KR20160134765A - 신축 아암 기구 및 로봇 아암 - Google Patents

Abstract

본 실시형태에 따른 신축 아암 기구는, 복수의 제1 구조체(22)가 연결되어 이루어진 제1 구조체군(20)과, 복수의 제2 구조체(23)가 연결되어 이루어진 제2 구조체군(21)을 갖는다. 제1 구조체(22) 각각은, 제2 구조체(23)를 고정하는 로크부(22b1, 22b2)를 갖는다. 제1 구조체군(20)과 제2 구조체군(21)을 신장시킬 때, 로크부(22b1, 22b2)는 제2 구조체(23)를 제1 구조체(22)에 고정한다.

Description

신축 아암 기구 및 로봇 아암{EXTENSIBLE AND RETRACTABLE ARM MECHANISM, AND ROBOT ARM}

본 발명은, 로봇 등에 이용되는 아암의 신축 아암 기구 및 로봇 아암에 관한 것이다.

공장 등에 있어서 노동력 절감을 위해 많은 로봇이 채용되고 있다. 이들 로봇은 속도, 정확함, 능률 등을 우선하여 동작시키는 것이 많다.

최근에는 사람을 돌보는 목적으로도 로봇이 이용되고 있다. 이러한 분야에서는, 로봇이 사람의 곁에서 활동하기 때문에 사람에게 위험을 주지 않는 등, 다른 관점에서의 고려도 필요해진다.

예컨대 로봇 아암에서는, 회전 관절 대신에 아암이 신축되어, 늘릴 때에는 직선적으로 신장되지만, 줄일 때에는 비교적 공간을 취하지 않는 직동 관절을 채용한 직동 신축 아암 기구가 고려되어 실용화되고 있다.

이 직동 신축 아암 기구로는, 예컨대 하기 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 2개의 구조체군으로 이루어지며, 이들이 구동 기구에 의해 겹쳐져 연신되었을 때에는 경직된 아암부를 구성하지만, 구동 기구가 역회전하여 분리되었을 때에는, 굴곡되어 아암 지지체에 수납되는 구조체가 알려져 있다.

그러나, 상기 직동 신축 아암 기구는, 겹쳐지는 2개의 구조체가 도중에 분리될 가능성도 있어, 충분히 안정된 강체를 형성하는 것은 아니었다.

특허문헌 1 : 국제공개 WO2011-152265호 공보

목적은, 확실하고 원활하게 신장 및 단축하는 것이 가능한 신축 아암 기구 및 로봇 아암을 제공하는 것에 있다.

본 실시형태에 따른 신축 아암 기구는, 복수의 제1 구조체가 연결되어 이루어진 제1 구조체군과, 복수의 제2 구조체가 연결되어 이루어진 제2 구조체군을 갖는다. 제1 구조체 각각은 제2 구조체를 고정하는 로크부를 갖는다. 신장시킬 때, 로크부는 제2 구조체를 제1 구조체에 고정한다.

도 1은 제1 실시형태의 신축 아암 기구의 단축시의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태의 신축 아암 기구의 단축시의 구조를 나타내는 측단면도이다.
도 3은 제1 실시형태의 신축 아암 기구의 신장시의 사시도이다.
도 4는 제1 실시형태의 신축 아암 기구의 하부 구조체군의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 5a는 제1 실시형태에서의 하부 구조체의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 5b는 제1 실시형태에서의 하부 구조체의 사시도이다.
도 5c는 제1 실시형태에서의 하부 구조체의 다른 위치에서 본 사시도이다.
도 5d는 제1 실시형태에서의 하부 구조체의 회전축의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5e는 제1 실시형태에서의 하부 구조체의 베어링부의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 실시형태에서의 상부 구조체군의 하측에서 본 사시도이다.
도 7a는 제1 실시형태에서의 상부 구조체의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 7b는 제1 실시형태에 있어서 상부 구조체에 설치되는 로크부의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 7c는 제1 실시형태에서의 상부 구조체의 하측에서 본 사시도이다.
도 7d는 제1 실시형태에서의 상부 구조체를 하측의 다른 위치에서 본 사시도이다.
도 7e는 제1 실시형태에서의 상부 구조체의 베어링부의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8a는 제1 실시형태에서의 상부 구조체의 로크부에 하부 구조체가 맞물리는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8b는 제1 실시형태에서의 상부 구조체의 로크부에 하부 구조체가 맞물리는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 제2 실시형태에서의 상부 구조체의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 9b는 제2 실시형태에서의 상부 구조체의 구조를 나타내는 정면도이다.
도 10은 제2 실시형태에서의 하부 구조체의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 11a는 제2 실시형태에 있어서 상부 구조체의 로크부에 하부 구조체가 맞물리는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11b는 제2 실시형태에 있어서 상부 구조체에 하부 구조체가 연결된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 12a는 제1 실시형태에서의 상부 구조체의 다른 로크 구조예를 나타내는 후방 사시도이다.
도 12b는 도 12a의 상부 구조체의 전방 사시도이다.
도 13a는 도 12a의 상부 구조체에 대응하는 하부 구조체의 전방 사시도이다.
도 13b는 도 13a의 하부 구조체의 후방 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해 도면을 이용하여 설명한다.

<제1 실시형태>

제1 실시형태의 신축 아암 기구의 단축시의 구조를 나타내는 사시도를 도 1에, 측단면도를 도 2에 나타낸다. 로봇 아암(10)은 크게는, 아암 지지체(1)와 아암부(2)와 핸드부(3)를 갖는다.

아암부(2)는, 굴곡 가능하게 연결된 평판형상을 갖는 복수의 상부 구조체(제1 구조체)(22)로 이루어진 상부 구조체군(제1 구조체군)(20)과, 저판측에 있어서 굴곡 가능하게 연결된 단면이 コ자 등인 홈형상을 갖는 복수의 하부 구조체(제2 구조체)(23)로 이루어진 하부 구조체군(제2 구조체군)(21)을 주요 구조물로서 구비한다. 복수의 상부 구조체(22) 중 선단의 상부 구조체(22)는 복수의 하부 구조체(23) 중 선단의 하부 구조체(23)와 접속된다. 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)의 접합 상태가 유지되는 것에 의해 각각의 굴곡이 구속되어 소정의 강성을 갖춘 기둥형상체로서의 아암부(2)가 구성된다. 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)의 분리에 의해 기둥형상체가 해제되어, 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21) 각각이 굴곡 상태로 회복된다. 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)의 접합 상태를 유지하기 위해 로크 구조가 설치된다. 로크 구조는, 상부 구조체(22)에 설치된 로크부(22b1, 22b2)의 관통 구멍(로크핀 홀)(29)과, 하부 구조체(23)에 설치된 로크부 받침부(27b1, 27b2)의 돌기(로크핀)(26b1, 26b2)로 이루어진다. 로크핀 홀(29)에 로크핀(26b1, 26b2)이 삽입되는 것에 의해 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)의 접합 상태가 유지되고, 로크핀 홀(29)로부터 로크핀(26b1, 26b2)이 빠지는 것에 의해 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)의 굴곡 가능한 상태로 복귀된다.

(아암 지지체)

아암 지지체(1)는 도시하지 않은 고정대에 부착되는 제1 회전 관절부(J1)를 중심으로 형성되는 중공 구조를 가지며, 아암부(2) 및 핸드부(3)를 지지하고 있다. 또한, 고정대를 사용하지 않고 G를 접지면으로 하여 바닥 등에 고정하는 아암 지지체(1)도 고려된다.

