JPS59102586A - 多関節ロボツト - Google Patents
多関節ロボツトInfo
- Publication number
- JPS59102586A JPS59102586A JP21108782A JP21108782A JPS59102586A JP S59102586 A JPS59102586 A JP S59102586A JP 21108782 A JP21108782 A JP 21108782A JP 21108782 A JP21108782 A JP 21108782A JP S59102586 A JPS59102586 A JP S59102586A
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- JP
- Japan
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- shape memory
- memory alloy
- alloy member
- shape
- joint
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この開明は、多関節体からなり、各関節ｒｇ造の動ぎを
調整し４ｑるロボツ１・に関する。
調整し４ｑるロボツ１・に関する。
先｛テ技１ｋの説明
ロボットの関節｛ｎ造の駆動ｉｆｆ｛ｆｉとしては、（
１》モータなどのし１械的回転機椙を利用したものおよ
び（２）′ｆｊ体・気体の圧力を用いるシリンダ闘栴を
｛り用したものなどが知られている。しかしながら、（
１》Ｌ一夕を用いたものでは、ｎ４Ｍが複雑となること
、重恰が大きくなること，水の浸入などで故陣Ｌ，やす
いことおよび動作が遅く応２ｎ’Ｉ．’Ｅが悪いことな
どの種々の欠点が存在するっまた、く２）シリンダ機構
を用い１；ものては、シリンダが必要であるため、小型
化が困難−ＣＣ！）りかつＩｆｆｉが大きくなること、
ならびに位置ｆＥ’ｌ御が困難であることおよび関のが
複雑となることなどの様々な欠点かび在した。
１》モータなどのし１械的回転機椙を利用したものおよ
び（２）′ｆｊ体・気体の圧力を用いるシリンダ闘栴を
｛り用したものなどが知られている。しかしながら、（
１》Ｌ一夕を用いたものでは、ｎ４Ｍが複雑となること
、重恰が大きくなること，水の浸入などで故陣Ｌ，やす
いことおよび動作が遅く応２ｎ’Ｉ．’Ｅが悪いことな
どの種々の欠点が存在するっまた、く２）シリンダ機構
を用い１；ものては、シリンダが必要であるため、小型
化が困難−ＣＣ！）りかつＩｆｆｉが大きくなること、
ならびに位置ｆＥ’ｌ御が困難であることおよび関のが
複雑となることなどの様々な欠点かび在した。
発明の目的
この発明の目的は、上｝小の欠点を解消し、軽吊かつ小
型で単純な構造の応答性に侵れた多関節ロボットを提供
することである。
型で単純な構造の応答性に侵れた多関節ロボットを提供
することである。
この発明は、変態温度より高温側と低湿側との間で見か
（ノ上仲縮’．４：１’：Ｇよ屈仲ツる形状記億合金部
材をＩＩらえ、この形状記憶合金に通電する電力■を質
化ｊＬぼることにより屈伸量が制御され１７る１以上の
関節構造を有する多関節ロボッ１・である。好ましくは
、通電停止により形状記憶合金部材を低温側で所望の形
状にずる際に，この形状変化を補助するために淘くばね
などの弾性部材がさらに股レプられろ，，，，３１：）
に好ましくは、形状記憶合金部材の外Ｉ１■而は，フッ
素樹脂からなる耐熱伯縁４４（ｉ被覆さｎ．’ｆれによ
って形状記憶合金部何０１己の金１７１部シｔＩＸの接
触にＪ：る短絡を有効に防止し１〔ｌる。
（ノ上仲縮’．４：１’：Ｇよ屈仲ツる形状記億合金部
材をＩＩらえ、この形状記憶合金に通電する電力■を質
化ｊＬぼることにより屈伸量が制御され１７る１以上の
関節構造を有する多関節ロボッ１・である。好ましくは
、通電停止により形状記憶合金部材を低温側で所望の形
状にずる際に，この形状変化を補助するために淘くばね
などの弾性部材がさらに股レプられろ，，，，３１：）
