WO2018097251A1 - ロボットの関節構造体 - Google Patents

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WO2018097251A1
WO2018097251A1 PCT/JP2017/042236 JP2017042236W WO2018097251A1 WO 2018097251 A1 WO2018097251 A1 WO 2018097251A1 JP 2017042236 W JP2017042236 W JP 2017042236W WO 2018097251 A1 WO2018097251 A1 WO 2018097251A1
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WO
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link
joint structure
linear actuator
robot
rotating member
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PCT/JP2017/042236
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English (en)
French (fr)
Inventor
掃部　雅幸
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0258—Two-dimensional joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/123—Linear actuators

Definitions

  • the present invention relates to a joint structure of a robot.
  • a joint structure of a robot that rotates the second member relative to the first member around two axes perpendicular to each other is known (for example, see Patent Document 1). Further, a waist yaw axis drive device is known in which the upper half of the torso of the humanoid robot is rotated to the left and right relative to the lower half of the torso (see, for example, Patent Document 2).
  • the present inventor has conceived a joint structure of a robot having a new structure different from the joint structure of the robot disclosed in Patent Document 1 and the like.
  • An object of this invention is to provide the joint structure of a robot provided with a novel structure.
  • the joint structure of the robot according to the present invention includes a first link and a second link that are rotatably connected via a joint portion, and a straight line relative to the main body and the main body in the axial direction.
  • a first linear motion actuator and a second linear motion actuator having a moving shaft member, wherein the joint portion is arranged such that its axis is oriented in a first direction and connected to the first link
  • the first rotating member is arranged so that its axis is oriented in a second direction that is perpendicular to the first direction and is engaged with the first rotating member.
  • the first linear actuator has a base end connected to the second link and a tip connected to one of the second rotating members. It is connected and the second pivoting member is swung by the linear movement of the shaft portion.
  • the second linear motion actuator has a base end connected to the second link, a tip connected to the other second rotating member, and the shaft portion linearly moves.
  • the second rotating member is configured to swing
  • the first rotating member is configured to swing relatively when the second rotating member swings. Has been.
  • connection direction of the first link and the second link (the direction in which the first link and the second link are arranged) and the axial direction of the shaft member of the first linear actuator and the second linear actuator substantially coincide. Therefore, the length in the direction perpendicular to the arrangement direction of the first linear actuator and the second linear actuator (specifically, the thickness direction of the robot) can be reduced. For this reason, it is possible to reduce the size of the robot.
  • the robot joint structure according to the present invention can reduce the size of the robot.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the joint structure of the robot according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the joint structure of the robot according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the joint structure of the robot according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of the joint structure of the robot shown in FIG.
  • FIG. 5 is a left side view of the joint structure of the robot shown in FIG.
  • FIG. 6 is a left side view of the joint structure of the robot shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • FIG. 8 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the control device in the joint structure of the robot shown in FIG.
  • FIG. 9 is a rear view showing a schematic configuration of the joint structure of the robot according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a left side view of the joint structure of the robot shown in FIG. 11 is a cross-sectional view of the joint structure of the robot shown in FIG. 10 taken along the line BB.
  • the joint structure of the robot according to the first embodiment has a first link and a second link, which are rotatably connected via a joint portion, and are relative to the main body and the main body in the axial direction.
  • a first linear actuator and a second linear actuator wherein the joint portion is disposed such that its axis is oriented in the first direction and connected to the first link.
  • the first rotating member is arranged so that its axis is oriented in the second direction which is perpendicular to the first direction and is engaged with the first rotating member.
  • the first linear actuator has a base end portion connected to the second link, a tip end portion connected to one second rotation member, and a shaft portion.
  • the rotor has a base end connected to the second link, a tip connected to the other second rotating member, and the shaft portion linearly moves to swing the second rotating member.
  • the first rotating member is configured to swing relatively when the second rotating member swings.
  • one of the first linear actuator and the second linear actuator is extended and the other linear actuator is retracted.
  • the first link may be configured to swing relative to the second link around the first direction.
  • the linear actuators of both the first linear actuator and the second linear actuator are extended, or both linear actuators are retracted.
  • the second link may be configured to swing relative to the first link about the second direction.
  • the first rotating member and the second rotating member may be constituted by bevel gears.
  • the first rotating member and the second rotating member may have the same number of teeth.
  • the number of teeth of the first rotating member may be larger than the number of teeth of the second rotating member.
  • the number of teeth of the second rotating member may be larger than the number of teeth of the first rotating member.
  • the first linear motion actuator is connected to the second link so that the base end portion is rotatable around the second direction, and the tip end portion is the second link.
  • the second linear motion actuator is connected to the second link so as to be rotatable around the second direction, and the distal end is connected to the second link. You may be connected to the other 2nd rotation member so that rotation in the 2nd direction is possible.
  • FIG. 1 to 3 are perspective views showing a schematic configuration of the joint structure of the robot according to the first embodiment.
  • FIG. 1 shows a state in which the second link is upright
  • FIG. 2 shows the second link.
  • FIG. 3 shows a state in which the second link swings around the first direction (right direction).
  • FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of the joint structure of the robot shown in FIG. 5 and 6 are left side views of the joint structure of the robot shown in FIG. 1, FIG. 5 shows a state where the second link is upright, and FIG. 6 shows that the second link rotates in the second direction ( The state of swinging forward is shown.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • the vertical direction, the front-rear direction, and the left-right direction in the joint structure of the robot are represented as the vertical direction, the front-rear direction, and the left-right direction in the drawings.
  • the vertical direction and the horizontal direction in the joint structure of the robot are represented as the vertical direction and the horizontal direction in the figure.
  • 5 and 6 the vertical direction and the front-rear direction in the joint structure of the robot are represented as the vertical direction and the front-rear direction in the drawings.
  • the vertical direction and the horizontal direction in the joint structure of the robot are represented as the vertical direction and the horizontal direction in the drawing.
  • the joint structure 100 of the robot according to the first embodiment includes a first link 10, a second link 20, a first linear actuator 30A, a second linear actuator 30B, and a joint portion. 40, and the control apparatus 101,
  • the 1st link 10 and the 2nd link 20 are connected via the joint part 40 so that rotation is possible.
  • the second link 20 moves relative to the first link 10 by the first linear actuator 30A and the second linear actuator 30B moving forward and backward. It is configured to swing relatively.
  • the first link 10 constitutes the lower body part of the robot body, and the second link 20 constitutes the upper body part of the robot body.
  • the form which the part 40 comprises the hip joint of a robot may be sufficient.
  • the first link 10 constitutes a robot hand portion
  • the second link 20 constitutes a robot forearm portion
  • the joint portion 40 constitutes a wrist joint. May be.
  • the joint structure 100 has a form in which, for example, the first link 10 constitutes a leg portion of the robot, the second link 20 constitutes a lower leg portion of the robot, and the joint portion 40 constitutes an ankle joint. May be.
  • control device 101 may be disposed on the first link 10 or the second link 20, and the third housing 33 ⁇ / b> A or the second linear motion of the first linear motion actuator 30 ⁇ / b> A described later. You may arrange
  • the first link 10 is formed in a box shape, and is connected to the joint portion 40 via a protrusion 10a provided on the upper end surface. More specifically, the protruding portion 10a of the first link 10 is fixed to the lower end portion of the first rotating member 41 of the joint portion 40 with a screw 51 (see FIG. 7). As a result, the first link 10 can rotate around the first shaft portion 11 relative to the second link 20 as the first rotating member 41 rotates.
  • the first shaft portion 11 is disposed such that its axis 1A is oriented in the first direction (here, the vertical direction).
  • the second link 20 is connected to the joint portion 40 so as to be rotatable around the second shaft portion 12 via a pair of second rotating members 42A and 42B (see FIG. 7).
  • the second link 20 includes a box-shaped first member 21, a pair of second members 22 ⁇ / b> A and 22 ⁇ / b> B, and a third member 23.
  • the second members 22 ⁇ / b> A and 22 ⁇ / b> B are arranged so as to extend downward from the lower end surface of the first member 21 and sandwich the joint portion 40.
  • the through-hole is provided in the lower end part of 2nd member 22A, 22B, respectively.
  • the third member 23 is disposed so as to bridge the second members 22A and 22B, and is fixed to the second members 22A and 22B by screws 24.
  • first linear actuator 30A is connected to the right side surface of the first member 21 of the second link 20 so as to be rotatable around the first shaft member 61A.
  • second linear actuator 30B is connected to the left side surface of the first member 21 of the second link 20 so as to be rotatable around the first shaft member 61B.
  • the first shaft members 61A and 61B are arranged such that their respective axis centers are directed in a second direction (here, the left-right direction) that is a direction perpendicular to the first direction.
  • the distal end portion of the first linear actuator 30A is connected to the second rotating member 42A of the joint portion 40 via the first connecting member 51A.
  • the tip of the first linear actuator 30A is connected to the tip of the first connecting member 51A so as to be rotatable around the second shaft member 62A.
  • the proximal end portion of the first connecting member 51A is fixed to the outer peripheral surface of the second rotating member 42A by an appropriate means.
  • tip part of 30 A of 1st linear motion actuators is connected with 42 A of 2nd rotation members, and when the axial part of the 1st linear motion actuator 30A carries out a linear motion (advance movement), 42 A of 2nd rotation members Swings.