아암 지지체(1)는, 도시하지 않은 대에 부착되는 제1 지지부(11a)와, 제2 지지부(11b)와, 제3 지지부(11c), 제1 회전 관절부(J1)(회전 관절 수단) 및 제2 회전 관절부(J2)를 갖는다.

제1 지지부(11a) 및 제2 지지부(11b)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 각각 중공 구조로 되어 있다. 제2 지지부(11b)의 일단은 제1 회전 관절부(J1)에 고정되어 배치된다.

제3 지지부(11c)도 중공 구조를 가지며, 제1 지지부(11a) 및 제2 지지부에 연통하고 있다. 후술하는 아암부(2)의 구성요소의 일부는, 제1 지지부(11a)와 제2 지지부(11b)와 제3 지지부의 내부에 수납할 수 있도록 구성된다.

제1 회전 관절부(J1)는, 제1 지지부(11a)와 제2 지지부(11b) 사이에 배치된다. 제1 회전 관절부(J1)는 아암 지지체(1)의 상부 중심 부근에 배치되고, 제2 지지부(11b)를 지지하여 회전 관절로서 기능한다. 예컨대 제1 회전 관절부(J1)는, 아암 지지체(1)의 중심축, 즉 제1 지지부(11a) 및 제2 지지부(11b)의 중심축을 중심으로 하는 회전축을 갖는 회전 관절로서 구성된다. 제1 회전 관절부(J1)가 회전하면 제2 지지부(11b), 제3 지지부(11c), 아암부(2) 및 핸드부(3)가 상기 회전축을 중심으로 하여 수평 방향으로 회전한다.

제2 회전 관절부(J2)는, 제2 지지부(11b)의 아암부(2)측의 단부에 위치하고 있고, 아암 지지체(1)의 축에 대하여 직교하는 회전축을 갖는 회전 관절로서 구성되어 있다. 제2 회전 관절부(J2)가 회전하면, 제3 지지체(11c), 아암부(2) 및 핸드부(3)가 아암 지지체(1)에 대하여 제2 회전 관절부(J2)의 회전축을 중심으로 수직 방향으로 회동시킨다.

제2 회전 관절부(J2)는, 아암 지지체(1)와 아암부(2) 사이에 있는 것을 견고하게 끼워 버리지 않을 정도의 각도와 아암 지지체(1)의 중심축으로부터의 거리를 갖게 하도록 구성되어 있다.

이 실시형태에서는, 아암 지지체(1)가, 접지면(G)으로부터 수직 방향으로 신장되어 있지만, 본 발명은 수직 방향에 한정되지 않고 접지면(G)으로부터 소정의 각도를 갖는 것이면 된다.

(핸드부)

핸드부(3)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 아암부(2)의 앞에 배치되어 있다. 핸드부(3)는, 제4 회전 관절부(J4), 제5 회전 관절부(J5), 제5 회전 관절부(J5), 제7 회전 관절부(J7)와, 제1 손가락(16a) 및 제2 손가락(16b)을 갖고 있다. 이 제1 손가락(16a) 및 제2 손가락(16b)은 두손가락 핸드(16)를 구성한다. 제4 회전 관절부(J4)는, 아암부(2)의 신축 방향을 따른 아암부(2)의 중심축(아암축이라고도 함)을 중심으로 하는 회전축을 갖는 회전 관절이다. 제4 회전 관절부(J4)가 회전하면, 제4 회전 관절부(J4)로부터 선단에 걸쳐서 핸드부(3)가 상기 회전축을 중심으로 회동한다.

제5 회전 관절부(J5)는, 아암축에 대하여 직교하는 회전축을 갖는 회전 관절이다. 제5 회전 관절이 회전하면, 제5 회전 관절부(J5)로부터 선단에 걸친 두손가락 핸드(16)가 상기 회전축을 중심으로 회동한다.

제6 회전 관절부(J6)는, 아암축과 제5 회전 관절부(J5)의 양자에 대하여 직교하는 회전축을 갖는 회전 관절이다. 제6 회전 관절부(J6)가 회전하면 두손가락 핸드(16)가 상기 회전축을 중심으로 회동한다.

제7 회전 관절부(J7)는, 두손가락 핸드(16)의 제1 손가락(16a)과 제2 손가락(16)을 회동시킨다. 즉, 제7 회전 관절부(J7)에 의해 제1 손가락(16a)과 제2 손가락(16b)의 선단부가 서로 근접하도록 회동함으로써 두손가락 핸드(16)가 폐쇄되고, 두손가락 핸드(16)는 어떠한 물건을 파지하는 동작이 된다.

한편, 제1 손가락(16a)과 제2 손가락(16b)의 선단부가 상호 멀어지도록 동작함으로써, 두손가락 핸드(16)가 개방되어 두손가락 핸드(16)가 파지하고자 하는 물건을 놓는 동작이 된다. 또한, 컵의 내면 등 통형상의 물건에 두손가락 핸드(16)를 삽입하여 넓히는 것에 의해 물건을 유지하는 것도 가능하다.

또, 본 실시형태에서는 핸드부(3)로서 두손가락 핸드(16)를 이용하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 3 이상의 손가락을 갖는 핸드부이어도 좋다.

또한, 본 발명은 손가락부를 갖는 구성에도 한정되지 않고, 아암부를 이용하여 원하는 위치, 자세로 배치하고자 하는 모든 종류의 구조물을 핸드부(3) 대신에 아암부의 선단에 접속하는 것도 가능하다. 예컨대 촬상 기능을 갖는 기기를 핸드부(3) 대신에 접속하는 것이 가능하다.

본 발명에서 말하는 신축 아암 기구는, 이 핸드부의 원래의 부분이며, 핸드가 접속되어 있지 않아도 좋다.

(아암부)

아암부(2)는, 직동 신축 아암 관절부(J3)를 갖고 있고, 아암부(2)의 선단에 전술한 핸드부(3)가 설치된다. 아암 지지체(1)와 아암부(2)와 핸드부(3)에 의해 두손가락 핸드(16)를 원하는 자세, 위치로 하는 것이 가능하다. 도 1에 나타내는 직동 신축 아암 관절이 줄어든 상태로부터 신장시킴으로써, 핸드부(3)를 보다 멀리 늘려서 물건을 잡거나 놓거나 할 수 있고, 또한 이 관절을 수축시킴으로써 근처의 물건을 잡거나 놓을 수 있다.

도 2는, 도 1 중에 나타낸 절단선 A-A로 로봇 아암을 절단한 신축 아암 기구의 부분적인 단면도이다.

아암부(2)의 주요 구성요소는, 직동 신축 아암 관절부(J3)를 구성하는 상부 구조체군(20) 및 하부 구조체군(21)과, 이 직동 신축 아암 관절부(J3)를 구동시키는 구동 기구(24)이다.

직동 신축 아암 관절부(J3)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 로봇 아암(10)의 수직 방향으로 신장한 아암 지지체(1) 내부에 격납된 상태로부터, 제3 지지부(11c)를 경유하여 신축하는 아암부(2)를 구성할 수 있고, 이 때 상부 구조체군(20)의 중력 방향 하측에 하부 구조체군(21)이 위치하도록 구성되어 있다.

상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)이 겹치는 것에 의해 양 구조체는 경직되고 아암부(2)를 형성한다. 아암부(2)는, 제2 회전 관절부(J2)에 의해 제2 회전 관절부(J2)를 중심으로 회동한다.