に好ましくは、形状記憶合金部材の外Ｉ１■而は，フッ
素樹脂からなる耐熱伯縁４４（ｉ被覆さｎ．’ｆれによ
って形状記憶合金部何０１己の金１７１部シｔＩＸの接
触にＪ：る短絡を有効に防止し１〔ｌる。
この允明シこ川いられる形状記憶合金と【よ、形状記憶
効果を有する合金部材であり、この形状記憶効果は、マ
ルデンサイト変態と逆匿態とにより現出されるものであ
り、変態温度より低温で変形した後に変態温度より高温
側に加熱すれば変形前の高温側での形状にもどるもので
ある。場合によっては、低諷側での形状も或る程度記憶
し１ｑる、二方向性の形状記憶効果を示すものも含む。
効果を有する合金部材であり、この形状記憶効果は、マ
ルデンサイト変態と逆匿態とにより現出されるものであ
り、変態温度より低温で変形した後に変態温度より高温
側に加熱すれば変形前の高温側での形状にもどるもので
ある。場合によっては、低諷側での形状も或る程度記憶
し１ｑる、二方向性の形状記憶効果を示すものも含む。
このような形状記憶効果を示す合金部材としては、たと
えば５５ｕｆｆｉ％のＮ１と、４５ｍ吊％のＴ１とがら
なる組成のＮｉＴ＋合金が知られている。そのほか、Ｃ
ｕ−ｚｎ，Ｃｕ−ＡＱ，Ｃｕ−ｚｎ−Ａ見，ｃｕ−Ａｌ
−ｒｕ．Ｎ＋−ＡｆＬ合金などの合金もまた形状記憶効
果を有することが知られている。
えば５５ｕｆｆｉ％のＮ１と、４５ｍ吊％のＴ１とがら
なる組成のＮｉＴ＋合金が知られている。そのほか、Ｃ
ｕ−ｚｎ，Ｃｕ−ＡＱ，Ｃｕ−ｚｎ−Ａ見，ｃｕ−Ａｌ
−ｒｕ．Ｎ＋−ＡｆＬ合金などの合金もまた形状記憶効
果を有することが知られている。
この発明のその他の目的および特徴は、図面を参照して
行なう以下の詳細な説明により一層明らかとなろう。
行なう以下の詳細な説明により一層明らかとなろう。
実施例の鋭明
第１図は、この発明の一実庵例の塗装ロボットの概略側
面図であり、第２図は第１図に示Ｌ，た塗装ロボットの
ＰＡ節構造を拡大して示Ｊ−部破断側面図である。
面図であり、第２図は第１図に示Ｌ，た塗装ロボットの
ＰＡ節構造を拡大して示Ｊ−部破断側面図である。
第１図を参照して、塗装ロボッ１ヘ１は、複数個の関節
部２により屈曲町能に連枯された腕部３を有する。各腕
部３のうち最先端部に位置する腕部３ｄには、塗装を行
なうためのノズル４が取付けられている。塗装ロボット
１では、各関節２の屈曲扉を制御することにより、被塗
装体の所望の扮装位賦に順次《猛を行・な〕ことが可１
走とされる。
部２により屈曲町能に連枯された腕部３を有する。各腕
部３のうち最先端部に位置する腕部３ｄには、塗装を行
なうためのノズル４が取付けられている。塗装ロボット
１では、各関節２の屈曲扉を制御することにより、被塗
装体の所望の扮装位賦に順次《猛を行・な〕ことが可１
走とされる。
各闇即部２の４１造は、第２図から明らかなように、＆
ＩＢ：３１１と腕部３Ｃとの問には、形状記憶合金部材
６が，２けられでいる。形状記憶合金部材６の両端は、
支持部７．８により３１１１部３ｂ，：３ｃに固定され
ている。したがって形状記憶合金部材６の１中？ｉｉｌ
’により腕部３ｂと腕部３Ｃとの間のｖｐｍが変化され
、ＦＡ節部２において腕部３ｂと胛部３Ｃとが１ａ曲さ
れ１７る。この形状記憶合金部ｉシＧの伸縮↓よ、形状
記憶合金部材６に接続された１１力礫９．１０により、
形状記旧合金部材６を直接通電し発熱させることにより
行なわれる。なお、形状記憶合金部材６は、加熱により
延びるものあるいは縮むもののいずれであってもよい。
ＩＢ：３１１と腕部３Ｃとの問には、形状記憶合金部材
６が，２けられでいる。形状記憶合金部材６の両端は、
支持部７．８により３１１１部３ｂ，：３ｃに固定され
ている。したがって形状記憶合金部材６の１中？ｉｉｌ
’により腕部３ｂと腕部３Ｃとの間のｖｐｍが変化され
、ＦＡ節部２において腕部３ｂと胛部３Ｃとが１ａ曲さ
れ１７る。この形状記憶合金部ｉシＧの伸縮↓よ、形状
記憶合金部材６に接続された１１力礫９．１０により、
形状記旧合金部材６を直接通電し発熱させることにより
行なわれる。なお、形状記憶合金部材６は、加熱により
