JPS5959365A - Wrist mechanism of master/slave type manipulator - Google Patents

Wrist mechanism of master/slave type manipulator

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JPS5959365A
JPS5959365A JP16910482A JP16910482A JPS5959365A JP S5959365 A JPS5959365 A JP S5959365A JP 16910482 A JP16910482 A JP 16910482A JP 16910482 A JP16910482 A JP 16910482A JP S5959365 A JPS5959365 A JP S5959365A
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JP
Japan
Prior art keywords
rotation
holding member
master
case
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP16910482A
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Japanese (ja)
Inventor
正 宗像
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS5959365A publication Critical patent/JPS5959365A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野」 本発明はマニピュレータのf首機構に係り、特にマスク
アームをオペレータが操作することによりマニピュレー
タを動作させるマスタスレーブ形マニピュレータの手首
機構に関する1゜〔発明の技術的背景と問題点〕 従来のマスタスレーブ形マニピュレータは第1図に示さ
れるようにスレーブアーム1とマスタアーム2とを有し
、これらのスレーブアーム1とマスタアーム2は共に上
腕3A、3Bと、肘関節4A、4Bと、前腕5A、5日
と、手首6A。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a f-neck mechanism of a manipulator, and more particularly to a wrist mechanism of a master-slave type manipulator in which the manipulator is operated by an operator operating a mask arm. [Technical Background and Problems] A conventional master-slave type manipulator has a slave arm 1 and a master arm 2, as shown in FIG. and elbow joints 4A and 4B, forearm 5A, 5th, and wrist 6A.

6Bと、終端@7A、7sとを営み、スレーブアーム1
には上記終端軸7A顛把持爪8が取付けられ、マスタア
ーム2には終端軸7Bに/%ンドル9が取付けられてい
る。オペレーター0がノ・ンドル9を操作するとそれに
応じてスレーブアーム1が駆動される。このスレーブア
ーム1の自由度構成は第2図(a)に示きれるように上
腕3Aの揺動回転P 上腕3Aの4Jパり回転Rよ、 
AiJ腕5Aの揺動回一 転P2、前腕5Aの捩り回転R2、把持爪8の揺動回転
P  把持爪8の捩り回転R3および把持爪3 嵐 8の開閉Gの計7自由度、または、第21ス(b)に示
芒れるようにアーム1全体の捩り回転R工、上腕’3 
Aの揺動回転P1前腕5Aの揺動回転P 2 、前腕5
Aの匪り回転R2、把持爪8の揺動回転P3、把持爪8
の捩り回転R3および把持爪8の開閉Gの計7自由度を
有し、上記揺動および捩り回転により把持爪8の姿勢お
よび位置が任意に設ボできる。マスタアーム1について
も全く同様である。
6B, terminal @7A, 7s, slave arm 1
A grasping claw 8 is attached to the terminal shaft 7A, and a handle 9 is attached to the terminal shaft 7B of the master arm 2. When operator 0 operates knob 9, slave arm 1 is driven accordingly. The degree of freedom configuration of this slave arm 1 is as shown in FIG.
A total of 7 degrees of freedom, including the swing rotation P2 of the AiJ arm 5A, the twisting rotation R2 of the forearm 5A, the swing rotation P of the gripping claw 8, the twisting rotation R3 of the gripping claw 8, and the opening and closing G of the gripping claw 3, or the As shown in 21st (b), the entire arm 1 is twisted and rotated, and the upper arm '3
Rocking rotation of A P1 Rocking rotation of forearm 5A P 2 , Forearm 5
Crouching rotation R2 of A, swinging rotation P3 of gripping claw 8, gripping claw 8
It has a total of 7 degrees of freedom including the torsional rotation R3 and the opening/closing G of the gripping claws 8, and the posture and position of the gripping claws 8 can be arbitrarily set by the above-mentioned rocking and twisting rotation. The same applies to the master arm 1.

