JPH0790489B2 - 遠隔操作撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、アーム先端に小型テレビジョンカメラ、簡
易照明器、被写体の寸法計測機能を内蔵するマニピュレ
ータ装置に関するものである。

（従来の技術と問題点） 従来、この種装置の１つとして光ファイバーを用いた内
視鏡（通称ファイバースコープ）がある。この装置は機
構的にみて細く柔軟性があり、侵入する形状に順応した
形態がとれる利点があるが、先端部しか能動的に動かす
ことができず、またその領域も極く限られており、撮像
に適した姿勢や位置決めができない欠点がある。

そのほか、直径の小さいモーター駆動方式マニピュレー
タでは、アームの中に占めるモーターおよび駆動機構の
占有空間が大きくなるため、計装用配線を通す空間を見
込むとアームの直径を大きくせざるを得ないなどの欠点
がある。

またマニピュレータの駆動に着目すると、従来はモータ
ー式、油圧式、空気圧式あるいはワイヤーを用いた機械
式などが一般に用いられている。

ワイヤーを用いた機械式のマニピュレータ駆動系の一般
的方法の構成を第14図に示すが、この場合ワイヤーによ
るマニピュレータの駆動は、回転軸52に連結したプーリ
ー51にワイヤー53を巻き付け、それによりプーリー51に
互いに反対方向に回転力を与えて行なう。この方法で
は、２本のワイヤーにそれぞれ引張力を与えてプーリー
51を回転させ、引張力の差によりアームを駆動させるも
ので、これを行なうには２本のワイヤーにそれぞれ別々
の駆動源54を設けて行なっている。

マニピュレータはアーム内でのワイヤー敷設位置により
ワイヤー操作量が変化する。すなわちワイヤー敷設位置
がアームの軸心にある状態では、マニピュレータを操作
しても２本のワイヤー操作量が同量であるが、ワイヤー
敷設位置が軸心から外れた状態では、関節の曲げ動作に
よるアームの回転で、２本のワイヤーの操作量が異なっ
てしまう。従来の別々の駆動源を設ける方法でも上述の
欠点は克服できるが、機構が複雑でかつ大きくなる欠点
がある。

さらにマニピュレータのように回転機能を持つ機構系で
は回転の制御上、何らかの方法で関節角の検出を行なう
のが普通である。従来は、関節角検出にはポテンショメ
ータやロータリーエンコーダなどを用いていた。

しかし回転機能を持つ機構系が小型、軽量でかつ細型化
すると関節駆動系部品、関節角検出系部品などの計装部
品が実質的に高密度になり、さらに多関節のものになる
と機構系全体の重量が増して制御上問題がおき、従来用
いてきたセンサーは適用できなくなるなどの欠点があ
る。

さらにまた、従来多関節マニピュレータのアームをワイ
ヤーで駆動する場合、各関節にプーリーを介して力を伝
達するか、蛇管内に駆動ワイヤーを内挿し力を伝達して
いた。しかしいずれの方法も１つのアーム毎に１対のワ
イヤーや場合によっては１つの駆動機構が必要で、同方
向に屈曲する複数のアームを連結したマニピュレータで
も、多くのワイヤーと場合によっては複数の駆動機構を
必要とし、制御も複雑となり、寸法も重量も大きくなる
欠点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は前述の諸欠点を除去し、人間がカメラを
持ってはいり込めない場所、例えば屈曲を有する細い管
内や狭い穴の中など、撮像条件の悪い場所でもカメラの
姿勢位置を自在に設定して撮像し、必要によっては被写
体の寸法を非接触で計測できる遠隔操作撮像装置を提供
せんとするものである。

すなわち、本発明遠隔操作撮像装置は、縦通部材を有す
る中空構造の複数個のアームと、該アームを連結する関
節と、前記アームを曲げ駆動する遠隔操作手段とを有
し、連結された前記複数個のアームの先端に監視、計測
機能を有する撮像手段を備えた遠隔操作撮像装置におい
て、前記関接を自在接手タイプの構造体とし、前記アー
ムの曲げ駆動を、前記関節内に曲げ駆動のための機構を
設けることなく前記縦通部材の外壁に沿って配置した２
本１対のワイヤーを前記遠隔操作手段によりそれぞれ繰
り出し、巻き取ることによって行うようにしたことによ
り、前記関節に先端荷重が加わることなく、かつ前記監
視、計測機能のための配線類が前記関節および前記複数
個のアームに連続して確保された中空部分を貫通し、こ
れにより前記配線類と駆動系との干渉を避けるようにし
たことを特徴とするものである。