延びるものあるいは縮むもののいずれであってもよい。
また、形状記憶合金部０６の形状についても、第２図に
示したような」イル状であってもよく、あるいは直線状
のものでイプよい。
示したような」イル状であってもよく、あるいは直線状
のものでイプよい。
第２図に戻り、形状記憶合金部材６の周囲には、絶縁伸
槁チューブ１１が設りられている。形状記憶合金部材６
の他の金属部材への接触に塁づく短絡を防止するためで
ある。々ｆましくは、形状記憶合金部材６自身を、フッ
素樹脂により被覆することにより、同様の効果を達成し
得る。なお、１２は、塗料を送付するｌζめの可撓性導
管Ｊ３よび塗料を噴出するために用いる空気を送付する
ための可撓性導管を示リ゛。また、関節部２においては
、形状記憤合金部材６のほかに、通常の金属部｝４から
なるばね１３が腕部３ｂと腕部３Ｃとの間に固定されて
いる。このばね１３は、形状記ＩＱ合金部材６が棉もう
とするとき、その形ｔ（の変化を浦助するように浩く。
槁チューブ１１が設りられている。形状記憶合金部材６
の他の金属部材への接触に塁づく短絡を防止するためで
ある。々ｆましくは、形状記憶合金部材６自身を、フッ
素樹脂により被覆することにより、同様の効果を達成し
得る。なお、１２は、塗料を送付するｌζめの可撓性導
管Ｊ３よび塗料を噴出するために用いる空気を送付する
ための可撓性導管を示リ゛。また、関節部２においては
、形状記憤合金部材６のほかに、通常の金属部｝４から
なるばね１３が腕部３ｂと腕部３Ｃとの間に固定されて
いる。このばね１３は、形状記ＩＱ合金部材６が棉もう
とするとき、その形ｔ（の変化を浦助するように浩く。
もっとも、このばね１３に代わり、別の形状記憶合金部
材を用いてもよいっマなわら、関節部２には、２個以上
の形状記憶合金部４イを設けることにより、より−ヲフ
応谷性を改茜タることが可能である。
材を用いてもよいっマなわら、関節部２には、２個以上
の形状記憶合金部４イを設けることにより、より−ヲフ
応谷性を改茜タることが可能である。
以上のように、第１図および２１１２図に示した実施例
では、各腕部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ間の各ｇ！１節部
２の屈曲角を変化させることにより、被塗装体の各所望
の位置に順次塗装することが可能となる。
では、各腕部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ間の各ｇ！１節部
２の屈曲角を変化させることにより、被塗装体の各所望
の位置に順次塗装することが可能となる。
第３図は、この発明の他の実施例の多閂節ロボットの一
例を示？ｌ概略平面図であり、第４Ｆｌｌ：！第３図に
示した関節部を拡大して示″Ｉｊ概略平面図である。
例を示？ｌ概略平面図であり、第４Ｆｌｌ：！第３図に
示した関節部を拡大して示″Ｉｊ概略平面図である。
第３図に示１ように、多関節ロボット２１は人の手に似
た形状を有する。多関節ロボット２１は複数個の関節２
２により屈曲可能にされた各指部２３を有する。この関
節部２３は、第４図から明らかなように、ボリ４フフ化
エヂレンなどのフッ素樹脂で控覆された２本のＮｚ−＋
合金からなる形状記憶合金ｅｌ１祠２６．２６を右する
。形状記１へ合ｆ１部ＩＪ２Ｇ＋。Ｌ、約８０℃まで加
熱ずると屈曲するように加工されている。この加熱は形
状記憶合金部材２（＞＋２６に接続された電線２８．２
９により行なわれる。通電を停止した場合には、形状記
悦合金部材２６．２６は変態温度以Ｆｋ．冷却され、し
たがって第４図に示す状態すなわち沖びきつＩζ状態と
なる。このとき、形状記憤合金部材２６．２６の外側に
配〃された２個のコイルばね２７．２７が、この形状記
憶合金部材２６．２６の形状の変化を補助するように働
く。このような多関節ロボット２１を用い電１２７．２
８に通電する電力爵を制御することにより、各指ｔｓ２
３により数を示す動きを行なわせたところ、正確かつ迅
速に実行することが可能であった。
た形状を有する。多関節ロボット２１は複数個の関節２