  • a pin-shaped first locking member 55A and a pin-shaped second locking member 56A are provided at appropriate positions at the lower end of the second member 22A of the second link 20 (see FIGS. 2 and 3). ).
  • the first locking member 55A and the second locking member 56A define the swing range of the first connecting member 51A.
  • the tip end portion of the second linear actuator 30B is connected to the second rotating member 42B of the joint portion 40 via the first connecting member 51B.
  • the tip of the second linear actuator 30B is connected to the tip of the first connecting member 51B so as to be rotatable around the second shaft member 62B.
  • the base end portion of the first connecting member 51B is fixed to the outer peripheral surface of the second rotating member 42B by an appropriate means.
  • tip part of the 2nd linear motion actuator 30B is connected with the 2nd rotation member 42B, and when the axial part of the 2nd linear motion actuator 30B carries out a linear motion (advance movement), the 2nd rotation member 42B. Swings.
  • a pin-shaped first locking member 55B and a pin-shaped second locking member 56B are provided at appropriate positions at the lower end of the second member 22B of the second link 20.
  • the first locking member 55B and the second locking member 56B define the swing range of the first connection member 51B.
  • the joint portion 40 includes the shaft member 1, the first rotation member 41, the second rotation members 42 ⁇ / b> A and 42 ⁇ / b> B, a cover member 43 that covers them, and a plate member 44, and the cover member 43. Is fixed to the plate member 44 by screws 45.
  • the joint portion 40 swings the second link 20 relative to the first link 10 in the second direction, and moves the first link 10 relative to the second link 20 relative to the first link 10. It is configured to swing around the direction.
  • the shaft member 1 is formed in a substantially cross shape, and a recess is formed in a substantially U shape at the top thereof. Further, as described above, the shaft member 1 includes the first shaft portion 11 disposed so that the shaft center 1A faces in the first direction and the first shaft portion 11 disposed so that the shaft center 2 faces in the second direction. A biaxial portion 12.
  • the second shaft portion 12 disposed on the left side is referred to as a second shaft portion 12A
  • the second shaft portion 12 disposed on the right side is referred to as a second shaft portion 12B.
  • the first rotating member 41 is inserted into the first shaft portion 11 via the bearing member 3.
  • the first rotating member 41 is constituted by a bevel gear, and the bearing member 4 is fitted into the base end portion (lower end portion; the back side of the teeth) of the first rotating member 41.
  • the first shaft portion 11 (shaft member 1) and the first rotation member 41 are placed on the plate member 44 via the bearing member 4.
  • the bearing member 3 is placed on the upper end surface of the protrusion 10 a of the first link 10.
  • the bearing member 3 may be a ball bearing, for example, and the bearing member 4 may be a ball bearing, for example.
  • the second rotating member 42A is fitted into the second shaft portion 12A via the bearing member 5A.
  • 42 A of 2nd rotation members are comprised by the bevel gear wheel, and the bearing member 6A is inserted by the base end part (right end part; tooth back side) of 42 A of 2nd rotation members.
  • a lid member 7A is disposed on the right peripheral surface of the bearing member 6A, and the lid member 7A is fixed to the second member 22A by a screw 8A.
  • the bearing member 5A may be a ball bearing, for example.
  • the bearing member 6A may be a ball bearing, for example.
  • the base end portion of the second rotating member 42A is inserted through a through hole provided in the lower end portion of the second member 22A.
  • 6 A of bearing members are arrange
  • the bearing member 6A is disposed so that the proximal end portion of the second rotating member 42A is fitted therein.
  • the lid member 7A is disposed so as to straddle the right peripheral surface of the bearing member 6A and the right side surface of the second member 22A, and is fixed to the second member 22A by screws 8A.
  • a second rotating member 42B is inserted into the second shaft portion 12B via a bearing member 5B.
  • the 2nd rotation member 42B is comprised by the bevel gear, and the bearing member 6B is inserted by the base end part (left end part; tooth back side) of the 2nd rotation member 42B.
  • a lid member 7B is disposed on the left peripheral surface of the bearing member 6B, and the lid member 7B is fixed to the second member 22B with screws 8B.
  • the bearing member 5B may be a ball bearing, for example.
  • the bearing member 6B may be a ball bearing, for example.
  • the base end portion of the second rotating member 42B is inserted through a through hole provided in the lower end portion of the second member 22B.
  • the bearing member 6B is disposed in the through hole of the second member 22B so that the outer peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the bearing member 6B are fitted. Moreover, it arrange
  • the lid member 7B is disposed so as to straddle the left peripheral surface of the bearing member 6B and the left side surface of the second member 22B, and is fixed to the second member 22B by screws 8B.
  • the first rotating member 41 and the second rotating member 42A are arranged so as to mesh (engage) with each other.
  • the first rotating member 41 and the second rotating member 42B are: It arrange
  • the 1st rotation member 41 and 2nd rotation member 42A, 42B may be comprised so that the number of teeth may become the same. Further, in the first rotating member 41 and the second rotating members 42A and 42B, the number of teeth of the first rotating member 41 is larger than the number of teeth of the second rotating members 42A and 42B. It may be configured as follows. Further, in the first rotating member 41 and the second rotating members 42A and 42B, the number of teeth of the second rotating members 42A and 42B is larger than the number of teeth of the first rotating member 41. It may be configured as follows.
  • first rotating member 41 and the second rotating members 42A and 42B are configured with bevel gears.
  • the first rotating member 41 and the second rotating member 42A may be configured so that the first rotating member 41 swings when the second rotating members 42A and 42B swing.
  • 42B may be configured by a friction transmission mechanism that swings due to friction.
  • first rotation member 41 and the second rotation members 42A and 42B are formed in a truncated cone shape, and the peripheral surface of the first rotation member 41 and the second rotation member.
  • the peripheral surfaces of 42A and 42B are in contact with each other, and the first rotating member 41 is configured to swing by friction through the peripheral surface by the swinging of the second rotating members 42A and 42B. Also good.
  • the first linear actuator 30A includes a first housing (main body) 31A, a second housing 32A, a third housing, and a drive motor (not shown) housed in the third housing.
  • the nut member is configured to advance and retract by the rotation of the screw shaft.
  • the second linear actuator 30B includes a first casing 31B, a second casing 32B, a third casing 33B, and a drive motor (not shown) housed in the third casing 33B.
  • a rotation transmission mechanism 34B, and a ball screw mechanism having a screw shaft (shaft member) 35B and a nut member 36B, and the rotation of the drive motor via the rotation transmission mechanism 34B.
  • the nut member 36B is configured to move forward and backward by rotation of the screw shaft 35B.
  • the structure of the second linear actuator 30B will be described in detail with reference to FIG. Since the first linear actuator 30A is configured in the same manner as the second linear actuator 30B, detailed description thereof is omitted.
  • the first housing 31B to the third housing 33B are formed in a rectangular parallelepiped shape in the first embodiment.
  • the first casing 31B and the third casing 33B are arranged side by side so that their extending directions are parallel.
  • the second housing 32B is disposed such that the outer peripheral surface thereof slides with the inner peripheral surface of the first housing 31B.
  • the fixing members 37B to 39B are fixed to the upper end portion of the inner peripheral surface of the first casing 31B.
  • Each of the fixing members 37B to 39B is provided with a through hole having the same axial center, and the base end portion of the screw shaft 35B is fitted into the through hole. Thereby, the screw shaft 35B is fixed to the first housing 31B so as to be rotatable.
  • a screw groove is provided on the outer surface of the tip of the screw shaft 35B (not shown).
  • a nut member 36B is disposed so as to be screwed into the thread groove. Since the nut member 36B is configured in the same manner as a nut member of a known ball screw mechanism, a detailed description thereof is omitted.
  • the base end portion of the second housing 32B is fixed to the nut member 36B.
  • the base end of the second housing 32B is opened, and the distal end portion of the screw shaft 35B is inserted.
  • casing 32B is closed, and the through-hole extended in the left-right direction is provided.
  • the second shaft member 62B is fitted into the through hole.
  • a through hole is provided in the upper end surface of the third housing 33B, and an output shaft of a drive motor (not shown) is inserted through the through hole.
  • the drive motor may be a servo motor that is servo-controlled by the control device 101, for example.
  • the third housing 33B is provided with a rotation sensor (not shown) that detects the rotational position of the drive motor and a current sensor (not shown) that detects a current that controls the rotation of the drive motor. ing.
  • the rotation sensor may be an encoder, for example. Note that power is supplied to the drive motor (electric motor) by wiring connected to a battery arranged in the robot, an outlet (not shown) arranged in the house, and the like.
  • the rotation transmission mechanism 34B may take any form as long as the rotation of the drive motor can be transmitted to the screw shaft 35B.
  • a pulley is attached to each of the base end portion of the screw shaft 35B and the output shaft of the drive motor, and a belt is wound around the pulley, thereby rotating the drive motor around the screw shaft 35B.
  • a form of transmission may be adopted.
  • a gear is attached to each of the base end portion of the screw shaft 35B and the output shaft of the drive motor, and the gears are engaged with each other, thereby rotating the drive motor. You may employ
  • FIG. 8 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the control device in the joint structure of the robot shown in FIG.
  • the control device 101 includes a calculation unit 101a such as a CPU, a storage unit 101b such as a ROM and a RAM, and a servo control unit 101c.
