WO2023281796A1 - 直動機構 - Google Patents

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WO2023281796A1
WO2023281796A1 PCT/JP2022/006362 JP2022006362W WO2023281796A1 WO 2023281796 A1 WO2023281796 A1 WO 2023281796A1 JP 2022006362 W JP2022006362 W JP 2022006362W WO 2023281796 A1 WO2023281796 A1 WO 2023281796A1
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WO
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link
linear motion
motion mechanism
linear
mechanism according
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Application number
PCT/JP2022/006362
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English (en)
French (fr)
Inventor
康久 神川
Original Assignee
ソニーグループ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by ソニーグループ株式会社 filed Critical ソニーグループ株式会社
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Priority to JP2023533058A priority patent/JPWO2023281796A1/ja
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/12—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types

Definitions

  • the present disclosure relates to a direct acting mechanism.
  • a linear motion mechanism that expands and contracts in one direction is known as a mechanism for operating the legs or arms of a robot.
  • Linear motion mechanisms are required to have a long stroke, be compact and lightweight, and have sufficient strength.
  • Patent Document 1 discloses a cylindrical coordinate type telescopic shaft operating mechanism having a vertical shaft that stands upright from a swivel base and a telescopic shaft that extends and contracts in a horizontal direction perpendicular to the vertical shaft.
  • the telescopic shaft operating mechanism disclosed in Patent Document 1 can perform telescopic motion by extending and retracting the telescopic shaft arm from the telescopic shaft casing.
  • the present disclosure proposes a new and improved linear motion mechanism that can further increase strength.
  • the a first link linearly moving from the first side end of the intermediate link toward the first side in the linear direction; and a second side opposite to the first side based on the driving force in the linear direction. and a second link linearly moving from the end of the second side of the intermediate link toward the linear direction, wherein the first link and the second link are interlocked with each other and symmetrically linear with each other in the linear direction.
  • a linear motion mechanism is provided.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a moving body to which technology according to the present disclosure is applied;
  • FIG. It is a sectional view showing composition of a leg including a direct-acting mechanism.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the leg portion of FIG. 2 viewed from the A-AA section;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific configuration of an intermediate link;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of a leg according to a first modified example;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of a leg according to a second modified example;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of an intermediate link of a leg according to a third modified example;
  • FIG. 14 is a perspective view showing the vicinity of the joint between the leg portion and the main body portion according to a fourth modification;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the lock mechanism shown in FIG. 8 in a fixed state;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the lock mechanism shown in FIG. 8 in a free state;
  • It is a schematic diagram which shows the operation
  • It is a schematic diagram which shows the operation
  • FIG. 11 is a flow chart diagram showing a flow from activation to stop of a moving object having legs according to a fourth modification;
  • 1 is a schematic diagram showing the configuration of a robot arm device including a linear motion mechanism according to an embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a moving body 1 to which technology according to the present disclosure is applied.
  • the mobile body 1 includes a main body 12 and a plurality of legs 11A, 11B, 11C, and 11D.
  • the moving body 1 is, for example, a four-legged robotic device.
  • the moving object 1 may be a three-legged or two-legged robot device, or may be a five-legged or more legged robot device.
  • the legs 11A, 11B, 11C, and 11D are collectively referred to as the leg 11 without distinguishing between them.
  • the body part 12 corresponds to the body part of the moving body 1.
  • the main unit 12 includes, for example, a control device that controls the overall operation of the mobile body 1, various sensor devices that sense the external environment of the mobile body 1, a power supply device that supplies power to each part of the mobile body 1, and the like. .
  • the leg part 11 is attached to the main body part 12, supports the main body part 12, and is used for the moving body 1 to walk.
  • a linear motion mechanism 100 according to an embodiment of the present disclosure is included in at least one or more of the multiple legs 11 .
  • the leg portion 11 includes a linear motion mechanism 100 rotatably attached to the main body portion 12 and a grounding portion 150 provided at an end portion of the linear motion mechanism 100 .
  • the linear motion mechanism 100 is a mechanism that can expand and contract in the extending direction of the leg portion 11 .
  • the linear motion mechanism 100 is configured by connecting a plurality of links in series, and the legs 11 can be extended and contracted in the extending direction by sliding the connected plurality of links.
  • the moving body 1 can walk using the legs 11 by rotating and expanding and contracting the linear motion mechanism 100 included in each of the legs 11 .
  • the grounding portion 150 includes wheels 151 .