２により屈曲可能にされた各指部２３を有する。この関
節部２３は、第４図から明らかなように、ボリ４フフ化
エヂレンなどのフッ素樹脂で控覆された２本のＮｚ−＋
合金からなる形状記憶合金ｅｌ１祠２６．２６を右する
。形状記１へ合ｆ１部ＩＪ２Ｇ＋。Ｌ、約８０℃まで加
熱ずると屈曲するように加工されている。この加熱は形
状記憶合金部材２（＞＋２６に接続された電線２８．２
９により行なわれる。通電を停止した場合には、形状記
悦合金部材２６．２６は変態温度以Ｆｋ．冷却され、し
たがって第４図に示す状態すなわち沖びきつＩζ状態と
なる。このとき、形状記憤合金部材２６．２６の外側に
配〃された２個のコイルばね２７．２７が、この形状記
憶合金部材２６．２６の形状の変化を補助するように働
く。このような多関節ロボット２１を用い電１２７．２
８に通電する電力爵を制御することにより、各指ｔｓ２
３により数を示す動きを行なわせたところ、正確かつ迅
速に実行することが可能であった。
第５図は、この発明のさらに他の実女例を示す一部破断
［略斜視図である。ｍ５図を参照して、多関節ロボット
３１は、関節部３２により開閉する指部３３，３４を有
する。各指部３３，３４は、その詳細なｎＮは特に図示
しないが、９＊３３ａ，３４ａを中心に回動可能に配置
されている。また各指部３３，３４は、ばね３５，３６
により、指部３３．３４が開く方向に付勢されている。
［略斜視図である。ｍ５図を参照して、多関節ロボット
３１は、関節部３２により開閉する指部３３，３４を有
する。各指部３３，３４は、その詳細なｎＮは特に図示
しないが、９＊３３ａ，３４ａを中心に回動可能に配置
されている。また各指部３３，３４は、ばね３５，３６
により、指部３３．３４が開く方向に付勢されている。
他方、各指部３３，３４の内酌にはワイヤ３７．３８が
接続されており、このワイヤ３７．３８はガイドローラ
３９．４０を通り、束ねられ形状配色合金部材４１に接
続され゛Ｃいる。しＩζがって形４１ζ記憤合金部材４
１が第５図の状態から縮もうとするとき、ワイｔ７３７
．３８が第５図の形状記ｔα合金郎材４１の方向に引張
られ、その結果指部３３，３４が軸３３ａ．３４ａを中
心に回動し、閉じようとする。この形状記憶合金部材４
１は、９０℃に加熱すると収縮するように、予め処理さ
れたものであり、直径１１ＩＩｌの形状記憶合金線から
なるコイルである。この形状記憶合金部材４１の両端に
は１ｆｌｉ４２．４３が接続されており、この電線４２
．４３により形状記憶合金部材４１に直接通電すること
により、形状記憶合金部材４１を加熱して指部３３．３
４を閉じることができる。他方、通電を停止すれば、形
状記憶合金部材４１の温度は低下し、ワイヤ３７．３８
を形状記憶合金部材４１側へ引張る張力は発生せず、し
たがってばね８５，３６の張力により指部３３．３４は
開かれる。このように、形状記憶合金部材４１に通電す
る電力量を変化させることにより、指部３３，３４の聞
閏が制御され得る。
接続されており、このワイヤ３７．３８はガイドローラ
３９．４０を通り、束ねられ形状配色合金部材４１に接
続され゛Ｃいる。しＩζがって形４１ζ記憤合金部材４
１が第５図の状態から縮もうとするとき、ワイｔ７３７
．３８が第５図の形状記ｔα合金郎材４１の方向に引張
られ、その結果指部３３，３４が軸３３ａ．３４ａを中
心に回動し、閉じようとする。この形状記憶合金部材４
１は、９０℃に加熱すると収縮するように、予め処理さ
れたものであり、直径１１ＩＩｌの形状記憶合金線から
なるコイルである。この形状記憶合金部材４１の両端に
は１ｆｌｉ４２．４３が接続されており、この電線４２
．４３により形状記憶合金部材４１に直接通電すること
により、形状記憶合金部材４１を加熱して指部３３．３
４を閉じることができる。他方、通電を停止すれば、形
状記憶合金部材４１の温度は低下し、ワイヤ３７．３８
を形状記憶合金部材４１側へ引張る張力は発生せず、し
たがってばね８５，３６の張力により指部３３．３４は
開かれる。このように、形状記憶合金部材４１に通電す
