関節２９における二本の駆動ロ
ープ３０，３１をゆるめると共に、各関節２６，
２９における上側の駆動ロープ３８，３４の張力
をかければよい。

第１関節２６における横振り軸２４回りの動
作、つまり横振り動作は、第２関節２９の竪振り
軸２８に軸方向両側に振り分けて掛けられている
２本の駆動ロープ３０，３１をそれぞれ押し引き
することによりなされる。例えば、作業指２１の
指付け根部側から指先側に見て左側の駆動ロープ
３０を引き、右側の駆動ロープ３１を押せば、作
業指２１は横振り軸２４を中心として左側に回動
されるのである。同様に逆の押し引きにより右側
に回動されるのである。

尚、上記駆動ロープ３０，３１，３４，３８の
押し引きの動作はすべてマニプレータ本体側の各
モータによりなされる。

以上のように、当該作業指関節動作機構によれ
ば、第１関節２６における２軸、第２関節軸２９
における１軸の計３軸についての動作が４本のロ
ープと４台のモータにより、同時にあるいは単独
で行なうことができるのである。

上記実施例における指構造は基本的な一例であ
り、勿論、関節数の異なる作業指にも、さらに、
マニプレータの腕構造やその関節機構にも本考案
は適用可能である。例えば、上記基本構造に対し
指関節を１軸増やした場合には、その動作系にお
いては１本のロープと１台のモータを増やすだけ
でよく、従つて、指の多関節化も可能となる。

＜考案の効果＞ 本考案に係るマニプレータの作業指関節動作機
構によれば、ある関節軸に関する動作に使われる
駆動ロープを他の関節軸に関する動作にも使うよ
うにしたので、駆動ロープ及び駆動源の数を減ら
すことができ、マニプレータの構造の簡略化、そ
れに伴う小型化が図れ、作業範囲の拡大も図れ
る。特に、複数の指を有するマニプレータにおい
ては、指ごとにロープ、駆動源が減少するので、
その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る作業指関節動
作機構の概略構造を示す斜視図、第２図は従来の
作業指関節動作機構の概略構造を示す斜視図であ
る。 図面中、２１は作業指、２２は指付け根部、２
３は中間構成部材、２４は横振り軸、２５は竪振
り軸、２６は第１関節、２７は先端構成部材、２
８は竪振り軸、２９は第２関節、３０，３１は駆
動ロープ、３２，３３はガイド、３４，３８は駆
動ロープである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２自由度の関節と１自由度の関節を有する作業
   指の関節動作機構であつて、作業指の指付け根側
   より指先側に伸びる二本のロープを指先側の関節
   における関節軸にその軸方向に沿つて振り分けて
   同一側から掛け、作業指の指付け根側から指先側
   に伸びる一本のロープを指先の関節における前記
   関節軸に前記二本のロープとは反対の側から掛
   け、作業指の指付け根側から伸びる一本のロープ
   を前記一本のロープと同じ側において指付け根側
   の関節の指先側に結合し、更に各ロープに各ロー
   プを押し引きするための駆動源をそれぞれ連結し
   たことを特徴とするマニプレータの作業指関節動
   作機構。