JPH05293787A - ３次元屈曲型ロボットア−ム - Google Patents
３次元屈曲型ロボットア−ムInfo
- Publication number
- JPH05293787A JPH05293787A JP9662692A JP9662692A JPH05293787A JP H05293787 A JPH05293787 A JP H05293787A JP 9662692 A JP9662692 A JP 9662692A JP 9662692 A JP9662692 A JP 9662692A JP H05293787 A JPH05293787 A JP H05293787A
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- JP
- Japan
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- robot arm
- pressure chamber
- type robot
- pressure
- compressed air
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内視検査用の光ファイバなどを複雑・狭隘な
被検査体内へ障害物を避けつつ導入することができるカ
テ−テル型のロボットア−ムを提供する。 【構成】 端面に複数のダイヤフラム１８を配設する共
に内部にそれぞれのダイヤフラム１８を独立して変形さ
せるための圧力室１４を形成してなるセル５をそのダイ
ヤフラム１８を介して相互に縦列連結してなる可動部６
と、この可動部５の基端部から先端部へ連通させて形成
され、すべての圧力室１４へ圧気を常時供給するための
圧気供給路２１と、各圧力室１４毎に圧気の排気量を調
節する手段とを具備したことを特徴とする。
被検査体内へ障害物を避けつつ導入することができるカ
テ−テル型のロボットア−ムを提供する。 【構成】 端面に複数のダイヤフラム１８を配設する共
に内部にそれぞれのダイヤフラム１８を独立して変形さ
せるための圧力室１４を形成してなるセル５をそのダイ
ヤフラム１８を介して相互に縦列連結してなる可動部６
と、この可動部５の基端部から先端部へ連通させて形成
され、すべての圧力室１４へ圧気を常時供給するための
圧気供給路２１と、各圧力室１４毎に圧気の排気量を調
節する手段とを具備したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機のジェットエン
ジンや発電用のガスタ−ビンなどの狭隘な空間への挿入
に適した３次元屈曲型ロボットア−ム（以下、単にロボ
ットア−ムという）に関するものである。
ジンや発電用のガスタ−ビンなどの狭隘な空間への挿入
に適した３次元屈曲型ロボットア−ム（以下、単にロボ
ットア−ムという）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、航空機のジェットエンジンや発
電用のガスタ−ビンなどの内視検査の際にはファイバス
コ−プが用いられる。ファイバスコ−プは、管体で構成
されたスコ−プ本体内に照明用光ファイバ及び内視用光
ファイバを挿通してなり、被検査体への挿入先端部に、
集光レンズなどからなる内視窓を有している。この内視
窓の向きは、ファイバスコ−プの基端部における操作に
よって変えることができるようになっている。
電用のガスタ−ビンなどの内視検査の際にはファイバス
コ−プが用いられる。ファイバスコ−プは、管体で構成
されたスコ−プ本体内に照明用光ファイバ及び内視用光
ファイバを挿通してなり、被検査体への挿入先端部に、
集光レンズなどからなる内視窓を有している。この内視
窓の向きは、ファイバスコ−プの基端部における操作に
よって変えることができるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のファイ
バスコ−プは、内視窓の向きを変えるため先端部に自由
度を持たせてはいるものの、その他の部分には自由度が
無いため、タ−ビンブレ−ド部分など、空間的に連通し
てはいても複雑に入り組んでいるような部分への挿入は
困難であり、検査範囲が極度に制限されるという問題が
ある。
バスコ−プは、内視窓の向きを変えるため先端部に自由
