WO2023171704A1 - Drive mechanism, and robot arm - Google Patents

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WO2023171704A1 PCT/JP2023/008775 JP2023008775W WO2023171704A1 WO 2023171704 A1 WO2023171704 A1 WO 2023171704A1 JP 2023008775 W JP2023008775 W JP 2023008775W WO 2023171704 A1 WO2023171704 A1 WO 2023171704A1
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光樹 土屋
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住友重機械工業株式会社
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints

Abstract

A drive mechanism according to the present disclosure comprises a drive portion A, a driven portion 52 configured to be capable of rotating about a first axis of rotation 21 on the basis of a driving force transmitted from the drive portion A, and an engagement structure 40 that engages the drive portion A and the driven portion 52 in such a way as to be capable of transmitting power, wherein the engagement structure 40 comprises an engaging portion 22 which is coupled to the drive portion A and which is configured to be capable of rotating about a second axis of rotation 31 extending parallel to the first axis of rotation 21, an engaged portion 41 which engages with the engaging portion 22, and resilient portions 42A, 42B which urge the engaged portion 41 toward the engaging portion 22, and wherein an engaging surface of the engaging portion 22 that engages with the engaged portion 41 includes: a first surface part 23Ba of which, when the engaging portion 22 is positioned in a first rotational position rotated a first amount of rotation relative to the driven portion 52 about the second axis of rotation 31, an amount of change of rotational torque acting on the drive portion A, based on a load acting on the engaging portion 41 from the engaged portion 23 with respect to a change in rotational position, is a first amount of change; and a second surface part 23Bb of which, when the engaging portion 22 is positioned in a second rotational position rotated a second amount of rotation, greater than the first amount of rotation, about the second axis of rotation 31, the amount of change of rotational torque acting on the drive portion A, based on the load acting on the engaging portion 41 from the engaged portion 23 with respect to a change in rotational position, is a second amount of change, smaller than the first amount of change.

Description

駆動機構及びロボットアームDrive mechanism and robot arm
 本発明は、駆動機構及びロボットアームに関する。 The present invention relates to a drive mechanism and a robot arm.
 従来、ロボットアームが人、ワーク、設備等の障害物に衝突した場合に、ロボットアームの剛性を変化させることで、衝撃を吸収して衝突に伴う被害を抑制する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、超音波モータによる立体カムの回転に伴って、出力アームに連結されたカムフォロアと立体カムのカム溝との接触面の傾斜角度を変化させ、立体カムのカム溝からカムフォロアに作用する力を変化させることで、出力アームの剛性を変化させる構成が記載されている。 Conventionally, technology has been proposed in which when a robot arm collides with an obstacle such as a person, workpiece, or equipment, the rigidity of the robot arm is changed to absorb the impact and suppress damage caused by the collision. For example, in Patent Document 1, as the three-dimensional cam is rotated by an ultrasonic motor, the inclination angle of the contact surface between the cam follower connected to the output arm and the cam groove of the three-dimensional cam is changed, and the cam groove of the three-dimensional cam is changed. A configuration is described in which the rigidity of the output arm is changed by changing the force acting on the cam follower.
特開2014-97548号公報JP2014-97548A
 しかしながら、特許文献1に記載の構成においては、ロボットアームが障害物に衝突した場合、超音波モータの応答性の遅れに起因して、障害物からロボットアームに加わる衝撃を的確に吸収して抑制することができない虞があった。 However, in the configuration described in Patent Document 1, when the robot arm collides with an obstacle, the impact applied to the robot arm from the obstacle is accurately absorbed and suppressed due to the delay in response of the ultrasonic motor. There was a possibility that I would not be able to do so.
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、受動的に剛性が変化することで衝撃力の緩和効果を高くでき、一定以上の剛性を有しつつも非線形弾性を実現することでバックドライバビリティを向上させることができ、かつ、外部のドライブシステムを追加することが不要な駆動機構およびこれを備えるロボットアームを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these circumstances, and aims to increase the effect of mitigating impact force by passively changing the rigidity, and to achieve nonlinear elasticity while maintaining rigidity above a certain level. An object of the present invention is to provide a drive mechanism that can improve back drivability and that does not require the addition of an external drive system, and a robot arm equipped with the drive mechanism.
 本出願は、駆動部と、前記駆動部から伝達される駆動力に基づいて、第1回転軸線を中心として回転可能に構成された被駆動部と、前記駆動部と前記被駆動部との間を動力伝達可能に係合する係合構造と、を備え、前記係合構造は、前記駆動部に連結され、前記第1回転軸線と並行して延びる第2回転軸線を中心として回転可能に構成された係合部と、前記係合部に係合する被係合部と、前記被係合部を前記係合部に向けて付勢する弾性部とを有し、前記係合部における前記被係合部に係合する係合面は、前記係合部が前記第2回転軸線を中心として前記被駆動部に対して第1回転量回転した第1回転位置に位置するとき、回転位置変化に対する前記被係合部から前記係合部に作用する荷重に基づく前記駆動部に作用する回転トルクの変化量が第1変化量となる第1面部位と、前記係合部が前記第2回転軸線を中心として第1回転量より大きい第2回転量回転した第2回転位置に位置するとき、回転位置変化に対する前記被係合部から前記係合部に作用する荷重に基づく前記駆動部に作用する回転トルクの変化量が前記第1変化量より小さい第2変化量となる第2面部位と、を含む、駆動機構を開示する。 The present application provides a drive unit, a driven unit configured to be rotatable about a first rotation axis based on a driving force transmitted from the drive unit, and a link between the drive unit and the driven unit. an engagement structure that engages to enable power transmission, the engagement structure being connected to the drive unit and configured to be rotatable about a second rotation axis extending parallel to the first rotation axis. an engaged portion that engages with the engaging portion; and an elastic portion that biases the engaged portion toward the engaging portion; The engagement surface that engages with the engaged part has a rotational position when the engagement part is located at a first rotational position where the engagement part is rotated by a first rotation amount with respect to the driven part about the second rotation axis. a first surface portion in which an amount of change in the rotational torque acting on the driving portion based on a load acting on the engaging portion from the engaged portion in response to a change is a first amount of change; When located at a second rotational position rotated by a second rotational amount, which is larger than the first rotational amount, about the rotational axis, the drive unit may A drive mechanism is disclosed that includes a second surface portion in which the amount of change in the applied rotational torque is a second amount of change that is smaller than the first amount of change.
 前記係合面は、凸状の湾曲面であり、前記第2面部位の曲率は、前記第1面部位の曲率よりも小さくてもよい。 The engagement surface may be a convex curved surface, and the curvature of the second surface portion may be smaller than the curvature of the first surface portion.