  • the control device 101 is a robot controller including a computer such as a microcontroller.
  • the control device 101 may be configured by a single control device 101 that performs centralized control, or may be configured by a plurality of control devices 101 that perform distributed control in cooperation with each other.
  • the storage unit 101b is arranged in the control device 101.
  • the present invention is not limited to this, and the storage unit 101b is provided separately from the control device 101. You may employ
  • the storage unit 101b stores information such as basic programs and various fixed data.
  • the calculation unit 101a controls various operations of the robot by reading and executing software such as a basic program stored in the storage unit 101b. That is, the calculation unit 101a generates a robot control command and outputs it to the servo control unit 101c.
  • the servo control unit 101c is configured to control the drive of the servo motor provided in each joint based on the control command generated by the calculation unit 101a.
  • the calculation unit 101a of the control device 101 drives the drive motor of the first linear motion actuator 30A so that the nut member of the first linear motion actuator 30A moves toward the tip end side of the screw shaft, and the second linear motion It is assumed that the drive motor of the second linear actuator 30B is driven so that the nut member 36B of the actuator 30B moves to the tip end side of the screw shaft 35B.
  • the second housing 32A of the first linear actuator 30A moves toward the first housing 31A, and the first linear actuator 30A is degenerated.
  • the second housing 32B of the second linear actuator 30B moves toward the first housing 31B, and the second linear actuator 30B is retracted.
  • the distance between the first shaft member 61A and the second shaft member 62A and the distance between the first shaft member 61B and the second shaft member 62B are reduced, and the second link 20 is compared with the first link 10.
  • the second link 20 swings forward around the second shaft portion 12 of the shaft member 1 and the second link 20 is inclined as shown in FIG.
  • the control device 101 moves the nut member of the first linear actuator 30A to the proximal end side of the screw shaft.
  • the second casing 32A of the first linear actuator 30A moves away from the first casing 31A, and the first linear actuator 30A extends.
  • the second housing 32B of the second linear actuator 30B moves away from the first housing 31B, and the second linear actuator 30B extends.
  • the distance between the first shaft member 61A and the second shaft member 62A and the distance between the first shaft member 61B and the second shaft member 62B are increased, and the second link 20 is compared with the first link 10. Then, the second link 20 swings rearward around the second shaft portion 12 of the shaft member 1, and the second link 20 is brought into an upright state as shown in FIG.
  • the control device 101 determines that one of the first linear actuator 30A and the second linear actuator 30B is The drive motor was driven so that the nut member moved to the proximal end side of the screw shaft, and the other linear actuator actuated the drive motor so that the nut member moved to the distal end side of the screw shaft.
  • the lengths of the two linear actuators are different. That is, the distance between the first shaft member 61A and the second shaft member 62A is different from the distance between the first shaft member 61B and the second shaft member 62B.
  • the distance between the first shaft member 61B and the second shaft member 62B is larger than the distance between the first shaft member 61A and the second shaft member 62A.
  • the first connecting member 51A and the first connecting member 51B swing in different directions.
  • the first connection member 51A swings so that the distal end portion faces upward with the base end portion as the axis
  • the first connection member 51B has the base end portion as the axis. And swings so that the tip is directed downward.
  • the second rotating member 42A and the second rotating member 42B also swing in different directions. Specifically, for example, as shown in FIG. 3, the second rotating member 42 ⁇ / b> A swings from the lower side to the upper side, and the second rotating member 42 ⁇ / b> B moves from the upper side to the lower side. Swing.
  • the first rotating member 41 swings around the first shaft portion 11 of the shaft member 1 by the swinging of the second rotating member 42A and the second rotating member 42B. Accordingly, the first link 10 swings around the first shaft portion 11 as the first rotating member 41 swings. Specifically, for example, as shown in FIG. 3, the first link 10 swings counterclockwise around the first shaft portion 11 when viewed from above.
  • both the first linear actuator 30A and the second linear actuator 30B extend or retract, so that the second link 20 is Although the form which rock
  • the first linear motion actuator 30A swings the second rotating member 42A as the screw shaft moves linearly (extends and contracts).
  • the second linear motion actuator 30B is configured to swing the second rotating member 42B when the screw shaft 35B moves linearly (expands and contracts).
  • the 1st rotation member 41 is comprised so that it may rock
  • first link 10 connected to the first rotation member 41 can swing relative to the second link 20 around the first direction (first shaft portion 11).
  • the second link 20 can swing relative to the first link 10 around the second direction (second shaft portion 12).
  • connection direction of the first link 10 and the second link 20 (the direction in which the first link 10 and the second link 20 are arranged; the vertical direction) and the first The first linear actuator 30A and the second linear actuator 30B are arranged so that the axial directions of the shaft members of the first linear actuator 30A substantially coincide with each other.
  • the length in a direction perpendicular to the arrangement direction of the first linear motion actuator 30A and the second linear motion actuator 30B (specifically, the thickness direction of the robot; the front-rear direction) can be reduced. For this reason, it is possible to reduce the size of the robot.
  • the first rotation member 41 has the first number of teeth so that the number of teeth of the second rotation members 42A and 42B is larger.
  • the rotating member 41 and the second rotating members 42 ⁇ / b> A and 42 ⁇ / b> B are configured, the speed of the swinging operation of the first link 10 can be increased with respect to the second link 20.
  • the first rotating member 42A, 42B has a number of teeth that is greater than the number of teeth of the first rotating member 41.
  • the first link that swings corresponding to the expansion / contraction operation of the first linear actuator 30A and the second linear actuator 30B.
  • the swing width of 10 can be reduced.
  • the first linear motion actuator 30A has a base end connected to the second link 20 so as to be rotatable around the first shaft member 61A.
  • the distal end portion is connected to the second rotating member 42A via the first connecting member 51A so as to be rotatable around the second shaft member 62A.
  • the second linear motion actuator 30B has a base end portion connected to the second link 20 so as to be rotatable around the first shaft member 61B, and a tip end portion thereof rotated around the second shaft member 62B. It is freely connected to the second rotating member 42B via the first connecting member 51B.
  • the first linear actuator 30A and the second linear actuator 30B move forward and backward, the first link 10 swings relative to the second link 20 in the first direction or the second direction. Can move.
  • the first link 10 is moved by the forward / backward movement of the first linear actuator 30A and the second linear actuator 30B connected by one axis (degree of freedom 1). However, it can swing about two axes (two degrees of freedom) relative to the second link 20.
  • the first link 10 can swing about the two axes relative to the second link 20 with a simple configuration. .
  • the joint structure of the robot according to the second embodiment further includes a connection member in which the wiring connector is arranged in the joint structure of the robot according to the first embodiment.
  • the main surface has a pair of plate members arranged so as to face each other, and the first linear actuator and / or the second linear actuator has a plug provided at the tip of the wiring.
  • An electric motor connected to the plug-in connector for use is provided, and the connecting member is disposed so that the plug is positioned between the main surfaces of the pair of plate members.
  • connection member may be disposed so as to straddle the pair of plate members.
  • FIG. 9 is a rear view showing a schematic configuration of the joint structure of the robot according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a left side view of the joint structure of the robot shown in FIG. 11 is a cross-sectional view of the joint structure of the robot shown in FIG. 10 taken along line BB.
  • the joint structure 100 of the robot according to the second embodiment has the same basic configuration as the joint structure 100 of the robot according to the first embodiment. The difference is that it further includes a connecting member 70 on which the plug-in connectors 71A to 71D are arranged.
  • connection member 70 is disposed so as to be positioned between the main surfaces of the first member 21 across the pair of plate members 21A and 21B. More specifically, the connection member 70 is formed in a substantially U shape, and includes a pair of leg portions 70A and 70B and a bottom portion 70C. Flange 700A, 700B is formed in the front-end
  • the outlets 71A and 71B are disposed on the rear surface of the bottom 70C of the connecting member 70, and the outlets 71C and 71D are disposed on the front surface of the bottom 70C.
  • a plug 302A is connected to the outlet 71A, and the plug 302A is connected to a drive motor (electric motor) 300A via a cable 301A.
  • a plug 302B is connected to the outlet 71B, and the plug 302B is connected to a drive motor (electric motor) 300B via a cable 301B.
  • the plug 302C is connected to the outlet 71C, and the cable 301C is connected to the plug 302C.
  • a plug 302D is connected to the outlet 71D, and a cable 301D is connected to the plug 302D.
  • the cable 301C and the cable 301D are, for example, a battery disposed inside the robot, an electric motor other than the drive motors 300A and 300B, or an outlet (both not shown) disposed in the house. It may be connected.
  • the cable 301C and the cable 301D may be connected to the control device 101, for example.
  • the robot joint structure 100 according to the second embodiment configured as described above has the same effects as the robot joint structure 100 according to the first embodiment.
  • connection member 70 is arranged so as to straddle the pair of plate members 21A and 21B of the first member 21 and be positioned between the main surfaces. It is installed. Accordingly, the plugs 302A to 302D can be positioned between the plate members 21A and 21B. For this reason, the outlets 71A to 71D are disposed on the outer surfaces (entire surface or rear surface) of the plate members 21A and 21B, and the plugs 302A to 302D are reduced in size as compared with the robot positioned outward. be able to.