度を持たせてはいるものの、その他の部分には自由度が
無いため、タ−ビンブレ−ド部分など、空間的に連通し
てはいても複雑に入り組んでいるような部分への挿入は
困難であり、検査範囲が極度に制限されるという問題が
ある。
【０００４】そこで、本発明の目的は、内視検査用の光
ファイバなどを複雑・狭隘な被検査体内へ障害物を避け
つつ導入することができるロボットア−ムを提供するこ
とにある。
ファイバなどを複雑・狭隘な被検査体内へ障害物を避け
つつ導入することができるロボットア−ムを提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のロボットア−ムは、筒状の形状を有し端面
に中心を囲むように少くとも３個のダイヤフラムを配設
すると共に内部にそれぞれのダイヤフラムを独立して変
形させるための圧力室を形成してなるセルをそのダイヤ
フラムを構成する可撓部材を介して相互に縦列連結して
なる可動部と、この可動部の基端部から先端部へ連通さ
せて形成され、すべての圧力室へ圧気を常時供給するた
めの圧気供給路と、各圧力室毎に圧気の排気量を調節す
る手段とを具備して構成される。
め、本発明のロボットア−ムは、筒状の形状を有し端面
に中心を囲むように少くとも３個のダイヤフラムを配設
すると共に内部にそれぞれのダイヤフラムを独立して変
形させるための圧力室を形成してなるセルをそのダイヤ
フラムを構成する可撓部材を介して相互に縦列連結して
なる可動部と、この可動部の基端部から先端部へ連通さ
せて形成され、すべての圧力室へ圧気を常時供給するた
めの圧気供給路と、各圧力室毎に圧気の排気量を調節す
る手段とを具備して構成される。
【０００６】
【作用】上記構成による本発明のロボットア−ムにおい
ては、可動部のすべての圧力室に常時圧気が供給される
ので、各圧力室毎に圧気の排気量を調節すれば、各圧力
室の内圧はそれぞれ独立して変化する。したがって、各
圧力室毎に圧気の排気量を調節することにより、それぞ
れのダイヤフラムを独立して変形（膨出量を変化）さ
せ、可動部を自在に屈曲変形させることができる。
ては、可動部のすべての圧力室に常時圧気が供給される
ので、各圧力室毎に圧気の排気量を調節すれば、各圧力
室の内圧はそれぞれ独立して変化する。したがって、各
圧力室毎に圧気の排気量を調節することにより、それぞ
れのダイヤフラムを独立して変形（膨出量を変化）さ
せ、可動部を自在に屈曲変形させることができる。
【０００７】例えば、すべての圧力室からの圧気の排気
量が等しく調節されているときには、すべてのダイヤフ
ラムの変形の度合（膨出量）が等しくなるので、可動部
の形態は直線状になる。また、圧気の排気量に差がある
ときには、排気量の少ない圧力室のダイヤフラムの変形
の度合が排気量の多いほうのそれよりも大きくなるの
で、可動部は排気量の多い圧力室の方に曲がる。つま
り、本発明のロボットア−ムは、曲げたい箇所の圧力室
からの圧気の排気量を増加させることにより、その可動
部を思い通りに屈曲変形させることができる。本発明の
ロボットア−ムは、その大部分を上記可動部で構成する
ことにより、全体として様々な屈曲形態をとることがで
きるので、複雑・狭隘な被検査体内において障害物を迂
回するような変形が可能である。
量が等しく調節されているときには、すべてのダイヤフ
ラムの変形の度合（膨出量）が等しくなるので、可動部
の形態は直線状になる。また、圧気の排気量に差がある
ときには、排気量の少ない圧力室のダイヤフラムの変形
の度合が排気量の多いほうのそれよりも大きくなるの
で、可動部は排気量の多い圧力室の方に曲がる。つま
り、本発明のロボットア−ムは、曲げたい箇所の圧力室
からの圧気の排気量を増加させることにより、その可動
部を思い通りに屈曲変形させることができる。本発明の
ロボットア−ムは、その大部分を上記可動部で構成する
ことにより、全体として様々な屈曲形態をとることがで
きるので、複雑・狭隘な被検査体内において障害物を迂
回するような変形が可能である。
【０００８】したがって、本発明のロボットア−ムに、
その全長方向に添わせて内視用あるいは溶接用の光ファ
イバなどを装着しておけば、これらを被検査体内へ障害
物を避けつつ奥深く導入することができる。すなわち、
本発明のロボットア−ムによれば、複雑・狭隘な被検査
体内への挿入に適した３次元屈曲型のファイバスコ−プ