（実施例） 以下添付図面と実施例を参照し本発明を詳細に説明す
る。

第１図（ａ）は本発明装置の基本構成を示したもので、
本装置はテレビジョンカメラ１とライトガイド２の先端
部とレーザガイド３の先端部とを先端に備え、これらを
装着するマニピュレータ４を具え、さらにライト光源
６、レーザ光源７、マニピュレータを操作する操作器
９、カメラ回路系８などを有している。また先端部には
さらにカメラ１に接してレンズフォーカス調節器５があ
る。

第１図（ｂ）に第１図（ａ）の先端部を拡大して示す。
カメラ１はカメラケース1d内にレンズ系1a、撮像系1b、
カメラヘッド回路部1cが内蔵されており、レンズフォー
カス調節器５によりフォーカスがとられる。カメラケー
ス1d内にはさらにライトガイド２とレーザガイド３の先
端部が収納されており、いずれも光ファイバが用いられ
ライトガイド２は照明光に用いカメラ１の撮像系1bのた
めの照明に用いる。またレーザガイド３は光ファイバ２
本１対を光軸に平行に適当な間隔に配置し、これらに可
視光のレーザを通し、被写体に照射したレーザスポット
の間隔をカメラ１で撮像し、この間隔を基準にして被写
体の寸法を割り出すのに用いる。

第１図（ｃ）に第１図（ａ）のマニピュレータ４の本発
明に関わる実施例を詳細に示す。マニピュレータ４は複
数個のアーム4aとこれらを連結する軸、すなわち自在接
手タイプの関節の一部4dおよび駆動用ワイヤー4bで主と
して構成される。アーム4aは縦通部材を持つ中空構造に
して軽量化し、曲げ剛性を高めるとともに、ライトガイ
ド２や計測用レーザガイド３などの配線類は中空構造の
中を通し，駆動用のワイヤー4bなどは、その外壁の縦通
部材の間を第１図（ｃ）に示されているように通すこと
により、線相互の接触、干渉を避けるようにしている。

そのほか、マニピュレータ４の連結されたアーム4aのひ
とつひとつは、アーム4aのそれぞれの端部の中空部分を
避けた位置に、それぞれマニピュレータ４の関節となる
２個の軸受4e（軸4dとともに自在接手タイプの関節を構
成する）を設け、それぞれの軸4dと結合してアーム4aの
軸中心部に空間をとり、複数個のアーム4aの中空部分が
貫通できるようにして、配線類を通す際障害にならない
ような構造にしてある。

つぎに、蛇管4c内を通したワイヤー4bはアーム4aの縦通
部材間に敷設する。蛇管4cは駆動しようとするアーム4a
のひとつ手前のアーム4aに止め金具4fで固定し、蛇管4c
に内挿されているワイヤー4bをさらに延長して、駆動し
ようとするアーム4aにワイヤー4bの先端部を止め金具4g
で固定する。この際ワイヤー4bの先端部は細い銅管4hに
通して銅管4hをかしめ、ワイヤー4bが止め金具4gより引
き抜けないようにする。

第２図に本発明装置のマニピュレータワイヤー駆動機構
実施例の構成を示す。ワイヤー駆動はモーター11で行な
い、負荷側の引張力に対してワイヤー巻き取りプーリー
16a,16bが動作しないようにウォームギアを採用してい
る。

モーター軸はフレキシブルジョイント12を介して、ウォ
ーム13に接続されている。ウォーム13にかみ合うウォー
ムホイール14と同軸上に１つの平歯車15aが接続されて
いる。この平歯車15aには同じ歯車比の２つの平歯車15b
と15cがかみ合っており、回転方向は互いに同方向にな
っている。この２つの平歯車15bと15cの軸には、それぞ
れ同じ径のワイヤー巻き取り用プーリー16aと16bが結合
されている。これらのプーリーにそれぞれワイヤーを内
側から巻き込むか、または外側から巻き込んでそれぞれ
のプーリーに接続することにより、モーター11の回転に
よって２本一対のワイヤーのうち１本は巻き取り、他の
１本は同量だけ巻きほどくことになり、マニピュレータ
を駆動することができる。