도 1 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상부 구조체군(20)을 구성하는 각 상부 구조체(22)는 내면에 요철 구조(22a)를 갖는다. 이 요철 기구(리니어 기어(랙))(22a)는 연결되어 있는 상부 구조체(22)가 직선형이 되었을 때에 연속하고, 도 2에 나타낸 바와 같이 이 연속한 요철 구조(22a)에 톱니바퀴(피니언 기어)(24a)가 맞물리고, 이 톱니바퀴를 구동시키는 액츄에이터에 의해 상부 구조체(22)는 이동한다. 이 요철 구조(22a)의 양측에 도 7d에서 볼 수 있는 로크부(22b1, 22b2)가 설치되어 있다. 상부 구조체(22)와 하부 구조체(23)가 맞물릴 때, 이후에 자세히 설명하는 바와 같이 이 로크부(22b1, 22b2)가 중요한 기능을 한다.

상부 구조체군(20)은, 수직 부분에서는 상하로, 수평 부분에서는 좌우 방향으로 이동하고 이것에 연결된 하부 구조체군도 동일한 방향으로 이동한다. 이 동작에 의해 화살표 AR1에 나타낸 바와 같이 아암부(2)의 신축이 행해진다. 도 3에 아암부(2)가 신장된 상태를 나타낸다. 톱니바퀴(24a)는 상부 구조체(22)가 직선형이 되는 위치의 근처에 설치된다.

(공통 블록체)

상부 구조체(20)와 하부 구조체(21)의 선단 부분에는 도 2 및 도 6에 나타낸 바와 같이 공통 블록체(26)가 설치되어 있고, 공통 블록체(26)에 인접하는 상부 구조체(22)는 이 공통 블록체(26)에 연결되어 있고, 공통 블록체(26)에 인접하는 하부 구조체(23)도 이 공통 블록체(26)에 연결되어 있다. 공통 블록체(26)는, 하나의 상부 구조체(22)와 하나의 하부 구조체(23)가 일체적으로 된 형상을 갖고 있다. 아암부가 연장되었을 때에는, 이 공통 블록체(26)가 시단이 되어, 상부 구조체(22)와 하부 구조체가 연결되어 하나의 강체를 형성하게 된다.

또, 본 실시형태에서는 공통 블록체(26)가 일체가 된 형상으로 되어 있다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 상부 구조체(20)와 하부 구조체(21)의 선단 부분이 직동 신축 아암 관절부(J3)의 신축시에 의도하지 않게 떨어져 버리는 경우가 없으면 된다.

따라서 전술한 구성에 한정되지 않고, 예컨대 하나의 상부 구조체(22)와 하나의 하부 구조체(23)가 접착제나 용접, 나사에 의한 고정과 같은 수단에 의해 고착되어 이루어진 것을 공통 블록체(26)로서 이용해도 좋다.

(하부 구조체군(제2 구조체군))

하부 구조체군(21)의 측면도를 도 4에 나타낸다. 하부 구조체군(21)은, 복수개의 하부 구조체(제2 구조체)(23)로 이루어지고, 모든 하부 구조체(23)는 일단의 하부 구조체(23)로부터 타단의 하부 구조체까지 일련으로 연결되어 있다. 하부 구조체(23)끼리는, 회전축(X)을 통해 이것과 직교하는 방향으로 연결되어 있다. 이 회전축에 평행한 방향을 따른 하부 구조체의 폭은 모두 같다.

인접하여 설치되는 하부 구조체(23)의 구조를 도 5a∼도 5e에 나타낸다. 도 5a는 하부 구조체(23)의 측면도이며, 도 5b는 도 5a의 화살표 AR2 방향에서 하부 구조체(23)를 본 사시도이며, 도 5c는 도 5a의 화살표 AR3 방향에서 하부 구조체(23)를 본 사시도이다. 도 5d 및 도 5e는, 인접하는 하부 구조체의 변형예이며, 도 5b, 도 5c에 대응하는 일부 사시도이다.

하부 구조체(23)는 상면이 해방된 중공 블록 구조이며, 이동 방향과 수직으로 단면이 U자형인 구조를 갖고 있고, 이동 방향에 대하여 저측면의 한쪽에는 인접하는 하부 구조체(23)의 관통 구멍에 회동 가능하게 피봇 지지되는 회전축(25a), 다른 한쪽에는 다른 한쪽의 인접하는 하부 구조체(23)의 회전축(25a)을 양측으로부터 받치는 베어링부(25b1, 25b2)가 설치되어 있다. 베어링부(25b1, 25b2)와 회전축(25a)에는 관통 구멍이 형성되어 있고, 이 공통된 관통 구멍에 핀을 통과시킴으로써 하부 구조체(23)가 회전 가능하게 연결된다. 또, 상기 관통 구멍은 없더라도 베어링부(25b1, 25b2)와 회전축(25a)이 상대적으로 회전 가능하게 되어 있으면 된다.

즉 회전축(25a)과 베어링부(25b1, 25b2)가, 인접하는 하부 구조체(23)의 경계에서 동일한 회전축(X)을 형성하고, 이에 따라 하부 구조체가 연결되고, 회전축(X)을 중심으로 하부 구조체(23)는 회전 가능해진다.

베어링부(25b1, 25b2)의 상측에는, 상부 구조체(22)의 구멍에 삽입되는 돌기(26b1, 26b2)를 갖는다. 또한, 회전축(25a)의 상측의 양측에는, 로크부(22b1, 22b2)를 받치는 로크부 받침부(27b1, 27b2)를 갖는다.

그런데, 도 5b 및 도 5c의 구조에서는, 회전축이 1개, 베어링부가 2개에 의해 연결되어 있었다. 그러나, 회전축이 2개로 분리되고, 이에 따라서 베어링부가 3개가 되어 있어도 좋다. 즉 도 5d 및 도 5e에 나타낸 바와 같이, 한쪽의 하부 구조체에 회전축(25c1, 25c2)을 가지며, 이에 따라서 인접하는 하부 구조체에 3개의 베어링부(25d1, 25d2, 25d3)를 갖는다. 마찬가지로, 회전축 및 이것에 대응하는 베어링부가 더 많아도 좋다.

전술한 바와 같이 각 하부 구조체의 저면부는 연결되어 있기 때문에, 하부 구조체군(21)은 하측으로 만곡 가능한 반면, 각 하부 구조체의 측면은 인접 하부 구조체끼리 부딪치기 때문에, 상측으로 굴곡시키고자 하더라도 굴곡되지 않고 저면이 직평면이 되는 정도이다.

또, 하부 구조체가 상기와 같이 중공 블록 구조(프레임)로 되어 있으면, 중앙 부분의 재료가 제거되기 때문에, 경량화를 도모할 수 있는 이점이 있다.

(상부 구조체군(제1 구조체군))

상부 구조체군(20)과 공통 블록체(26)를 아래로부터 올려다 본 사시도를 도 6에 나타낸다. 이와 같이 상부 구조체군(20)의 일단은 공통 블록체(26)에 고정되어 있다. 연결되어 있는 상부 구조체(제1 구조체)(22)는 중앙 부근에 소정폭의 요철 구조(22a)를 갖는다.

상부 구조체군(20)은 복수개의 상부 구조체(22)로 이루어지며, 모든 상부 구조체(22)는 일단의 상부 구조체로부터 타단의 상부 구조체까지 일련으로 연결되어 있다. 상부 구조체끼리는, 회전축 중심(Y)을 통해 이 회전축 중심(Y)에 직교하는 방향으로 연결된다. 회전축 중심(Y)에 평행한 방향을 따른 상부 구조체(22)의 크기, 즉 상부 구조체(22)의 폭은 모두 같다.