 前記第1面部位及び前記第2面部位は、前記第1回転軸線を中心とした周方向において連続した面部位であってもよい。 The first surface portion and the second surface portion may be continuous surface portions in a circumferential direction centered on the first rotation axis.
 前記係合面は、前記駆動部が前記第1回転軸線を中心として第1回転方向に回転する場合に前記係合部に係合する第1係合面と、前記駆動部が前記第1回転軸線を中心として前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転する場合に前記係合部に係合する第2係合面と、を含んでもよい。 The engagement surface includes a first engagement surface that engages the engagement section when the drive section rotates in a first rotation direction about the first rotation axis, and a first engagement surface that engages the engagement section when the drive section rotates in the first rotation direction. It may also include a second engagement surface that engages with the engagement portion when rotating in a second rotation direction opposite to the first rotation direction about the axis.
 前記調整部は、前記弾性部を支持する支持部と前記弾性部との間に介在するスペーサを含んでもよい。 The adjustment section may include a spacer interposed between a support section that supports the elastic section and the elastic section.
 前記係合構造は、前記係合部の移動方向を規制する規制部をさらに備えてもよい。 The engagement structure may further include a restriction part that restricts the moving direction of the engagement part.
 本出願は、駆動機構と、前記駆動機構の前記駆動部が設けられる第1リンクと、前記駆動機構の前記被駆動部が設けられる第2リンクとを備えるロボットアームを開示する。 The present application discloses a robot arm that includes a drive mechanism, a first link in which the drive part of the drive mechanism is provided, and a second link in which the driven part of the drive mechanism is provided.
 本発明によれば、受動的に剛性が変化することで衝撃力の緩和効果を高くすることができ、一定以上のねじり剛性を有しつつも非線形弾性を実現することでバックドライバビリティを向上させることができ、かつ、外部のドライブシステムを追加することが不要な駆動機構およびこれを備えるロボットアームを提供することができる。 According to the present invention, the effect of mitigating impact force can be enhanced by passively changing the rigidity, and back drivability can be improved by achieving nonlinear elasticity while maintaining torsional rigidity above a certain level. Accordingly, it is possible to provide a drive mechanism that is capable of providing a drive mechanism that does not require the addition of an external drive system, and a robot arm that includes the drive mechanism.
一実施形態に係るロボットアームの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a robot arm according to an embodiment. 一実施形態に係る駆動機構を回転軸に垂直な平面で切断した模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a drive mechanism according to an embodiment taken along a plane perpendicular to a rotation axis. 図2Aの要部拡大図である。FIG. 2A is an enlarged view of the main part of FIG. 2A. 一実施形態に係るロボットシステムの機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram of a robot system according to an embodiment. 一実施形態に係る駆動機構の駆動方法を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for driving a drive mechanism according to an embodiment. 一実施形態に係る駆動機構の駆動方法を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for driving a drive mechanism according to an embodiment. 一実施形態に係る駆動機構の駆動方法を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for driving a drive mechanism according to an embodiment. 一実施形態に係る駆動機構の機能を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the function of a drive mechanism according to an embodiment. 一実施形態に係る駆動機構の特性を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing characteristics of a drive mechanism according to an embodiment. 一実施形態に係る駆動機構の特性を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing characteristics of a drive mechanism according to an embodiment. 別の実施形態に係る駆動機構を回転軸に垂直な平面で切断した模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a drive mechanism according to another embodiment taken along a plane perpendicular to the rotation axis.
 図1に示すように、ロボットアーム20は、多関節(例えば6軸)からなる垂直型の多関節ロボットアームであり、ベース(不図示)と、ベースに接続される複数のリンクL1~L3を備えている。複数のリンクL1,L2の各々は、駆動機構30を備えている。ロボットアーム20の先端に設けられたリンクL3には、被保持物を保持するための保持部LAが搭載されている。 As shown in FIG. 1, the robot arm 20 is a vertical multi-joint robot arm consisting of multiple joints (for example, 6 axes), and includes a base (not shown) and a plurality of links L1 to L3 connected to the base. We are prepared. Each of the plurality of links L1 and L2 includes a drive mechanism 30. A link L3 provided at the tip of the robot arm 20 is equipped with a holding portion LA for holding an object to be held.
 次に、本実施形態に係る駆動機構30の構成について説明する。以下、明細書の説明理解の便宜上、リンクL2に設けられた駆動機構30に着目して説明する。 Next, the configuration of the drive mechanism 30 according to this embodiment will be described. Hereinafter, for convenience of understanding the description of the specification, the description will focus on the drive mechanism 30 provided in the link L2.
 図2A及び図2Bに示すように、駆動機構30は、リンクL1に設けられたアクチュエータAから伝達される駆動力に基づいて、回転軸21を中心として回転可能に構成された回転体52と、アクチュエータAと回転体52との間を動力伝達可能に係合する係合構造40と、を備える。アクチュエータAは、駆動部の一例であり、回転体52は、被駆動部の一例であり、カム部材22は、係合部の一例であり、回転軸31は、第2回転軸線の一例である。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the drive mechanism 30 includes a rotating body 52 configured to be rotatable about the rotating shaft 21 based on the driving force transmitted from the actuator A provided in the link L1; An engagement structure 40 that engages between the actuator A and the rotating body 52 to enable power transmission is provided. The actuator A is an example of a driving part, the rotating body 52 is an example of a driven part, the cam member 22 is an example of an engaging part, and the rotating shaft 31 is an example of a second rotation axis. .
 アクチュエータAの回転軸21には、カム部材22が連結されている。カム部材22は、回転軸21を中心として回転可能に構成されている。回転軸21は、第1回転軸線の一例である。カム部材22は、平板状をなしており、カム部材22の外周面には、4つの凹部23が設けられている。4つの凹部23は、回転軸21を中心とした周方向において等角度間隔に設けられている。各凹部23は、底面23Aの垂線を基準として線対称の形状を有しており、底面23Aと、第1カム曲面23Bと、第2カム曲面23Cとを含む。第1カム曲面23B及び第2カム曲面23Cは、係合面の一例である。第1カム曲面23Bは、底面23Aから回転軸21を中心とした周方向に沿う第1方向に延びている。第2カム曲面23Cは、底面23Aから回転軸21を中心とした周方向に沿う第1方向とは反対方向となる第2方向に延びている。 A cam member 22 is connected to the rotating shaft 21 of the actuator A. The cam member 22 is configured to be rotatable about the rotating shaft 21. The rotation axis 21 is an example of a first rotation axis. The cam member 22 has a flat plate shape, and four recesses 23 are provided on the outer peripheral surface of the cam member 22. The four recesses 23 are provided at equal angular intervals in the circumferential direction around the rotating shaft 21 . Each recess 23 has a line-symmetric shape with respect to a perpendicular to the bottom surface 23A, and includes a bottom surface 23A, a first cam curved surface 23B, and a second cam curved surface 23C. The first cam curved surface 23B and the second cam curved surface 23C are examples of engagement surfaces. The first cam curved surface 23B extends from the bottom surface 23A in a first direction along the circumferential direction around the rotating shaft 21. The second cam curved surface 23C extends from the bottom surface 23A in a second direction that is opposite to the first direction along the circumferential direction around the rotating shaft 21.