ところが、実施したワイヤー駆動機構は２本のワイヤー
を同量巻き取り、巻きほどく方式であるが、アームの軸
心からはずれた位置にワイヤーが敷設されたマニピュレ
ータを操作した場合には、関節を曲げた状態のアームの
内側と外側でワイヤーの曲率半径が異なるため、プーリ
ーのワイヤーが余分に巻きほどけることになる。このワ
イヤーの巻き付けを常にゆるみのない状態にする方法を
第３図に示す。

第３図（ａ）はテンションアームによるワイヤーの余分
な巻きほどき量に対する対策を説明するための図、第３
図（ｂ）にはテンションアームの構造を示す。第３図
（ｂ）図示のごとく支持棒18に巻き付けたコイルバネ19
によりテンションアーム17に回動力を与え、テンション
アーム17の先端プーリー20によってワイヤーに常に張力
を与える。このテンションアーム17のワイヤー4bがプー
リー16a,16bに巻き付けられる前の位置に配置する。第
３図（ａ）において平歯車15b,15cが矢印の方向に回転
したとすると、ワイヤー4b1は巻き取られ、ワイヤー4b2
は巻きほどかれる。この場合テンションアーム17aと17b
は第３図（ａ）のようになり、ワイヤー4b1はテンショ
ンアーム17aのバネ力に抗してプーリー16aに巻き取られ
る。また一方、プーリー16bから巻きほどかれたワイヤ
ー4b2の余分な量のたるみは、テンションアーム17bによ
って取り除かれるとともに、一定張力をワイヤー4b2に
かけてマニピュレータを駆動する。

次にワイヤーをプーリーにセッティングする方法につい
て第４図（ａ），（ｂ）を使用して説明する。第４図
（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明装置実施例の平歯車の
かみ合いをはずす前後の状態図を示す。

この駆動機構は１個のモーターで２系統のワイヤーを駆
動する機構、すなわち、モーター駆動軸の平歯車15aに
回転方向が同じ２個の平歯車15bと15cがかみ合い、これ
らの平歯車軸21b,21cに対して、それぞれワイヤー巻き
取り、巻きほどき用のプーリー16a,16bを結合する機構
である。従って歯車列をかみ合わせた状態のまゝワイヤ
ーのプーリーへのセッティングを行なうと、すなわち一
方のワイヤーをプーリーに巻き付けた後、他方のプーリ
ーに同様な巻き付け操作を行なうと、すでにプーリーに
巻き付けられたワイヤーはほどけてしまうことになる。

この欠点を回避するために、第４図（ｂ）に示すよう
に、２個の平歯車15bと15cをモーター軸の平歯車15aか
らそれぞれ単独にはずせるように、ストッパー22bと22c
を平歯車軸21bと21cからゆるめ、平歯車軸（第４図
（ｂ）の場合21b）を軸方向にスライドさせた後、ワイ
ヤーをプーリーに巻き付け再びもとの位置にもどし、ワ
イヤーのセッティングを終る。

本発明装置に使用するマニピュレータ関節の関節角を検
出する角度検出素子25の概略の平面図、側面図を第５図
（ａ），（ｂ）に示す。角度検出素子25は歪ゲージ25
a、板バネ25bからなり、取付穴25cを利用して関節に装
着する。板バネ25bは取付部の構造、取付空間弾性力の
必要性などの条件により最も適した形状にすることが可
能である。

本発明装置のマニピュレータ４のアーム4aへの角度検出
素子25の装着例を第５図（ｃ）に示す。マニピュレータ
アーム4a1,4a2は関節軸4dを介して連結され、自由に回
転運動ができるようになっている。第５図（ｃ）のよう
に素子25の一端を取付ネジ25cを介してアーム4a1の上側
面に固定し、他端は部品25dを用いて板バネ25bの面の直
角方向への運動を阻止するようにアーム4a2の同じく上
側面に取付ける（必要なら板バネの両側面も拘束）。素
子25は、関節の回転運動とともに他端がアーム4a2の上
側面に沿って、曲率半径を持ちながら部品25dとアーム4
a2の上側面の間をスライドする。

