JPH05508352A - 圧力媒体作動式動力手段の構成 - 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】 枢動リンク形成手段用の構成 本発明は、互いに曲がった状態から真っ直ぐにした状態まで、及び真っ直ぐにし た状態から互いに曲がった状態まで再調節できる、圧力媒体（油圧又は空気圧） 作動式枢動リンク形成手段、例えばロボットアーム、把持−保持部材又は同様の 本体用の構成に関する。

従来のロボットアーム、及び把持−保持部材及び種々の支持部材は比較的複雑な 機械的設計及び等価に複雑な作動態様を持っていた。

本発明について、その目的は、比較的簡単な作動態様の基礎を提供する特に簡単 な構造上の解決策である。

この構成は、前記枢動リンク形成手段が、一つ又はそれ以上の局部的に形成され 、圧力媒体導管が関連した内側ポケット形成部を有する第１の種類の壁部分と、 このような形成部のない第２の種類の壁部分とから成る可撓性壁材料でできてお り、前記第１の種類の壁部分は、ポケット形成部に圧力を加えるとポケット形成 部を膨らますことによって変形され、これと等価に、隣接した壁部分の幅及び長 さを収縮させるようになっており、この際、必要であれば、圧力媒体導管が関連 した別々に膨らますことのできる内部ダクトが局部的に配置された第２の種類の 壁部分は、壁材料の第１の種類の壁部分に分岐部分を形成し、更に、第１の種類 の壁部分は第２の種類の壁部分に対して間隔を隔てて配置され、そのため、ポケ ット形成部に圧力媒体を加えることによって、第１の種類の壁部分を第２の種類 の壁部分に対して互いに曲げることができ、圧力媒体をポケット形成部から排出 することによって及び／又は壁材料の第２の種類のダクトに圧力を加えることに よって第１の種類の壁部分を第２の種類の壁部分に対して真っ直ぐにすることが できる、ことを特徴とする。

本発明によれば、構成を側方に逸らす、即ち横方向軸線を中心に曲げることがで き、そのため、具体的な枢動ビン又は同様の具体的な枢軸に左右されずにリンク の曲げを行うことができるように、簡単な導管システム及び関連したポケット形 成部又はダクトで圧力媒体によって構成の壁材料を変形させることができる。

シートの外形をシートを通る主平面に対して変えるため、壁材料の第１及び第２ の種類が一つの同じシート形状部材に配置されているのが好ましい。

変形態様の解決策では、部材を湾曲した又は折り畳んだ形状に曲げるため、第１ 及び第２の種類の壁材料が一つの同じ管状形状又はベル形状の部材に配置される 。

これによって、把持−保持部材と関連した単一のロボットアーム又は単一のアー ム構造を備えた一つの部品の一部をこの構成で形成することかできる。特定の利 点は、曲げ部形成手段又は真っ直ぐにする手段を構成の壁材料内、即ちロボット アームの壁材料内又は把持−保持手段の壁材料内に作ることができるということ である。

構造上の理由のため、前記手段には、壁材料の第２の種類の特定の区分の直ぐ隣 に配置された又はこれらの特定の区分間に配置された壁材料の第１の種類の特定 の区々に、壁材料の第１の種類のポケット形成部への注入とは独立して加えられ るようになっているダクト又はダクトシステムが設けられているのが特に好まし い。

本発明の別の特徴は、添付図面と関連した以下の説明から明らかになるであろう 。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による構成を持つ部材の一部を最も簡単な形態で且つ不作動状 態で示す平面図であり、第２図は、第１図による構成の垂直断面図であり、第３ 図は、第１図及び第２図による構成に圧力を加えた状態の図であり、 第４図は、第３図による構成の垂直断面図であり、第５図及び第６図は、圧力を 加えた状態の構成の変形態様の構造を示す第３図及び第４図に対応する図であり 、第７図及び第８図は、真っ直ぐな状態、及び曲げた状態を夫々示す、構成の第 ３の構造の長さ方向断面図であり、 第９図は、第４の構造に従った、本発明による構成の概略斜視図である。

実施例 第１図及び第２図には、例えば強化加硫ゴム材料（又はこれと同様の可撓性材料 ）でできた、外壁層１０ａ及び外壁層１０ｂから成る壁材料１０が図示してあり 、この壁材料の部分には、中間ポケット形成部１１及び関連した案内ダクト１２ が構成され、圧縮空気導管１３が設けられている。