각각의 상부 구조체(22)의 구조를, 도 7a∼도 7d에 의해 설명한다. 도 7a는 상부 구조체(22)의 측면도이며, 도 7b는 로크부의 구조를 나타내는 도면이다. 또한, 도 7c는, 도 7a의 화살표 AR5 방향에서 본 상부 구조체(22)의 사시도이며, 도 7d는, 도 7a의 화살표 AR6 방향에서 본 상부 구조체(22)의 사시도이다.

상부 구조체(22)는, 평판형의 구조이며, 그 이동 방향의 중앙 부근에 소정폭의 요철 구조(22a)를 가지며, 그 양측에 한쌍의 로크부(22b1, 22b2)를 구비한다. 상부 구조체(22)도 회전축(28a)과, 이 회전축(28a)을 양측에서 받치는 베어링부(28b1, 28b2)를 갖는다. 물론, 양측이 아니라 한쪽에만 베어링부를 갖는 구조로 해도 좋다.

베어링부(28b1, 28b2)와 회전축(28a)에는 관통 구멍이 형성되어 있고, 이 공통된 관통 구멍에 핀을 통과시킴으로써, 상부 구조체(22)가 회전 가능하게 연결된다.

즉 회전축(28a)과 베어링부(28b1, 28b2)가, 인접하는 하부 구조체(22)의 경계에서 동일한 회전축 중심(Y)을 형성하고, 이에 따라 상부 구조체가 연결되고, 회전축 중심(Y)을 중심으로 상부 구조체(22)는 회전 가능해진다. 회전축(28a) 및 베어링부(28b1, 28b2)는 공통의 회전축 중심(Y)에서 연결되어 있다. 또 관통 구멍은 없더라도, 상부 구조체(22)는 회전 가능하면 된다.

또한, 도 7e에 나타낸 바와 같이, 베어링부를 3개, 즉 28d1, 28d2, 28d3을 설치하고, 대응하는 회전축을 2개로 해도 좋다.

인접하는 상부 구조체(22)는 그 경계에 있어서 회전축을 공통으로 가지며, 이 회전축 중심(Y)을 중심으로 회전한다.

각 상부 구조체(22)는 판형체이며, 인접하는 상부 구조체(22)와 연결되어 있기 때문에, 상부 구조체군(20)은 하측으로 만곡 가능한 반면, 상측으로 굴곡시키고자 하더라도 굴곡되지 않고 저면이 직평면이 되는 정도가 한도이다. 상부 구조체(22)의 연결부를, 상측으로 굴곡되지 않는 구조가 되는 구조로 하고 있다.

또, 상부 구조체(22)의 요철 구조(22a)의 양측에 설치되는 한쌍의 로크부(22b1, 22b2)는, 도 7b에 나타내는 측면도에서 이해되는 바와 같이, 사다리꼴이며, 상부 구조체(22)의 이동 방향의 거의 중앙에서 요철 구조(22a)의 양측에 설치되어 있다. 이와 같이, 한쌍의 로크부(22b1, 22b2)는 상부 구조체의 신장 단축 방향에 직각인 방향에 대하여 좌우 대칭이다. 본 발명에 있어서, 이와 같이 반드시 좌우 대칭일 필요는 없다.

한쌍의 로크부(22b1, 22b2)의 사다리꼴의 한 면(신장시 이동 방향에 대하여 후면)은 수직면(29a)이고, 다른 면(신장시 이동 방향에 대하여 전면)은 사면(29b)으로 되어 있다. 그리고 그 거의 중앙에 관통 구멍(29)이 형성되어 있다. 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)의 일련의 구조체가 맞물릴 때에는, 한쌍의 로크부(22b1, 22b2)의 한쌍의 사면(29b)은, 하부 구조체(23)의 한쌍의 로크부 받침부(27b1, 27b2)가 접촉되고, 관통 구멍(29)에는 좌측(화살표 AR7)으로부터 하부 구조체(23)의 돌기(26b1, 26b2)가 감합(삽입)된다.

이 기구에 의해, 아암부가 신장될 때 상부 구조체(22)와 하부 구조체(23)가 맞물리고, 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)이 로크되어 강체가 된다.

또, 로크부의 관통 구멍(29)은, 돌기(26b1, 26b2)가 삽입되면 되기 때문에, 반드시 사면(29b)까지 뚫린 관통 구멍일 필요는 없고, 좌측(신장시 이동 방향에 대하여 후면)이 비어 있는 오목부이어도 좋다.

상기 돌기(26b1, 26b2)는 서로 다르게 설치되어 있어도 좋고, 한쪽만 설치되어 있어도 좋다.

이와 같이 상부 구조체에 설치되는 로크 기구에는, 하부 구조체의 상부 모서리 부근에 설치된 감합부(이 실시형태에서는 돌기)가 감합하여 로크된다.

그런데, 이와 같이 상부 구조체에 설치되는 로크 기구에 감합하는 감합부는, 반드시 하부 구조체의 상부 모서리 부근에 설치할 필요는 없다.

(구동 기구)

다음으로, 아암부를 신장 단축할 때의 구동 기구, 즉 톱니바퀴(24a)와 이것을 회전시킬 때의 동작에 관해 설명한다. 톱니바퀴(24a)는, 상부 구조체(22)의 하면에 고정되어 설치되어 있는 요철 구조(22a)와 맞물린다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 톱니바퀴(24a)는 벨트(BL)에 의해 구동 수단인 모터(M1)에 연결되어 있다. 이 모터(M1)의 정역회전에 의해, 톱니바퀴(24a)는 회전하고 상부 구조체(22)의 요철 구조(22a)와의 맞물림에 의해, 상부 구조체군(20)은 그 수평 부분에서는 화살표 AR1 방향으로 이동한다.

우선, 아암부(2)가 신장될 때의 동작을 설명한다. 모터(M1)가 톱니바퀴(24a)를 시계 방향으로 정회전시킬 때, 인접하는 상부 구조체(22)끼리 수평 방향으로 신장되어 간다. 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)은, 우측단을 공통 블록체(26)로 고정하고 있다. 그리고, 상부 구조체군(20)의 배면(상면)은 상측 롤러(R1, R2)에 의해 지지되어 있고, 하부 구조체군(21)의 배면(하면)은 하측 롤러(R4)에 의해 지지되어 있다. 상측 롤러(R1, R2)는 하방향으로, 하측 롤러(R4)는 상방향으로 압박력을 작용시켜도 좋다. 또한, 측면에 측면 롤러를 설치하여 가로로 지지해도 좋다. 여기서는 상측 롤러를 2개, 하측 롤러를 1개 나타내고 있지만, 물론 그 이상 또는 그 이하의 상측 롤러, 하측 롤러가 설치되어 있어도 좋다. 설치하는 측면 롤러의 갯수에 한정은 없다.

양쪽의 구조체군은 상측 롤러(R1, R2) 및 하측 롤러(R4)에 끼워져, 공통 블록체(26)에 의해 고정되어 있는 끝으로부터 상부 구조체(22)와 하부 구조체(23)는 맞물려 간다. 또, 상부 구조체(22)와 하부 구조체(23)는, 그 길이의 절반만큼 이동 방향으로 틀어져 맞물린다.