このような構成であるので、通常はオペレータlOがハ
ンドル9の位置および姿勢を設定すると、マスタアーム
2及びスレーブアーム1の各自由度の動作角度は一義的
に決定され安定な動作となる。
With such a configuration, normally when the operator IO sets the position and posture of the handle 9, the operating angle of each degree of freedom of the master arm 2 and slave arm 1 is uniquely determined, resulting in stable operation.

しかしながら、第2図(C)に示されるように、マニピ
ュレータの操作上策も頻繁に使用される動作範囲のほぼ
中央L′Cおいて把持爪8が前腕5Aと一直線となり、
この場合、前腕5Aおよび把持爪8の栃り回転角R2,
R3が一義的に定まらず極めて不安定となる。このため
4−ペレータ10はマスタアーム2の前腕5Bを一方の
手で握りその動きを阻止した状態で他方の手により・・
ンドル9を操作しなければならず、操作性が非常に悪<
す4)。そこで、こうした特異点の弊害を避けるために
、従来は第1図に示されるように前腕5Aの捩り回転軸
Xと把持爪8の揺動軸Yとを距離δだけオフセットさせ
る構成が採用きれていに01.、かしこの構成によって
も特異点近傍において把持爪8に大きな伽りトルクを与
えると、前腕5Aが捩れてしまい、上記弊害を充分には
解決できなかった。しかも上記オフセットδは動作範囲
に制約を与えるという新たな問題も生・していた1、 他方、第3図に示されるようにFiJ腕5A、5Bが、
は数水平に配置された従来のマスタスレーブ形マニピュ
レータは、把持爪8を撮影するTV左カメラ1をオペレ
ータ10の眼に相当する位置Vc18Ii2置してもT
V左カメラ1が、前腕5Aによって遮られることはなく
、オペレータ10はモニタ12を監視しながらノ・ンド
ル9を極めて自然に操作できる利点がある。しかしなが
らこの構成のマニピュレータは、前腕5A、5Bを水平
配置した構成上、把持爪8どハンドル9が前腕5A、5
13と直線に近い状態で使用されることが一層増大する
ため、上述の欠点は一層著しいものとなっていた。
However, as shown in FIG. 2(C), the operating strategy of the manipulator is such that the gripping claw 8 is aligned with the forearm 5A at approximately the center L'C of the frequently used operating range.
In this case, the tori rotation angle R2 of the forearm 5A and the gripping claw 8,
R3 is not uniquely determined and becomes extremely unstable. For this reason, the 4-pellator 10 grasps the forearm 5B of the master arm 2 with one hand, preventing its movement, and with the other hand...
You have to operate the handle 9, and the operability is very poor.
4). Therefore, in order to avoid the adverse effects of such singularities, conventionally a configuration has been adopted in which the torsional rotation axis X of the forearm 5A and the swing axis Y of the gripping claw 8 are offset by a distance δ, as shown in FIG. 01. However, even with this configuration, if a large deflection torque is applied to the gripping claws 8 near the singular point, the forearm 5A will be twisted, and the above-mentioned problem could not be solved satisfactorily. Moreover, the above-mentioned offset δ has created a new problem in that it imposes restrictions on the operating range1.On the other hand, as shown in Fig. 3, the FiJ arms 5A and 5B
In the conventional master-slave type manipulator, which is arranged horizontally, even if the TV left camera 1 for photographing the gripping claws 8 is placed at a position Vc18Ii2 corresponding to the operator's 10 eyes, the T
The V left camera 1 is not obstructed by the forearm 5A, and the operator 10 has the advantage of being able to operate the handle 9 very naturally while monitoring the monitor 12. However, in the manipulator with this configuration, because the forearms 5A and 5B are arranged horizontally, the gripping claws 8 and the handle 9 are
13, the above-mentioned drawbacks have become even more serious as the number of uses has increased even further.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこで本発明の目的は、特異点の無くシ、・・ンドルや
把持爪の姿勢を常に安定きせることかできるマスタスレ
ーブ形マニピュレータの手首機構を提供することにを)
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide a wrist mechanism for a master-slave type manipulator that is free from singularities and can always maintain stable postures of the handle and gripping claws.
Ru.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するために、本発明は把持爪ま1ヒは−
・・ンドルを保持する保持部材と、互に直交する第1軸
と第2軸のまわりに夫々第1揺動回転と第′2揺動回転
とが可能であると共に、上記保持部材を捩り回転げ能に
支持するケースと、このケースを上部第1揺動回転およ
び第2揺勅回転させる差動歯車機構と、上記ケースに保
持され上記保持部材を捩り回転させる歯車伝達機構とを
具備し、上記保持部杓の)1〆り回転軸を上記第1軸と
第2軸とに直交させるものである。
To achieve this objective, the present invention provides that the gripping claws -
The holding member that holds the handle is capable of first and second swing rotations about the first and second axes that are orthogonal to each other, respectively, and the holding member is twisted and rotated. a differential gear mechanism that rotates the case in a first swing rotation and a second swing rotation; and a gear transmission mechanism that is held by the case and twists and rotates the holding member; The rotational axis (of the holding part ladle) is made orthogonal to the first axis and the second axis.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明によるマスクスレーブ形マニピュレータの手首機
構の一実施例を第1Iと同一部分に同一符号を付して示
した第4図乃至第6図を参照して説明する。
An embodiment of the wrist mechanism of the mask slave type manipulator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6, in which the same parts as those in 1I are denoted by the same reference numerals.

