JPS6067093A - 連続部材 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はロボットのマニプレータ、走行部、歩行部等を
形成する連接部材に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、マニプレータ等は互いに屈接したり回動する連
接部材を多く用いて形成されている。

第１図（ａ）（ｂ）はそれぞれこの独の連接部材を示し
ている。

同図（ａ）は２本の部材Ａ、Ｂを９０朋に曲った３個の
間接部材Ｃ２Ｃによって連接したものである。

また、同図（ｂ）は２本の部材Ａ、Ｂをヒンジ状に間接
部材りによって連接したものである。

ところが、同図（ａ）の連接部材においては、両部材Ａ
、Ｂの中心軸が間接部においてずれており、３個の間接
部材Ｃ２Ｃを連接したので間接部が同図（ｂ）のものよ
り大型となり、またこの各関係部材Ｃ２Ｃ中を通す元イ
メージファイバ等の配線が困難であり、また、構造的に
目出度がなく例えばアームの長さが変えられず、補修目
的以外の分解組立が困難である等の不都合がある。

また、同図（ｂ）の連接部材においては、ヒンジ部を強
固に形成する必要があるためＮ量が大きくなり、才た、
ヒンジ部駆動のために噛合させられている歯車に先端部
の荷重と作業負荷とが直接作用するものであるから、こ
の歯車の強度によって先端部の作業負荷及び自重が決定
されてしまうため、作業負荷等を自由に選択することが
できず、更に前記同図（ａ）の場合と同様な不都合もあ
った。

〔発明の目的〕

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、屈折
する２部材を中心軸をずらすことなく屈折させることが
でき、作動負荷を大きくしかも自由に選択することがで
き、強度的に優れており、元イメージファイバ等の配線
が容易であり、また分解組立て等も簡単な連接部材を提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の連接部材は、中心軸と交叉する平面をもって相
互に隣接する筒状のケーシングを設け、これらのケーシ
ングを前記交叉点における平面への垂線回りに相対回転
自在にして中心部が中空な接合部材により接合し、前記
各ケーシングの軸中心にそれぞれ連接棒を設けるととも
に、各連接棒を前記接合部材の中空部において相対的に
傾動自在でかつ相対的に軸回り回転不能にして相互に継
手結合し、軸回り回転不能な前記各連接棒を甲心として
各ケーシングを回転させる回転駆動ｊ幾構を設けて形成
されている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第２図から第１８図について説
明する。

本実施例は第２図に示すように、マニプレータ１のアー
ム部に用いたものである。

このマニプレータ１は走行車２の雲台７上にその基端を
取付けられている。この走行車２は操作部３および制御
、信号伝送部４によって選定され固定局アンテナ５から
発せられる指令信号を送受信用アンテナ６により受けて
動作せしめられる。

すなわち、アーム８の先端に取付けられた立体テレビカ
メラ９により被操作部を監視しつつマニプレータ１を動
かして目的の操作を行なう◇この操作時にはジヤツキＩ
ＯＫより走行車２を固定する。

また、走行車２の移動は標識認識装置１２により位置を
確認しつつ車輪１１　、１１をもって行なわれる。

第３図は本実施例の直接部材の縦断斜視図であり、第４
図はその内部機構を示している。

本実施例の連接部材は、円筒状のケーシング１３．１３
を対向させて形成されている。これらのケーシング１３
　、１３はその中心軸と交叉する平面をもって相互に隣
接させられている。第３図および第５図は中心軸と平面
とが直交している場合を示し、第６図は中心軸と平面と
が傾斜している場合を示している。この両ケーシング１
３　、１３は中心部が中空な接合部材Ｅにより、ケーシ
ング１３の中心軸と平面との交叉点におけるその平面へ
の垂線回りに相対回転できるようにして接合されている
。この接合部材Ｅは連結リング２９によって形成されて
おり、その外側リング３３を各ケーシング１３の端部へ
内方へ向けて形成したフランジ１３　ａ　＃　１３ａの
内方端により挾持することにより各ケーシング１３　、
１３を接合している。この外側リング３３の内側には軸
受３０　、３０を介して中空な内側リング３２が取付け
られている。まγこ、各フランジ１３　ａ　、　１３　
ａの間にはオイルレスベアリング１４が介装されており
、外側リング３３と各フランジ１３　ａ　、　１３　ａ
の内方端との間にはシール用のＯリング３１　、３１が
介装されている。