 第1カム曲面23Bは、カム部材22が回転軸21を中心とした第1回転方向に回転する場合に係合構造40に対して係合する面であり、第1面部位23Baと、第2面部位23Bbとを含む。第1面部位23Ba及び第2面部位23Bbは、回転軸21を中心とした周方向において連続した面部位であり、第1面部位23Baは底面23Aに隣接し、第2面部位23Bbは第1面部位23Baに対して底面23Aとは反対側に隣接する。第1面部位23Baは、カム部材22がリンクL2に対して第1回転量回転した第1回転位置に位置するとき、回転位置変化に対するリンクL2からアクチュエータAに作用する荷重に基づく回転トルクの変化量が第1変化量となる。第2面部位23Bbは、アクチュエータAが回転軸21を中心としてリンクL2に対して第1回転量より大きい第2回転量回転した第2回転位置に位置するとき、回転位置変化に対するリンクL2からアクチュエータAに作用する荷重に基づくアクチュエータAに作用する回転トルクの変化量が第1変化量より小さい第2変化量となる。第1面部位23Ba及び第2面部位23Bbは、凸状の湾曲面であり、第2面部位23Bbの曲率は、第1面部位23Baの曲率よりも大きい。 The first cam curved surface 23B is a surface that engages with the engagement structure 40 when the cam member 22 rotates in the first rotation direction about the rotation shaft 21, and is a surface that engages with the engagement structure 40. and a surface portion 23Bb. The first surface portion 23Ba and the second surface portion 23Bb are continuous surface portions in the circumferential direction centered on the rotating shaft 21, the first surface portion 23Ba is adjacent to the bottom surface 23A, and the second surface portion 23Bb is the first surface portion 23Bb. Adjacent to the surface portion 23Ba on the opposite side to the bottom surface 23A. The first surface portion 23Ba changes the rotational torque based on the load acting on the actuator A from the link L2 in response to a change in rotational position when the cam member 22 is located at a first rotational position rotated by a first rotational amount with respect to the link L2. The amount becomes the first amount of change. The second surface portion 23Bb is configured to rotate the actuator from the link L2 in response to a change in rotational position when the actuator A is located at a second rotational position where the actuator A has rotated by a second rotational amount larger than the first rotational amount with respect to the link L2 around the rotational axis 21. The amount of change in the rotational torque acting on actuator A based on the load acting on A is a second amount of change that is smaller than the first amount of change. The first surface portion 23Ba and the second surface portion 23Bb are convex curved surfaces, and the curvature of the second surface portion 23Bb is larger than the curvature of the first surface portion 23Ba.
 第2カム曲面23Cは、カム部材22が回転軸21を中心として第1回転方向とは反対の第2回転方向に回転する場合に係合構造40に対して係合する面であり、第1面部位23Caと、第2面部位23Cbとを含む。第1面部位23Ca及び第2面部位23Cbは、回転軸21を中心とした周方向において連続した面部位であり、第1面部位23Caは底面23Aに隣接し、第2面部位23Cbは第1面部位23Caに対して底面23Aとは反対側に隣接する。第1面部位23Caは、アクチュエータAがリンクL2に対して第1回転量回転した第1回転位置に位置するとき、回転位置変化に対するリンクL2からアクチュエータAに作用する荷重に基づく回転トルクの変化量が第1変化量となる。第2面部位23Cbは、カム部材22が回転軸21を中心としてリンクL2に対して第1回転量より大きい第2回転量回転した第2回転位置に位置するとき、回転位置変化に対するリンクL2からアクチュエータAに作用する荷重に基づくアクチュエータAに作用する回転トルクの変化量が第1変化量より小さい第2変化量となる。第1面部位23Ca及び第2面部位23Cbは、凸状の湾曲面であり、第2面部位23Cbの曲率は、第1面部位23Caの曲率よりも大きい。 The second cam curved surface 23C is a surface that engages with the engagement structure 40 when the cam member 22 rotates about the rotation shaft 21 in a second rotation direction opposite to the first rotation direction. It includes a surface portion 23Ca and a second surface portion 23Cb. The first surface portion 23Ca and the second surface portion 23Cb are continuous surface portions in the circumferential direction around the rotating shaft 21, the first surface portion 23Ca is adjacent to the bottom surface 23A, and the second surface portion 23Cb is the first surface portion 23Cb. Adjacent to the surface portion 23Ca on the opposite side to the bottom surface 23A. The first surface portion 23Ca is the amount of change in rotational torque based on the load acting on the actuator A from the link L2 in response to a change in rotational position when the actuator A is located at a first rotational position rotated by a first rotational amount with respect to the link L2. is the first amount of change. When the cam member 22 is located at a second rotation position where the cam member 22 rotates by a second rotation amount larger than the first rotation amount with respect to the link L2 around the rotation shaft 21, the second surface portion 23Cb is rotated from the link L2 in response to a change in rotational position. The amount of change in the rotational torque acting on actuator A based on the load acting on actuator A is a second amount of change that is smaller than the first amount of change. The first surface portion 23Ca and the second surface portion 23Cb are convex curved surfaces, and the curvature of the second surface portion 23Cb is larger than the curvature of the first surface portion 23Ca.
 第1カム曲面23B及び第2カム曲面23Cの輪郭形状は、以下の式にて表される。
 (数1)
 S(T)=anTn+・・・+a1T
 ここで、Sは、無次元変位を示し、ストローク範囲hに対する従動節の変位sの比率として算出される。Tは、無次元時間を示し、割付角度θhに対するカムの回転角度θの比率として算出される。ak(k=1~n)は、第1カム曲面23B及び第2カム曲面23Cの輪郭形状を規定する係数であり、上述した第1面部位23Ba,23Ca及び第2面部位23Bb,23Cbの特徴を満たすように決定される。
The contour shapes of the first cam curved surface 23B and the second cam curved surface 23C are expressed by the following equations.
(Number 1)
S(T)=anTn+...+a1T
Here, S indicates a dimensionless displacement and is calculated as the ratio of the displacement s of the driven joint to the stroke range h. T indicates dimensionless time and is calculated as the ratio of the rotation angle θ of the cam to the allocation angle θh. ak (k=1 to n) is a coefficient that defines the contour shape of the first cam curved surface 23B and the second cam curved surface 23C, and is a coefficient that defines the contour shape of the first cam curved surface 23B and the second cam curved surface 23C, and the characteristics of the first surface portions 23Ba, 23Ca and the second surface portions 23Bb, 23Cb described above. determined to satisfy.