第３図及び第４図には、壁材料１０のポケット形成部１１が圧力が加わった状態 で図示しである。ポケット形成部１１を膨らますと、ポケット形成部１１の両側 で材料１０ｄが材料１０ｅに対して収縮され、これと等価に、材料がポケット形 成部の長さ方向側縁部１０ｃに沿ってぴんと張られる。

構成の壁材料を上述のように収縮させると、壁材料は矢印１４が示すように横方 向に局部的に膨張し、これと等価に、構成は矢印１５が示すように長さ方向に収 縮する。

第５図及び第６図には、第３図及び第４図に示す解決策に対応する解決策が図示 してあり、これらの解決策の相違は、第３図及び第４図に示す一つのポケット形 成部の代わりに直列に繋がった二つのポケット形成部１１が使用されているとい うことだけである。第５図及び第６図による解決策により、第１図乃至第４図に よる解決策の二倍の収縮が得られるということは明らかである。

第７図及び第８図には、第１図乃至第４図（及び第５図及び第６図）に対応して 示す材料でできた管状本体１６の一方の側１６ａ上に直列に繋がった三つのポケ ット形成部が使用されている。これらのポケット形成部１１は、本体の長さ方向 軸線に平行な列をなして、即ち、本体の一方の側１６ａ上で比較的制限されたス トリップ形状部分をなして長さ方向に配置されている。このストリップ形状部分 は、本明細書の冒頭及び請求の範囲に記載した第１の種類の部分を構成できる。

本体の残った壁部分は、前記二つの層１０ａ及び１０ｂを構成したのと等価な材 料でできており、本明細書の冒頭及び請求の範囲に記載した壁部分の第２の種類 を構成できる。本体の一方の側１６ａ上でポケット形成部１１を膨らますことに よって、本体の一方の側１６ａの収縮が起こり、これと同時に本体の反対側の曲 げがこれに対応して生じる。その結果、約９０℃の曲げ湾曲がつくられる。

第７図及び第８図によるポケット形成部１１内の圧力を排出すると、本体１６は 、第８図による状態で生じる固有の弾力で第８図に示す状態から第７図に示す元 の状態に戻るようになっている。圧力媒体をポケット形成部１１に注入するだけ で第７図に示す状態から第８図に示す状態まで本体１６を有効に曲げることがで き、同様に、ポケット形成部から圧力媒体を排出するだけで本体を第７図に示す 元の状態まで再び真っ直ぐな状態に戻すことができる。

圧力媒体源及びこの圧力媒体源と関連した制御手段は、本明細書中では詳細には 説明しない。これは、このような設備が当業者には周知であり、問題点を提示す ることを必要としないからである。

本明細書中には説明的に例示してないけれども、管状本体内の中空空間１７は、 必要であれば、必要及び所望に従って圧力媒体を注入でき、多かれ少なかれポケ ット形成部の圧力媒体の注入とは別個である。変形態様では、本体を例えばロボ ットアームとして使用することによって、中空空間１７は、ロボットアームと協 働するようになった、又はロボットアームが支持する集合体への導管を受入れる ことができる。更に、前記中空空間内に種類の異なる充填材料、例えば発泡材料 又は成る程度変形されることのできる他の材料を受入れることができるが、特定 の方法で制御される。更に、追加の支持手段、所望であれば、長さ方向支持手段 又は中空空間を局部的に支持する環状支持手段を使用することもできる。

第９図には変形態様の構造が図示してあり、この変形態様では、構成は漏斗状本 体の形状を有する。本体１８の一方の側１８ａ上には全く概略的に二つのポケッ ト形成部１１が図示しである。これらのポケット成形部は、本体１８に列を成し て長さ方向に配置され且つダクト１９を介して互いに直列に連結され、共通の圧 力媒体ダクト２０及び共通の圧力媒体導管２１に連結されている。