  • the wheel 151 is configured in a disk shape or columnar shape that is rotatable on a rotating shaft parallel to the running surface while the outer circumference of the wheel 151 is in contact with the running surface.
  • the wheels 151 are driven by the motor to rotate, so that the moving body 1 can travel on wheels without moving the legs 11 .
  • the moving body 1 having the above configuration alternately rotates and expands and contracts each of the legs 11 without driving the wheels 151 on a running surface having unevenness such as stairs or an unpaved road. Can perform Shiki Gait.
  • the moving body 1 can run on wheels on a flat running surface such as a paved road by driving the wheels 151 while maintaining the postures of the legs 11 .
  • the moving body 1 having the above configuration can extend and contract the legs 11 by means of the linear motion mechanism 100 . Therefore, the mobile body 1 having the above configuration can further reduce the height of the mobile body 1 when the leg portions 11 are contracted. In addition, the mobile body 1 having the above configuration can reduce the risk of interference between the stairs and the legs 11 even on uneven terrain with large steps, such as stairs, so that it is possible to perform smoother legged walking. is.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the leg portion 11 including the linear motion mechanism 100.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the leg portion 11 of FIG. 2 viewed from the A-AA cross section.
  • the linear motion mechanism 100 includes a first link 110, a second link 120, and an intermediate link . Since the grounding portion 150 including the wheel 151 is as described above, the description thereof is omitted here.
  • the intermediate link 130 includes a conversion mechanism that converts the rotational force of the motor into linear drive force, and extends in one direction.
  • the linear motion mechanism 100 can expand and contract in multiple stages by expanding and contracting the first link 110 and the second link 120 in mutually opposite directions based on the driving force generated by the intermediate link 130 .
  • the linear motion mechanism 100 can reduce the number of driving force transmission mechanisms by extending and contracting the first link 110 and the second link 120 using the intermediate link 130 as a drive unit, thereby simplifying the structure and reducing the weight. can be realized.
  • a specific configuration of the intermediate link 130 will be described later.
  • the first link 110 is slidably connected to the intermediate link 130 .
  • the first link 110 includes the ground contact portion 150 including the wheel 151 at the end portion on the side of the contact portion 150 (first side D1), and the end portion on the side of the body portion 12 (second side D2). It is connected with the intermediate link 130 .
  • the first link 110 can slide along the intermediate link 130 toward the first side D ⁇ b>1 based on the driving force generated by the conversion mechanism included in the intermediate link 130 .
  • the second link 120 is slidably connected to the side of the intermediate link 130 opposite to the first link 110 .
  • the second link 120 includes a joint portion 140 connected to the body portion 12 of the moving body 1 at the end portion on the body portion 12 side (second side D2), and the joint portion 140 on the side of the ground portion 150 (first side D1). ) is connected to the intermediate link 130 at its end.
  • the second link 120 can slide along the intermediate link 130 toward the second side D ⁇ b>2 based on the driving force generated by the conversion mechanism included in the intermediate link 130 .
  • the first link 110 may be connected to the intermediate link 130 on the first surface S1 facing the traveling direction of the moving body 1. Further, the second link 120 may be connected to the intermediate link 130 at a second surface S2 that is opposite to the first surface S1 across the intermediate link 130 and parallel to the first surface S1.
  • the first surface S1 and the second surface S2 for example, when the leg 11 is vertically upright on the running surface, the direction of the rotation axis of the wheel 151 and the traveling direction perpendicular to the running surface is the normal direction. It is the surface.
  • the first surface S1 is a surface facing the forward direction side of the moving direction of the moving body 1
  • the second surface S2 side is a surface facing the backward direction side of the moving direction of the moving body 1.
  • the first link 110 and the second link 120 absorb the load applied from the moving direction when the moving body 1 walks, and the connection surface (first surface) between the first link 110 or the second link 120 and the intermediate link 130 S1 and the second surface S2). Therefore, the linear motion mechanism 100 can further increase the rigidity against the load applied when the moving body 1 moves forward.
  • each of the first link 110 and the second link 120 may be provided in a box-like structure so that other links can be accommodated inside.
  • the first link 110 may be provided in a box-like structure capable of accommodating the intermediate link 130 inside
  • the second link 120 may be a box-like structure capable of accommodating the intermediate link 130 and the first link 110 . It may be provided in a mold structure.