る電力量を変化させることにより、指部３３，３４の聞
閏が制御され得る。
なお、この実施例では、形状記憶合金部材４１は、関節
部３２から離れた所に配置することが可能である。すな
わち、ワイヤ３７．３８の長さを適宜選ぶことにより、
関節部３２から相当離れた所に形状記憶合金部材４１を
配置し得る。もつとも、関節部３２の近傍に配貿されな
い場合であっても、形状記憶合金部材４１はこの実施例
の関節構造の一部を椙成するものであることは言うまで
もない。
部３２から離れた所に配置することが可能である。すな
わち、ワイヤ３７．３８の長さを適宜選ぶことにより、
関節部３２から相当離れた所に形状記憶合金部材４１を
配置し得る。もつとも、関節部３２の近傍に配貿されな
い場合であっても、形状記憶合金部材４１はこの実施例
の関節構造の一部を椙成するものであることは言うまで
もない。
発明の効果
以上のＪ、うに、この発明によれば、変態ＩＩより高温
側と低温側との間で見かけ上伸幅または屈伸する形状記
憶合金部材を備え、この形状記憶合金に通電する電力量
を変化させることにより屈伸邑が制御され得る１以［の
関節０３毒を有するので、？ｌｆｉかつ小型で単粍なｌ
Ｈ￥ｉの多開節ロボットを得ることができる，また、イ
ｈ造が問甲であるため、低価格でかつ故障の発生しにく
い多関節ロボットを達成することもできるユ、ぎらに、
彩状記１ｑ合金部材の伸縮を利用するものであるため、
従来のモータあるいはシリンダを用いた多関節ロボット
に比べて、応答性に優れかつ動きの滑らかな多閂節ロボ
ットを達成することができる。この発朗は、実施例で説
明した塗装ロボットなどに限られず、マニュビュレータ
などの様々な多関節口ボッ１へに応用し得ることを指摘
しておく。
側と低温側との間で見かけ上伸幅または屈伸する形状記
憶合金部材を備え、この形状記憶合金に通電する電力量
を変化させることにより屈伸邑が制御され得る１以［の
関節０３毒を有するので、？ｌｆｉかつ小型で単粍なｌ
Ｈ￥ｉの多開節ロボットを得ることができる，また、イ
ｈ造が問甲であるため、低価格でかつ故障の発生しにく
い多関節ロボットを達成することもできるユ、ぎらに、
彩状記１ｑ合金部材の伸縮を利用するものであるため、
従来のモータあるいはシリンダを用いた多関節ロボット
に比べて、応答性に優れかつ動きの滑らかな多閂節ロボ
ットを達成することができる。この発朗は、実施例で説
明した塗装ロボットなどに限られず、マニュビュレータ
などの様々な多関節口ボッ１へに応用し得ることを指摘
しておく。
第１図．は、この発明の一実施例の塗装ロボットを示す
概略側面図であり、！！２図は第１図に示した実施例の
関節部を拡大して示す部分側面図である。第３図は、こ
の発明の他の実施例を示ず概略平面図であり、第４図は
第３図の実施例の関節部の＋Ｆｉ造を拡大して示す部分
平面図である。第５図は、この発明のさらに他の実論例
を示４一部破口１概略斜視図である。 ２．２２．３２は関節部、６．２６．４１は形状記憶合
金部材、ｌｄ，２７，３５．３６はばねを示す。 −４８９−
概略側面図であり、！！２図は第１図に示した実施例の
関節部を拡大して示す部分側面図である。第３図は、こ
の発明の他の実施例を示ず概略平面図であり、第４図は
第３図の実施例の関節部の＋Ｆｉ造を拡大して示す部分
平面図である。第５図は、この発明のさらに他の実論例
を示４一部破口１概略斜視図である。 ２．２２．３２は関節部、６．２６．４１は形状記憶合
金部材、ｌｄ，２７，３５．３６はばねを示す。 −４８９−
Claims (1)
- （１）敬態温度より高品側と低渇側との間で見かけ上伸
縮または屈伸する形状記憶合金部材を備え、この形状記
憶合金に通電する電力乃を変化させることにより屈仲侘
が制御され得る１以上の関節ｕＱ漬を有づる多関節ロボ
ソト。 く２）通竃停止により前記形状記値合金部材を低温Ｉｔ
！ＩＩヱ・所望の形状にする際に、この形状変化を補助
づるように勤くばね等の弾性部材をさらに（Ｒｉえる、
特許晶求の範囲第１項記載の多ｒｙＪ節ロボット。 （３》前記形状記憶合金部材は、その外周面がフッ素樹