第５図（ｄ）に本発明装置の関節角角度検出系の構成例
を示す。ｎ個の関節（4de）を持つマニピュレータ４の
関節にそれぞれ角度検出素子25を取り付け、関節の曲げ
動作によって生じた板バネ25bの曲げ歪を、歪ゲージ25a
の抵抗値変化として検出し、歪測定器26で歪値εとす
る。次に歪／関節角較正部27で予め求めておいた歪値
（ε）／角度（θ）変換テーブルにより関節角度θを求
める。

板バネ25bを角度検出素子25として用いる場合、歪値ε
の再現性が問題となる。これは歪／関節角較正部27のデ
ータ処理法にも関係するが、通常はヒステリシス量の少
ない材料の方が再現性が良い。第６図（ａ）に材料選択
のために実施した実験方法の概略図と、第６図（ｂ）に
各種板バネ材料による再現性を調べた実験結果を示す。
これより実験に用いた３種の材料の中ではリン青銅が最
もヒステリシス量が少なく、以下ステンレス、スチール
の順となっている。

第７図（ａ），（ｂ）は板バネ25bの表裏両面に歪ゲー
ジ25aを貼付した２枚ゲージ法のそれぞれ平面図、側面
図である。どちらか１枚のゲージが万一断線したとして
も、バックアップとして他の１枚で検出することが可能
であり、さらにこの素子を関節の両側に装着すれば４倍
の精度が得られる。

板バネ25bにスリットを設け、板バネの横方向の振れを
防止するとともに、関節角の動きを規制した本発明の実
施例を第８図（ａ）〜（ｄ）に示す。この方法は板バネ
25bのスリット25eの案内となる止めネジ25fの位置を変
えることで、関節4deの曲げ角の限界を調整できる。ま
た板バネ25bに対するスリット25eの相対位置、スリット
25eの長さを変えても上記調整が可能である。

この実施例の応用として、この素子をチルト関節に適用
した実施例を第８図（ｅ），（ｆ）に示す。この例では
チルト関節4deを水平位置から下方へは曲がらないよう
にスリット25e、止めネジ25fを調整している。また関節
4deに重力方向の回転による衝撃力が加わった場合、回
転角規制のため設けたストッパー25gとの間で関節軸に
剪断応力が働き、関節部が破壊する恐れがある。この実
施例では関節4deの端末がストッパー25fに接触する時、
素子25の案内ネジ25fがスリット25eの端に当り、関節軸
に直接この力が作用しないようにし、軸の破断などによ
る関節4deの破壊を回避する安全機構として併用してい
る。その他板バネの厚さを厚くして弾性力を活用するこ
とも可能である。

次に本発明装置の多関節同方向回転の実施例につき第９
図に示す。第９図（ａ），（ｂ）は非駆動時のそれぞれ
平面図と側面図、第９図（ｃ）は駆動時の平面図であ
る。

これは複数個のアーム4a1,4a2,4a3,4a4をそれぞれ関節4
de1,4de2,4de3で連結し、同方向に回転するものであ
る。これらのアームを駆動するワイヤー4b1,4b2は、そ
の先端をアーム4aの外側面に固定しアームの回転方向の
外周に沿って敷設する。ワイヤー4b1,4b2の内側に沿う
アーム4a1,4a2,4a3,4a4の外周には、板バネ25b1,25b2を
摺動させる案内溝を設け、これにアーム4a1,4a2,4a3,4a
4を連結した長さより長い板バネ25b1,25b2を通し、一端
を板バネ固定ネジ25c1,25c2でアーム4a1に固定する。こ
の板バネはワイヤー4b1あるいは4b2を第９図（ａ）の矢
印の方向に引張ることにより曲げられる。例えばマニピ
ュレータを第９図（ｃ）のように曲げる場合には、マニ
ピュレータの曲げ内側のワイヤー4b1を矢印の方向に引
張る。すると板バネ25b1は溝を摺動しながら曲げられ、
アームの外面に押付け力が加わり、アームは関節で曲げ
られる。そしてワイヤー4b1の引張り力をゆるめると板
バネの復元力により復元する。これは反対側のマニピュ
レータの曲げ操作についても同様である。

