JPS59110588A - ロボツト肢体 - 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】 発明の分野 この発明はロボット肢体に１１０覆るものである。

発明の背景 ロボットに関する現在のマーケットには、広範な装置を
提供するかなり多数の製造業者達が応じている。装置の
設計には、出力、精度、速度、および価格などそれぞれ
の要件が反映される。それらの装置は多くの共通ゴる特
徴を有しており、溶接、塗装、取上げ、設置、さらに他
の操作的仕事におけるそれらの選択された仕事を実行す
る。多くのロボットの肢体は本質的にその中心に関して
半経方向に動かされる。それらはそれらが撞き得る体積
内において種々の角度をとり得るが、それらは一般に、
たとえば人の腕より低い全体的な動きの柔軟性しか備え
ていない。現在のロボットに関するマーケットにおける
通常の進歩は、適度な精度で軽い負荷の早くて器用な動
き、および掃き得る体積内でのかなりの角度変化の動き
を実行する分野のもののようである。本発明の目的は、
この要求を満足するロボット肢体を提供することである
。

発明の概要 本発明によれば、ロボット肢体は複数の隔てられた装着
板を備え、隣合う装着板は一定長さの連結棒および長さ
を調節できる１対の連結棒を含む連結棒の対応するグル
ープによって相互に連結されており、さらに前記１対の
連結棒の長さを独立に変えるための制御手段を備え、そ
れによって隣合う装着板の制御された相対的な傾斜角度
を生じて前記肢体の動きを起こさせる。

好ましくは、固定長さの各連結棒の一端は対応する装着
板ＩＸ固着されており、その固定長さの各連結棒の他端
はボールとソケッ１−の継手のような自在なピボット運
動を与える結合によって晴の装着板に取イ１１）られて
いる。長さ調節可能な各連結棒の各端は自在継手または
可変角度の継手によって対応する装（板へ結合づること
がでさ、それによ〕でＦＡ合う装着板の間で相対的な傾
斜を起こすことができる。

長さ調節可能な各連結棒は伸縮自在の継手または伸びる
ことができる部材のような便利ないずれの手段によって
し長さを調節することができるが、これらの８棒にとつ
（９Ｉ−ましいＭ４造はねじで結合され／＝２つの８５
材からなるものであって、その制御手段は各連結棒のそ
の２つの部材の間に相対的な回転を起こしくその実効長
さを変えるごとができる。その制御手段は電気Ｅ−タ手
段を含んでもよく、これは可変長さの各連結棹のための
好ましい電気モータである。その電気モータはステップ
・モータまたはＤＣサーボ・モータが可能で、前記装着
板または前記固定長さの棒あるいは（少し不便であるが
）前記可変長さの棒に装着することができる。その電気
モータは歯の付いたベルトとプーリ、ヂエーンとスブロ
ケツ１−９あるいは他の代わり得る適当な手段によって
前記調節可能な連結棒を駆動りる。

複数の装着板と連結棒のグループをアームの長さ方向に
沿って発展的に組立てることによって、ロボット肢体を
提供することができ、その肢体は人間の腕の形と動きと
に非常に近く似せることができ、また特定の状況におい
てその寸法を変えることもできる。そのロボット肢体は
人間の脚の形と動きとを真似ることもでき、たとえば歩
くことができるようにもう１つの肢体とともに用いられ
る。

ここで、本発明は添付された図面を参照してさらに詳し
く説明される。

発明の実施例 第１図を参照して、装着用基礎板Ａには一定長さの連結
棒Ｃの一端が０位はで固定されている。

連結棒Ｃａ′）ｌｌ！！端はボールとソケットの継手手
段Ｂによってもう１つの装着板Ｅに結合されＣおり、そ
の継手Ｂは板Ｅに関して連結棒Ｃの自在継手として働く
。捧Ｃの端を板Ｅに結合り゛るためには、ボールとソケ
ットの継手Ｂの代わりにＦのような自在継手を用いるこ
ともできる。板ＡとＥは２本の可変長さの連結棒Ｇによ
っても相互に連結されており、それら２本の連結棒Ｇは
互いに同様ぐあるのでその一方だ１プについて説明する
。