 リンクL2は、例えば、円筒状をなす筐体50と、筐体50に対してベアリング51を介して回転可能に支持された回転体52とを備える。回転体52は、円環状をなしており、回転体52の中心は、回転軸21の軸線と一致している。回転体52は、アクチュエータAから係合構造40を介して伝達される駆動力に基づいて、回転軸21を中心として回転可能に構成されている。 The link L2 includes, for example, a cylindrical housing 50 and a rotating body 52 rotatably supported by the housing 50 via a bearing 51. The rotating body 52 has an annular shape, and the center of the rotating body 52 coincides with the axis of the rotating shaft 21 . The rotating body 52 is configured to be rotatable about the rotating shaft 21 based on the driving force transmitted from the actuator A via the engagement structure 40.
 係合構造40は、例えば、被係合部の一例としてのカムフォロア41と、一対のバネ42A,42Bと、保持部材43と、直動ガイド44とを備える。カムフォロア41は、球体状をなしており、保持部材43により回転可能に保持されている。保持部材43は、平板部43Aと、平板部43Aの長手方向の中央位置に設けられ、カムフォロア41を回転可能に保持する軸受部43Bと、軸受部43Bから回転軸の径方向の外側に向けて直線状に延びる柱状部43Cとを備える。柱状部43Cは、回転体52に固定された直動ガイド44により、柱状部43Cの長手方向に沿う方向に移動方向が規制されている。直動ガイド44は、保持部材43により支持されたカムフォロア41の移動方向を回転軸の径方向に規制する。直動ガイド44は、規制部の一例である。回転体52は、保持部材43の柱状部43Cの可動域を構成する凹部52Aを備える。保持部材43の平板部43Aの長手方向の両側には、一対のバネ42A,42Bが設けられている。一対のバネ42A,42Bは、保持部材43の平板部43Aと回転体52の内周面との間に配置されている。回転体52は、支持部の一例である。一対のバネ42A,42Bは、保持部材43をカム部材22に接近させる方向に押圧することでカムフォロア41をカム部材22に対して付勢する。一対のバネ42A,42Bは、付勢部の一例である。一対のバネ42A,42Bの各々と回転体52の内周面との間にはスペーサ45が設けられている。回転体52は、支持部の一例である。スペーサ45は、一対のバネ42A,42Bの各々の弾性力を調整することで、一対のバネ42A,42Bがカムフォロア41をカム部材22に対して付勢する力の大きさを調整する。スペーサ45は、調整部の一例である。 The engagement structure 40 includes, for example, a cam follower 41 as an example of an engaged part, a pair of springs 42A and 42B, a holding member 43, and a linear guide 44. The cam follower 41 has a spherical shape and is rotatably held by a holding member 43. The holding member 43 includes a flat plate portion 43A, a bearing portion 43B that rotatably holds the cam follower 41, and a bearing portion 43B that is provided at a central position in the longitudinal direction of the flat plate portion 43A, and a bearing portion 43B that extends from the bearing portion 43B toward the outside in the radial direction of the rotating shaft. It includes a columnar portion 43C that extends linearly. The movement direction of the columnar portion 43C is regulated by a linear motion guide 44 fixed to the rotating body 52 in a direction along the longitudinal direction of the columnar portion 43C. The linear guide 44 restricts the movement direction of the cam follower 41 supported by the holding member 43 in the radial direction of the rotating shaft. The linear guide 44 is an example of a regulating section. The rotating body 52 includes a recessed portion 52A that constitutes a movable range of the columnar portion 43C of the holding member 43. A pair of springs 42A and 42B are provided on both sides of the flat plate portion 43A of the holding member 43 in the longitudinal direction. The pair of springs 42A and 42B are arranged between the flat plate portion 43A of the holding member 43 and the inner peripheral surface of the rotating body 52. The rotating body 52 is an example of a support section. The pair of springs 42A, 42B biases the cam follower 41 against the cam member 22 by pressing the holding member 43 in a direction toward the cam member 22. The pair of springs 42A and 42B are an example of a biasing section. A spacer 45 is provided between each of the pair of springs 42A, 42B and the inner peripheral surface of the rotating body 52. The rotating body 52 is an example of a support section. The spacer 45 adjusts the magnitude of the force with which the pair of springs 42A, 42B urges the cam follower 41 against the cam member 22 by adjusting the elastic force of each of the pair of springs 42A, 42B. The spacer 45 is an example of an adjustment section.
 次に、本実施形態に係るロボットシステムの制御構成について説明する。 Next, the control configuration of the robot system according to this embodiment will be explained.
 図3に示すように、制御装置10は、ロボットアーム20を制御する。本実施形態に係る制御装置10は、ロボットアーム20の基準となる位置(例えば、手先位置に相当するリンクのセンターポイント。以下、「基準位置」又は「基準部位」という。)の開始位置及びその時の姿勢を取得する開始位置取得部10Aと、目標位置及びその時の姿勢を取得する目標位置取得部10Bと、開始位置と目標位置を結ぶ経路を取得する経路取得部10Cと、経路取得部10Cによって取得された経路に従って、各アクチュエータAの駆動部に相当するサーボモータを制御するための制御命令を取得する制御命令取得部10Dと、記憶部10Eとを備える。 As shown in FIG. 3, the control device 10 controls the robot arm 20. The control device 10 according to the present embodiment is configured to control the starting position of the reference position of the robot arm 20 (for example, the center point of a link corresponding to the hand position; hereinafter referred to as the "reference position" or "reference part") and its timing. A start position acquisition unit 10A that acquires the attitude of It includes a control command acquisition unit 10D that acquires a control command for controlling a servo motor corresponding to a drive unit of each actuator A according to the acquired route, and a storage unit 10E.
 開始位置取得部10Aは、例えば、制御装置10に接続可能な教示装置(不図示)から入力された開始位置及びその時のロボットアーム20の姿勢を取得する。教示装置は、現場で実際にロボットアーム20を動かしてその時の基準位置及び姿勢を開始位置として教示するオンラインティーチングに従う教示装置でもよいし、コンピュータプログラムによって基準位置の位置及び姿勢を開始位置として教示する、テキスト型、シミュレータ型、エミュレータ型、又は、自動ティーチング型等のオフラインティーチングに従う教示装置でもよい。 The starting position acquisition unit 10A acquires, for example, the starting position input from a teaching device (not shown) connectable to the control device 10 and the posture of the robot arm 20 at that time. The teaching device may be a teaching device that follows online teaching that actually moves the robot arm 20 at the site and teaches the reference position and posture at that time as the starting position, or it may teach the position and posture of the reference position as the starting position by a computer program. , a text type, a simulator type, an emulator type, or an automatic teaching type teaching device that follows offline teaching.
