JPS5877480A - 屈曲腕 - 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】 本発明は口がットやマニピュレータの腕に関する。

ｃ１ｆットやマニピュレータにおいては、細かい作業や
複雑な作業に対応できるように、その腕（手１１）等が
人間の腕等のように器用Ｋｌｌ＋＜仁とが要求される。

つまシ、すべての方向に自在に曲がることができ、その
範囲としてもまっすぐ伸ばした状態から任意の方向に９
０［＠度屈釦で、加えて、それらの機能をできるだけ細
く短かい腕として実現されることが望まれているのであ
る。更に１口がットやマニピュレータでは、腕の先端部
に）〜ンド（手指）等を取付けるため、腕先端部へ回転
動力を伝達したり、腕に配線等を内蔵したシすることが
可能な構造であること屯要求される。

上記の要望に応えるべく、コイルバネを基本とした方式
の腕が今までに提案されているが、これは手先の負荷に
対して剛性が不足するという欠点を有す。更に二二ノや
一サルジヨイントのみの連続した構成のものも考えられ
ているが、これは特殊な形状を要し、製作上難点があり
、配線、配管等を内蔵する上でも不適当である。

本発明は以上のような事情に銖みてまされ丸もので、任
意の方向に自由に動かすことができると共に直線状Ｋｉ
ｔび良状態から９０度＠度曲けることができ、しかも剛
性が高く、配線等の内置も可能であるといった種々の要
件を満たす四がットやマニピュレータの腕を提供するこ
とを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る腕の構成は、両
側に球面状の合せ凹面を有す骨板と前記合せ凹面に僚合
し得る球面状の合せ凸面を有す球状骨とをその合せ凹面
と合せ凸面とを合わせて複数連ねると共にすべての骨板
に少なくとも三本の牽引部材を通したことを特徴とする
。

以下、本発明に係る屈曲腕を図面に示す一実施例に基づ
き詳細に説明する。

第１図には一実施例の断面を示す、屈曲腕１はＯｆフッ
トマニピュレータのアームの先端に連結される。この屈
曲腕ｌの主要部は骨板２と球状骨３とを交互に連ねてな
る骨材連鎖体４と、この骨材連鎖体４を傾動させるため
の牽引部材５とからなる。

前記骨材連鎖体４を構成する骨板２の千両と断面を第２
．３図に示し、球状骨３の断面を第４図に示す、骨板２
は中央部から周縁Ｋかけて内置αをもって漸次厚さが薄
くなっている円板状の板部６０両側に曲率半径Ｒ１の球
面状の脅せ凹面７を形成して表シ、その中央ｌＩＫは表
裏の合せ凹ｌＩ７の頂部を貫通する軸挿通孔８が設けて
あり、更に板部６には中央から両表面にかけて広がるテ
ーノ臂の付−た前記牽引部材５の挿通孔９が同一円周上
に等間隔で三つ設けてあシ、これらの挿通孔９とは別に
配線、配管等を通すための配線等挿通孔１０が設けであ
る。前記牽引部材挿通孔９は使用する牽引部材５と同数
設けられるのであるが、牽引部材５の数が三本以上なら
いくつでもよいといっても三本か四本が最適であるので
、牽引部材挿通孔９も本実施例の如く三つ若しくは四つ
設けられる。球状骨３は半径島の球体の両側を切シ取っ
た形状をなし、球状面が合せ凸面１１となシ、・又中央
部には前記骨板２の軸挿通孔８とほぼ同径の軸挿通孔１
２が設けである。前記骨板２の合せ凹面７の半径Ｒ１と
球状骨３の合せ凸面１１の半径烏とはＲ１中Ｒ２となっ
ている。これら骨板２と球状骨３とを複数（本実施例で
は骨板三つ、球状骨四つ）その軸挿通孔８，１２同士を
合わせると共に合せ凹面７と合せ凸面１１とを合わせて
連ねることによシ前記骨材連鎖体４が構成されるのであ
る。この骨材連鎖体４において骨板２と球状骨３とは合
せ凹面７と合せ凸面１２とで滑動自在に球面接触してい
るので、骨材連鎖体４は骨板２の板部６同士が当接する
範囲内で傾動し得る。一方、ローットやマニピュレータ
のアームの先端には骨板連鎖体４を受けるための端板１
３が設けである。

端板１３には、骨板２の合せ凹面７と同じ曲率の球面座
１４が設けてあシ、その中央部には軸挿通保持孔１５が
設けてあシ、更に骨板２の牽引部材挿過孔９及び配線等
挿通孔１Ｇと同じ配置で牽引部材通し孔１６及び配線等
組木（図示省略）が設けである。？：、の端板１３の球
面座１４に、前記骨材連鎖体４の端に位置する球状骨３
の合せ凸面１２が着座されているのである。

又、骨板連鎖体４の他方＠には尚誼骨板連鎖体４の長さ
方向を規制する端板１７が設けである。

仁の端板１７の中央部にも軸挿通保持孔１８が設けてあ
り、又骨板２の牽引部材挿過孔９及び配線等挿通孔１ｏ
と同じ配置で牽引部材挿過孔１９及び配Ｓ勢通し孔（図
示省略）が設けてあゐニロがットやマニピュレータの操
作側につながる三本の牽引部材５は、それぞれ端板１３
の章・引部材通し孔１６、骨材連鎖体４の骨板２の同一
線上の牽引部材挿通孔９を通して前記端板１７の牽引部
材挿過孔１９にねじ２０等を利用して止めである。従っ
て、ロゲットやマニピュレータの操作側から牽引部材５
のあるものを引張シあるものを緩めることにょシ屈曲腕
１を任意の方向に曲□げることができる。第１図には、
屈曲腕１を図中の２点鎖線のまっすぐ伸びた状態から、
下側の縁付部材５を引張ると共に上側の牽引部材５を緩
めることによシ、下向きに屈曲させ九場合を示す。図中
００は屈曲可能角（〉９０°ンで、骨板２の数をＮと、
先の骨板２の板部６の傾斜角αとの間には、θキαＮの
関係がｘｂ立つ。つまシ、骨材２及び球状骨３の数を増
やせば屈曲可能角０を更に大きくすることができるので
ある。前記牽引部材５としては、ロープや鎖或いはユニ
バーサルジヨイントの連鎖などが可撓性を有す索条類が
使われる。又、車側部材５０牽引手段としては、電動方
式、流体シリンダ方式など種々のものが採用できる。