連結棒Ｇの下側部材Ｊはその上方端部Ｉに雄ねじを有し
ており、その下方端部には一軸自在の継手Ｋを有してい
る。そのＷｊＫはベアリング内にセットされていて回覧
自由である。３１結俸Ｇの上側部材はその下方端部１」
に前記雄ねじＩと対応して結合する＋１１　！；ａじを
有し【いる。ｔ％Ｇの上測部（４の上方端部は一軸自在
の継手Ｆを有している。その継手Ｆは上部実速（反Ｅに
固着され°Ｃいるので、棒Ｇは角度を変えることは可能
であるが回転は不能である。連結棒Ｃ１，、を駆動モー
タＬのための便利な支持材となり、モータしは一連の減
速ギＡア結合Ｍによって、連結棒Ｇの基礎部へ力を与え
る。一連の減速ギヤ結合Ｍは、歯の付いたベルトとプー
リの駆動またはチェーンとソケットによる駆動に置換え
られてもよい。モータＬが駆動されたとき、雄ねじＩは
雌ねじＨに入り込むかま１〔は抜は出る。

そうして、棒Ｇの実効長さが変化して、下部装着機Ａに
罰する上部装着板Ｅの角度を変化さぜる。

駆動モータ１−はステップ状駆動型のもので、パルス計
数によって数値制御することが可能である。

または代わりに、モータしは動きを記録する光学モニタ
リング・ディスクを洪えたＤＣサーボ・モータでもよい
。位置Ｎはアームに沿〕で延びる次の連結グループの下
側装着点を示しており、その連結グループの他端はもう
１つの装着板を有している。

第２図は、種々の姿勢にあるロボット・アームを示す概
略図である。完成アームは−続きに構成された一連の（
第１図のような）ユニットで形成することがで８る。−
ＪれらのユニソＩ・は閾接部で２枚の駁看板を重ねで組
立−（るごとも−（８るツメ、連結バーの各グル−フ２
．．４．Ｇなどの間で二Ｊれそれ単一の芸名様を用いる
のがれ洒的で６）る。いずれの場合で−ｂ１隣接１Ｊ６
２組の迎結梓ヅルーノに８５４Ｊる各部〉のｆｉｎ冗り
ごのｉ皇結朴は、且いに平行（整列）に配置されてもよ
く、または角度をなして配Ｍされてもよい。

装着板は番号１．３．５などで示され’Ｃ１１３す、連
結棒クループはン、４，６などでめり、全イホのアーム
はＩ工諒の選択された形態のグリッパ（掴む装置）また
はマニビュレーう−（週１蝙して（゛る。くのアームは
モータのシ＋＋ｍされた駆動によって３次元的に繰るこ
とが−（きる。

上述のタイプの代わりに、司敦長さの連結棒を形成する
他の手段に■１２えられ″（もよく、たとえば、液体ア
クチュエータと位置ｉ〜ランスｆユーサによつ−Ｃも同
様な結果が達成されるであろう。

アーム・ノ′センブリ全１、目よ、マニュアル的に操作
される制御ボックスを介して、命令モードによって制御
することができる。マニュアル的に行なわれたそれらの
命令は、」ンビュータ内に記録することができ、その記
録を再生ずればアームにその予定された動作を再現させ
ることができる。

代わりに、４１無計数（ｄｅａｄ　ｌｅｃｋｏｎｉｎｇ
）　”コンピュータ制御が用いられ得るが、数学的に確
立された適当なコンピュータ・プログラムが必要である
。

上述のロボット・アームは優れた操縦性と精度を有して
いる。選択された寸法と動力源の有効性によっては、そ
れは人間の腕と同様な鵬能を有するに違いない。基本的
に簡便なそのユニットは、そのアームを比較的低コスト
で製造することを可能にし、マーケットの新しい分野へ
の進出が可能となろう。そのアームはソフトウェア制御
されるので、各部の物理的位置を感知するビックオフ（
ｐｉｃｋ　−ｏｆｆｓ）や他の検知装置を必要としない
。