よって、各ケーシング１３　、１３は接合部材Ｅの連結
リング２９の中心軸を中心として相対回転する。

これらの各ケーシング１３の軸中心には連接棒２３が配
置されている。この連接棒詔は、中央連接棒２３ｂと両
端の端部連接棒２３ａ、２３ａと軸方向に三分割されて
いる。この中央連接棒２３　’ｏと端部連接棒２３ａと
は、第７図（ａ）（ｂ）に示すように、連結爪２３ｅ、
２３ｅを係合させて相対回転しないようにし、更にフッ
ク３４を溝３５に係合させて軸方向移動しないように接
続されている。また、中央連接棒２３ｂはその中間部に
おいて、第８図（ａ）（ｂ）に示すような１１４１１方
向のたるみ防止機構が設けられている。すなわち、軸方
向に分割された谷端部２３ｃ、２３ｄを両者間に圧縮ス
プリング８６を介装させ、中央連接棒２３ｂの長さ、す
なわち連接棒詔全体の長さを収縮するようにしている。

これは多数のケーシングｉ３　、１３の各連接棒ｎ、２
３を直列接続した場合に常に各連接棒２３，２３を展張
した状態に保持する。

このようにして形成された各ケーシング１３　、１３の
連設棒２３　、２３は、接合部材Ｅの中心部において継
手４９により結合されている。この継手４９は各連接棒
２３　、２３を相対的に傾動自在でかつ相対的に軸回り
回転不能にして結合する。

例えば、第６図に示すようなケーシング１３の中心軸と
接合面とが傾斜している場合の継手４９としては、第９
図および第１０図に示すように形成するとよい。すなわ
ち、この継手４９はジャイロ状に形成されており、一方
の連接棒２３の端部に形成した受け部５００球状内面５
０ａＫ、他方の連接棒２３の端部に脚部５１を介して固
着した連結リング５２０球状外面５２ａを当接させると
ともに、この連結リング５２内に入る大きさの中間リン
グ５３を設け、この中間リング５３と連結リノグー５２
とをビン５３＆と孔５２．ｂとによりピン結合し、更に
、受は部５０を設けた連接棒２３の端部に突設した２本
の支柱５４　、５４に設けたビン５４ａと中間リング５
３とを前記ビン結合部と直角位置でピン結合して形成さ
れている。これにより両連接棒閥、２３は各ビン５３ａ
　、　５４ａの十字状叉点を中心として相対的にすりこ
ぎ棒状の辿至動をする。

また、第５図のようなケーシング１３の中心＋１ｔｌｌ
ｌと接合面とが直交している場合には、双方の連接棒オ
、２３を単にヒンジ結合すればよい。

よって、連接棒閥の基′；ＩＮ部を雲台７に固着してお
けば、直列的に連結されている各連接棒２３　、２３は
それぞれ軸回り回転不能とされる。

また、各連接棒２３　、２３は中心部を中空にしてツム
イメージファイバ等の内部配線を可能としてＧ）る。

また、中央連接棒２３ｂにはケーシングＩ３を連接棒２
３を中心として回転させる回転駆動機構Ｆカ玉取付けら
れている。

この回転駆動機構Ｆは、第３図、第４図および第１１図
に示すよう（で、中央連接棒２３ｂにアーム１５ａによ
って固着されている環状板１５に設けられている。この
環状板１５の外周部には、環状歯車１７を有するリング
１６がポル）　１９　、１９により環状板１５の下面に
固着されたリング抑え板１８を介して回転自在に数句け
られている。そして、このリング１６は、その外周部を
ケーシング１３の内周溝内に係合させられており、かつ
、リング１６の外周に形成したキー溝四とケーシング１
３のキー溝２７ヘキー２６ヲ打込むことによりケーシン
グ１３に固着されている。また、環状板１５上にはモー
タ２２が固着されており、その出力は減速機２１を介し
て環状歯車１７と噛合する駆動歯車２０へ伝達される。