や溶接・補修ロボットなど、カテ−テル型の種々の検査
・補修装置を構成することができる。
その全長方向に添わせて内視用あるいは溶接用の光ファ
イバなどを装着しておけば、これらを被検査体内へ障害
物を避けつつ奥深く導入することができる。すなわち、
本発明のロボットア−ムによれば、複雑・狭隘な被検査
体内への挿入に適した３次元屈曲型のファイバスコ−プ
や溶接・補修ロボットなど、カテ−テル型の種々の検査
・補修装置を構成することができる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。この実施例では、ロボットア−ムを
用いて３次元屈曲型ファイバスコ−プを構成した場合に
ついて説明する。
参照して説明する。この実施例では、ロボットア−ムを
用いて３次元屈曲型ファイバスコ−プを構成した場合に
ついて説明する。
【００１０】図１に示される３次元屈曲型ファイバスコ
−プ１は、内視窓２を有するヘッド部３と操作系側に接
続されるボトム部４とが同形・同寸の多数のセル５を多
段に連結してなる可動部６によって連結されて概略構成
されている。ヘッド部３、ボトム部４および可動部６
は、外径がいずれも等しく、ジェットエンジンのブレ−
ド部分のような狭隘な空間に挿入できるよう細く形成さ
れている。
−プ１は、内視窓２を有するヘッド部３と操作系側に接
続されるボトム部４とが同形・同寸の多数のセル５を多
段に連結してなる可動部６によって連結されて概略構成
されている。ヘッド部３、ボトム部４および可動部６
は、外径がいずれも等しく、ジェットエンジンのブレ−
ド部分のような狭隘な空間に挿入できるよう細く形成さ
れている。
【００１１】内視窓２には、集光用レンズ７並びに投光
用レンズ８が並設されている。これらレンズ７，８に
は、このファイバスコ−プ１内にそのボトム部４側から
ヘッド部３の先端に亘って挿通されたバンドルファイバ
９のファイバ素線が所定本数ずつ接続されている。そし
て、投光用レンズ８に接続されたファイバ素線の末端は
発光ダイオ−ドやレ−ザ−ダイオ−ドなどの光源に、集
光用レンズ７に接続されたファイバ素線の末端はＣＣＤ
などの固体撮像素子を用いて構成された図示しない画像
処理装置にそれぞれ接続されている。
用レンズ８が並設されている。これらレンズ７，８に
は、このファイバスコ−プ１内にそのボトム部４側から
ヘッド部３の先端に亘って挿通されたバンドルファイバ
９のファイバ素線が所定本数ずつ接続されている。そし
て、投光用レンズ８に接続されたファイバ素線の末端は
発光ダイオ−ドやレ−ザ−ダイオ−ドなどの光源に、集
光用レンズ７に接続されたファイバ素線の末端はＣＣＤ
などの固体撮像素子を用いて構成された図示しない画像
処理装置にそれぞれ接続されている。
【００１２】可動部６を構成する各セル５は、図１ない
し図３に示されるように、非可撓性のセル本体１０と．
このセル本体１０の一方の端面に密着させて設けられた
シ−ト状の可撓部材１１とにより主要部が構成されてい
る。セル本体１０の軸心部には貫通孔１２が形成され、
可撓部材１１が設けられた側の端面には、扇形の３つの
溝１３が周方向に等間隔に形成されている（図４参
照）。そして、これらの溝１３が可撓部材１１によって
閉塞されることにより、各セル５の一方の端部に、周方
向に等間隔に配設された３つの圧力室１４が構成され
る。可撓部材１１の中心部には、貫通孔１２と同径の可
撓管２０が一体的に形成されており、この可撓管２０が
隣接するセル５の貫通孔１２に接続されることによっ
て、可動部６の軸心部にその全長に亘って連通する圧気
供給路２１が形成されている。上記バンドルファイバ９
は、この圧気供給路２１に挿通されている。
し図３に示されるように、非可撓性のセル本体１０と．
このセル本体１０の一方の端面に密着させて設けられた
シ−ト状の可撓部材１１とにより主要部が構成されてい
る。セル本体１０の軸心部には貫通孔１２が形成され、
可撓部材１１が設けられた側の端面には、扇形の３つの
溝１３が周方向に等間隔に形成されている（図４参
照）。そして、これらの溝１３が可撓部材１１によって
閉塞されることにより、各セル５の一方の端部に、周方
向に等間隔に配設された３つの圧力室１４が構成され
る。可撓部材１１の中心部には、貫通孔１２と同径の可
撓管２０が一体的に形成されており、この可撓管２０が