  • connection member 70 is disposed on the first member 21 of the second link 20.
  • the present invention is not limited to this.
  • a configuration in which the connection member 70 is disposed between the main surfaces of the second members 22A and 22B of the second link 20 may be employed.
  • the robot joint structure of the present invention is useful in the field of industrial robots because the robot can be miniaturized.

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Abstract

本発明のロボットの関節構造体は、関節部（４０）を介して、回動自在に連結されている、第１リンク（１０）及び第２リンク（２０）を備え、関節部（４０）は、第１方向にその軸心が向くように配置され、第１リンク（１０）と接続されている第１回動部材（４１）と、第２方向にその軸心が向くように配置されている、一対の第２回動部材（４２Ａ）、（４２Ｂ）と、を有し、第１直動アクチュエータ（３０Ａ）は、その基端部が第２リンク（２０）に接続され、その先端部が第２回動部材（４２Ａ）に接続され、第２直動アクチュエータ（３０Ｂ）は、その基端部が第２リンク（２０）に接続され、その先端部が第２回動部材（４２Ｂ）に接続され、第１回動部材（４１）は、第２回動部材（４２Ａ）、（４２Ｂ）が揺動することにより、相対的に揺動するように構成されている。

Description

ロボットの関節構造体
　本発明は、ロボットの関節構造体に関する。
　第１部材に対して第２部材を直角な二軸の回りに相対的に回転させるロボットの関節構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、人型ロボットの胴体の下半部に対しその胴体の上半部を相対的に左右に回動させる腰ヨー軸駆動装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許５８７２８４６号 特開２００５－１６１４３６号公報
　本発明者は、上記特許文献１等に開示されているロボットの関節構造とは異なる、新たな構造のロボットの関節構造を想到した。本発明は、新規な構造を備えるロボットの関節構造体を提供することを目的とする。
　本発明に係るロボットの関節構造体は、関節部を介して、回動自在に連結されている、第１リンク及び第２リンクと、本体と前記本体に対して軸心方向に相対的に直線運動する軸部材と、を有する、第１直動アクチュエータ及び第２直動アクチュエータと、を備え、前記関節部は、第１方向にその軸心が向くように配置され、前記第１リンクと接続されている第１回動部材と、前記第１方向に対して垂直な方向である第２方向にその軸心が向くように、かつ、前記第１回動部材と係合するように配置されている、一対の第２回動部材と、を有し、前記第１直動アクチュエータは、その基端部が前記第２リンクに接続され、その先端部が一方の前記第２回動部材に接続され、前記軸部が直線運動することにより、前記第２回動部材を揺動するように構成されていて、前記第２直動アクチュエータは、その基端部が前記第２リンクに接続され、その先端部が他方の前記第２回動部材に接続され、前記軸部が直線運動することにより、前記第２回動部材を揺動するように構成されていて、前記第１回動部材は、前記第２回動部材が揺動することにより、相対的に揺動するように構成されている。
　これにより、第１リンクと第２リンクの接続方向（第１リンクと第２リンクが配置される方向）と第１直動アクチュエータ及び第２直動アクチュエータの軸部材の軸心方向とが略一致させることができるため、第１直動アクチュエータと第２直動アクチュエータの並び方向に対して、垂直な方向（具体的には、ロボットの厚み方向）の長さを小さくすることができる。このため、ロボットの小型化を図ることができる。
　本発明のロボットの関節構造体によれば、ロボットの小型化を図ることができる。
図１は、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す斜視図である。 図２は、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す斜視図である。 図３は、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す斜視図である。 図４は、図１に示すロボットの関節構造体の概略構成を示す正面図である。 図５は、図１に示すロボットの関節構造体の左側面図である。 図６は、図１に示すロボットの関節構造体の左側面図である。 図７は、図５に示すＡ－Ａ線断面図である。 図８は、図１に示すロボットの関節構造体における制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図９は、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す背面図である。 図１０は、図９に示すロボットの関節構造体の左側面図である。 図１１は、図１０に示すロボットの関節構造体をＢ－Ｂ線断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
　（実施の形態１）
　本実施の形態１に係るロボットの関節構造体は、関節部を介して、回動自在に連結されている、第１リンク及び第２リンクと、本体と本体に対して軸心方向に相対的に直線運動する軸部材と、を有する、第１直動アクチュエータ及び第２直動アクチュエータと、を備え、関節部は、第１方向にその軸心が向くように配置され、第１リンクと接続されている第１回動部材と、第１方向に対して垂直な方向である第２方向にその軸心が向くように、かつ、第１回動部材と係合するように配置されている、一対の第２回動部材と、を有し、第１直動アクチュエータは、その基端部が第２リンクに接続され、その先端部が一方の第２回動部材に接続され、軸部が直線運動することにより、第２回動部材を揺動するように構成されていて、第２直動アクチュエータは、その基端部が第２リンクに接続され、その先端部が他方の第２回動部材に接続され、軸部が直線運動することにより、第２回動部材を揺動するように構成されていて、第１回動部材は、第２回動部材が揺動することにより、相対的に揺動するように構成されている。
　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第１直動アクチュエータ及び第２直動アクチュエータのうち、一方の直動アクチュエータが伸長運動し、他方の直動アクチュエータが退縮運動することにより、第１リンクが第２リンクに対して、相対的に第１方向回りに揺動するように構成されていてもよい。
　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第１直動アクチュエータ及び第２直動アクチュエータの双方の直動アクチュエータが伸長運動する、又は双方の直動アクチュエータが退縮運動することにより、第２リンクが第１リンクに対して、相対的に第２方向回りに揺動するように構成されていてもよい。
　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第１回動部材及び第２回動部材が、かさ歯車で構成されていてもよい。
　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第１回動部材と第２回動部材の歯数が同じであってもよい。
　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第１回動部材の歯数の方が、第２回動部材の歯数よりも多くてもよい。
　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第２回動部材の歯数の方が、第１回動部材の歯数よりも多くてもよい。
　さらに、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第１直動アクチュエータは、その基端部が第２方向回りに回動自在に第２リンクに接続され、その先端部が第２方向回りに回動自在に一方の第２回動部材に接続され、第２直動アクチュエータは、その基端部が第２方向回りに回動自在に第２リンクに接続され、その先端部が第２方向回りに回動自在に他方の第２回動部材に接続されていてもよい。
　以下、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の一例について、図１～図８を参照しながら説明する。
　［ロボットの構成］
　図１～図３は、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す斜視図であり、図１は、第２リンクが直立した状態を示し、図２は、第２リンクが第２方向回り（前方）に揺動した状態を示し、図３は、第２リンクが第１方向回り（右方向）に搖動した状態を示す。
　図４は、図１に示すロボットの関節構造体の概略構成を示す正面図である。図５及び図６は、図１に示すロボットの関節構造体の左側面図であり、図５は、第２リンクが直立した状態を示し、図６は、第２リンクが第２方向回り（前方）に揺動した状態を示す。図７は、図５に示すＡ－Ａ線断面図である。
　なお、図１～図３においては、ロボットの関節構造体における上下方向、前後方向、及び左右方向を図における上下方向、前後方向、及び左右方向として表している。図４においては、ロボットの関節構造体における上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。また、図５及び図６においては、ロボットの関節構造体における上下方向及び前後方向を図における上下方向及び前後方向として表している。さらに、図７においては、ロボットの関節構造体における上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。