従って、モータ２２により駆動歯車２０を回転させると
環状歯車１７が固定状態にある環状板１５０回りに回転
することとなり、リング１６と一本とされているケーシ
ング１３も連接棒閥を中心として回転する。

次に本実施例の作用を説明する。

連接棒田はその基端を固定されているので軸回り回転不
能とされている。この連結棒おに固着ミれている譲状板
ｔ５上に固定的に数句けられた駆動歯車２０をモータ２
２へ通電して回転させると、環状歯車１７．リング１６
を介してケーシング１３が連接棒お回りに回転させられ
る。

今、第５図に示すようにケーシング」３の中心軸と接合
面とが直交する場合には、隣接するケージ・ング同志が
連接棒四を中心として相対回転する。

また、第６図に示すようにケーシング１３の中心軸と接
合面とが傾斜している場合には、隣接するケーシング１
３同志は、双方の連接棒２３同志を継手４９０部分にお
いてすりこぎ棒状に相対移動させつつ相互に屈折して行
く。

このような隣接ケーシング１３同志の相対回転は、接合
部材Ｅの軸受３０およびオイルレスベアリング１４を介
して良好に行なわれる。

更に、マニプレータ１において前方部にあるケーシング
１３等の自重およびマニプレータ１の作動負荷は、後方
のケーシング１３自身へフランジ１３ａおよび接合部材
Ｅを介して伝達されるとともに支承される。よって、連
接棒ｎや継手４９にはこれらの荷重や作動負荷は作用し
ない。これにより、連接′＄おおよび継手４９０強度は
１回転駆動機構Ｆによりケーシング１３を回転させる反
力に「「ｒえ得るものであれば良く、前記作動負荷等よ
り極めて小さくて済む。

また、このケーシング１３同志の屈折時においても、連
接棒２３内に配置した元イメージファイバ等も同時に屈
折する。また、この３Ｍ＋のケーブル２５は連接棒２３
の外側で、環状板（５の中心孔および内側リング３２内
を通して、ケーシング１３の中心部に配線することがで
きる。

次に各ケーシングおよびその内部機構の組立て方法を第
１２図から第１４図により説明する。

第１２図に示すように、ケーシングは分解組立可能とす
るために、直径を通って二分割して半部ケーシング１３
ｂ、Ｌ３ｂとし、これらを適当な緊！ｌＧ具により一体
的に結合するように形成している。

第１３図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は半部ケーシングの緊締方
法を示し、同図（ａ）はヒンジ３９によって開閉自在に
連結しに半部ケーシング１３ｂ、１．３ｂをクランプ３
８により緊締したものである。同図（ｂ）はボルト４１
とナツト４２とにより緊締したものであり、同図（Ｃ）
は断面が両フック状の連結材４２により半部ケーシング
Ｊ、３　ｂ、１３ｂを接合するとともに止めピン４８　
、　＝１８により連結材４２をケーシングに固定したも
のである。

これらの組立ては、第１４図の矢印方向の順に従って行
なわれる。すなイつぢ、回転駆動機構Ｆを取付けた連接
棒２３および接合部材Ｅを適正位置に配置するととも（
（、外側から半ＲＩＳケーシング］３ｂ。

１３ｂを接合ざぜてケーシング１３と内ＦｉＢ　機１１
４とを一体的に組立てる。

分解は組立ての逆手順により行なわれる。

次に、第１５図から第１７図により本発明の連接部材を
マニプし・−夕のアームとして用いた場合の動作を説明
する。

このマニプレータは、第６図に示すように、先端ケース
４５の後方にケーシング１３ｃ、１３ｄからなる連接部
材を結合して形成されている。この先端ケース４５の先
端面からは手首４４が突出されており、この手首４４に
は３本の指３７　、３７と元イメージガイド４３とが設
けられているこの２つのケー７７　ｆ１３ｃ、１３ｄは
その中心軸と接合面とを４５ｖに傾斜させて接合されて
いる。両ケーシング１３ｃ、１３ｄは、第１５図に示す
ように接合面への垂線ｈ　−ｉを中心として相互にすり
こぎ棒状に遅動する。従って。