本体の反対側１８ｂにはダクト２２が図示してあり、このダクトは本体１８を長 さ方向に延び、且つ本体１８の最も幅の広い外側自由端１８ｄで環状ダクト２３ と連通している。参照番号２４が圧力媒体導管に附してあり、これは圧力媒体導 管２１とは物理的に分離されており、圧力媒体を別に供給することができる。二 つの向き合った側部１８ａと１８ｂとの間の領域１８ｃ（本体の両側の各々に領 域１８ｃかある）には、ダクト２５が配置され、このダクトは、２５ａ乃至２５ 　ｇで示すように領域１８ｃの大部分に亘って星型に分岐している。ダクト２５ には、第３圧力媒体導管２６を介して圧力媒体が別に供給される。

ダクト２２及び２５に関連した圧力媒体導管２４及び２６ａを介して圧力を加え る二とによって、第９図に示すように漏斗状本体１８を膨張させることができる 。更に、圧力媒体導管２１を介してポケット形成部１１に圧力を加えることによ って本体１８の一方の側で局部的に収縮を行うことができる。これによって、本 体の外側自由端１８ｄを第９図の左側に向かって開口するように曲げ、漏斗形状 を、本体の長さ方向に収縮した側部１８ａを除き、変わらない又は実質的に変わ らない状態に維持する。

ダクト１９及び２５に圧力を加え、ダクト２３から圧力を抜くことによって、本 体の外側自由端の開口を所望の通りに大きく又は少なく変形させることができ、 これと同時に残った本体は、ダクト２５により決定される所定の方法で本体の両 側の分岐２５ａ乃至２５ｇとともに変形された状態に止まる。

ダクト１９及び２３に圧力を加え、ダクト２５（本体の両側にある）から圧力を 抜く、又はダクト２５のうちの一方だけから圧力を抜くことによって、本体１８ の形状を対応して調整することができ、これと同時に本体の外側自由端の開口は 比較的均等に膨張された状態に維持される。

従って、圧力媒体を別々に供給したり排出したりすることによって本体１８を移 動させたり本体１８の形状を変えたりすることができ、そのため、これは、把持 即ち保持部材として、又は他の連結された集合体用の支持部材として種々の所望 の作動を行うことができる。この集合体は、例えば、本体１８内に保護自在に受 入れられることができる。本体１８の開口を枢動させることによって、集合体を 同様に枢動させることができる。

本体１８の図示の漏斗形状の代わりに、本体に円筒形形状、又は多く　（三つ、 四つ等）の縁を持つ楕円形形状、又は形状を制御できる他の断面形態を使用して もよく、その場合、本体は曲げることができ、又は形状を他の方法で変えること ができる。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　３　年　１２月　２０日 １、　特許出願の表示 ＰＣＴ／Ｎｏ　８９１０００６４　− ２、発明の名称 枢動リンク形成手段用の構成 ３、特許出願人 住　所　ノルウェー国ファントフト、ファントフトブン、３８名　称　シーエイ チアール、ミシエルセンズ、インスチテユート４、代理人 （郵便番号１０［１） 東京都千代田区丸の内三丁目２番３号 明　細　書 圧力媒体作動式動力手段の構成 本発明は、可撓性中空壁材料から製造された圧力媒体（油圧又は空気圧）作動式 動力手段の構成であって、間隔を隔てられた中空内部ポケット形成部の長さ方向 列、及びこれに対応した補強形成部の長さ方向列を備え、前記ポケット形成部は 関連した圧力媒体導管及び内部導管を介して圧力媒体源及び圧力解放源に連結さ れ、各ポケット形成部は膨らまされる、即ち圧力媒体が注入されて凸状に膨張さ れたポケット形成部の壁材料の変形を提供するように構成されている、構成に関 する。

上述の技術の構成は、米国特許第４．８１５．７８２号に弾性アームを有する把 持装置の形状で図示されている。この弾性アームは、膨張させたときにアームの 半径方向弾性膨張を制限するため、長さ方向に間隔を隔てられたほぼ平行な複数 の非弾性バンドが周りに配置された、端部が閉鎖された膨張可能な管から形成さ れている。アームの表面上に配置された長さ方向に非弾性で横方向に可撓性のバ ンドにより、アームは、膨張されると、把持されるべき対象物に巻きつく。膨張 自在の弾性アームには、長さ方向及び横方向に伸長自在の弾性壁材料の隔室が設 けられている。膨張自在のアームの弾性伸びは、長さ方向に延びる非弾性バンド 及び長さ方向に間隔を隔てられた非弾性バンドにより制限される。アームの膨張 の程度は、非弾性バンドにより制限されるため、装置の把持力及び形状を決定す る。把持力は、弾性隔室により生ぜしめられた弾性アームの対応する伸長のみに よって決まる。