隣接するセル５の貫通孔１２に接続されることによっ
て、可動部６の軸心部にその全長に亘って連通する圧気
供給路２１が形成されている。上記バンドルファイバ９
は、この圧気供給路２１に挿通されている。
【００１３】可撓部材１１の圧力室１４を実質的に閉塞
している部分は、圧力室１４の内圧変化に応じて変形す
るダイヤフラム１８を構成する。セル本体１０の可撓部
材１１が設けられた側とは反対側の端面には、圧力室１
４の位置に対応させて半球状の突起部１９が形成されて
おり、互いに隣接するセル５のダイヤフラム１８と突起
部１９とが接続されている。したがって、可動部６全体
として、圧力室１４が３列（Ａ列、Ｂ列、Ｃ列）に配列
された構成となっている（図４参照）。
している部分は、圧力室１４の内圧変化に応じて変形す
るダイヤフラム１８を構成する。セル本体１０の可撓部
材１１が設けられた側とは反対側の端面には、圧力室１
４の位置に対応させて半球状の突起部１９が形成されて
おり、互いに隣接するセル５のダイヤフラム１８と突起
部１９とが接続されている。したがって、可動部６全体
として、圧力室１４が３列（Ａ列、Ｂ列、Ｃ列）に配列
された構成となっている（図４参照）。
【００１４】圧気供給路２１と各圧力室１４間は、セル
本体１０の内周壁に形成されたオリフィス１５を介して
連通している。また、セル本体１０の外周壁には、各圧
力室１４に連通させて排気孔１６が形成されている。排
気孔１６の開口径は、オリフィス１５のそれよりも大き
く設定されている。各圧力室１４内には、排気孔１６を
開閉する弁体１７が設けられている。この弁体１７は、
板状の２枚の圧電素子を絶縁材の表と裏に張り合わせて
形成されたものであり、印加電圧を表と裏とで反転させ
ると一方が縮み他方が伸びる性質を利用して排気孔１６
を開閉するものである。
本体１０の内周壁に形成されたオリフィス１５を介して
連通している。また、セル本体１０の外周壁には、各圧
力室１４に連通させて排気孔１６が形成されている。排
気孔１６の開口径は、オリフィス１５のそれよりも大き
く設定されている。各圧力室１４内には、排気孔１６を
開閉する弁体１７が設けられている。この弁体１７は、
板状の２枚の圧電素子を絶縁材の表と裏に張り合わせて
形成されたものであり、印加電圧を表と裏とで反転させ
ると一方が縮み他方が伸びる性質を利用して排気孔１６
を開閉するものである。
【００１５】図５に弁体１７を制御するための制御回路
の一例を示す。この制御回路は、可動部６の屈曲させよ
うとする位置のセル５のアドレス信号を発生する８ビッ
トのアドレス発生回路２２と、圧力室１４の列の選択信
号を発生する列選択信号発生回路２３とで主要部が構成
されている。アドレス発生回路２２の８本の信号線に
は、それぞれのセル５に対応するアドレス信号により、
指定されたセル５を選び出すためのセレクト回路２４が
各セル毎に設けられている。
の一例を示す。この制御回路は、可動部６の屈曲させよ
うとする位置のセル５のアドレス信号を発生する８ビッ
トのアドレス発生回路２２と、圧力室１４の列の選択信
号を発生する列選択信号発生回路２３とで主要部が構成
されている。アドレス発生回路２２の８本の信号線に
は、それぞれのセル５に対応するアドレス信号により、
指定されたセル５を選び出すためのセレクト回路２４が
各セル毎に設けられている。
【００１６】この制御回路によれば、セレクト回路２４
でセルを指定し、列選択信号発生回路２３で列を指定す
ることにより、任意の圧力室１４を指定することができ
る。したがってこの場合、弁体１７を制御するための信
号線の本数は、セル指定用に８本、列選択用に３本の計
１１本で足りる。８ビットのアドレス発生回路２２の使
用により、最大２６５段のセルを８本の信号線で指定す
ることが可能である。なお、各弁体１７への電力の供給
は、図示しない別の２本の電力線によって行われる。
でセルを指定し、列選択信号発生回路２３で列を指定す
ることにより、任意の圧力室１４を指定することができ
る。したがってこの場合、弁体１７を制御するための信
号線の本数は、セル指定用に８本、列選択用に３本の計
１１本で足りる。８ビットのアドレス発生回路２２の使
用により、最大２６５段のセルを８本の信号線で指定す
ることが可能である。なお、各弁体１７への電力の供給
は、図示しない別の２本の電力線によって行われる。