スレーブアームの+膚機構の外観を示す第4図において
前腕5Aの先端5a、5bは二叉状に分岐しでおり、こ
れらの二叉状前腕先端5a、5bの間には円筒ケース1
3が配置されている。この円筒ケース13に支持される
ケース14は手首先端ケース14aと、これに固着され
た手首先端カバー14bとから構成されている。この手
首先端カバー14bには手先ベースt5が回転可能に支
持され、この手先ベース15にはリンク16A、16B
を介して一対の把持爪8a 、8bが取付けられている
In FIG. 4 showing the external appearance of the skin mechanism of the slave arm, the tips 5a and 5b of the forearm 5A are bifurcated, and between these bifurcated forearm tips 5a and 5b is a cylindrical case 1.
3 is placed. A case 14 supported by the cylindrical case 13 includes a wrist end case 14a and a wrist end cover 14b fixed to the wrist end case 14a. A hand base t5 is rotatably supported on this wrist end cover 14b, and links 16A, 16B are attached to this hand base 15.
A pair of gripping claws 8a and 8b are attached via the .

円筒ケース内を示す第5図において、二叉状前腕先端5
a、5bを貫通する軸17は軸受18により回転可能に
支持され、この輔17に直交する輔19は軸17の中央
部、上記円筒ケース13および手首先端ケース14aを
夫々貫通している。上記円筒ケース13は軸17を中心
に揺動回転可能に軸受20を介して二叉状前腕先端部5
a、5bに支持されている。
In FIG. 5 showing the inside of the cylindrical case, the forked forearm tip 5
A shaft 17 passing through a and 5b is rotatably supported by a bearing 18, and a shaft 19 perpendicular to the shaft 17 passes through the center of the shaft 17, the cylindrical case 13, and the wrist end case 14a, respectively. The cylindrical case 13 is rotatably attached to the forked forearm tip 5 via a bearing 20 about a shaft 17.
It is supported by a and 5b.

上記手首先端ケース14aは軸19を中心に回転=J能
に軸受21を介して円筒ケース13に支持されている。
The wrist end case 14a is rotatably supported by the cylindrical case 13 via a bearing 21 about a shaft 19.