 目標位置取得部10Bは、例えば、開始位置と同様に、教示装置から入力された目標位置及びその時の姿勢を取得する。目標位置取得部10Bは、複数の目標位置及びその時の姿勢を取得することが可能である。 The target position acquisition unit 10B acquires, for example, the target position input from the teaching device and the posture at that time, similarly to the starting position. The target position acquisition unit 10B is capable of acquiring a plurality of target positions and postures at those positions.
 経路取得部10Cは、開始位置と目標位置を接続する経路(計画軌跡)を演算処理等により取得する。 The route acquisition unit 10C acquires a route (planned trajectory) connecting the starting position and the target position through calculation processing or the like.
 制御命令取得部10Dは、基準位置を経路に従って移動させるために各アクチュエータAの駆動部にそれぞれ搭載される各モータを制御するための制御命令を演算処理等により取得し、ロボットアーム20に供給する。例えば、制御命令取得部10Dは、逆運動学演算(インバースキネマティクス)により、基準位置が経路上に位置するための各モータの回転角度を算出し、これに基づいて制御命令を生成して、記憶部10Eに格納することが可能である。 The control command acquisition unit 10D acquires, through arithmetic processing, a control command for controlling each motor mounted on the drive unit of each actuator A in order to move the reference position along the path, and supplies it to the robot arm 20. . For example, the control command acquisition unit 10D uses inverse kinematics to calculate the rotation angle of each motor for positioning the reference position on the path, generates a control command based on this, and It is possible to store it in the storage unit 10E.
 記憶部10Eは、各実施形態に示される各処理を実行するためのコンピュータプログラム(経路生成アルゴリズムを含む)及び必要なデータその他の情報を格納する。 The storage unit 10E stores computer programs (including route generation algorithms) and necessary data and other information for executing each process shown in each embodiment.
 以上述べた制御装置10のハードウェア構成に関し、制御装置10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphical Processing Unit)等のプロセッサである演算素子と、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性記憶素子と、NORフラッシュメモリ、NANDフラッシュメモリ、HDD(Hard Disc Drive)等の不揮発性記憶素子と、これらを接続するバス等の通信手段を備えるコンピュータから構成することが可能である。不揮発性記憶素子は、非一時的(Non-transitory)に情報を記憶する記憶媒体である。揮発性記憶素子は、これらコンピュータプログラムの少なくとも一部及び演算処理結果等を一時的に記憶する。記憶部10Eは、これら記憶素子により構成される。また、記憶部10Eに格納されるコンピュータプログラムを演算素子が実行することにより、開始位置取得部10A、目標位置取得部10B、経路取得部10C、制御命令取得部10Dとして機能する。但し、これら演算素子、不揮発性記憶素子等の少なくとも一部は、インターネット等の通信ネットワークに接続された遠隔地に設置されていてもよい。例えば、演算素子は、通信ネットワークを介して、コンピュータプログラム又は必要なデータを取得するように構成されてもよい。また制御装置10は、2又は3以上のプロセッサを演算素子として備えてもよい。更に制御装置10は、複数のコンピュータプログラムを実行可能に構成され、制御装置10による制御を第1コンピュータプログラムに基づいて実現してもよい。第1コンピュータプログラムは、記憶部10Eの不揮発性記憶素子に非一時的(non-transitory)に格納されてもよい。 Regarding the hardware configuration of the control device 10 described above, the control device 10 includes, for example, arithmetic elements that are processors such as a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphical Processing Unit), an SRAM (Static Random Access Memory), and a DRAM. Consists of a computer equipped with volatile memory elements such as (Dynamic Random Access Memory), non-volatile memory elements such as NOR flash memory, NAND flash memory, and HDD (Hard Disc Drive), and communication means such as a bus that connects them. It is possible to do so. A nonvolatile memory element is a storage medium that stores information non-transitory. The volatile memory element temporarily stores at least a portion of these computer programs, arithmetic processing results, and the like. The storage unit 10E is composed of these storage elements. Further, when the arithmetic element executes a computer program stored in the storage unit 10E, it functions as a start position acquisition unit 10A, a target position acquisition unit 10B, a route acquisition unit 10C, and a control command acquisition unit 10D. However, at least some of these arithmetic elements, nonvolatile memory elements, etc. may be installed in a remote location connected to a communication network such as the Internet. For example, the computing element may be configured to obtain a computer program or necessary data via a communication network. Further, the control device 10 may include two or more processors as arithmetic elements. Furthermore, the control device 10 may be configured to be able to execute a plurality of computer programs, and control by the control device 10 may be realized based on a first computer program. The first computer program may be non-transitory stored in a non-volatile storage element of the storage unit 10E.
 制御装置10とロボットアーム20は、無線又は有線による通信手段によって情報の送受信が可能に構成されている。 The control device 10 and the robot arm 20 are configured to be able to send and receive information through wireless or wired communication means.
 なお制御装置10には、ロボットシステム100に動作教示するための教示装置が接続、又は、一体的に設けられてもよい。また、教示装置は、ロボットアーム20に設けられてもよく、例えば、ディスプレイを含む入出力手段を教示装置の一部として利用してもよい。教示装置は、例えば、携帯型の教示ペンダントを備える。教示装置は、制御装置10と同様に、演算素子、揮発性記憶素子、不揮発性記憶素子を備え、更に、ディスプレイを有する表示手段及び複数の操作キー並びにレバーを有する入力手段を備えている。入力手段は、ディスプレイを押圧して入力を行うタッチパネル式の入力手段から構成されてもよい。 Note that the control device 10 may be connected to or integrally provided with a teaching device for teaching the robot system 100 to operate. Further, the teaching device may be provided on the robot arm 20, and for example, input/output means including a display may be used as part of the teaching device. The teaching device includes, for example, a portable teaching pendant. Like the control device 10, the teaching device includes an arithmetic element, a volatile memory element, and a nonvolatile memory element, and further includes a display means having a display and an input means having a plurality of operation keys and levers. The input means may include a touch panel type input means that performs input by pressing the display.
 次に、本実施形態に係る駆動機構30の作用について説明する。 Next, the operation of the drive mechanism 30 according to this embodiment will be explained.