【００１７】上記のように構成されたファイバスコ−プ
１は、圧気供給路２１から可動部６のすべての圧力室１
４へオリフィス１５を通して常時圧気が供給される。し
たがって、すべての弁体１７が閉じているときには、す
べてのダイヤフラム１８の膨出量が等しくなるので、フ
ァイバスコ−プ１は直線状になる。また、上記制御回路
によって制御されて一部の弁体１７が開かれたときに
は、図３に示すように、その弁体１７が設けられた圧力
室１４の内圧が低下してダイヤフラム１８がフラットな
状態に戻るので、その箇所において可動部６は屈曲す
る。つまり、このファイバスコ−プ１は、曲げたい箇所
の圧力室１４の弁体１７を開弁させることにより、思い
通りに屈曲変形させることができる。したがって、この
ファイバスコ−プ１は、複雑・狭隘な被検査体内へ障害
物を避けつつ奥深く挿入することができるので、広い範
囲に亘って効率良く内視検査を行うことができる。
１は、圧気供給路２１から可動部６のすべての圧力室１
４へオリフィス１５を通して常時圧気が供給される。し
たがって、すべての弁体１７が閉じているときには、す
べてのダイヤフラム１８の膨出量が等しくなるので、フ
ァイバスコ−プ１は直線状になる。また、上記制御回路
によって制御されて一部の弁体１７が開かれたときに
は、図３に示すように、その弁体１７が設けられた圧力
室１４の内圧が低下してダイヤフラム１８がフラットな
状態に戻るので、その箇所において可動部６は屈曲す
る。つまり、このファイバスコ−プ１は、曲げたい箇所
の圧力室１４の弁体１７を開弁させることにより、思い
通りに屈曲変形させることができる。したがって、この
ファイバスコ−プ１は、複雑・狭隘な被検査体内へ障害
物を避けつつ奥深く挿入することができるので、広い範
囲に亘って効率良く内視検査を行うことができる。
【００１８】なお、本実施例においては、各セル毎に３
つの圧力室１４を設けた構成について説明したが、圧力
室１４の数は各セル毎に４室以上設けてもよい。圧力室
１４の数が多いほど、可動部６の自由度を多くすること
ができる。また、図６に示すように各セル５の圧力室１
４と突起部１９をずらして形成し、隣設するセル５の圧
力室１４の位相をずらした状態で連結してもよい。ま
た、オリフィス１５のかわりに上記排気口１６と同径の
流路を形成し、この流路を開閉するための弁体を圧力室
１４内に設けてもよい。しかしこの場合、新たに設けら
れた弁体を制御するために、信号線の数が多く必要とな
る。
つの圧力室１４を設けた構成について説明したが、圧力
室１４の数は各セル毎に４室以上設けてもよい。圧力室
１４の数が多いほど、可動部６の自由度を多くすること
ができる。また、図６に示すように各セル５の圧力室１
４と突起部１９をずらして形成し、隣設するセル５の圧
力室１４の位相をずらした状態で連結してもよい。ま
た、オリフィス１５のかわりに上記排気口１６と同径の
流路を形成し、この流路を開閉するための弁体を圧力室
１４内に設けてもよい。しかしこの場合、新たに設けら
れた弁体を制御するために、信号線の数が多く必要とな
る。
【００１９】
【発明の効果】以上要するに本発明のロボットア−ム
は、複雑・狭隘な被検査体内へ障害物を避けつつ奥深く
導入することができる。
は、複雑・狭隘な被検査体内へ障害物を避けつつ奥深く
導入することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例を示す要部縦断面図である。
【図３】本発明の一実施例を示す要部縦断面図である。
【図４】図２のIV−IV線矢視図である。
【図５】制御回路を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す断面図である。
５ セル ６ 可動部 １４ 圧力室 １５ オリフィス １７ 弁体 １８ ダイヤフラム ２１ 圧気供給路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 23/24 Ｃ 7132−2Ｋ (72)発明者 大野 俊孝 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 武田 繁 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内
Claims (1)