このように手首先端ケース14aは円筒ケース13に支
持されているので、このケース14aも軸17を中心に
揺動回転可能である。上記軸17には、軸19f!:は
さんで一対の傘歯車22 、23が夫々軸受24 、2
5を介して回転可能に支持されている。上記傘歯車n。
Since the wrist end case 14a is thus supported by the cylindrical case 13, this case 14a can also swing and rotate about the shaft 17. The shaft 17 has a shaft 19f! : A pair of bevel gears 22 and 23 are sandwiched between bearings 24 and 2, respectively.
It is rotatably supported via 5. The bevel gear n.

乙に夫々後端部にスプロケット22a、′23aが固設
されており、また傘歯車22 ; 23には傘歯車力、
27が夫々噛合している。この傘歯車26は軸19上に
軸受邦を介して、また傘歯車27は傘歯車26の外側に
軸受四によって夫々回転可能に支持されている1、これ
らの傘歯車26.27の端部には夫々平歯車26a。
Sprockets 22a and 23a are fixedly installed at the rear end of the sprockets 22 and 23, respectively, and the bevel gears 22 and 23 have bevel gear forces,
27 are engaged with each other. The bevel gear 26 is rotatably supported on the shaft 19 via a bearing, and the bevel gear 27 is rotatably supported on the outside of the bevel gear 26 by a bearing 4. At the ends of these bevel gears 26 and 27, are spur gears 26a, respectively.

27aが固設されている。上記傘歯車22 、23の外
周には同軸の傘歯車30 、31が設けられこれらの傘
歯車130 、31は夫々軸受(、(2、33) 、 
(34、:35 )により軸17を中心として回転可能
に支持されている。
27a is fixedly installed. Coaxial bevel gears 30, 31 are provided on the outer peripheries of the bevel gears 22, 23, and these bevel gears 130, 31 are equipped with bearings (, (2, 33),
(34, :35) rotatably supported around the shaft 17.

また上記傘歯車:30 、31には夫々スノロケット3
0ae’、:Xlaが固設されている。上記手首先端ケ
ース14aに固着された傘歯車36ば、軸受21 、3
7により支持され、上記傘歯車3[] 、 31に噛合
している。これらの傘歯車1(1、31、36は差動両
車機構を構成している。上記傘歯車z2 、乙、 30
 、31のスプロケット22 a 、 23 a 、 
、30 a 、 :31 aには第4図に示されている
ようにチェーン37 、38 、39 、40が夫々噛
み合っている。これらの各チェーン37 、38 、3
9.40の両端は図示を省略したワイヤロー)捷たは金
属ケースに結合されこれらのワイヤロープ等は図示を省
略した肘関節を介して同様に図示を省略したアクチュエ
ータにより、駆動される。
In addition, the bevel gears 30 and 31 are respectively Snorrocket 3.
0ae', :Xla are fixed. The bevel gear 36 and bearings 21 and 3 are fixed to the wrist end case 14a.
7, and meshes with the bevel gears 3[] and 31. These bevel gears 1 (1, 31, and 36 constitute a differential wheel mechanism. The bevel gears z2, Otsu, 30
, 31 sprockets 22 a , 23 a ,
, 30a, :31a are meshed with chains 37, 38, 39, and 40, respectively, as shown in FIG. Each of these chains 37, 38, 3
Both ends of 9.40 are connected to a wire rope (not shown) or a metal case, and these wire ropes are driven by an actuator (also not shown) via an elbow joint (not shown).