第10図は第９図の実施例の変形で、長い板バネの代りに
短い板バネにし、各板バネの一端をアーム毎に取り付け
たもので、第９図の実施例に比べて板バネのアームへの
接触長を少なくするようにしたものである。

第９図，第10図の実施例は、板バネをアームに溝を作
り、その中を通すようにした方法であるが、第11図では
アーム外面にワイヤーおよび板バネを通す金具を取付け
た実施例を示す。これはワイヤー取付け穴あるいは案内
穴4bh、板バネを摺動する案内穴25hを設けた金具25m
を、アーム4aの外周にネジ止めで取付けるようにしたも
ので、ワイヤーおよび板バネの動きを調整し易くした。

最後にコイルバネによるダンパー効果を持つ本発明装置
に適用されるストッパーの実施例について言及する。本
実施例は、回転軸を中心にして回転移動する機構におい
て、定常動作から外れた衝撃的運動が発生した場合に装
置を保護する目的で、その衝撃を緩衝する効果をもたせ
るとともに、予め設定した位置で回転機構を停止させる
ストッパー機能も兼ね備えたものであり、従来例に比し
その効果の大きいものである。

第12図（ａ）で回転移動部31,32は回転軸33を中心に回
転移動するものとする。回転軸33にはコイルバネ34が巻
かれ、バネの両端40,41はそれぞれ回転移動部31,32を固
定する固定部38,39に固定されており、駆動モーター35
は固定部38に固定し、モーター35の軸に取り付けられた
かさ歯車36によって、回転移動部32に固定されたかさ歯
車37に動力を伝達し、回転移動部32を回転移動させるも
のである。

回転移動を１回転以上行なう場合の構成を第12図（ｂ）
に示す。第12図（ｂ）で回転移動部32とかさ歯車37は回
転軸33に固定され、回転移動部31は軸受42によって回転
軸33を中心に回転移動できる構造になっている。

こゝで回転軸33の半径をＲ、コイルバネ34の内半径をｒ
とし、コイルバネの固定位置までの距離をそれぞれl₁,l
₂とし、回転移動部の初期位置を第13図（ａ）とし、ダ
ンパー効果により第13図（ｂ）に示すθの位置で停止さ
せるためには、コイルの巻数をｎとして、 ｒ＝（１＋θ/2πｎ）R,θ：〔rad.〕 としてコイルバネを設計できる。

（発明の効果） 本発明装置は、照明機能、寸法計測機能を持つ小型テレ
ビジョンカメラを先端に装着した複数個の関節を有する
細形マニピュレータにより、屈曲を有する管内や狭い穴
の中においても、カメラの姿勢位置を自在に設定して撮
像し、必要によっては被写体の寸法を非接触で計測する
ことができる。

また第１図に示したごとく、テレジビョンカメラケース
内に照明用ライトガイド、非接触で寸法を計測するため
のレーザガイドを内蔵したことにより装置が小形化で
き、細形マニピュレータへの装着が可能になる。

さらに外周に縦通部材を有する中空構造のマニピュレー
タアームとし、中空部に計装用またはカメラ制御用配線
類を、その縦通部材の外周溝にアーム駆動用ワイヤーを
配置することにより、ワイヤーと配線類が相互に干渉す
るのを防ぐとともに、ワイヤーや配線類が外部のものと
接触し破損するのを防止する効果を持っている。

また第２図から第４図図示の実施例では、２本１対のワ
イヤーの巻き取り、巻きほどき操作を１個のモーターで
実行できるので駆動系の簡単化、従って操作器の小型、
軽量化ができ、ワイヤー駆動用プーリーの接続されてい
る平歯車軸を、それぞれ単独に軸方向に動かし、相手平
歯車とのかみ合いを外すことによって、プーリーへのワ
イヤー巻き込み操作における相互の影響をなくしセッテ
ィングを容易にすることができるとともに、ウォームギ
ア使用のため、モーター停止時にセルフロックがなされ
省エネルギー化ができる。

さらに第５図、第７図、第８図の実施例に示すような、
マニピュレータ関節の関節角を検出するための板バネ、
歪ゲージを使用することにより、関節角を容易に測定し
その制御が可能となるとともに、図示のような構成では
板バネ、歪ゲージとも厚さを非常に薄くでき、阻もあま
り必要とせず、その形状はマニピュレータアームの取付
部に適した形にすることが可能であるため小型、軽量、
また関節軸に直接取付けなくてもいいという点で省スペ
ース化の効果をあげることができる。