　図１～図７示すように、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００は、第１リンク１０、第２リンク２０、第１直動アクチュエータ３０Ａ、第２直動アクチュエータ３０Ｂ、関節部４０、及び制御装置１０１を備えていて、第１リンク１０と第２リンク２０は、関節部４０を介して、回動自在に連結されている。そして、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第１直動アクチュエータ３０Ａ及び第２直動アクチュエータ３０Ｂが進退動作をすることで、第２リンク２０が第１リンク１０に対して、相対的に揺動するように構成されている。
　なお、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００は、例えば、第１リンク１０がロボットの胴体の下半身部分を構成し、第２リンク２０がロボットの胴体の上半身部分を構成し、関節部４０がロボットの腰関節を構成する形態であってもよい。また、関節構造体１００は、例えば、第１リンク１０がロボットの手の部分を構成し、第２リンク２０がロボットの前腕部分を構成し、関節部４０が手首の関節を構成する形態であってもよい。さらに、関節構造体１００は、例えば、第１リンク１０がロボットの足の部分を構成し、第２リンク２０がロボットの下腿部分を構成し、関節部４０が足首の関節を構成する形態であってもよい。
　また、制御装置１０１は、第１リンク１０に配置されていてもよく、第２リンク２０に配置されていてもよく、後述する第１直動アクチュエータ３０Ａの第３筐体３３Ａ又は第２直動アクチュエータ３０Ｂの第３筐体３３Ｂ内に配置されていてもよい。
　第１リンク１０は、箱状に形成されていて、上端面に設けられている突起部１０ａを介して、関節部４０に連結されている。より詳細には、第１リンク１０の突起部１０ａが、関節部４０の第１回動部材４１の下端部にネジ５１により固定されている（図７参照）。これにより、第１リンク１０は、第１回動部材４１の回動に伴って、第２リンク２０に対して、相対的に第１軸部１１回りに回動することができる。なお、第１軸部１１は、その軸心１Ａが第１方向（ここでは、上下方向）に向くように配置されている。
　第２リンク２０は、一対の第２回動部材４２Ａ、４２Ｂを介して、第２軸部１２回りに回動自在に関節部４０と連結されている（図７参照）。また、第２リンク２０は、箱状の第１部材２１と、一対の第２部材２２Ａ、２２Ｂと、第３部材２３と、を有している。第２部材２２Ａ、２２Ｂは、第１部材２１の下端面から下方に延びるように、かつ、関節部４０を挟み込むように、配置されている。また、第２部材２２Ａ、２２Ｂの下端部には、それぞれ、貫通孔が設けられている。第３部材２３は、第２部材２２Ａ、２２Ｂを架橋するように配置されていて、ネジ２４により、第２部材２２Ａ、２２Ｂに固定されている。
　また、第２リンク２０の第１部材２１の右側面には、第１直動アクチュエータ３０Ａの基端部が、第１軸部材６１Ａ回りに回動自在に接続されている。同様に、第２リンク２０の第１部材２１の左側面には、第２直動アクチュエータ３０Ｂの基端部が、第１軸部材６１Ｂ回りに回動自在に接続されている。なお、第１軸部材６１Ａ、６１Ｂは、それぞれの軸心が、第１方向に対して垂直な方向である第２方向（ここでは、左右方向）に向くように配置されている。
　第１直動アクチュエータ３０Ａの先端部は、第１接続部材５１Ａを介して、関節部４０の第２回動部材４２Ａに接続されている。具体的には、第１直動アクチュエータ３０Ａの先端部は、第２軸部材６２Ａ回りに回動自在に第１接続部材５１Ａの先端部に接続されている。第１接続部材５１Ａの基端部は、適宜な手段により、第２回動部材４２Ａの外周面に固定されている。これにより、第１直動アクチュエータ３０Ａの先端部は、第２回動部材４２Ａと接続され、第１直動アクチュエータ３０Ａの軸部が直線運動（進退運動）することにより、第２回動部材４２Ａが揺動する。
　また、第２リンク２０の第２部材２２Ａの下端部の適所には、ピン状の第１係止部材５５Ａとピン状の第２係止部材５６Ａが設けられている（図２及び図３参照）。第１係止部材５５Ａ及び第２係止部材５６Ａは、第１接続部材５１Ａの揺動範囲を規定するものである。
　同様に、第２直動アクチュエータ３０Ｂの先端部は、第１接続部材５１Ｂを介して、関節部４０の第２回動部材４２Ｂに接続されている。具体的には、第２直動アクチュエータ３０Ｂの先端部は、第２軸部材６２Ｂ回りに回動自在に第１接続部材５１Ｂの先端部に接続されている。第１接続部材５１Ｂの基端部は、適宜な手段により、第２回動部材４２Ｂの外周面に固定されている。これにより、第２直動アクチュエータ３０Ｂの先端部は、第２回動部材４２Ｂと接続され、第２直動アクチュエータ３０Ｂの軸部が直線運動（進退運動）することにより、第２回動部材４２Ｂが揺動する。
　また、第２リンク２０の第２部材２２Ｂの下端部の適所には、ピン状の第１係止部材５５Ｂとピン状の第２係止部材５６Ｂが設けられている。第１係止部材５５Ｂ及び第２係止部材５６Ｂは、第１接続部材５１Ｂの揺動範囲を規定するものである。
　関節部４０は、軸部材１と、第１回動部材４１と、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂと、これらを覆うカバー部材４３と、板部材４４と、を有していて、カバー部材４３は、ネジ４５により、板部材４４に固定されている。また、関節部４０は、第１リンク１０に対して、相対的に第２リンク２０を第２方向回りに揺動し、第２リンク２０に対して、相対的に第１リンク１０を第１方向回りに揺動するように構成されている。
　図７に示すように、軸部材１は、略十字状に形成されていて、その上部には、略Ｕ字状に窪みが形成されている。また、上述したように、軸部材１は、第１方向に軸心１Ａが向くように配置されている第１軸部１１と、第２方向に軸心２が向くように配置されている第２軸部１２と、を有している。なお、以下においては、左側に配置されている第２軸部１２を便宜上、第２軸部１２Ａといい、右側に配置されている第２軸部１２を第２軸部１２Ｂという。
　第１軸部１１には、軸受部材３を介して、第１回動部材４１が嵌挿されている。第１回動部材４１は、かさ歯車で構成されていて、第１回動部材４１の基端部（下端部；歯の裏側）には、軸受部材４が嵌挿されている。そして、第１軸部１１（軸部材１）と第１回動部材４１は、軸受部材４を介して、板部材４４に載置されている。なお、軸受部材３は、第１リンク１０の突起部１０ａの上端面に載置されている。軸受部材３としては、例えば、ボールベアリングであってもよく、軸受部材４としては、例えば、ボールベアリングであってもよい。
　第２軸部１２Ａには、軸受部材５Ａを介して、第２回動部材４２Ａが嵌挿されている。第２回動部材４２Ａは、かさ歯車で構成されていて、第２回動部材４２Ａの基端部（右端部；歯の裏側）には、軸受部材６Ａが嵌挿されている。軸受部材６Ａの右周面には、蓋部材７Ａが配置されていて、蓋部材７Ａは、ネジ８Ａにより、第２部材２２Ａに固定されている。なお、軸受部材５Ａとしては、例えば、ボールベアリングであってもよい。また、軸受部材６Ａとしては、例えば、ボールベアリングであってもよい。
　より詳細には、第２回動部材４２Ａの基端部は、第２部材２２Ａの下端部に設けられている貫通孔を挿通している。第２部材２２Ａの貫通孔には、当該貫通孔の外周面と軸受部材６Ａの外周面とが嵌合するように、軸受部材６Ａが配置されている。また、軸受部材６Ａには、第２回動部材４２Ａの基端部が嵌合するように配置されている。そして、蓋部材７Ａは、軸受部材６Ａの右周面と第２部材２２Ａの右側面とを跨ぐように、配置されていて、ネジ８Ａにより、第２部材２２Ａに固定されている。
　同様に、第２軸部１２Ｂには、軸受部材５Ｂを介して、第２回動部材４２Ｂが嵌挿されている。第２回動部材４２Ｂは、かさ歯車で構成されていて、第２回動部材４２Ｂの基端部（左端部；歯の裏側）には、軸受部材６Ｂが嵌挿されている。軸受部材６Ｂの左周面には、蓋部材７Ｂが配置されていて、蓋部材７Ｂは、ネジ８Ｂにより、第２部材２２Ｂに固定されている。なお、軸受部材５Ｂとしては、例えば、ボールベアリングであってもよい。また、軸受部材６Ｂとしては、例えば、ボールベアリングであってもよい。
　より詳細には、第２回動部材４２Ｂの基端部は、第２部材２２Ｂの下端部に設けられている貫通孔を挿通している。第２部材２２Ｂの貫通孔には、当該貫通孔の外周面と軸受部材６Ｂの外周面とが嵌合するように、軸受部材６Ｂが配置されている。また、軸受部材６Ｂには、第２回動部材４２Ｂの基端部が嵌合するように配置されている。そして、蓋部材７Ｂは、軸受部材６Ｂの左周面と第２部材２２Ｂの左側面とを跨ぐように、配置されていて、ネジ８Ｂにより、第２部材２２Ｂに固定されている。
　そして、第１回動部材４１と第２回動部材４２Ａは、互いに歯合（係合）するように配置されていて、同様に、第１回動部材４１と第２回動部材４２Ｂは、互いに歯合（係合）するように配置されている。
　なお、第１回動部材４１と、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂと、は、その歯数が同じになるように構成されていてもよい。また、第１回動部材４１と、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂと、は、第１回動部材４１の歯数の方が、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂの歯数よりも多くなるように構成されていてもよい。さらに、第１回動部材４１と、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂと、は、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂの歯数の方が、第１回動部材４１の歯数よりも多くなるように構成されていてもよい。
　また、本実施の形態１においては、第１回動部材４１、及び第２回動部材４２Ａ、４２Ｂをかさ歯車で構成する形態を採用したが、これに限定されない。第２回動部材４２Ａ、４２Ｂが揺動することにより、第１回動部材４１が揺動するように構成されていればよく、例えば、第１回動部材４１、及び第２回動部材４２Ａ、４２Ｂが、摩擦により揺動する、摩擦伝達機構で構成されていてもよい。
　具体的には、例えば、第１回動部材４１、及び第２回動部材４２Ａ、４２Ｂが、円錐台状に形成されていて、第１回動部材４１の周面と、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂの周面と、が、接触していて、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂの揺動により、周面通しの摩擦で第１回動部材４１が揺動するように構成されていてもよい。