ケース14の内部を示す第6図において、上記平歯車2
6 a 、 27 aに夫々噛合する平歯車41゜42
は、共にll’1t143に回転可能に支持憾れこの軸
43は手院先端ケース14aに固定されている。上記平
歯車41 、42には夫々平歯車44 、45が噛合し
、この平歯車44には軸部44aを介して傘歯車44b
が固着され、他方の平歯車・15には上記軸部44aを
内挿する円筒部45aを介して傘歯車45b75・同音
されている。、この円筒部・15 aは軸受46により
回転6丁能に手首先端ケース14aに支持でれ、上記軸
部44aは円筒部45aに軸47により回転可能に支持
されている。上記傘歯車45bに噛合する傘歯車48は
、上記手首先端カバー+4bK@受49を介して回転可
能に支持孕れている。この傘歯車48には上記手先ベー
ス15が固設されている。以上の歯車2.(、27、7
42、45、48は把持爪に捩り回転を与える歯車伝達
機構を構成する。上記傘歯車44bと噛合する傘歯車間
には傘歯車48の内部を貫通する軸51が161着され
、この軸51は軸受52により傘歯車48に回転可能に
支持されている。また上記軸51の他端にはゴールスク
リュー53が固着され、このボールスクリュー53に噛
合するナツト54の外周には!ケ所に突起55が設けら
れている。上記手先ペース15には、夫々支点ビン56
 、57を回転中心とするL字部材58 、59が取付
けられている。これらのL字部材!58 、59の各々
の一端には上記突起55と係合する長孔58a、59a
が背設され、他端はピン58b、59bVこより把持爪
8a。
In FIG. 6 showing the inside of the case 14, the spur gear 2
Spur gears 41°42 mesh with 6a and 27a, respectively.
Both are rotatably supported by 143. This shaft 43 is fixed to the distal end case 14a. Spur gears 44 and 45 mesh with the spur gears 41 and 42, respectively, and a bevel gear 44b is connected to the spur gear 44 via a shaft portion 44a.
is fixed to the other spur gear 15, and a bevel gear 45b75 is connected to the other spur gear 15 via a cylindrical portion 45a into which the shaft portion 44a is inserted. This cylindrical portion 15a is rotatably supported by the wrist end case 14a by a bearing 46, and the shaft portion 44a is rotatably supported by a shaft 47 by a cylindrical portion 45a. The bevel gear 48 meshing with the bevel gear 45b is rotatably supported via the wrist end cover +4bK@ receiver 49. The hand base 15 is fixed to this bevel gear 48. Above gear 2. (,27,7
42, 45, and 48 constitute a gear transmission mechanism that provides torsional rotation to the gripping claws. A shaft 51 passing through the inside of the bevel gear 48 is mounted between the bevel gears meshing with the bevel gear 44b, and this shaft 51 is rotatably supported by the bevel gear 48 by a bearing 52. Further, a goal screw 53 is fixed to the other end of the shaft 51, and the outer periphery of a nut 54 that meshes with this ball screw 53! Protrusions 55 are provided at these locations. Each of the hand paces 15 has a fulcrum bin 56.
, 57 are attached as L-shaped members 58 and 59, respectively. These L-shaped parts! Elongated holes 58a and 59a that engage with the protrusion 55 are provided at one end of each of the protrusions 58 and 59.
is provided on the back, and the other end is a gripping claw 8a from the pins 58b and 59bV.

8bと連結する。上記リンク16a、16bは、夫々手
先ペース15と、各把持爪8a、8bとのH4jにビン
6Ll 、 61 、62 、63によって取付けられ
ている。これらのL字部制、リンク、把持爪(58,I
(ia。
Connect with 8b. The links 16a, 16b are attached to the hand pace 15 and the respective gripping claws 8a, 8b by means of pins 6Ll, 61, 62, 63, respectively. These L-shaped parts, links, gripping claws (58, I
(ia.

8a)+ (59,16b、+sb)は夫々平行リンク
機構を構成する。また、手先ベース15と、L字部材i
j8 、59とリンク16a、+6bは把持爪8a、8
bを保持する保持部材を構成する。またこの保持部材の
捩り回転の中心軸は上記軸17と19との両方に直交す
ると共に、両者の交点を通るように定められている、 次に本発明に係るスレーブアームの手首機構の動作を説
明する。
8a) + (59, 16b, +sb) each constitute a parallel link mechanism. In addition, the hand base 15 and the L-shaped member i
j8, 59 and links 16a, +6b are gripping claws 8a, 8
constitutes a holding member that holds b. The center axis of the torsional rotation of this holding member is perpendicular to both the axes 17 and 19, and is determined to pass through the intersection of the two.Next, we will explain the operation of the wrist mechanism of the slave arm according to the present invention. explain.