関節角測定の再現性については、ヒステリシス量の少な
い材料を選択すれば誤差を±１゜以内にすることも可能
である。

また第９図から第11図図示のアームの駆動方式をとるこ
とにより、同方向に曲がる関節の駆動については、従来
アームの２倍だけ必要であったワイヤーの本数を、２本
１対のワイヤーと板バネのみで駆動することができるの
で、ワイヤー操作の簡素化マニピュレータの軽量化構造
の簡単化がはかれる。

第９図、第10図図示の実施例では、板バネを利用するこ
とにより、板バネの復元力によりアームの復元駆動を容
易にするとともに、同方向に曲げる複数のアームの関節
角に規則性をもたせることができる。

さらに第12図図示の実施例のように、駆動用にワイヤー
を使用せず回転機構の回転軸にコイルバネを配置するこ
とによって、回転動作に緩衝効果をもたせると同時に、
任意に設定した角度で停止させる効果を簡単な機構で構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明装置の基本構成を示す断面図、 第１図（ｂ），（ｃ）は、第１図（ａ）の先端部および
マニピュレータ部を拡大した実施例断面図、 第２図は、本発明装置のマニピュレータワイヤー駆動機
構実施例の構成を示す図、 第３図は、テンションアームによるワイヤーの余分な巻
きほどき量に対する対策を説明するための図、 第４図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明装置実施例の平
歯車のかみ合いをはずす前後の状態を示す図、 第５図（ａ），（ｂ）は、本発明装置に使用する角度検
出素子のそれぞれ平面図、側面図、 第５図（ｃ）は、角度検出素子のアームへの装着例を示
す図、 第５図（ｄ）は、本発明装置の関節角角度検出系の構成
例を示す図、 第６図（ａ），（ｂ）は、板バネ材料選択のため実施し
た実験方法の概略図と、実験結果を示す図、 第７図（ａ），（ｂ）は第５図（ａ），（ｂ）の他の実
施例を示す角度検出素子の平面図と側面図、 第８図（ａ）〜（ｄ）は、関節角の動きを規制した本発
明の実施例を示し、（ａ），（ｂ）は関節角０゜の時の
装着の平面図と検出素子の平面図、同じく（ｃ），
（ｄ）は関節角最大時の装着の平面図と検出素子の平面
図、 第８図（ｅ），（ｆ）は関節角の動き規制をチルト関節
に適用した実施例で、それぞれ検出素子の平面図と装着
の側面図、 第９図は、本発明多関節同方向回転の実施例を示し、同
図（ａ），（ｂ）は非駆動時のそれぞれ平面図と側面
図、同図（ｃ）は駆動時の平面図、 第10図（ａ），（ｂ）は、第９図の変形例の側面図とそ
の拡大図、 第11図（ａ），（ｂ）は、同上他の変形例の正面図と側
面図、 第12図（ａ），（ｂ）は、本発明装置に適用されるコイ
ルバネの実施例の２例をそれぞれ示す図、 第13図（ａ），（ｂ）は、第12図コイルバネの内半径ｒ
と回転軸の半径Ｒとの数値的関係を導出するための説明
図、 第14図は、従来のワイヤーを用いた機械式マニピュレー
タ駆動系の一般的構成を示す図である。 １……テレビジョンカメラ 1a……レンズ系、1b……撮像素子 1c……カメラヘッド回路部 1d……カメラケース、２……ライトガイド ３……レーザガイド、４……マニピュレータ 4a……マニピュレータアーム 4a1,4a2,4a3,4a4……マニピュレータ各アーム 4b……駆動用ワイヤー 4b1,4b2……駆動用各ワイヤー 4c……ワイヤー用蛇管、4d……関節軸 4e……関節軸受 4de……マニピュレータ関節 4de1,4de2,4de3……各関節 4f……止め金具、4g……止め金具 4h……銅管 ５……レンズフォーカス機構 ６……ライトガイド光源、７……レーザ光源 ８……マニピュレータ操作器 ９……カメラ回路系、11……モーター 12……フレキシブルジョイント 13……ウォーム、14……ウォームホイール 15a,15b,15c……各平歯車 16a,16b……各プーリー 17,17a,17b……テンションアーム 18……支持棒、19……コイルバネ 20……テンションアーム用プーリー 21b,21c……平歯車軸、22b,22c……ストッパー 25……角度検出素子、25a……歪ゲージ 25b……板バネ、25b1,25b2……各板バネ 25c……取付けネジ、25c1,25c2……各ネジ 25d……板バネ拘束部品、25e……25bのスリット 25f……25eの止めネジ、25g……ストッパー 26……歪測定器、27……歪／関節角較正部 28……マイクロメータ 4bh……ワイヤー取付け穴または案内穴 25h……板バネ案内穴、25m……金具 31,32……回転移動部、33……回転軸 34……コイルバネ、40,41……34の両端 38,39……31,32の固定部 35……モーター、36,37……かさ歯車 42……軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 大一郎 