ねじ形の進み角を選択すること、すなわち最終駆動要素
手段の結合摩擦特性を選択することにより、ユニットは
外力によって逆に駆動されることを防ぐことができる。

こうして、アームはそれらに伴なうトルク力に耐えるこ
とができるので、パワー・ツールなどとともに用いるの
に理想的となる。

それらの構造部材や駆動部材のために何らかの化学的保
護が必要なところで利用するためには、そのアセンブリ
全体に柔軟な蛇腹を被せることが可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるロボット・アームの２つの装着
板とそれに伴なう３本の連結棒のグループを示す斜視図
である。 第２図は、本発明によるロボット・アームの可能な動き
を２次元で示した概略図であるが、そのアームは３次元
で動き得ることが理解される。 図において、Ａ、Ｅは装着板、Ｂはボールとソケットに
よる継手、Ｃは固定長さの連結棒、Ｄは固着点、Ｆは一
軸自在継手、Ｇは可変長さ連結棒の上側部材、Ｈは雌ね
じ部分、■は雄ねじ部分、Ｊは可変長さ連結棒の下側部
材、Ｋは一軸自在継手、Ｌは電気モータ、Ｍは一連の減
速ギヤ結合、Ｎは次のグループの連結棒の結合位置、１
，３゜５．７は装着板、２．４．６は連結棒の各グルー
プを示している。 特許出願人　サイバー・ロボティックス・リミテッド 代　　理　　人　　弁理士　　深　　見　　久　　部（
ばか２名） 図面の浄８（内容に変更なし） Ｆｉｇｕｒ旦ス 手続補正書（ガね 昭和５９年１月ｌθ日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５８年特許ＷＡ第　２２６６９０　　号２、発明の
名称 ロボット肢体 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　イギリス、ケンブリッジ ディトン・ウオーク、６１ 名　称　　サイバー・ロボティックス・リミテッド代表
者　　アール・エイ・スプリングット４、代理人 住　所　大阪市北区天神橋２丁目３番９号　八千代第一
ヒル電話　大阪（０６）３５１−６２３９　（代）　　
　１、氏名弁理士（６４７４）深見久部　　″′；：′
丘、″ ５、補正命令の日付　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　く・、・自発補正 ６、補正の対象 願書の３．特許出願人の代表者の欄、図面企図、委任状
および訳文 ７、補正の内容 （１）　願書の３．特許出願人の代表者の欄に「アール
・エイ・スプリングット」を補充致します。その目的で
新たに調製した訂正願書を添付致しま°す。 （２）　濃墨で描いた図面企図を別紙のとおり補充致し
ます。なお、内容についての変更はありません。 （３）　委任状および訳文を補充致します。 以上

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　隔てられた複数の装着板を備え、隣合う２つの
   装着板は一定長さの連結棒および長さを調節できる１対
   の連結棒を含む連結棒の対応するグループによって相互
   に連結されており、さらに前記１対の連結棒の長さを独
   立に変えるための制御手段を備え、それによって隣合う
   ２つの装着板の制御された相対的な傾斜角度を生じて前
   記肢体の動きを起こさせることを特徴とするロボット肢
   体。
2. （２）　一定長さの各連結棒の一端は対応する装着板へ
   固着されており、前記一定長さの各連結棒の他端は自在
   なピボット運動可能な連結によって隣の装着板へ取付け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のロボット肢体。
3. （３）　自在なピボット運動を与える前記連結がボール
   とソケットによる継手であることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載のロボット肢体。
4. （４）　長さ調節可能な各連結棒の各端が自在継手また
   は角度変化可能な継手によって対応する装着板へ結合さ
   れており、それによって隣合う装着板の間で相対的な傾
   斜を生じることができるようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項に記載
   されたロボット肢体。
5. （５）　長さ調節可能な各連結棒はねじで結合された２
   つの部材からなっており、制御手段が前記各連結棒の２
   つの部材の間で相対的な回転を与えることによってその
   連結棒の実効長さを変えることができること特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかの項に記
   載されたロボット肢体。
6. （６）　前記制御手段が可変長さの各連結棒のための電
   気モータを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第５項のいずれかの項に記載されたロボッ
   ト肢体。
7. （７）　前記電気モータがステップ・モータまたはＤＣ
   サーボ・モータであり、前記装着板上に装着されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のロボット
   肢体。
8. （８）　前記電気モータが歯の付いたベルトの手段によ
   って長さ調節可能な前記連結棒を駆動することを特徴と
   する特許請求の範囲第７項記載のロボット肢体。
9. （９）　前記制御手段がコンピュータ・ソフトウェアに
   よって支配されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第８項のいずれかの項に記載されたロボッ［〜
   肢体。