独立の21固のアクチュエータにより、夫々チェーン3
9 、40を駆動すると、スプロケット:30a、:う
laが回転される1、このスゲロケット31 a 、 
31 aが、共に同方向に回転されると、傘歯車3(、
’l 、 31も同方向に回転され、これにより傘歯車
、36は軸17を中心にして公転即ち揺動回転する、し
たがって手錠先端ケース14a1手酋先端カバー14b
1円節ケース13、把持爪8a、8bが一体に1111
17を中心として第6図に矢印βで示す方向に揺動回転
する。他方、スゲロケット3tJa、31aを互に逆方
向に回転させると、傘歯車36は軸19を中心に自転し
、ケース14と把持爪8a、8bは一体に、前述とは1
6交する方向即ち第6図の矢印αの方向に揺動回転する
つアクチュエータによりチェーン;弼を駆すると、スプ
ロケノ) :2:3 aが回転される。この回転は、傘
歯車2:′、、 2’7、平歯車27a 、 42. 
l!5、am車45b。
With 21 independent actuators, each chain 3
9, when driving 40, the sprockets: 30a, :back rotate 1, this Sugerocket 31a,
31 a are both rotated in the same direction, the bevel gear 3 (,
'l, 31 are also rotated in the same direction, and as a result, the bevel gear 36 revolves or oscillates around the shaft 17, so that the handcuff tip case 14a1 handcuff tip cover 14b
1 circular case 13, gripping claws 8a, 8b are integrated 1111
It swings and rotates about 17 in the direction shown by arrow β in FIG. On the other hand, when the Suge rockets 3tJa and 31a are rotated in opposite directions, the bevel gear 36 rotates around the shaft 19, and the case 14 and the gripping claws 8a and 8b are integrally formed.
When the chain is driven by an actuator that swings and rotates in six intersecting directions, that is, in the direction of the arrow α in FIG. 6, the sprocket is rotated. This rotation is caused by the bevel gears 2:', 2'7, spur gears 27a, 42.
l! 5. AM car 45b.

48を夫々回転し手先ペース15を第6図に矢印rで示
すように自転させる。これにより、把持爪8a。
48 to rotate the hand pace 15 as shown by arrow r in FIG. As a result, the gripping claws 8a.

8bが自転即ち捩り回転する。8b rotates, that is, twists.

さらに別のアクチュエータによりチェーン37を駆@す
ると、スフ″uケソト22 aが回転され、この回転は
草爾車乙、26、平歯車2b a t 41 + 44
、傘歯車44b、50、!11151を介して列ゴール
スクリュー53を回転駆動ず、5゜この9」ζ−シルス
クリュー53回転によりナツト54は直進し、このナツ
ト上の突起55と長孔’、i8a 、 59 aとの保
合によつ−C一対のL字部月58 、59が回転され把
持爪8a 、8bを第6図の矢印G方向に開閉駆動場れ
る、 このように、第1の揺動回転βの軸17と、第2の揺動
回転αの軸19と、捩り回転1の軸とが、常に互に直角
状態に保持感れているので上述の特異点の発生を防止で
き常に安定した動作を達成できる。
When the chain 37 is driven by yet another actuator, the gear 22a is rotated, and this rotation is caused by the rotation of the gear wheel 26, spur gear 2b a t 41 + 44
, bevel gears 44b, 50,! 11151, the nut 54 moves straight by rotating the 9" ζ-sill screw 53 by 5 degrees, and the projection 55 on this nut is engaged with the elongated hole ', i8a, 59a. The pair of L-shaped parts 58 and 59 are rotated, and the gripping claws 8a and 8b are driven to open and close in the direction of arrow G in FIG. Since the axis 19 of the second oscillating rotation α and the axis of the torsional rotation 1 are always held perpendicular to each other, the occurrence of the above-mentioned singularity can be prevented and stable operation can always be achieved. .