 図4に示すように、アクチュエータAがカム部材22を駆動する前の状態では、カムフォロア41がバネ42A,42Bの弾性力に基づいてカム部材22の凹部23に押圧される。この場合、カムフォロア41が、凹部23の第1カム曲面23B及び第2カム曲面23Cの双方に係合されている。そして、カムフォロア41は、カム部材22に対して回転軸21を中心とした周方向に沿う第1方向及び第2方向の双方向においてカム部材22の回転を規制している。 As shown in FIG. 4, before the actuator A drives the cam member 22, the cam follower 41 is pressed against the recess 23 of the cam member 22 based on the elastic force of the springs 42A and 42B. In this case, the cam follower 41 is engaged with both the first cam curved surface 23B and the second cam curved surface 23C of the recess 23. The cam follower 41 restricts the rotation of the cam member 22 in both the first direction and the second direction along the circumferential direction around the rotating shaft 21 .
 次に、図5に示すように、アクチュエータAが回転軸21を中心とした第1回転方向にカム部材22を回転させた場合、カムフォロア41がバネ42A,42Bの弾性力に抗してカム部材22の凹部23の第1カム曲面23Bの第1面部位23Baに乗り上げる。この場合、カムフォロア41は、バネ42A,42Bからの反力に基づいて、第1カム曲面23Bの第1面部位23Baに押圧される。そして、カム部材22は、カム部材22からの押圧力に基づいて、アクチュエータAによるカム部材22の第1回転方向への回転に対して回転トルクを作用させる。この場合、第1カム曲面23Bの第1面部位23Baは、第1カム曲面23Bの第1面部位23Baは、曲率が比較的大きいため、カム部材22の回転位置変化に対する回転トルクの変化量が比較的大きくなる。 Next, as shown in FIG. 5, when the actuator A rotates the cam member 22 in the first rotational direction about the rotation shaft 21, the cam follower 41 resists the elastic force of the springs 42A and 42B and rotates the cam member 22. 22 rides on the first surface portion 23Ba of the first cam curved surface 23B of the recess 23. In this case, the cam follower 41 is pressed against the first surface portion 23Ba of the first cam curved surface 23B based on the reaction force from the springs 42A and 42B. The cam member 22 applies rotational torque to the rotation of the cam member 22 by the actuator A in the first rotation direction based on the pressing force from the cam member 22 . In this case, since the first surface portion 23Ba of the first cam curved surface 23B has a relatively large curvature, the amount of change in rotational torque with respect to a change in the rotational position of the cam member 22 is Becomes relatively large.
 次に、図6に示すように、アクチュエータAが回転軸21を中心とした第1回転方向にカム部材22をさらに回転させた場合、カムフォロア41がバネ42A,42Bの弾性力に抗してカム部材22の凹部23の第1カム曲面23Bの第2面部位23Bbに乗り上げる。この場合、カムフォロア41は、バネ42A,42Bからの反力に基づいて、第1カム曲面23Bの第2面部位23Bbに押圧される。そして、カム部材22は、カム部材22からの押圧力に基づいて、アクチュエータAによるカム部材22の第1回転方向への回転に対して回転トルクを作用させる。この場合、第1カム曲面23Bの第2面部位23Bbは、第1カム曲面23Bの第2面部位23Bbは、曲率が比較的小さいため、カム部材22の回転位置変化に対する回転トルクの変化量が比較的小さくなる。 Next, as shown in FIG. 6, when the actuator A further rotates the cam member 22 in the first rotation direction about the rotation shaft 21, the cam follower 41 resists the elastic force of the springs 42A and 42B to cam the cam member 22. It rides on the second surface portion 23Bb of the first cam curved surface 23B of the recess 23 of the member 22. In this case, the cam follower 41 is pressed against the second surface portion 23Bb of the first cam curved surface 23B based on the reaction force from the springs 42A and 42B. The cam member 22 applies rotational torque to the rotation of the cam member 22 by the actuator A in the first rotation direction based on the pressing force from the cam member 22 . In this case, since the second surface portion 23Bb of the first cam curved surface 23B has a relatively small curvature, the amount of change in rotational torque with respect to a change in the rotational position of the cam member 22 is Becomes relatively small.
 以上のように、図7に示すように、ロボットアームのねじり角度とねじりトルクとが線形の関係を示す線形弾性機構においては、カム部材の回転角度に関わらず、カム部材の回転位置変化に対する回転トルクの増加量は一定となる。カム部材の回転角度はロボットアームのねじり角度に相当し、カム部材の回転トルクはロボットアームのねじりトルクに相当する。これに対し、本実施形態の駆動機構30は、カム部材22の回転角度が比較的小さく、カムフォロア41が第1カム曲面23Bの第1面部位23Baに乗り上げている間は、カム部材22の回転位置変化に対する回転トルクの増加量は比較的大きくなる。その一方で、カム部材22の回転角度が比較的大きく、カムフォロア41が第1カム曲面23Bの第2面部位23Bbに乗り上げている間は、カム部材22の回転位置変化に対する回転トルクの増加量は比較的小さくなる。すなわち、本実施形態の駆動機構30は、カム部材22の回転に伴って、カムフォロア41が第1カム曲面23Bの第1面部位23Baから第2面部位23Bbに移行する過程で、カム部材22の回転位置変化に対する回転トルクの増加量が減少する。この場合、カム部材22の回転位置変化に対する回転トルクの変化は連続的となる。 As described above, as shown in FIG. 7, in the linear elastic mechanism in which the torsion angle of the robot arm and the torsion torque show a linear relationship, the rotation of the cam member due to changes in the rotational position is independent of the rotation angle of the cam member. The amount of increase in torque remains constant. The rotation angle of the cam member corresponds to the twist angle of the robot arm, and the rotation torque of the cam member corresponds to the twist torque of the robot arm. In contrast, in the drive mechanism 30 of the present embodiment, the rotation angle of the cam member 22 is relatively small, and while the cam follower 41 rides on the first surface portion 23Ba of the first cam curved surface 23B, the rotation of the cam member 22 is The amount of increase in rotational torque with respect to a change in position is relatively large. On the other hand, while the rotation angle of the cam member 22 is relatively large and the cam follower 41 rides on the second surface portion 23Bb of the first cam curved surface 23B, the amount of increase in rotational torque with respect to a change in the rotational position of the cam member 22 is Becomes relatively small. That is, in the drive mechanism 30 of the present embodiment, as the cam member 22 rotates, the cam follower 41 moves from the first surface portion 23Ba of the first cam curved surface 23B to the second surface portion 23Bb. The amount of increase in rotational torque with respect to a change in rotational position is reduced. In this case, the rotational torque changes continuously with respect to the rotational position change of the cam member 22.