脂からなる耐熱絶縁材で被覆されている、特許請求の範
囲第１項または第２項記載の多関節ロボッ１へ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21108782A JPS59102586A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 多関節ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21108782A JPS59102586A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 多関節ロボツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59102586A true JPS59102586A (ja) | 1984-06-13 |
Family
ID=16600196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21108782A Pending JPS59102586A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 多関節ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59102586A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63237885A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-04 | 株式会社東芝 | ハンド駆動装置 |
| WO2004000508A1 (ja) * | 2002-06-24 | 2003-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 多関節駆動機構及びその製造方法、それを用いた把持ハンドとロボット |
| JP2020063682A (ja) * | 2018-10-15 | 2020-04-23 | 株式会社青電舎 | アクチュエータおよびアクチュエータ駆動回路 |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP21108782A patent/JPS59102586A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63237885A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-04 | 株式会社東芝 | ハンド駆動装置 |
| WO2004000508A1 (ja) * | 2002-06-24 | 2003-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 多関節駆動機構及びその製造方法、それを用いた把持ハンドとロボット |
| JPWO2004000508A1 (ja) * | 2002-06-24 | 2005-10-20 | 松下電器産業株式会社 | 多関節駆動機構及びその製造方法、それを用いた把持ハンドとロボット |
| US7654595B2 (en) | 2002-06-24 | 2010-02-02 | Panasonic Corporation | Articulated driving mechanism, method of manufacturing the mechanism, and holding hand and robot using the mechanism |
| JP2020063682A (ja) * | 2018-10-15 | 2020-04-23 | 株式会社青電舎 | アクチュエータおよびアクチュエータ駆動回路 |
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