  • the linear motion mechanism 100 can store the intermediate link 130 in the first link 110 and store the first link 110 and the intermediate link 130 in the second link 120 when contracted, so that the linear motion mechanism 100 can be made more compact. It can shrink to size.
  • the first link 110 is smaller than the box-shaped structure of the second link 120, and a part of the surface is open. It may be provided in a box-like structure.
  • the first link 110 has a box-shaped structure that is smaller than the box-shaped structure of the second link 120 and has an open second surface S2 opposite to the first surface S1 that is the connection surface with the intermediate link 130. may be provided.
  • the first link 110 is provided with a box-shaped structure in which the surface on the backward direction side of the moving body 1 is opened, so that the rigidity against the load applied when the moving body 1 moves forward is maintained and the weight is reduced. It is possible to Therefore, the linear motion mechanism 100 can further reduce the weight of the first link 110 .
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific configuration of the intermediate link 130. As shown in FIG.
  • the intermediate link 130 includes a power section 330, a first conversion mechanism 310, a second conversion mechanism 320, a housing 340, a first connection portion 315, and a second connection portion 325.
  • the first conversion mechanism 310 and the second conversion mechanism 320 are provided parallel to each other, and convert the rotational force from the power section 330 into driving force in linear directions opposite to each other. According to this, the first conversion mechanism 310 and the second conversion mechanism 320 move the first connection portion 315 to which the first link 110 is connected and the second connection portion 325 to which the second link 120 is connected in opposite directions. can be moved directly to Therefore, the first conversion mechanism 310 and the second conversion mechanism 320 can linearly expand and contract the first link 110 and the second link 120 along the intermediate link 130 .
  • the power section 330 includes a motor 334 , a motor gear 333 , a first gear 331 and a second gear 332 .
  • the motor 334 is an electric motor that generates rotational force by converting electrical energy into mechanical energy.
  • the motor 334 includes, for example, a rotor that rotates about an axis, a stator that generates a rotational moment by interacting with the rotor, a rotating shaft that transmits the rotation of the rotor to the outside, and a rotating shaft that supports the rotating shaft. It may be configured including a bearing for
  • the motor gear 333 is a spur gear that rotates as the motor 334 rotates.
  • the motor gear 333 is connected to the rotating shaft of the motor 334 and meshes with the first gear 331 and the second gear 332 . Accordingly, the motor gear 333 can transmit the torque generated by the motor 334 to the first gear 331 and the second gear 332 .
  • the first gear 331 is a spur gear that meshes with the motor gear 333 and is connected to the first conversion mechanism 310 . Thereby, the first gear 331 can transmit the rotational force generated by the motor 334 to the first conversion mechanism 310 that converts the driving force in the linear direction.
  • the second gear 332 is a spur gear that meshes with the motor gear 333 and is connected to the second conversion mechanism 320 . Thereby, the second gear 332 can transmit the rotational force generated by the motor 334 to the second conversion mechanism 320 that converts the driving force in the linear direction.
  • the power unit 330 by providing the motor gear 333 between the first gear 331 and the second gear 332, the rotational force of the motor 334 can be transmitted to the first conversion mechanism 310 and the second conversion mechanism 320 over a shorter distance. It is possible. According to this, the motor gear 333, the first gear 331, and the second gear 332 can reduce the diameter and linear velocity of the gears. 310 and second conversion mechanism 320 . Therefore, the power unit 330 can transmit the torque from the motor 334 to the first conversion mechanism 310 and the second conversion mechanism 320 with a simpler mechanism, thereby improving the reliability of the linear motion mechanism 100. It is possible.
  • the first conversion mechanism 310 includes a first screw shaft 311 , a first linear guide 314 , a first bearing 313 and a first direct acting portion 312 .
  • the first conversion mechanism 310 may include, for example, a ball screw that converts rotational force into linear drive force.
  • the first screw shaft 311 is connected to the first gear 331 and is a screw shaft that rotates based on the torque from the motor gear 333 .
  • the first bearing 313 is provided at the end of the first screw shaft 311 opposite to the end where the first gear 331 is provided, and supports the first screw shaft 311 .
  • the first linear motion part 312 is a nut attached to the first screw shaft 311 via a ball, and linearly moves in the axial direction of the first screw shaft 311 as the first screw shaft 311 rotates. According to this, the first conversion mechanism 310 can convert the rotational force from the motor gear 333 into linear motion in the axial direction of the first screw shaft 311 by the first linear motion portion 312 .