이 때, 상부 구조체(22)의 로크부(22b1, 22b2)에 하부 구조체(23)의 돌기(26b1, 26b2)가 감합한다. 이 기구의 동작을, 이 부분의 모식도를 나타내는 도 8a, 도 8b에 의해 설명한다. 로크부(22b2)와 돌기(26b2)의 관계는, 로크부(22b1)와 돌기(26b1)의 관계와 동일하기 때문에, 여기서는, 대표하여 로크부(22b1)와 돌기(26b1)의 관계에 관해 설명한다.

도 8a는, 인접하는 하부 구조체(231, 232)가, 상부 구조체(221)의 로크부(22b1)에 접근하는 상태를 나타낸다. 또한 도 8b는, 하부 구조체(231)가 상부 구조체(221)에 접촉한 상태를 나타낸다.

도 8a의 상태에서는, 하부 구조체(231)가 아직 상부 구조체(221)의 하면에 접촉하지 않는다. 그러나, 상부 구조체군(20) 및 하부 구조체군(21)이 우측 방향으로 이동해 감에 따라서, 도 8b에 나타낸 바와 같이 하부 구조체(231)가 서서히 상측으로 올라가, 하부 구조체(231)의 상면이 상부 구조체(221)에 접촉한다. 다음 하부 구조체(232)도 서서히 상측으로 올라가, 하부 구조체(231)의 상면이 상부 구조체(221)의 하면에 접촉한다. 그 때, 상부 구조체의 로크부의 관통 구멍(29)에 하부 구조체의 돌기(26b1 또는 26b2)가 삽입되어 로크된다.

이것은 견해에 따르면, 하부 구조체(23)의 상단끼리 양측으로부터 상부 구조체(22)의 로크부에 의해 고정되게 된다.

다음으로, 아암부(2)가 줄어들(단축될) 때의 동작을 설명한다. 모터(M1)가 톱니바퀴(24a)를 반시계 방향 방향으로 역회전시킬 때, 인접하는 상부 구조체(22)끼리 수평 방향에 있어서 줄어들어 수직 방향으로 드리워진 상태가 된다. 상부 구조체군(20)은 하부 구조체군(21)과 우측단을 공통 블록체(26)로 고정하고 있기 때문에, 하부 구조체군의 하부 구조체도 상부 구조체군의 상부 구조체와의 맞물림 상태로부터 이탈 상태로 되어 간다. 이 때, 하부 구조체로부터 상부 구조체의 이탈을 확실하고 용이하게 하기 위해, 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)을 분리할 때에 가이드부(24b)가 이동 방향에 수직 방향으로 설치되어 있다.

가이드부(24b)는 단면이 삼각형이며, 도 2에 나타낸 바와 같이 두께가 얇은 부분은 우측, 두꺼운 부분은 좌측이 되도록 설치되어 있다. 이에 따라, 하부 구조체군은 하측으로 만곡되어, 각 하부 구조체의 하측으로의 회동이 원활하게 행해진다. 즉 상부 구조체의 관통 구멍(29)에 삽입되어 있는 돌기(26b1, 26b2)가 원활하게 분리된다.

이 해제 동작은, 도 8a, 도 8b에 나타낸 감합 동작과 정반대가 된다. 즉, 도 8b에 나타낸 바와 같이 우선 하부 구조체(232)가 상부 구조체(221)로부터 분리되고, 다음으로 도 8a에 나타낸 바와 같이 하부 구조체(231)가 상부 구조체(221)로부터 분리된다. 이와 같이 하여, 상부 구조체(221)의 로크부(22b1)에 로크되어 있던 하부 구조체(232, 231)가 로크 해제된다.

또, 가이드부(24b)는, 삼각형에 한정되지 않고, 베어링 등의 회전체나 원형 등이어도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 상부 구조체(22)와 하부 구조체(23)는 그 이동 방향에 있어서 동일한 길이를 가지며, 그 1/2의 길이만큼 틀어지고, 양 구조체군은 핸드부쪽의 단부에서 고정되어 맞물린다. 맞물림시의 로크는 상부 구조체의 대략 중앙에서 이동 방향에 대하여 직각 방향에 대칭으로 설치된 한쌍의 로크부의 관통 구멍에 있어서, 하부 구조체의 동일한 위치에서 이동 방향으로 돌출되어 설치된 한쌍의 돌기를 받치는 것에 의해 이루어진다.

한편, 하부 구조체의 상부의 타단에는 역시 이동 방향에 대하여 직각 방향으로 사면을 갖는 로크부 받침부가 설치되어 있고, 이 로크부 받침부가, 하부 구조체가 상측으로 회동할 때 로크부 전방에 설치되어 있는 사면에 접촉하고, 로크부에서의 로크를 확보 유지하게 된다. 이 기구에 의해 상부 구조체군과 하부 구조체군이 맞물릴 때 강직 상태가 되는 것이다.

또한, 상부 구조체군과 하부 구조체군이 분리될 때에는, 상부 구조체의 요철 구조에 맞물려 있는 톱니바퀴(24a)가, 도 2 상 반시계 방향으로 회전 구동된다. 그리고, 하부 구조체군이 하측으로 만곡되어, 즉 각 하부 구조체가 하부에 있는 중심축을 중심으로 회전함으로써, 하부 구조체의 로크부 받침부가 로크부 진행 방향 전면에 설치되어 있는 사면으로부터 해방되고, 다음으로 하부 구조체의 상측에 갖는 돌기가 로크부로부터 이탈 상태가 된다.

이와 같이 하여, 신장시에 일체로서 강직 상태가 된 상부 구조체군과 하부 구조체군은, 강직 상태로부터 해제되게 된다.

이 실시형태에 있어서 로크부는, 그 갖는 관통 구멍에 대하여 후방으로부터 돌기가 삽입되어 로크되기 때문에, 확실하게 로크가 이루어지는 이점이 있다.

이 기구에 의해, 아암부가 신장될 때 상부 구조체(22)와 하부 구조체(23)가 맞물리고, 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)이 로크되어 강체가 된다.

또, 로크부의 관통 구멍(29)은 돌기(26b1, 26b2)가 삽입되면 되기 때문에, 반드시 사면(28b)까지 뚫린 관통 구멍일 필요는 없고, 좌측이 비어 있는 오목부이어도 좋다.

또, 로크부에 갖는 관통 구멍은 반드시 관통 구멍일 필요는 없고, 상기 돌기를 받치며 돌기의 길이 이상인 오목부이어도 좋다.

또한, 도 8b에 나타낸 바와 같이 상기 실시형태에 있어서, 인접하는 하부 구조체끼리 부딪치는 위치에 대응하여, 한쪽에 한쌍의 반원구형의 오목부(31)를 설치하고 다른 한쪽의 대응하는 위치에 반원구형의 탄력성 있는 재료, 예컨대 고무로 구성되는 한쌍의 탄력성 돌기(32)를 설치할 수 있다. 아암이 신장될 때, 하부 구조체군이 신장되어 상부 구조체군과 맞물릴 때에 하부 구조체끼리 회동하여 부딪치지만, 상기 오목부(31)에 상기 탄력성 돌기(32)가 감합한다. 물론, 반원형이 아니라 하더라도, 오목부와 탄력성 돌기는 정확하게 반원형이 아니라, 대응하는 오목부와 이것에 대응하는 탄력성 있는 돌기가 설치되어 있으면 된다.