 また、図8Aに示すように、本実施形態の駆動機構30は、スペーサ45を設けた場合には、スペーサ45を設けない場合と比較して、カムフォロア41からカム部材22に対して作用する押圧力が大きくなり、結果として、カム部材22の回転時における回転トルクも大きくなる。また、本実施形態の駆動機構30は、スペーサ45を設けた場合には、アクチュエータAがカム部材22を駆動する前の状態であっても、バネ45A,45Bの弾性力に基づいて、カムフォロア41をカム部材22に押圧してカム部材22に対して回転トルクを作用させる。これにより、カム部材22に対して回転軸21を中心とした周方向に沿う第1方向及び第2方向の双方向においてカム部材22の回転が規制される。 Further, as shown in FIG. 8A, in the drive mechanism 30 of this embodiment, when the spacer 45 is provided, the cam follower 41 exerts more force on the cam member 22 than when the spacer 45 is not provided. The pressure increases, and as a result, the rotational torque when the cam member 22 rotates also increases. Further, in the case where the drive mechanism 30 of the present embodiment is provided with the spacer 45, even before the actuator A drives the cam member 22, the cam follower 41 is moved based on the elastic force of the springs 45A and 45B. is pressed against the cam member 22 to apply rotational torque to the cam member 22. This restricts the rotation of the cam member 22 in both the first direction and the second direction along the circumferential direction around the rotating shaft 21 .
 また、図8Bに示すように、本実施形態の駆動機構30は、カム部材22の回転角度が大きくなるにつれて、カム部材22のねじり剛性が小さくなる。ねじり剛性とは、ロボットアーム20のねじり角度に対するねじりトルクの変化率を示している。したがって、例えば、操作者がロボットアームに不意に衝突した場合等、ロボットアームに対して大きな外力が加わったとしても、ロボットアーム20のねじり剛性を低下させることで、カム部材22が大きく回転した場合に、ロボットアーム20から操作者に対して反力が作用することを抑制している。 Furthermore, as shown in FIG. 8B, in the drive mechanism 30 of this embodiment, the torsional rigidity of the cam member 22 decreases as the rotation angle of the cam member 22 increases. The torsional rigidity indicates the rate of change of torsional torque with respect to the torsional angle of the robot arm 20. Therefore, even if a large external force is applied to the robot arm, such as when an operator unexpectedly collides with the robot arm, by reducing the torsional rigidity of the robot arm 20, the cam member 22 may rotate significantly. In addition, reaction force from the robot arm 20 is suppressed from acting on the operator.
 なお、上記実施形態は、以下のような形態にて実施することもできる。 Note that the above embodiment can also be implemented in the following forms.
 上記実施形態においては、係合構造40は、バネ42A,42Bとしてコイルバネを用いた場合を例に挙げて説明したが、図9に示すように、係合構造40Aは、バネ42Cとして板バネを用いてもよい。 In the above embodiment, the engagement structure 40 has been described using coil springs as the springs 42A and 42B, but as shown in FIG. 9, the engagement structure 40A uses a plate spring as the spring 42C. May be used.
 [付記]
 上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
[Additional notes]
The technical idea that can be understood from the above embodiments will be described below.
 〔付記1〕
 駆動部と、
 駆動部から伝達される駆動力に基づいて、第1回転軸線を中心として回転可能に構成された被駆動部と、
 駆動部と被駆動部との間を動力伝達可能に係合する係合構造と、
 を備え、
 係合構造は、
  駆動部に連結され、第1回転軸線と並行して延びる第2回転軸線を中心として回転可能に構成された係合部と、
  係合部に係合する被係合部と、
  被係合部を係合部に向けて付勢する弾性部と
 を有し、
 係合部における被係合部に係合する係合面は、
  係合部が第2回転軸線を中心として被駆動部に対して第1回転量回転した第1回転位置に位置するとき、回転位置変化に対する被係合部から係合部に作用する荷重に基づく駆動部に作用する回転トルクの変化量が第1変化量となる第1面部位と、
  係合部が第2回転軸線を中心として第1回転量より大きい第2回転量回転した第2回転位置に位置するとき、回転位置変化に対する被係合部から係合部に作用する荷重に基づく駆動部に作用する回転トルクの変化量が第1変化量より小さい第2変化量となる第2面部位と、
 を含む、
 駆動機構。
[Appendix 1]
A drive unit;
a driven part configured to be rotatable about a first rotation axis based on the driving force transmitted from the driving part;
an engagement structure that engages the driving part and the driven part to enable power transmission;
Equipped with
The engagement structure is
an engagement part connected to the drive part and configured to be rotatable about a second rotation axis extending in parallel with the first rotation axis;
an engaged part that engages with the engaging part;
an elastic part that urges the engaged part toward the engaging part;
The engagement surface of the engagement portion that engages with the engaged portion is
When the engaging part is located at the first rotational position rotated by the first rotation amount with respect to the driven part about the second rotational axis, it is based on the load acting on the engaging part from the engaged part in response to a change in rotational position. a first surface portion where the amount of change in the rotational torque acting on the drive portion is a first amount of change;
When the engaging part is located at a second rotational position rotated by a second rotational amount that is larger than the first rotational amount about the second rotational axis, the method is based on the load acting on the engaging part from the engaged part in response to a change in rotational position. a second surface portion in which the amount of change in the rotational torque acting on the drive portion is a second amount of change smaller than the first amount of change;
including,
Drive mechanism.
 〔付記2〕
 係合面は、凸状の湾曲面であり、
 第2面部位の曲率は、第1面部位の曲率よりも小さい、
 付記1に記載の駆動機構。
[Appendix 2]
The engagement surface is a convex curved surface,
The curvature of the second surface portion is smaller than the curvature of the first surface portion.
The drive mechanism described in Supplementary Note 1.
 〔付記3〕
 第1面部位及び第2面部位は、第1回転軸線を中心とした周方向において連続した面部位である、
 付記1または2に記載の駆動機構。
[Appendix 3]
The first surface portion and the second surface portion are continuous surface portions in the circumferential direction centered on the first rotation axis,
The drive mechanism according to supplementary note 1 or 2.
 〔付記4〕
 係合構造は、弾性部の弾性力の大きさを調整する調整部をさらに備える、
 付記1から3のいずれか一つに記載の駆動機構。
[Appendix 4]
The engagement structure further includes an adjustment section that adjusts the magnitude of the elastic force of the elastic section.
The drive mechanism according to any one of Supplementary Notes 1 to 3.
 〔付記5〕
 調整部は、弾性部を支持する支持部と弾性部との間に介在するスペーサを含む、
 付記4に記載の駆動機構。
[Appendix 5]
The adjustment section includes a spacer interposed between the support section that supports the elastic section and the elastic section.
The drive mechanism described in Appendix 4.
 〔付記6〕
 係合構造は、係合部の移動方向を規制する規制部をさらに備える、
 付記1から5のいずれか一つに記載の駆動機構。
[Appendix 6]
The engagement structure further includes a regulating part that regulates the moving direction of the engaging part.