　また、第１直動アクチュエータ３０Ａは、第１筐体（本体）３１Ａと、第２筐体３２Ａと、第３筐体と、第３筐体に収納されている駆動モータ（図示せず）と、回転伝達機構と、ネジ軸（軸部材）及びナット部材を有するボールネジ機構（図示せず）と、を備えていて、駆動モータの回転を、回転伝達機構を介して、ネジ軸に伝達し、ネジ軸の回転により、ナット部材が進退するように構成されている。
　同様に、第２直動アクチュエータ３０Ｂは、第１筐体３１Ｂと、第２筐体３２Ｂと、第３筐体３３Ｂと、第３筐体３３Ｂに収納されている駆動モータ（図示せず）と、回転伝達機構３４Ｂと、ネジ軸（軸部材）３５Ｂ及びナット部材３６Ｂを有するボールネジ機構（図５参照）と、を備えていて、駆動モータの回転を、回転伝達機構３４Ｂを介して、ネジ軸３５Ｂに伝達し、ネジ軸３５Ｂの回転により、ナット部材３６Ｂが進退するように構成されている。
　以下、図５を参照しながら第２直動アクチュエータ３０Ｂの構造について、詳細に説明する。なお、第１直動アクチュエータ３０Ａは、第２直動アクチュエータ３０Ｂと同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
　第１筐体３１Ｂ～第３筐体３３Ｂは、本実施の形態１においては、直方体状に形成されている。第１筐体３１Ｂと第３筐体３３Ｂは、その延伸方向が平行となるように、並設されている。第２筐体３２Ｂは、その外周面が、第１筐体３１Ｂの内周面と摺動するように配設されている。
　第１筐体３１Ｂにおける内周面の上端部には、固定部材３７Ｂ～３９Ｂが固定されている。固定部材３７Ｂ～３９Ｂは、それぞれ、軸心が一致する貫通孔が設けられていて、当該貫通孔には、ネジ軸３５Ｂの基端部が嵌挿されている。これにより、ネジ軸３５Ｂは、回動自在に第１筐体３１Ｂに固定される。
　ネジ軸３５Ｂの先端部の外表面には、ネジ溝が設けられている（図示せず）。そして、当該ネジ溝に螺合するように、ナット部材３６Ｂが配設されている。なお、ナット部材３６Ｂは、公知のボールネジ機構のナット部材と同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
　ナット部材３６Ｂには、第２筐体３２Ｂの基端部が固定されている。第２筐体３２Ｂの基端は、開口されていて、ネジ軸３５Ｂの先端部が挿通されている。また、第２筐体３２Ｂの先端部は閉鎖されていて、左右方向に延びる貫通孔が設けられている。当該貫通孔には、上述したように、第２軸部材６２Ｂが嵌挿されている。
　第３筐体３３Ｂの上端面には、貫通孔が設けられていて、当該貫通孔には、図示されない駆動モータの出力軸が挿通されている。駆動モータは、例えば、制御装置１０１によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、第３筐体３３Ｂには、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ（図示せず）と、駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ（図示せず）と、が設けられている。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。なお、駆動モータ（電動モータ）には、ロボット内に配置されているバッテリ、家屋に配置されているコンセント（いずれも図示せず）等と接続されている配線により、電力が供給される。
　また、ネジ軸３５Ｂの基端部と駆動モータの出力軸は、回転伝達機構３４Ｂにより、接続されている。回転伝達機構３４Ｂは、駆動モータの回転をネジ軸３５Ｂに伝達することができれば、どのような形態を採ってもよい。
　回転伝達機構３４Ｂとしては、例えば、ネジ軸３５Ｂの基端部と駆動モータの出力軸のそれぞれに、プーリを取り付けて、当該プーリにベルトを巻きかけることにより、駆動モータの回転をネジ軸３５Ｂに伝達させる形態を採用してもよい。また、回転伝達機構３４Ｂとしては、例えば、ネジ軸３５Ｂの基端部と駆動モータの出力軸のそれぞれに、歯車を取り付けて、これらの歯車を歯合させることにより、駆動モータの回転をネジ軸３５Ｂに伝達させる形態を採用してもよい。
　次に、制御装置１０１の構成について、図８を参照しながら説明する。
　図８は、図１に示すロボットの関節構造体における制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
　図９に示すように、制御装置１０１は、ＣＰＵ等の演算部１０１ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１０１ｂと、サーボ制御部１０１ｃと、を備える。制御装置１０１は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。
　なお、制御装置１０１は、集中制御する単独の制御装置１０１によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１０１によって構成されていてもよい。また、本実施の形態１においては、記憶部１０１ｂが、制御装置１０１内に配置されている形態を採用したが、これに限定されず、記憶部１０１ｂが、制御装置１０１と別体に設けられている形態を採用してもよい。
　記憶部１０１ｂには、基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１０１ａは、記憶部１０１ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボットの各種動作を制御する。すなわち、演算部１０１ａは、ロボットの制御指令を生成し、これをサーボ制御部１０１ｃに出力する。サーボ制御部１０１ｃは、演算部１０１ａにより生成された制御指令に基づいて、各関節に設けられているサーボモータの駆動を制御するように構成されている。
　［ロボットの関節構造体の動作及び作用効果］
　次に、本実施の形態１に係る関節構造体１００の動作及び作用効果について、説明する。なお、以下の動作は、制御装置１０１の演算部１０１ａが、記憶部１０１ｂに格納されている所定のプログラムを読み出すことにより、実行される。
　まず、図１に示すように、第２リンク２０が起立（直立）した状態にあるとする。そして、制御装置１０１の演算部１０１ａが、第１直動アクチュエータ３０Ａのナット部材がネジ軸の先端部側に移動するように、第１直動アクチュエータ３０Ａの駆動モータを駆動させ、第２直動アクチュエータ３０Ｂのナット部材３６Ｂがネジ軸３５Ｂの先端部側に移動するように、第２直動アクチュエータ３０Ｂの駆動モータを駆動させたとする。
　すると、第１直動アクチュエータ３０Ａの第２筐体３２Ａは、第１筐体３１Ａに向かって移動し、第１直動アクチュエータ３０Ａは縮退する。同様に、第２直動アクチュエータ３０Ｂの第２筐体３２Ｂは、第１筐体３１Ｂに向かって移動し、第２直動アクチュエータ３０Ｂは縮退する。
　これにより、第１軸部材６１Ａと第２軸部材６２Ａとの距離、及び第１軸部材６１Ｂと第２軸部材６２Ｂとの距離が小さくなり、第２リンク２０は、第１リンク１０に対して、軸部材１の第２軸部１２回りに、前方に向かって揺動し、図２に示すように、第２リンク２０が傾斜した状態となる。
　一方、図２に示すように、第２リンク２０が傾斜した状態にあるときに、制御装置１０１が、第１直動アクチュエータ３０Ａのナット部材がネジ軸の基端部側に移動するように、第１直動アクチュエータ３０Ａの駆動モータを駆動させ、第２直動アクチュエータ３０Ｂのナット部材３６Ｂがネジ軸３５Ｂの基端部側に移動するように、第２直動アクチュエータ３０Ｂの駆動モータを駆動させたとする。
　すると、第１直動アクチュエータ３０Ａの第２筐体３２Ａは、第１筐体３１Ａから離間するように移動し、第１直動アクチュエータ３０Ａは伸長する。同様に、第２直動アクチュエータ３０Ｂの第２筐体３２Ｂは、第１筐体３１Ｂから離間するように移動し、第２直動アクチュエータ３０Ｂは伸長する。
　これにより、第１軸部材６１Ａと第２軸部材６２Ａとの距離、及び第１軸部材６１Ｂと第２軸部材６２Ｂとの距離が大きくなり、第２リンク２０は、第１リンク１０に対して、軸部材１の第２軸部１２回りに、後方に向かって揺動し、図１に示すように、第２リンク２０が直立した状態となる。
　また、図１に示すように、第２リンク２０が直立した状態にあるときに、制御装置１０１が、第１直動アクチュエータ３０Ａ及び第２直動アクチュエータ３０Ｂのうち、一方の直動アクチュエータは、ナット部材がネジ軸の基端部側に移動するように、駆動モータを駆動させ、他方の直動アクチュエータは、ナット部材がネジ軸の先端部側に移動するように、駆動モータを駆動させた場合には、２つの直動アクチュエータの長さが異なるようになる。すなわち、第１軸部材６１Ａと第２軸部材６２Ａとの距離と、第１軸部材６１Ｂと第２軸部材６２Ｂとの距離とが、異なるようになる。例えば、図３に示すように、第１軸部材６１Ａと第２軸部材６２Ａとの距離に比して、第１軸部材６１Ｂと第２軸部材６２Ｂとの距離の方が大きくなる。
　これに伴って、第１接続部材５１Ａと第１接続部材５１Ｂは、互いに異なる方向に揺動する。例えば、図３に示すように、第１接続部材５１Ａは、基端部を軸にして、先端部が上方に向くように、揺動し、第１接続部材５１Ｂは、基端部を軸にして、先端部が下方に向くように揺動する。
　また、第１接続部材５１Ａと第１接続部材５１Ｂの揺動に伴って、第２回動部材４２Ａと第２回動部材４２Ｂも互いに異なる方向に揺動する。具体的には、例えば、図３に示すように、第２回動部材４２Ａが、下方から上方に向かうように、揺動し、第２回動部材４２Ｂは、上方から下方に向かうように、揺動する。
　そして、第２回動部材４２Ａと第２回動部材４２Ｂの揺動により、第１回動部材４１が軸部材１の第１軸部１１回りに揺動する。これにより、第１リンク１０は、第１回動部材４１の揺動に伴って、第１軸部１１回りに揺動する。具体的には、例えば、図３に示すように、第１リンク１０は、上方向から見て、第１軸部１１回りに反時計回りに揺動する。
　なお、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第１直動アクチュエータ３０Ａ及び第２直動アクチュエータ３０Ｂがともに、伸長運動する、又は退縮運動することにより、第２リンク２０が、第１リンク１０に対して、第２方向回りに揺動する形態を採用したが、これに限定されない。第１直動アクチュエータ３０Ａ及び第２直動アクチュエータ３０Ｂがともに、伸長運動する、又は退縮運動することにより、第１リンク１０が、第２リンク２０に対して、第２方向回りに揺動する形態を採用してもよい。