도 8b에서는, 신장시 전방에 있는 하부 구조체의 양측 거의 중앙 부근에 오목부(31)를 설치하고, 후방에 연결되는 하부 구조체의 양측 거의 중앙 부근에 대응하는 고무 돌기(32)를 설치한 경우에 관해 나타냈다. 신장시 전방에 있는 하부 구조체의 양측의 거의 중앙 부근에 고무 돌기(32)를 설치하고, 후방에 연결되는 하부 구조체의 양측 거의 중앙 부근에 대응하는 오목부(31)를 설치해도 좋다.

이러한 구조를 채용하면, 탄력성 돌기의 탄력성에 의해 하부 구조체끼리 접촉할 때에 생기는 충격 및 발생음을 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하부 구조체끼리뿐만 아니라, 상부 구조체끼리, 상부 구조체와 하부 구조체끼리의 접촉 부분에 있어서도 마찬가지로, 탄성 돌기와 오목부를 설치할 수 있다. 이에 따라, 접촉시의 충격 및 발생음을 억지할 수 있는 효과가 있다.

(변형예)

상기 설명에서는, 상부 구조체(22)의 로크부(22b1, 22b2)에 관통 구멍(29)을 형성하고, 이 관통 구멍(29)에 하부 구조체(23)의 돌기(26b1, 26b2)가 삽입됨으로써 상부 구조체(22)에 하부 구조체(23)가 고정된다. 그러나, 도 12a, 도 12b에 나타낸 바와 같이, 상부 구조체(22)의 로크부(22b1, 22b2)에 돌기(로크핀)(26b1, 26b2)를 설치하고, 도 13a, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 하부 구조체(23)의 로크부 받침부(27b1, 27b2)에 로크핀 홀(29b1, 29b2)을 형성하도록 해도 좋다. 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)이 접합할 때, 상부 구조체(22)의 로크부(22b1, 22b2)는, 인접하는 하부 구조체(23)의 로크부 받침부(27b1, 27b2)에 끼워지고, 상부 구조체(22)의 로크핀(26b1, 26b2)이 하부 구조체(23)의 로크핀 홀(29b1, 29b2)에 감합하여, 하부 구조체(23)가 상부 구조체(22)에 고정된다. 이에 따라 상부 구조체군(20)과 하부 구조체군(21)의 접합 상태가 유지되고, 소정의 강성을 갖춘 기둥형상체로서의 아암부(2)가 구성된다.

<제2 실시형태>

상기 제1 실시형태에서는, 감합부는, 하부 구조체의 돌기가 상부 구조체의 로크부의 관통 구멍에 감합함으로써, 상부 구조체와 하부 구조체가 로크되는 구조로 되어 있었다. 그러나, 이러한 구조에 한정되지 않고, 다른 구조에 의해 상부 구조체와 하부 구조체를 로크하는 감합부를 이용하는 것도 가능하다.

예컨대, 상부 구조체의 요철 구조의 양측에 고정된 로크부에, 수평 방향으로 만곡부를 설치하여, 이 오목부에 하부 구조체 상부에 설치된 막대형상체를 로크하는 구조이다. 이 실시형태에 관해 다음에 설명한다. 제1 실시형태에 있어서 아암 지지체, 핸드부, 아암부, 공통 블록체, 구동 기구에 관해 기술한 부분은, 상부 구조체나 하부 구조체에 관해 설명한 부분을 제외하고 이 제2 실시형태에서도 동일하다. 상부 구조체 및 하부 구조체 이외의 부분에 관해서는 상기 제1 실시형태에서와 동일한 번호를 이용하여 설명한다.

이 실시형태에서의 상부 구조체(42)의 구조를 도 9a 및 도 9b에 나타내고, 하부 구조체(43)의 구조를 도 10에 나타낸다. 도 9a는 상부 구조체(42)의 측면도이고, 도 9b는 상부 구조체(42)의 그 진행 방향에 대한 정면도이다. 도 10은, 하부 구조체(43)의 측면도이다. 도 11a는, 하부 구조체(43)와 상부 구조체(42)가 연결된 상태에서의 그 진행 방향에 대한 정면도이고, 도 11b는 하부 구조체(43)와 상부 구조체(42)가 연결된 상태에서의 측면도이다.

이 실시형태에 있어서도, 평판형의 상부 구조체(42)가 연결되어 상부 구조체군을 구성하고, 하부 구조체(43)가 연결되어 하부 구조체군을 구성한다.

(하부 구조체군(제2 구조체군))

하부 구조체(43)의 측면도를 도 10에 나타낸다. 하부 구조체군은, 복수개의 하부 구조체(제2 구조체)(43)로 이루어지고, 모든 하부 구조체(43)는 일단의 하부 구조체(43)로부터 타단의 하부 구조체까지 일련으로 연결되어 있다. 하부 구조체군을 구성하는 하부 구조체(43)의 폭은 모두 같다. 도 10은, 하부 구조체(43)가 상부 구조체와 연결되기 전의 상태를 나타내고 있고, 회전축 중심(X)을 중심으로 화살표 AR8 방향으로 회동시킴으로써, 상부 구조체(42)와 맞물린다.

도 11a에 나타낸 바와 같이, 회동했을 때 상부가 되는 하부 구조체(43)의 상측 모서리부의 내측에는, 양측으로부터 내부로 돌출된 돌출부(46b1, 46b2)를 갖는다. 한편, 도 10에 나타낸 바와 같이 하부 구조체(43)의 다른 상측 모서리부의 양측에는, 로크부(42b1, 42b2)를 받치는 로크부 받침부(47b1, 47b2)를 갖는다.

각 하부 구조체의 저면부는 회전축 중심(X)에 연결된다. 따라서, 하부 구조체군은 하측으로 만곡 가능한 반면, 각 하부 구조체의 측면은 인접하는 하부 구조체끼리 접촉하기 때문에, 상측으로 굴곡시키고자 하더라도 굴곡되지 않고 저면이 직평면이 되는 정도가 한도이다.

(상부 구조체군(제1 구조체군))

상부 구조체군은 복수의 상부 구조체(제1 구조체)(42)로 이루어지며, 모든 상부 구조체(42)는, 일단의 상부 구조체로부터 타단의 상부 구조체까지 일련으로 연결된다. 상부 구조체(42)끼리는 회전축 중심(Y)을 통해 이 회전축 중심(Y)을 중심으로 하여 하방향으로 회전 가능하다. 따라서 아암부(2)가 신장되는 상태일 때에는, 최대한 상방향으로 회전하지만, 수평이 되는 상태가 한계이며, 이것은 상부 구조체군이 직선형으로 되어 있는 상태를 의미한다.

상부 구조체군의 일단은 공통 블록체(26)에 고정되어 있다. 연결되어 있는 상부 구조체(42)는 그 중앙 부근에 소정폭의 요철 구조(42a)를 갖는다. 상부 구조체군을 구성하는 상부 구조체(42)의 폭은 모두 같다.

상부 구조체(42)는, 평판형의 구조이며, 그 이동 방향의 중앙에 갖는 요철 구조(42a)의 양측에 로크부(42b1, 42b2)를 구비한다.

인접하는 상부 구조체(42)는 그 경계의 하부에 있어서 회전축을 공통으로 가지며, 이 회전축 중심(Y)을 중심으로 회전한다.

각 상부 구조체(42)는 판형체이며, 인접하는 상부 구조체(42)와 연결되어 있다. 상부 구조체(42)의 연결부를, 상측으로 굴곡되지 않는 구조가 되도록 하고 있다. 따라서, 상부 구조체군은 하측으로 만곡 가능한 반면, 상측으로 굴곡시키고자 하더라도 굴곡되지 않고 저면이 직평면이 되는 정도가 한도이다.