第１６図に示すように直線状態にある２つのケーシング
１３０，１３ｄを同図矢印方向に相対的に１８０度回転
させると、双方のケーシン’！ｉ３　ｃ　、　１３　ｄ
は直角に雇（折する。すなわち、第１６図においては互
いに反対方向にあった目印Ｏ２Ｐは第１７図においては
対向して位置することとなる。

第１８図は本発明により製せられているマニプレータ１
によって、原子炉格納容器４６内の機器の検査情況を示
している。走行率２は原子炉建屋４７の原子炉格納容器
４６外の床上に固定されている。そして、本発明の連接
部材で製したマニプレータｌは三次元方向に自由に屈折
することができるので。

狭隘な挿通孔を通って原子炉格納容器４６内へ挿入され
る。そして、その検査はアンテナ５．６を通じて遠隔操
作により良好に行なイつれる。また、マニプレータ１自
身は各ケーシングによって覆イつれているので、各柚配
線を放射性寥囲気にさらさなくても良く、内部配線の損
傷も防止できる。また、各アームとなるケーシング等が
分解組立可能であるｔこめ、アームの長さ、曲げ角度等
を自由に選択することができる。また、防水性にも優れ
ている。

〔発明の効果〕

このように本発明の連接部材は構成され作用するもので
あるから、瞬接する２部材を尽力の中心軸の交点をずら
すことなく自由に相対回転ならびに屈折させることがで
き、また作動負荷および自重を犬きくシ、かつ、自由に
選択することができ。

強度的にも優れており１元イメージファイバ等を中心部
に配線することができ、また、分解組立て等も簡単であ
る等の効果を英する。

【図面の簡単な説明】

第１図（匈（ｂ）は従来の連接部材を示す斜視図、第２
図から第１８図は本発明の連接部材の笑施例を示し、第
２図はマニプレータに適用した例を示す斜視図、第３図
は連接部材の構成を示す縦断斜視図、第４区はその内部
構造を示す一部切断斜視図、第５図および第６図はそれ
ぞれ連結部を示す縦断側面図、第７図（ａ）（ｌ：０は
連接棒の中間部接続構造を示す斜視図、第８図（ａ）（
ｂ）は連接棒の展張構造を示す縦断面図、第９図は連接
棒の継手結合部の一部切断側面図、第１０図はその継手
結合部の分解斜視図、第１１図は回転部＠機構の縦断側
面図、第１２図はマニプレータに適用した場合の分解斜
視図、第１３図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は２つ割れのケーシ
ングの緊締方法を示す説明図、、第１４図は組立方法を
示す斜視図、第１５図はマニプレータのアーム部材とし
た場合の運動状態を説明する斜視図、第１６図は伸直状
態にあるマニプレータの斜視囚、第１７図は直角に屈折
した状態にあるマニプレータの側面図、第１８図はマニ
プレータによる原子炉格納容器内の検査状態を示す縦断
面図である。 １・・・マニプレータ、１３・・・ケーシング、お・・
・連接棒、４９・・・継手、Ｅ・・・接合部拐、Ｆ・・
・回転駆動機出願人代理人　猪　股　清 奉ｌ　図 秦２図 訊３　図 秦４　図 罠５　図 菓６　図 第７図 （ａ）　ｔｂ） 底Ｌ５図 （ａ）（ｂ） 秦　ｑ　国 尊、／／　図 真１２閘 秦１３　凹 ＜ａノ （Ｃ） ／２ 茸、／、ｄ閏 尾１５Ｕｌ　、７Ｌ：） 菓／６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中心軸と交叉する平面をもって相互に隣接する筒状
   のケーシングを設け、これらのケーシングを前記交叉点
   における平面への垂線回りに相対回転自在にして中心部
   が中空な接合部材により接合し、前記各ケーシングの軸
   中心にそれぞれ連接棒を設けるとともに、各連接棒を前
   記接合部材の中空部において相対的に傾動自在でかつ相
   対的に軸回り回転不能にして相互に継手結合し、軸回り
   回転不能な前記各連接棒を中心として各ケーシングを回
   転させる回転駆動機構を設けたことを特徴とする連接部
   材。 ２、中心軸と平面とが傾斜していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の連接部材。 ３、連接棒は内部配線用に中空棒状に形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の連接部材。