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 (72)発明者 関口 卓司 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 (72)発明者 宮田 祐吉 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−152093（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−186396（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−77484（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−191979（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−21756（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】縦通部材を有する中空構造の複数個のアー
   ムと、該アームを連結する関節と、前記アームを曲げ駆
   動する遠隔操作手段とを有し、連結された前記複数個の
   アームの先端に監視、計測機能を有する撮像手段を備え
   た遠隔操作撮像装置において、 前記関接を自在接手タイプの構造体とし、前記アームの
   曲げ駆動を、前記関節内に曲げ駆動のための機構を設け
   ることなく前記縦通部材の外壁に沿って配置した２本１
   対のワイヤーを前記遠隔操作手段によりそれぞれ繰り出
   し、巻き取ることによって行うようにしたことにより、
   前記関節に先端荷重が加わることなく、かつ前記監視、
   計測機能のための配線類が前記関節および前記複数個の
   アームに連続して確保された中空部分を貫通し、これに
   より前記配線類と駆動系との干渉を避けるようにしたこ
   とを特徴とする遠隔操作撮像装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記複数個のアームの各アームのワイヤーによる曲
   げ駆動が、１個のモーターで２個のプーリーを駆動でき
   る機構と、遠隔操作撮像装置の組立調整時に、前記ワイ
   ヤーを前記プーリーにセッティングすることを容易にす
   るために、該プーリーを駆動する歯車のかみ合いを軸方
   向にはずすことができる機構とを備えたことを特徴とす
   る遠隔操作撮像装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項に記載
   の装置において、前記関節の曲げ駆動の関節角を検出す
   るため、歪ゲージ付帯状板バネが前記関節を狭む２つの
   アームの外周にそって配設されたことを特徴とする遠隔
   操作撮像装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載の装置におい
   て、前記歪ゲージ付帯状板バネにスリットを設け、該歪
   ゲージ付帯状板バネが前記関節の曲がりに伴って該関節
   を挟む２つのアームの外周にそって移動するに際し、前
   記スリットの一端が該スリットを通してアームに固定さ
   れた止めネジの位置にきたとき前記移動が不可能となる
   機構にすることにより、前記関節の曲げ角度を制限する
   ことができるようにしたことを特徴とする遠隔操作撮像
   装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項から第４項のいずれ
   かに記載の装置において、前記複数個のアームの各アー
   ム間の曲げ角度がすべて同方向であるとき、前記複数個
   のアームの曲げ駆動を２本１対のワイヤーのみで達成
   し、１端を前記アームに固定した前記歪ゲージ付帯状板
   バネを前記関節に装着して、前記板バネの復元力を利用
   して前記曲げ駆動の復元を容易にするとともに、前記各
   関節の曲げ角度の均一化を図るようにしたことを特徴と
   する遠隔操作撮像装置。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第５項に記載の装置におい
   て、前記歪ゲージ付帯状板バネを各前記関節ごとに分離
   して設けたことを特徴とする遠隔操作撮像装置。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第５項に記載の装置におい
   て、前記歪ゲージ付帯状板バネが複数の前記関節を通し
   て１体化されていることを特徴とする遠隔操作撮像装
   置。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第１項から第７項のいずれ
   かに記載の装置において、前記曲げ角度の制限がコイル
   バネで達成されることを特徴とする遠隔操作撮像装置。