　このように構成された、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第１直動アクチュエータ３０Ａが、ネジ軸が直線（伸縮）運動することにより、第２回動部材４２Ａを揺動するように構成され、第２直動アクチュエータ３０Ｂが、ネジ軸３５Ｂが直線（伸縮）運動することにより、第２回動部材４２Ｂを揺動するように構成されている。そして、第１回動部材４１は、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂの揺動により、相対的に揺動するように構成されている。
　これにより、第１回動部材４１に接続されている第１リンク１０が、第２リンク２０に対して、相対的に第１方向（第１軸部１１）回りに揺動することができ、第２リンク２０が、第１リンク１０に対して、相対的に第２方向（第２軸部１２）回りに揺動することができる。
　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第１リンク１０と第２リンク２０の接続方向（第１リンク１０と第２リンク２０が配置される方向；上下方向）と第１直動アクチュエータ３０Ａ及び第２直動アクチュエータ３０Ｂの軸部材の軸心方向とが略一致するように配置している。これにより、第１直動アクチュエータ３０Ａと第２直動アクチュエータ３０Ｂの並び方向に対して、垂直な方向（具体的には、ロボットの厚み方向；前後方向）の長さを小さくすることができる。このため、ロボットの小型化を図ることができる。
　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第１回動部材４１の歯数の方が、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂの歯数よりも多くなるように、第１回動部材４１、及び第２回動部材４２Ａ、４２Ｂを構成した場合には、第２リンク２０に対して、第１リンク１０の揺動動作の速度を大きくすることができる。
　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂの歯数の方が、第１回動部材４１の歯数よりも多くなるように、第１回動部材４１、及び第２回動部材４２Ａ、４２Ｂを構成した場合には、第１直動アクチュエータ３０Ａ及び第２直動アクチュエータ３０Ｂの伸縮動作に対応して、揺動動作をする第１リンク１０の振れ幅を小さくすることができる。
　このため、第３筐体内に、高価な高精度の回転センサ又は電流センサを配置する必要がなく、関節構造体１００の低コスト化、ひいては、ロボットの低コスト化が図れる。さらに、制御装置１０１による駆動モータの制御が容易となる。
　さらに、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第１直動アクチュエータ３０Ａは、その基端部が、第１軸部材６１Ａ回りに回動自在に第２リンク２０に接続され、その先端部は、第２軸部材６２Ａ回りに回動自在に第１接続部材５１Ａを介して、第２回動部材４２Ａに接続されている。
　同様に、第２直動アクチュエータ３０Ｂは、その基端部が、第１軸部材６１Ｂ回りに回動自在に第２リンク２０に接続され、その先端部は、第２軸部材６２Ｂ回りに回動自在に第１接続部材５１Ｂを介して、第２回動部材４２Ｂに接続されている。
　そして、第１直動アクチュエータ３０Ａ及び第２直動アクチュエータ３０Ｂが、進退運動することにより、第１リンク１０が、相対的に第２リンク２０に対して、第１方向又は第２方向回りに揺動することができる。
　すなわち、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、１軸（自由度１）で接続された第１直動アクチュエータ３０Ａ及び第２直動アクチュエータ３０Ｂの進退運動により、第１リンク１０が、相対的に第２リンク２０に対して、２軸（２自由度）回りに揺動することができる。
　このため、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、簡易な構成で、第１リンク１０が、相対的に第２リンク２０に対して、２軸回りに揺動することができる。
　（実施の形態２）
　本実施の形態２に係るロボットの関節構造体は、実施の形態１に係るロボットの関節構造体において、配線用差込接続器が配置されている接続部材をさらに備え、第２リンクは、その主面が、互いに対向するように配置されている、一対の板部材を有し、第１直動アクチュエータ及び／又は第２直動アクチュエータは、その配線の先端部に設けられているプラグが配線用差込接続器に接続される電動モータを有し、接続部材は、プラグが一対の板部材の主面の間に位置するように配設されている。
　また、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体では、接続部材は、一対の板部材を跨ぐように配置されていてもよい。
　以下、図９～１１を参照しながら、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体の一例について、説明する。
　図９は、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す背面図である。図１０は、図９に示すロボットの関節構造体の左側面図である。図１１は、図１０に示すロボットの関節構造体をＢ－Ｂ線で切断した断面図である。
　図９～図１１に示すように、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体１００は、実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００と基本的構成は同じであるが、コンセント（配線用差込接続器）７１Ａ～７１Ｄが配置されている接続部材７０をさらに備える点が異なる。
　具体的には、接続部材７０は、第１部材２１の一対の板部材２１Ａ、２１Ｂを跨いで、それぞれの主面の間に位置するように配設されている。より詳細には、接続部材７０は、略Ｕ字状に形成されていて、一対の脚部７０Ａ、７０Ｂと、底部７０Ｃと、から構成されている。脚部７０Ａ、７０Ｂの先端部には、それぞれ、フランジ７００Ａ、７００Ｂが形成されている。フランジ７００Ａ、７００Ｂは、それぞれ、板部材２１Ａ、２１Ｂの後面と当接していて、ネジ７２により、板部材２１Ａ、２１Ｂに固定されている。
　接続部材７０の底部７０Ｃの後面には、コンセント７１Ａ、７１Ｂが配置されていて、底部７０Ｃの前面には、コンセント７１Ｃ、７１Ｄが配置されている。コンセント７１Ａには、プラグ３０２Ａが接続されていて、プラグ３０２Ａには、ケーブル３０１Ａを介して、駆動モータ（電動モータ）３００Ａに接続されている。同様に、コンセント７１Ｂには、プラグ３０２Ｂが接続されていて、プラグ３０２Ｂには、ケーブル３０１Ｂを介して、駆動モータ（電動モータ）３００Ｂに接続されている。
　また、コンセント７１Ｃには、プラグ３０２Ｃが接続されていて、プラグ３０２Ｃには、ケーブル３０１Ｃが接続されている。同様に、コンセント７１Ｄには、プラグ３０２Ｄが接続されていて、プラグ３０２Ｄには、ケーブル３０１Ｄが接続されている。なお、ケーブル３０１Ｃ及びケーブル３０１Ｄは、それぞれ、例えば、ロボットの内部に配置されているバッテリ、駆動モータ３００Ａ、３００Ｂ以外の電動モータ、又は家屋に配置されているコンセント（いずれも図示せず）等と接続されていてもよい。また、ケーブル３０１Ｃ及びケーブル３０１Ｄは、それぞれ、例えば、制御装置１０１と接続されていてもよい。
　このように構成された、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体１００であっても、実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００と同様の作用効果を奏する。
　また、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体１００では、接続部材７０は、第１部材２１の一対の板部材２１Ａ、２１Ｂを跨いで、それぞれの主面の間に位置するように配設されている。これにより、プラグ３０２Ａ～３０２Ｄが、板部材２１Ａ、２１Ｂの間に位置することができる。このため、コンセント７１Ａ～７１Ｄが、板部材２１Ａ、２１Ｂの外面（全面、又は後面）に配設され、プラグ３０２Ａ～３０２Ｄが、外方に位置するロボットに比して、ロボットの小型化を図ることができる。
　なお、本実施の形態２に係るロボットの関節構造体１００では、第２リンク２０の第１部材２１に接続部材７０が配設されている形態を採用したが、これに限定されない。例えば、第２リンク２０の第２部材２２Ａ、２２Ｂの主面の間に、接続部材７０が配設されている形態を採用してもよい。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　本発明のロボットの関節構造体は、ロボットの小型化を図ることができるため、産業ロボットの分野において有用である。
　１　軸部材
　１Ａ　軸心
　２　軸心
　３　軸受部材
　４　軸受部材
　５Ａ　軸受部材
　５Ｂ　軸受部材
　６Ａ　軸受部材
　６Ｂ　軸受部材
　７Ａ　蓋部材
　７Ｂ　蓋部材
　８Ａ　ネジ
　８Ｂ　ネジ
　１０　第１リンク
　１０ａ　突起部
　１１　第１軸部
　１２　第２軸部
　１２Ａ　第２軸部
　１２Ｂ　第２軸部
　２０　第２リンク
　２１　第１部材
　２１Ａ　板部材
　２１Ｂ　板部材
　２２Ａ　第２部材
　２２Ｂ　第２部材
　２３　第３部材
　２４　ネジ
　３０Ａ　第１直動アクチュエータ
　３０Ｂ　第２直動アクチュエータ
　３１Ａ　第１筐体
　３１Ｂ　第１筐体
　３２Ａ　第２筐体
　３２Ｂ　第２筐体
　３３Ａ　第３筐体
　３３Ｂ　第３筐体
　３４Ｂ　回転伝達機構
　３５Ｂ　ネジ軸
　３６Ｂ　ナット部材
　３７Ｂ　固定部材
　３８Ｂ　固定部材
　３９Ｂ　固定部材
　４０　関節部
　４１　第１回動部材
　４２Ａ　第２回動部材
　４２Ｂ　第２回動部材
　４３　カバー部材
　４４　板部材
　４５　ネジ
　５１　ネジ
　５１Ａ　第１接続部材
　５１Ｂ　第１接続部材
　５２Ａ　第２接続部材
　５２Ｂ　第２接続部材
　５３Ａ　ネジ
　５３Ｂ　ネジ
　５４Ａ　ネジ
　５４Ｂ　ネジ
　５５Ａ　第１係止部材
　５５Ｂ　第１係止部材
　５６Ａ　第２係止部材
　５６Ｂ　第２係止部材
　６１Ａ　第１軸部材
　６１Ｂ　第１軸部材
　６２Ａ　第２軸部材
　６２Ｂ　第２軸部材
　７０　接続部材
　７０Ａ　脚部
　７０Ｂ　脚部
　７０Ｃ　底部
　７１Ａ　コンセント
　７１Ｂ　コンセント
　７１Ｃ　コンセント
　７１Ｄ　コンセント
　７２　ネジ
　１００　関節構造体
　１０１　制御装置
　１０１ａ　演算部
　１０１ｂ　記憶部
　１０１ｃ　サーボ制御部
　３００Ａ　駆動モータ