第7図に本発明に係る手首機構をマスタアームに適用し
た実施例を示す。
FIG. 7 shows an embodiment in which the wrist mechanism according to the present invention is applied to a master arm.

71!、7図Vこおい1、第6図の手先ベース15の代
りにハンドル〔んが傘歯車48の後端部に固着されてい
る。操作レバー61はハンドル60の下端のビン62ヲ
中心に揺動可能であり、この操作レバー61の長孔61
 aにはゴールスクリュー53のナツト54の突起間が
嵌入している。その外の構成は上述したスレーブアーム
の手首機構と同一である。
71! , 7, V. In place of the hand base 15 in FIG. 6, a handle is fixed to the rear end of the bevel gear 48. The operating lever 61 is swingable around a bin 62 at the lower end of the handle 60, and the long hole 61 of the operating lever 61
A is fitted between the protrusions of the nut 54 of the goal screw 53. The rest of the structure is the same as the wrist mechanism of the slave arm described above.

操作レバー61を揺動操作すると、ナツト54の直進移
動に伴いゴールスクリュー53が回転し、これは第4図
乃至第6図の場合と逆の伝達経路を経て、最終的にスレ
ーブアームに伝達される。同様にハンドル印を矢印r方
向に回転させた場合吃、矢印β又は矢印α方向に揺動さ
せた場合も、夫々前述の場合と逆の経路により伝達され
る。
When the operating lever 61 is swung, the goal screw 53 rotates as the nut 54 moves in a straight line, and this is finally transmitted to the slave arm through a transmission path opposite to that shown in FIGS. 4 to 6. Ru. Similarly, when the handle mark is rotated in the direction of the arrow r, when it is swung in the direction of the arrow β or the arrow α, the information is transmitted through the opposite paths to those in the above-mentioned cases.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以−ヒの説明から明らかなように、本発明によれば、互
に直交する二軸のまわυに揺動回転可能なケースが、把
持部寸たはハンドルを保持する保持部材を捩り回転0T
能に支持しこの保持部材の捩り回転中心軸を上記二軸と
直交するように定めているので、動作中に二つの軸が、
−直線上になることを確実に阻止でき操作性を向上でき
る。またケースの二方向の揺動回転は差動歯車機構によ
りまた保持部材の捩り回転は歯車伝達機構により夫々行
われるので、動作が確実である。さらに把持爪の開閉駆
動も歯車伝達系によって行う場合には、歯車比を適宜選
定することにより、把持爪に大きな把持力を容易に付与
できる。また、上記三軸を一点に集中させた。鳴合には
、動作範囲を広くとることが可能となる。
As is clear from the description below, according to the present invention, the case, which is swingable and rotatable around two axes υ that are orthogonal to each other, twists and rotates the holding member that holds the grip portion or the handle at 0 T.
Since the center axis of the torsional rotation of this holding member is set perpendicular to the above two axes, the two axes will not rotate during operation.
- It is possible to reliably prevent it from being on a straight line and improve operability. Further, since the swinging rotation of the case in two directions is performed by a differential gear mechanism, and the torsional rotation of the holding member is performed by a gear transmission mechanism, the operation is reliable. Furthermore, if the opening and closing of the gripping claws is also driven by a gear transmission system, a large gripping force can be easily applied to the gripping claws by appropriately selecting the gear ratio. In addition, the three axes mentioned above were concentrated at one point. It is possible to have a wide range of motion during ringing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のマスタスレーブ形マニピュレータの一例
を示す概略図、第2図は上記マニピュレータの各部の自
由度を示す図、第3図は従来のマスタスレーブ形マニピ
ュレータの別の例を示ス概略図、第4図は本発明による
マスタスレーブ形マニピュレータの手首機構の一実施例
を示す平面図、第5図は上記実施例の円筒ケース内部を
示す横断面図、第6図は上記実施例を示す部分縦断面図
、第7図は、本発明をマスタアームに適用した実施例を