本発明は、収縮装置、曲げ装置、又は把持装置、或いはこれらの組合せ等の、多 くの異なる実施例で使用するようになっている。換言すると、本発明の動力手段 は、単′なる把持−保持作動に限定されるのでなく、一般に、引き延ばし、曲げ 、掴み、及びこれらと同様の作動を行うための、力を及ぼすための種々の装置に も使用できる。

本発明の主な目的は、膨張させたときに伸長する動力手段とは異なり、膨張させ たときに長さ方向に収縮できる動力手段を提供することである。本発明の別の目 的は、ロボットアーム機構及び種類の異なる他の作動機構に組み込まれるように 構成された簡単であると同時に強力な動力手段の構造を提供することである。

本発明の構成は、ポケット形成部及び補強形成部が一つの同じ可撓性強化壁材料 に一体にされ、各ポケット形成部は、互いに重なった二つの比較的肉薄の璧で形 成され、これらの壁は周囲が比較的肉厚の壁補強形成部で取り囲まれ且つこの形 成部で周方向に限定され、動力手段は、ポケット形成部に圧力を加えてポケット 形成部の壁材料の凸状に膨張した変形、及び関連した補強形成部のその結果とし ての横方向及び長さ方向に収縮した変形を提供することによって、ぴんと張った 状態から収縮した状態まで調節自在である、ことを特徴とする。

本発明による動力手段は、膨らますと、その長さ方向に対して横方向への動力手 段の局部的膨張によってその長さ方向に収縮される。従って、本発明の構成では 、動力手段は、その膨張により引き起こされる収縮の原理に基づいて、収縮自在 の比較的簡単な構造上の解決策を提供する。このような解決策の利点は、動力手 段を簡単な一部品構造の構成に組み込むことができるということ、及びのような 一部品構造の構成を種々の作動目的の種々の作動工具に簡単に組み込むことがで きるということである。更に、この動力手段は、種々の強力な収縮の目的で使用 される大きな作動力をその内部に蓄積することができる。これは、可撓性の強化 壁材料でできた動力手段を使用することによって得られる。

本発明の別の特徴は、添付図面と関連した以下の説明から明らかになるであろう 。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による構成を持つ部材の一部を最も簡単な形態で且つ不作動状 態で示す平面図であり、第２図は、第１図による構成の垂直断面図であり、第３ 図は、第１図及び第２図による構成に圧力を加えた状態の図であり、 第４図は、第３図による構成の垂直断面図であり、第５図及び第６図は、圧力を 加えた状態の構成の変形態様の構造を示す第３図及び第４図に対応する図であり 、第７図及び第８図は、真っ直ぐな状態、及び曲げた状態を夫々示す、構成の第 ３の構造の長さ方向断面図であり、 第９図は、第４の構造に従った、本発明による構成の概略斜視図である。

実施例 第１図及び第２図には、例えば強化加硫ゴム材料（又はこれと同様の可撓性材料 ）でできた、外壁層１０ａ及び外壁層１０ｂから成る壁材料１０が図示してあり 、この壁材料の部分には、中間ポケット形成部１１及び関連した案内ダクト１２ が構成され、圧縮空気導管１３が設けられている。

請求の範囲 １．　可撓性中空壁材料から製造された圧力媒体（油圧又は空気圧）作動式動力 手段（１６）の構成であって、間隔を隔てられた中空内部ポケット形成部（１１ ）の長さ方向列、及びこれに対応した補強形成部（１０ｃ）の長さ方向列を備え 、前記ポケット形成部（１１）は関連した圧力媒体導管（１３）及び内部導管（ １２）を介して圧力媒体源及び圧力解放源に連結され、各ポケット形成部（１１ ）は膨らまされる、即ち圧力媒体が注入されて凸状に膨張されたポケット形成部 の壁材料の変形を提供するように構成されている、構成において、ポケット形成 部（１１）及び補強形成部（１０Ｃ）は一つの同じ可撓性強化壁材料に一体にさ れ、各ポケット形成部は、互いに重なった二つの比較的肉薄の壁で形成されこれ らの壁は周囲が比較的肉厚の壁補強形成部（１０ｃ）で取り囲まれ且つこの形成 部で周方向に限定され、動力手段（１６）は、ポケット形成部に圧力を加えてポ ケット形成部の壁材料の凸状に膨張した変形、及び関連した補強形成部ｃ、　１ ０　ｃ　）のその結果としての横方向及び長さ方向に収縮した変形を提供するこ とによって、ぴんと張った状態から収縮した状態まで調節自在である、ことを特 徴とする構成。