　３００Ｂ　駆動モータ
　３０１Ａ　ケーブル
　３０１Ｂ　ケーブル
　３０１Ｃ　ケーブル
　３０１Ｄ　ケーブル
　３０２Ａ　プラグ
　３０２Ｂ　プラグ
　３０２Ｃ　プラグ
　３０２Ｄ　プラグ
　７００Ａ　フランジ
　７００Ｂ　フランジ

Claims (10)

  1. 　関節部を介して、回動自在に連結されている、第１リンク及び第２リンクと、
    　本体と前記本体に対して軸心方向に相対的に直線運動する軸部材と、を有する、第１直動アクチュエータ及び第２直動アクチュエータと、を備え、
    　前記関節部は、第１方向にその軸心が向くように配置され、前記第１リンクと接続されている第１回動部材と、前記第１方向に対して垂直な方向である第２方向にその軸心が向くように、かつ、前記第１回動部材と係合するように配置されている、一対の第２回動部材と、を有し、
    　前記第１直動アクチュエータは、その基端部が前記第２リンクに接続され、その先端部が一方の前記第２回動部材に接続され、前記軸部が直線運動することにより、前記第２回動部材を揺動するように構成されていて、
    　前記第２直動アクチュエータは、その基端部が前記第２リンクに接続され、その先端部が他方の前記第２回動部材に接続され、前記軸部が直線運動することにより、前記第２回動部材を揺動するように構成されていて、
    　前記第１回動部材は、前記第２回動部材が揺動することにより、相対的に揺動するように構成されている、ロボットの関節構造体。
  2. 　前記第１直動アクチュエータ及び前記第２直動アクチュエータのうち、一方の直動アクチュエータが伸長運動し、他方の直動アクチュエータが退縮運動することにより、前記第１リンクが前記第２リンクに対して、相対的に前記第１方向回りに揺動するように構成されている、請求項１のロボットの関節構造体。
  3. 　前記第１直動アクチュエータ及び前記第２直動アクチュエータの双方の直動アクチュエータが伸長運動する、又は双方の直動アクチュエータが退縮運動することにより、前記第２リンクが前記第１リンクに対して、相対的に前記第２方向回りに揺動するように構成されている、請求項１又は２に記載のロボットの関節構造体。
  4. 　前記第１回動部材及び前記第２回動部材が、かさ歯車で構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のロボットの関節構造体。
  5. 　前記第１回動部材と前記第２回動部材の歯数が同じである、請求項４に記載のロボットの関節構造体。
  6. 　前記第１回動部材の歯数の方が、前記第２回動部材の歯数よりも多い、請求項４に記載のロボットの関節構造体。
  7. 　前記第２回動部材の歯数の方が、前記第１回動部材の歯数よりも多い、請求項４に記載のロボットの関節構造体。
  8. 　前記第１直動アクチュエータは、その基端部が前記第２方向回りに回動自在に前記第２リンクに接続され、その先端部が前記第２方向回りに回動自在に一方の前記第２回動部材に接続され、
    　前記第２直動アクチュエータは、その基端部が前記第２方向回りに回動自在に前記第２リンクに接続され、その先端部が前記第２方向回りに回動自在に他方の前記第２回動部材に接続されている、請求項１～７のいずれか１項に記載のロボットの関節構造体。
  9. 　前記ロボットの関節構造体は、配線用差込接続器が配置されている接続部材をさらに備え、
    　前記第２リンクは、その主面が、互いに対向するように配置されている、一対の板部材を有し、
    　前記第１直動アクチュエータ及び／又は前記第２直動アクチュエータは、その配線の先端部に設けられているプラグが前記配線用差込接続器に接続される電動モータを有し、
    　前記接続部材は、前記プラグが一対の前記板部材の主面の間に位置するように配設されている、請求項１～８のいずれか１項に記載のロボットの関節構造体。
  10. 　前記接続部材は、一対の前記板部材を跨ぐように配設されている、請求項９に記載のロボットの関節構造体。 
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021045063A1 (ja) 2019-09-02 2021-03-11 川崎重工業株式会社 ロボットの関節構造体

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724771A (ja) * 1993-07-08 1995-01-27 Bridgestone Corp マニプレータ装置
JP2002079487A (ja) * 2000-09-05 2002-03-19 Nachi Fujikoshi Corp 産業用ロボットの手首装置
JP2005161436A (ja) 2003-12-01 2005-06-23 Kawada Kogyo Kk 人型ロボットの腰ヨー軸駆動装置
JP2009297809A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Panasonic Corp アームの関節
WO2012039479A1 (ja) * 2010-09-24 2012-03-29 国立大学法人岐阜大学 人間型電動ハンド
JP2013091122A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Thk Co Ltd ロボットの関節構造及びこの関節構造が組み込まれたロボット
JP5872846B2 (ja) 2011-10-27 2016-03-01 Thk株式会社 ロボットの関節構造及びこの関節構造が組み込まれた人間型ロボット

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6052294A (ja) 1983-09-02 1985-03-25 株式会社ブリヂストン マニプレ−タの手首装置
JPS60127983A (ja) 1983-12-15 1985-07-08 水野鉄工株式会社 産業用ロボツトに於けるハンド駆動力伝達装置
JPS60207793A (ja) * 1984-03-31 1985-10-19 株式会社東芝 ロボツトハンド
JP2003170381A (ja) * 2001-11-30 2003-06-17 Seiko Epson Corp 操作装置
JP3984641B2 (ja) * 2004-09-01 2007-10-03 松下電器産業株式会社 関節駆動装置
FR2930905B1 (fr) * 2008-05-09 2010-10-01 Bia Cheville pour robot humanoide
KR101631538B1 (ko) * 2009-09-18 2016-06-21 삼성전자 주식회사 로봇용 액추에이터 및 이를 포함하는 인간형 로봇
US8336420B2 (en) * 2010-06-02 2012-12-25 Disney Enterprises, Inc. Three-axis robotic joint using four-bar linkages to drive differential side gears
CN102398270B (zh) * 2010-09-16 2014-03-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 机器人臂部件
JP2012147541A (ja) * 2011-01-11 2012-08-02 Seiko Epson Corp 電気機械装置およびそれを用いたアクチュエーター、モーター、ロボット、ロボットハンド。
JP5976401B2 (ja) * 2012-05-31 2016-08-23 Thk株式会社 脚式ロボットの下肢構造及び脚式ロボット
JP2014100749A (ja) * 2012-11-19 2014-06-05 Yaskawa Electric Corp ロボット
KR101306766B1 (ko) * 2013-05-03 2013-09-10 (주)유인프라웨이 리니어 액추에이터 방식 관절 모듈 및 이를 포함하는 로봇 암
US10065308B2 (en) * 2014-12-19 2018-09-04 Kurion, Inc. Systems and methods for chain joint cable routing
JP6758038B2 (ja) * 2015-10-22 2020-09-23 Thk株式会社 自在継手及びロボットの関節構造
US10814478B2 (en) * 2017-12-15 2020-10-27 National Cheng Kung University Joint module and multi-joint modular robot arm

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724771A (ja) * 1993-07-08 1995-01-27 Bridgestone Corp マニプレータ装置
JP2002079487A (ja) * 2000-09-05 2002-03-19 Nachi Fujikoshi Corp 産業用ロボットの手首装置
JP2005161436A (ja) 2003-12-01 2005-06-23 Kawada Kogyo Kk 人型ロボットの腰ヨー軸駆動装置
JP2009297809A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Panasonic Corp アームの関節
WO2012039479A1 (ja) * 2010-09-24 2012-03-29 国立大学法人岐阜大学 人間型電動ハンド
JP2013091122A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Thk Co Ltd ロボットの関節構造及びこの関節構造が組み込まれたロボット
JP5872846B2 (ja) 2011-10-27 2016-03-01 Thk株式会社 ロボットの関節構造及びこの関節構造が組み込まれた人間型ロボット

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3546142A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021045063A1 (ja) 2019-09-02 2021-03-11 川崎重工業株式会社 ロボットの関節構造体

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