- 【請求項１】 筒状の形状を有し端面に中心を囲むよう
に少くとも３個のダイヤフラムを配設すると共に内部に
それぞれのダイヤフラムを独立して変形させるための圧
力室を形成してなるセルを可撓部材を介して相互に縦列
連結してなる可動部と、この可動部の基端部から先端部
へ連通させて形成され、すべての圧力室へ圧気を常時供
給するための圧気供給路と、上記圧力室からの圧気の排
気量を制御する手段とを具備したことを特徴とする３次
元屈曲型ロボットア−ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9662692A JPH05293787A (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | ３次元屈曲型ロボットア−ム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9662692A JPH05293787A (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | ３次元屈曲型ロボットア−ム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05293787A true JPH05293787A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14170054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9662692A Pending JPH05293787A (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | ３次元屈曲型ロボットア−ム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05293787A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001275935A (ja) * | 2000-03-06 | 2001-10-09 | Stm Medizintechnik Starnberg Gmbh | 内視鏡シャフト |
| JP2001292957A (ja) * | 2000-03-06 | 2001-10-23 | Stm Medizintechnik Starnberg Gmbh | 運動自在の遠位端を備えた内視鏡のシャフト |
| WO2008046566A1 (de) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Robotics Technology Leaders Gmbh | Wurmförmiger mechanismus |
| JP2018514350A (ja) * | 2015-03-27 | 2018-06-07 | プロジェクト モレー， インコーポレイテッド | カテーテルおよびその他の使用のための関節運動システム、デバイス、および方法 |
| US11642494B2 (en) | 2015-12-04 | 2023-05-09 | Project Moray, Inc. | Input and articulation system for catheters and other uses |
| WO2023077510A1 (zh) * | 2021-11-05 | 2023-05-11 | 苏州爱宝德生物科技有限公司 | 一种模块化电子插镜装置及其使用方法 |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP9662692A patent/JPH05293787A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4553502B2 (ja) * | 2000-03-06 | 2010-09-29 | インベンド メディカル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク | 内視鏡シャフト |
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