２、　動力手段（１６）の壁材料が内側層（１０ｂ）及び外側層（１０ａ）でで きており、これらの層が前記補強形成部（１０ｃ）で互いに連結され、ポケット 形成部（１１）及び関連したダクト（１２）が前記層間の限定された区分に配置 されている、ことを特徴とする請求項１に記載の構成。

３、　動力手段（１６）が管状部材（第７図及び第８図）の一方の側部で壁材料 に、この部材を曲げて湾曲した又は折り畳んた外形にするため、組み込んである 、ことを特徴とする請求項１に記載の構成。

４、　動力手段（１６）は、ベル形状部材（第９図）の壁材料に、この部材を通 る主平面に対して部材の外形を変えるため、組み込まれている、ことを特徴とす る請求項１に記載の構成。

国際調査報告 ＰＣＴ／Ｎｏ　８９１０００６４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに曲がった状態から真っ直ぐにした状態まで、及び真っ直ぐにした状態 から互いに曲がった状態まで再調節できる、圧力媒体（油圧又は空気圧）作動式 枢動リンク形成手段、例えばロボットアーム、把持−保持部材又は同様の本体（ １６、１８）用の構成において、前記枢動リンク形成手段（本体１６、１８）が 、一つ又はそれ以上の局部的に形成され、圧力媒体導管（２１）が関連した内側 ポケット形成部（１１）を有する第１の種類の壁部分と、このような形成部のな い第２の種類の壁部分とから成る句撓性壁材料でできており、前記第１の種類の 壁部分は、ポケット形成部（１１）に圧力を加えるとポケット形成部を膨らます ことによって変形され、これと等価に、隣接した壁部分の幅及び長さを収縮させ るようになっており、この際、必要であれば、圧力媒体導管（２４、２６）が関 連した別々に膨らますことのできる内部ダクト（２２、２３；２５、２５ａ−２ ５ｇ）が局部的に配置された第２の種類の壁部分は、壁材料の第１の種類の壁部 分に分岐部分を形成し、更に、第１の種類の壁部分は第２の種類の壁部分に対し て間隔を隔てて配置され、そのため、ポケット形成部（１１）に圧力媒体を加え ることによって、第１の種類の壁部分を第２の種類の壁部分に対して互いに曲げ ることができ、圧力媒体をポケット形成部から排出することによって及び／又は 壁材料の第２の種類のダクト（２２、２３；２５、２５ａ−２５ｇ）に圧力を加 えることによって第１の種類の壁部分を第２の種類の壁部分に対して真っ直ぐに することができる、ことを特徴とする構成。
2. ２．シートの外形をシートを通る主平面に対して変えるため、壁材料の第１及び 第２の種類が一つの同じシート形状部材に配置され（第１図、第８図、及び第９ 図参照）ている、ことを特徴とする請求項１に記載の構成。
3. ３．部材を湾曲した又は折り畳んだ形状に曲げるため、第１及び第２の種類の壁 材料が一つの同じ管状形状（第７図及び第８図参照）又はベル形状（第９図参照 ）部材に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の構成。
4. ４．前記手段には、壁材料の第２の種類の特定の区分の直ぐ隣に配置された又は これらの特定の区分間に配置された壁材料の第１の種類の特定の区分が設けられ 、壁材料の第２の種類には、圧力媒体が別々に、壁材料の第１の種類のポケット 形成部（１１）への注入とは独立して加えられるようになっているダクト（２２ 、２３；２５、２５ａ−２５ｇ）又はダクトシステムが設けられている請求項１ 乃至３のいずれかに記載の構成。