示す側面図である。 8a、8b・・・把持爪、 14a 、 14b−−ケース、 15 、 +6 、 ;’i8 、59・・・保持部材
、2:(、27、/I2 、・15 、48・・閑車伝
達機構、3(+ 、 iル1,36・・・差動歯車機構
、出、願人代理人  猪  股  清 第?図    (b) 433−
Fig. 1 is a schematic diagram showing an example of a conventional master-slave type manipulator, Fig. 2 is a diagram showing degrees of freedom of each part of the manipulator, and Fig. 3 is a schematic diagram showing another example of a conventional master-slave type manipulator. 4 is a plan view showing one embodiment of the wrist mechanism of the master-slave type manipulator according to the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the inside of the cylindrical case of the above embodiment, and FIG. FIG. 7 is a side view showing an embodiment in which the present invention is applied to a master arm. 8a, 8b...Gripping claw, 14a, 14b--Case, 15, +6, ;'i8, 59...Holding member, 2:(, 27, /I2, .15, 48...Easy wheel transmission mechanism , 3 (+, iru 1, 36...differential gear mechanism, applicant's attorney Kiyoshi Inomata? Figure (b) 433-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ■、杷持爪またはハンドルを保持する保持部材と、互に
直交する第1軸と第2+lη11のまわりに夫々第1揺
動回転と第2揺動回転とが可能であると共に、上記保持
部材を捩り回転0]化に支持するケースと、このケース
を上記4[1揺動回転および第2揺動回転させる差動両
車機構と、 上記ケースに保持され上記保持部材−2捩り回転させる
歯車伝達機構とを具備し、上記保持部材の捩り回転軸を
上記第1軸と第2軸とに直交させることを特徴とするマ
スタスレーブ形マニピュレータの手首機構。 2上記歯車伝達機構は上記第1軸を中心に自転する第1
′内歯車と、この第1傘歯車と噛合し上記第2転を中心
として自転する第2牟歯車と、この第2傘歯車と」3記
保持部材とを連結する歯車伝達系とを含むことを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載のマスタスレーブ形マ
ニピュレータの手負磯構。 3、上記保持部材は円筒部拐を含み、この円筒部材には
上記把持爪またはハンドルに連結したビールスクリユー
が挿入されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項又は第2項に記載のマスタスレーブ形マニピュレータ
の手tffl構。
[Claims] (1) The holding member that holds the retaining claw or the handle can perform a first rocking rotation and a second rocking rotation, respectively, about the first axis and the second +lη11 that are orthogonal to each other. together with a case that supports the holding member with zero torsional rotation; a differential wheel mechanism that rotates the case with the four [1st and second swinging rotations; and the holding member held by the case. 1. A wrist mechanism for a master-slave type manipulator, comprising: a gear transmission mechanism for two-twist rotation, the torsional rotation axis of the holding member being orthogonal to the first axis and the second axis. 2 The gear transmission mechanism rotates around the first axis.
'Includes an internal gear, a second bevel gear that meshes with the first bevel gear and rotates around the second rotation, and a gear transmission system that connects the second bevel gear and the holding member described in item 3. A manual rock structure for a master-slave type manipulator according to claim 1, characterized in that: 3. The holding member includes a cylindrical part, and a beer screw connected to the gripping claw or handle is inserted into the cylindrical member.
The hand tffl structure of the master-slave type manipulator according to item 1 or 2.
JP16910482A 1982-09-28 1982-09-28 Wrist mechanism of master/slave type manipulator Pending JPS5959365A (en)

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