또, 상부 구조체(42)의 요철 구조(42a)의 양측에 설치되는 로크부(42b1, 42b2)는 사다리꼴이며, 사다리꼴의 한 면은 수직면(49a)이고, 다른 면은 사면(49b)으로 되어 있다. 그리고 그 중앙 부근에, 가로 방향으로 막대형으로 만곡된 오목부(49)가 설치되어 있다.

도 11b에 나타낸 바와 같이, 상부 구조체(42)와 하부 구조체(43)가 맞물릴 때에는, 로크부(42b1, 42b2)의 사면(49b)은 하부 구조체(43)의 로크부 받침부(47b1, 47b2)가 접촉되고, 오목부(49)에는 좌측으로부터 하부 구조체(43)의 돌출부(46b1, 46b2)가 삽입된다.

이 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태를 나타내는 도 8b에 나타낸 바와 같이, 인접하는 하부 구조체끼리 접촉하는 위치에 대응하여, 한쪽에 한쌍의 반원구형의 오목부를 설치하고 다른쪽의 대응하는 위치에 반원구형의 탄력성 있는 재료, 예컨대 고무로 구성되는 한쌍의 탄력성 돌기를 설치할 수 있다. 아암이 신장될 때, 하부 구조체군이 신장되어 상부 구조체군과 맞물릴 때에 하부 구조체끼리 회동하여 부딪치지만, 상기 오목부에 상기 탄력성 돌기가 감합한다. 물론, 반원형이 아니라 하더라도, 오목부와 탄력성 돌기는 정확하게 반원형이 아니라, 대응하는 오목부와 이것에 대응하는 탄력성 있는 돌기가 설치되어 있으면 된다.

신장시 전방에 있는 하부 구조체의 양측 거의 중앙 부근에 오목부를 설치하고, 후방에 연결되는 하부 구조체의 양측 거의 중앙 부근에 대응하는 고무 돌기를 설치한 경우에 관해 나타냈다. 신장시 전방에 있는 하부 구조체의 양측 거의 중앙 부근에 고무 돌기를 설치하고, 후방에 연결되는 하부 구조체의 양측 거의 중앙 부근에 대응하는 오목부를 설치해도 좋다.

이 실시형태에 있어서도, 이러한 구조를 채용하면, 탄력성 돌기의 탄력성에 의해 하부 구조체끼리 접촉할 때에 생기는 소리를 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하부 구조체끼리뿐만 아니라, 상부 구조체끼리, 상부 구조체와 하부 구조체끼리의 접촉 부분에 있어서도 마찬가지로, 탄성 돌기와 오목부를 설치할 수 있다. 이에 따라, 접촉시의 충격 및 발생음을 억지할 수 있는 효과가 있다.

그런데, 본 발명에서는, 맞물리는 구조체는, 편의상 상부 구조체와 하부 구조체로 칭하고 있다. 그러나, 상부 구조체는 하부 구조체보다 항상 위에 위치하고 있다고 한정되지 않고, 동작중, 예컨대 회전 관절 등에 의해 아암부가 회전될 때 등에 있어서는 상부 구조체보다 하부 구조체가 위의 위치하는 경우도 있다.

상기 실시형태에 있어서, 상부 구조체와 하부 구조체는 거의 절반의 길이만큼 틀어져 맞물리도록 되어 있다. 이와 같이 하면, 강도적으로 강한 이점이 있다. 그러나, 본 발명에서는 이와 같이 절반의 길이만큼 틀어지지 않고, 일부 틀어지게 하거나, 또는 상부 구조체와 하부 구조체를 완전히 일치시켜 맞물리도록 해도 좋다. 또한 상부 구조체와 하부 구조체의 길이도 반드시 동일할 필요는 없다.

상기 실시형태에 있어서는, 상부 구조체의 하면 중앙에 요철홈을 형성하고, 그 양측에 로크부를 설치했다. 그러나, 상부 구조체의 하면 중앙에 형성하지 않고 치우치게 형성해도 좋다. 또한, 로크부도 대칭하는 위치에 2개 설치할 필요는 없고, 대칭하지 않는 위치에 설치해도 좋고, 또한 로크부를 상부 구조체에 1개 설치하도록 해도 좋다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 확실하고 원활하게 신장 및 단축하는 것이 가능한 신축 아암 기구 및 로봇 아암을 얻을 수 있다.

본 발명의 몇가지 실시형태를 설명했지만 이들의 실시형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 이들 신규 실시형태는, 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

1 : 아암 지지체 2 : 아암부
3 : 핸드부 10 : 로봇 아암
11a : 제1 지지부 11b : 제2 지지부
11c : 제3 지지부 J1 : 제1 회전 관절부
J2 : 제2 회전 관절부 J3 : 직동 신축 아암 관절부
J4 : 제4 회전 관절부 J5 : 제5 회전 관절부
J6 : 제6 회전 관절부 J7 : 제7 회전 관절부
16 : 두손가락 핸드 20 : 상부 구조체군
21 : 하부 구조체군 22, 42 : 상부 구조체
22a : 요철 구조 22b1, 22b2 : 로크부
23, 43 : 하부 구조체 24a : 톱니바퀴
24b : 가이드부 25a : 회전축
25b1, 25b2 : 베어링부 26 : 공통 블록체
26b1, 26b2 : 돌기 27b1, 27b2, 47b1, 47b2 : 로크부 받침부
X, Y : 회전축 중심 29a : 수직면
29b : 사면 29 : 관통 구멍
31 : 오목부 32 : 탄력성 돌기
46b1, 46b2 : 돌출부

Claims (25)