尚、当該屈曲腕ｌの回）には防塵のためベローズ状のカ
バーなどを設けるとよい。

当該屈曲腕ｌにおける骨板連鎖体４の中央の軸挿通孔８
．１２に酸アーム側から屈曲腕ｌの先端側に回転駆動力
等を伝達する丸めの屈曲軸２１が挿入される０本実施例
で使われている屈曲軸２１は、その一部の詳細を表わす
第５図に示すように、多数のリンク２２をユニバーサル
ジヨイント２３で連結して、任意の方向に自由に傾動し
得るようにしてなる。尚、ユニバーサルジヨイント２３
は、図に示す如く、ｌ−ル２４と、一方のリンク２２を
Ｉ−ル２４に連結する二つのピン２５と、他方のリンク
２２を前記ビン２５と９Ｏｆ位置をずらしてｌ−ル２４
に連結するぜ７２６とからなる。この屈曲軸２１の後端
は前記端板１３の軸挿通保持孔１５に通されると共にこ
ζに軸受２７を介して保持される駆動装置の回転軸が入
力軸２８として連結される。又、屈曲軸２１の先端は前
記端板１７の軸挿通保持孔１８に通されると共に、こむ
に軸受２９を介して保持される出力軸３０に連結される
。この出力軸３０にはノ・ンド（手指）等の作業部が連
結される。第６図にはノ・ンドの一例を示す。このノ〜
ンド３１は、ノーンドカノ９−３２に後端を滑節支持さ
れた二組の平行な１】ンク３３．３４と、これらの先端
側に滑節結合されている指３５と、前記リンク３３の後
端にそれぞれ一体的に取付けられたギヤ３６と、これら
のイヤ３６に噛み合うイヤ３７と、前記ノ・ンドカパー
３２に軸受３８を介して支持されたギヤ３７の軸３９と
からなる。このノ１ンドの軸３９に前記屈曲軸２１に連
結された前記出力軸３６がカップリング４０等を介して
連結されるのである。第７図には、先端に・ミント３１
を備え付は九屈曲腕１をアーム４１に取付けた様子を示
す。前記入力軸２８がアーム４１側から回転することに
よシ、屈曲軸２１、出力軸３０を介してハンド３１の指
３５は開閉される。尚、屈曲軸２１としては、ロー！、
鎖などでもよく、その場合にはハンドはローｆ轡を引張
ることにより開閉する指を具えたものとする。又、屈曲
軸２１を用いず、ハンドに直接モータを設けて、モータ
でハンドの指を開閉するようにしてもよい。この場合に
はケーブル等をハンドまで伸ばす必要があるが、ケーブ
ルの延設には軸挿通孔８．１２や配線岬挿通孔１０等が
利用される。

以上、一実施例を挙げて詳細に説明したように、本発明
による屈曲腕は、両側に球面状の合せ凹面を有す骨板と
前記合せ凹面に恢合し得る球藺状の合せ凸面を有す球状
骨とをその合せ凹面と合せ凸面とを合わせて複数連ねる
と共にすべての骨板に少なくとも三本の牽引部材を通し
た構成とし、直線状に伸し九位置から任意の方向に９０
更に必ｌ！に応じそれ以上屈曲させることができ、その
屈曲動４球状面同士の滑動によシなされるため操作方向
に何ら制約を受けることカく円滑にできるようにし、更
に骨板や球状骨に配線や配管或いは駆動力伝達材等を内
蔵的に組み込むことができるようにしたので、ロゲット
やマニピュレータの腕或いは手賃として最適となる。又
、当該屈曲腕における骨板と球状骨の滑動面が球軸受と
同様の構成に壜っていることによル、滑動上置れている
だけでなく、引張り、曲げ特に圧縮荷重に対して大きな
剛性が得られ、耐久性も優れたものとなる。更に又、屈
曲腕は単純な形状の骨材の組み合わせにより構成される
ので、組立てが容易で、安価にしかも貴意が可能と表る
。

【図面の簡単な説明】

第１−は本発明に係る屈曲腕の一実施例の断面図、第２
図は骨板の平面図、第３１には第２図中のＩ［Ｉ−ＩＩ
Ｉ矢視断面図、第４図は球状骨の断面図、第５図は屈曲
軸の一例の部分断面図、第６図はハンドの一例の部分断
面図、第７図は屈曲腕にハンドを備え九状態の側面図で
ある。 図面中、 １祉屈曲腕、 ２社骨板、 ３は球状骨、 ５は牽引部材、 ７は合せ凹面、 ９は牽引部材挿通孔、 １１は合せ凸面、 ２１は屈曲軸、 ３１はハンドである。 特許出願人 株式会社　明電舎 代　　理　　人 弁理士光石士部 （他１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両側に球面状の合せ凹面を有す骨板と前記合せ凹面に僚
   合し得る球面状の合せ凸面を有す球状骨とをその合せ凹
   面と合せ凸面とを合わせて複数連ねると共にすべての骨
   板に少なくとも三本の牽引部材を通したことを特徴とす
   る屈曲腕。