The drive mechanism according to any one of Supplementary Notes 1 to 5.
 〔付記7〕
 付記1から6のいずれか一つに記載の駆動機構と、
 駆動機構の駆動部が設けられる第1リンクと、
 駆動機構の被駆動部が設けられる第2リンクと、
 を備えるロボットアーム。
[Appendix 7]
The drive mechanism described in any one of Supplementary Notes 1 to 6,
a first link provided with a drive part of the drive mechanism;
a second link provided with a driven portion of the drive mechanism;
A robot arm equipped with.
 なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 Note that each of the embodiments described above is intended to facilitate understanding of the present invention, and is not intended to be interpreted as limiting the present invention. The present invention may be modified/improved without departing from its spirit, and the present invention also includes equivalents thereof. In other words, the scope of the present invention includes modifications to each embodiment by those skilled in the art as long as they have the characteristics of the present invention. For example, each element provided in each embodiment, its arrangement, material, conditions, shape, size, etc. are not limited to those illustrated and can be changed as appropriate. Further, each embodiment is an example, and it goes without saying that partial substitution or combination of the configurations shown in different embodiments is possible, and these are also included in the scope of the present invention as long as they include the characteristics of the present invention. .
 10…制御装置、20…ロボットアーム、21…回転軸、22…カム部材、23…凹部、23B…第1カム曲面、23C…第2カム曲面、30…駆動機構、40,40A…係合構造、41…カムフォロア、42A,42B…バネ、43…保持部材、43A…平板部、43B…軸受部、43C…柱状部、44…直動ガイド、45…スペーサ、A…アクチュエータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Control device, 20... Robot arm, 21... Rotating shaft, 22... Cam member, 23... Recessed part, 23B... First cam curved surface, 23C... Second cam curved surface, 30... Drive mechanism, 40, 40A... Engagement structure , 41... Cam follower, 42A, 42B... Spring, 43... Holding member, 43A... Flat plate part, 43B... Bearing part, 43C... Column part, 44... Linear motion guide, 45... Spacer, A... Actuator.

Claims (7)

  1.  駆動部と、
     前記駆動部から伝達される駆動力に基づいて、第1回転軸線を中心として回転可能に構成された被駆動部と、
     前記駆動部と前記被駆動部との間を動力伝達可能に係合する係合構造と、
     を備え、
     前記係合構造は、
      前記駆動部に連結され、前記第1回転軸線と並行して延びる第2回転軸線を中心として回転可能に構成された係合部と、
      前記係合部に係合する被係合部と、
      前記被係合部を前記係合部に向けて付勢する弾性部と
     を有し、
     前記係合部における前記被係合部に係合する係合面は、
      前記係合部が前記第2回転軸線を中心として前記被駆動部に対して第1回転量回転した第1回転位置に位置するとき、回転位置変化に対する前記被係合部から前記係合部に作用する荷重に基づく前記駆動部に作用する回転トルクの変化量が第1変化量となる第1面部位と、
      前記係合部が前記第2回転軸線を中心として第1回転量より大きい第2回転量回転した第2回転位置に位置するとき、回転位置変化に対する前記被係合部から前記係合部に作用する荷重に基づく前記駆動部に作用する回転トルクの変化量が前記第1変化量より小さい第2変化量となる第2面部位と、
     を含む、
     駆動機構。
    A drive unit;
    a driven part configured to be rotatable about a first rotation axis based on the driving force transmitted from the driving part;
    an engagement structure that engages the driving part and the driven part to enable power transmission;
    Equipped with
    The engagement structure is
    an engagement part connected to the drive part and configured to be rotatable about a second rotation axis extending in parallel with the first rotation axis;
    an engaged part that engages with the engaging part;
    an elastic part that urges the engaged part toward the engaging part,
    The engagement surface of the engagement portion that engages with the engaged portion is
    When the engaging part is located at a first rotational position rotated by a first rotation amount with respect to the driven part about the second rotation axis, the engagement part changes from the engaged part to the engaging part in response to a change in rotational position. a first surface portion in which the amount of change in the rotational torque acting on the drive unit based on the applied load is a first amount of change;
    When the engaging portion is located at a second rotational position rotated by a second rotational amount that is greater than the first rotational amount about the second rotational axis, the engaged portion acts on the engaging portion in response to a change in rotational position. a second surface portion in which the amount of change in the rotational torque acting on the drive unit based on the load is a second amount of change smaller than the first amount of change;
    including,
    Drive mechanism.
  2.  前記係合面は、凸状の湾曲面であり、
     前記第2面部位の曲率は、前記第1面部位の曲率よりも小さい、
     請求項1に記載の駆動機構。
    The engagement surface is a convex curved surface,
    The curvature of the second surface portion is smaller than the curvature of the first surface portion.
    The drive mechanism according to claim 1.
  3.  前記第1面部位及び前記第2面部位は、前記第1回転軸線を中心とした周方向において連続した面部位である、
     請求項1に記載の駆動機構。
    The first surface portion and the second surface portion are continuous surface portions in a circumferential direction centered on the first rotation axis,
    The drive mechanism according to claim 1.
  4.  前記係合構造は、前記弾性部の弾性力の大きさを調整する調整部をさらに備える、
     請求項1に記載の駆動機構。
    The engagement structure further includes an adjustment section that adjusts the magnitude of the elastic force of the elastic section.
    The drive mechanism according to claim 1.
  5.  前記調整部は、前記弾性部を支持する支持部と前記弾性部との間に介在するスペーサを含む、
     請求項4に記載の駆動機構。
    The adjustment section includes a spacer interposed between a support section that supports the elastic section and the elastic section.
    The drive mechanism according to claim 4.
  6.  前記係合構造は、前記係合部の移動方向を規制する規制部をさらに備える、
     請求項1に記載の駆動機構。
    The engagement structure further includes a regulating part that regulates a moving direction of the engaging part.
    The drive mechanism according to claim 1.
  7.  請求項1から6のいずれか1項に記載の駆動機構と、
     前記駆動機構の前記駆動部が設けられる第1リンクと、
     前記駆動機構の前記被駆動部が設けられる第2リンクと、
     を備えるロボットアーム。
    The drive mechanism according to any one of claims 1 to 6,
    a first link provided with the drive section of the drive mechanism;
    a second link on which the driven portion of the drive mechanism is provided;
    A robot arm equipped with.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014097548A (en) * 2012-11-15 2014-05-29 Canon Inc Rigidity variable mechanism, rigidity variable driving device and joint driving device
JP2018132070A (en) * 2017-02-13 2018-08-23 株式会社豊田中央研究所 Torque control mechanism and damper device using the same

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