1. 복수의 제1 구조체가 연결되어 이루어진 제1 구조체군 및 복수의 제2 구조체가 연결되어 이루어진 제2 구조체군을 가지며,
   상기 제1 구조체 각각은, 상기 제2 구조체를 고정하는 로크부를 가지며,
   신장시킬 때, 상기 로크부에 의해 상기 제2 구조체를 상기 제1 구조체에 고정하는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 구조체군 및 상기 제2 구조체군은 하측으로 만곡 가능하고,
   신장될 때, 상기 제1 구조체군은 직선형으로 신장되고, 상기 제2 구조체군은 상기 제1 구조체군의 이동에 따라서 신장되어 가는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 구조체군과 상기 제2 구조체군은, 끝이 공통 블록에 의해 고정되어 이루어진 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 구조체가 갖는 상기 로크부는, 신장될 때에 신장 방향에 대하여 전면이 사면(斜面)으로 되어 있고, 후면이 대략 수직이 되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 구조체는, 신장될 때에 신장 방향에 대하여 상부의 전방의 모서리 부근에 설치된 상기 로크 기구에 감합하는 감합부와, 상부의 후방의 모서리 부근에 설치되고, 상기 제1 구조체의 상기 사면에 접촉하는 로크부 받침부를 갖는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 구조체의 상기 로크부는, 신장 단축 방향에 수직인 방향에 있어서 적어도 1개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 구조체는, 그 연결 방향으로 연속하여 요철 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 구조체군을 이동시키는 이동 기구는, 상기 요철 기구에 맞물리는 톱니바퀴인 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1 구조체는 평판형을 가지며, 인접한 상기 제1 구조체는 그 일단에서 상기 신장 단축의 방향에 대하여 수직 방향으로 회동 가능한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2 구조체는, 연결 방향의 하부에서 인접한 제2 구조체와 회동 가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
11. 제10항에 있어서, 상기 제2 구조체는 중공 블록 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 구조체의 상기 로크부는, 신장될 때의 이동 방향에 대하여 후면에 오목부를 가지며,
    상기 제2 구조체는 감합부를 가지며, 상기 아암부가 신장될 때에 상기 오목부에 감합되는 돌기인 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
13. 제11항에 있어서, 상기 제1 구조체의 상기 로크부는, 신장될 때의 이동 방향에 대하여 후면을 향한 만곡부를 가지며,
    상기 제2 구조체의 상기 감합부는, 신장될 때에 상기 만곡부에 감합되는 기둥형상체인 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
14. 제11항에 있어서, 상기 제1 구조체의 상기 로크부는, 신장될 때의 이동 방향에 대하여 후면을 향한 만곡부를 가지며,
    상기 제2 구조체의 상기 감합부는, 신장될 때에 상기 만곡부에 감합되는 반구형인 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
15. 제11항에 있어서, 상기 제2 구조체는, 상기 제2 구조체군이 직선형이 될 때, 인접하여 설치되는 상기 제2 구조체가 접촉하는 부분의 대응하는 위치에, 어느 한쪽에는 오목부가, 다른 한쪽의 상기 제2 구조체에는 상기 오목부에 끼워지는 탄력성 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
16. 제11항에 있어서, 상기 제1 구조체는, 상기 제1 구조체군이 직선형이 될 때, 인접하여 설치되는 상기 제1 구조체가 접촉하는 부분의 대응하는 위치에, 어느 한쪽의 상기 제1 구조체에는 오목부가, 다른 한쪽의 상기 제1 구조체에는 상기 오목부에 끼워지는 탄력성 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
17. 제11항에 있어서, 상기 제1 구조체와 상기 제2 구조체는, 상기 제1 구조체군과 상기 제2 구조체군이 감합될 때, 인접하여 설치되는 상기 제1 구조체와 상기 제2 구조체가 접촉하는 부분의 대응하는 위치에, 어느 한쪽의 오목부가, 다른 한쪽에 상기 오목부에 끼워지는 탄력성 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
18. 복수의 제1 구조체가 연결되어 이루어진 제1 구조체군 및 복수의 제2 구조체가 연결되어 이루어진 제2 구조체군으로 구성되고,
    상기 제1 구조체는, 이동 방향으로 연속하여 설치되는 요철 기구와 그 좌우에 상기 제2 구조체를 고정하는 로크부를 가지며,
    상기 제2 구조체는, 연결 방향의 하부에서 인접한 제2 구조체와 연결되고, 그 상부의 한쪽의 모서리 부근에 있어서 상기 로크부와 감합하는 감합부를 구비하고, 이 제2 구조체의 상부의 다른 모서리 부근에 사면을 갖는 로크부 받침부를 구비하고,
    신장시킬 때에는 톱니바퀴를 정회전시켜 상기 요철 기구와 맞물리는 톱니바퀴의 회전에 의해 상기 제1 구조체를 연결 방향으로 이동시키고, 상기 제2 구조체의 상기 감합부와 상기 로크부 받침부에 의해 상기 제2 구조체를 상기 제1 구조체에 고정하는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
19. 제18항에 있어서, 상기 제1 구조체의 상기 로크부는, 신장될 때의 이동 방향에 대하여 후면에 오목부를 가지며,
    상기 제2 구조체의 상기 감합부는, 신장될 때에 상기 오목부에 감합되는 돌기인 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
20. 제18항에 있어서, 상기 제1 구조체의 상기 로크부는, 신장될 때의 이동 방향에 대하여 후면을 향한 만곡부를 가지며,
    상기 제2 구조체의 감합부는, 신장될 때에 상기 만곡부에 감합되는 기둥형상체인 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
21. 제18항에 있어서, 상기 제1 구조체의 상기 로크부는, 신장될 때의 이동 방향에 대하여 후면을 향한 만곡부를 가지며,
    상기 제2 구조체의 상기 감합부는, 신장될 때에 상기 만곡부에 감합되는 반구형인 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
22. 제18항에 있어서, 상기 제2 구조체는, 상기 제2 구조체군이 직선형이 될 때, 인접하여 설치되는 상기 제2 구조체가 접촉하는 부분의 대응하는 위치에, 어느 한쪽에는 오목부가, 다른 한쪽의 상기 제2 구조체에는 상기 오목부에 끼워지는 탄력성 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
23. 복수의 제1 구조체가 연결되어 이루어진 제1 구조체군 및 복수의 제2 구조체가 연결되어 이루어진 제2 구조체군을 가지며,
    상기 제1 구조체 각각은, 상기 제2 구조체를 고정하는 로크부를 가지며,
    신장시킬 때, 상기 로크부에 의해 상기 제2 구조체를 상기 제1 구조체에 고정하는 것을 특징으로 하는 로봇 아암.
24. 굴곡 가능하게 연결된 평판형상을 갖는 복수의 제1 구조체로 이루어진 제1 구조체군과,
    굴곡 가능하게 연결된 홈형상을 갖는 복수의 제2 구조체로 이루어진 제2 구조체군, 그리고
    상기 구조체군과 상기 제2 구조체군의 접합 상태를 유지하기 위한 로크 구조로서, 상기 로크 구조는 상기 제1 구조체 각각에 설치된 로크부와, 상기 제2 구조체 각각의 전후에 설치된 한쌍의 로크부 받침부를 갖는 것인 로크 구조
    를 구비하고,
    상기 복수의 제1 구조체 중 선단의 제1 구조체는 상기 복수의 제2 구조체 중 선단의 상기 제2 구조체와 접속되고, 상기 제1 구조체군과 상기 제2 구조체군의 접합 상태가 유지되는 것에 의해 각각의 굴곡이 구속되어 미리 정해진 강성을 갖춘 기둥형상체로서의 아암부가 구성되고, 상기 제1 구조체군과 상기 제2 구조체군의 분리에 의해 기둥형상체가 해제되어 상기 제1, 제2 구조체군 각각이 굴곡 상태로 회복되고,
    상기 제1, 제2 구조체군이 신장될 때에 상기 제1 구조체의 로크부는 인접한 상기 제2 구조체의 한쌍의 로크부 받침부에 끼워져 상기 제1, 상기 제2 구조체군과의 접합 상태가 유지되고, 상기 제1, 제2 구조체군이 수축될 때에 상기 제1 구조체의 로크부는 인접한 상기 제2 구조체의 한쌍의 로크부 받침부로부터 이탈되어 상기 제1, 상기 제2 구조체군의 접합 상태가 해제되어 상기 제1, 상기 제2 구조체군 각각은 굴곡 가능한 상태로 복귀되는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.
25. 제24항에 있어서, 상기 로크부와 상기 로크 받침부 중 한쪽은 로크핀을 가지며, 상기 로크부와 상기 로크 받침부 중 다른 한쪽은 로크핀 홀을 가지며, 상기 로크핀 홀에 상기 로크핀이 삽입되는 것에 의해 상기 제1, 상기 제2 구조체군과의 접합 상태가 유지되고, 상기 로크핀 홀로부터 상기 로크핀이 빠지는 것에 의해 상기 제1, 상기 제2 구조체군 각각은 굴곡 가능한 상태로 복귀되는 것을 특징으로 하는 신축 아암 기구.

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