  • the first linear guide 314 includes a rail parallel to the axial direction of the first screw shaft 311 and a slide portion that smoothly linearly moves on the rail in conjunction with the linear motion of the first linear motion portion 312 .
  • the sliding portion of the first linear guide 314 is connected to the first connecting portion 315 provided on the surface of the housing 340 of the intermediate link 130 . According to this, the first linear guide 314 can slide the first connecting portion 315 to which the first link 110 is connected along the intermediate link 130 as the slide portion rectilinearly moves. Therefore, the first conversion mechanism 310 can slide the first link 110 along the intermediate link 130 based on the torque from the motor 334 .
  • the second conversion mechanism 320 includes a second screw shaft 321, a second linear guide 324, a second bearing 323, and a second direct acting portion 322, similar to the first conversion mechanism 310.
  • the second conversion mechanism 320 may include, for example, a ball screw that converts rotational force into linear driving force.
  • the second screw shaft 321 is connected to the second gear 332 and is a screw shaft that rotates based on the rotational force from the motor gear 333 .
  • the second screw shaft 321 may be provided so as to be parallel to the first screw shaft 311 and have a threading direction opposite to that of the first screw shaft 311 .
  • the second bearing 323 is provided at the end of the second screw shaft 321 opposite to the end where the second gear 332 is provided, and supports the second screw shaft 321 .
  • the second linear motion part 322 is a nut attached to the second screw shaft 321 via a ball, and linearly moves in the axial direction of the second screw shaft 321 as the second screw shaft 321 rotates. According to this, the second conversion mechanism 320 can convert the rotational force from the motor gear 333 into linear motion in the axial direction of the second screw shaft 321 by the second linear motion portion 322 .
  • the first screw shaft 311 and the second screw shaft 321 are provided so that their threading directions are opposite to each other. Therefore, in the first conversion mechanism 310 and the second conversion mechanism 320, the rotational force from the motor gear 333 is converted into the driving force in the opposite direction. The same rotational force from 333 can translate in opposite directions. Therefore, the linear motion mechanism 100 can cause the intermediate link 130 , the first link 110 , and the second link 120 to perform two-stage expansion and contraction operations with one motor 334 .
  • the second linear guide 324 includes a rail parallel to the axial direction of the second screw shaft 321 and a slide portion that smoothly linearly moves on the rail in conjunction with the linear motion of the second linear motion portion 322 .
  • a sliding portion of the second linear guide 324 is connected to a second connecting portion 325 provided on the surface of the housing 340 of the intermediate link 130 . According to this, the second linear guide 324 can slide the second connecting portion 325 to which the second link 120 is connected along the intermediate link 130 as the slide portion rectilinearly moves. Therefore, the second conversion mechanism 320 can slide the second link 120 along the intermediate link 130 based on the torque from the motor 334 .
  • the housing 340 contains the power section 330, the first conversion mechanism 310, and the second conversion mechanism 320 inside.
  • the gaps between the housing 340 and the first connecting portion 315 and the second connecting portion 325 are sealed by seal portions.
  • the seal portion includes a strip seal that covers a gap provided in the housing 340 for linearly moving the first connecting portion 315 and the second connecting portion 325, and a housing 340 that absorbs the strip seal to the housing 340. and a magnet seal that seals the interior of the The first connecting portion 315 and the second connecting portion 325 linearly move while partially peeling off the strip seal attracted by the magnet seal, thereby connecting the housing 340 and the first connecting portion 315 and the second connecting portion 325 to each other. It is possible to move linearly while minimizing the gap between them. Therefore, the intermediate link 130 can prevent dust from entering the inside of the housing 340, thereby further reducing the possibility that dust will cause problems in the first conversion mechanism 310 and the second conversion mechanism 320. be able to.
  • the torque from the motor 334 is transmitted to the first screw shaft 311 and the second screw shaft 321 via the motor gear 333, the first gear 331 and the second gear 332. Since the first screw shaft 311 and the second screw shaft 321 have threading directions opposite to each other, the first direct-acting portion 312 and the second direct-acting portion 322 are formed by the first screw shaft 311 and the second screw shaft 321 They rectilinearly move in opposite directions as they rotate. Accordingly, the first link 110 and the second link 120 connected to the first direct acting portion 312 and the second direct acting portion 322 can slide along the intermediate link 130 in opposite directions. According to the above operation, the linear motion mechanism 100 can linearly move the first link 110 and the second link 120 with respect to the intermediate link 130 .
  • first conversion mechanism 310 and the second conversion mechanism 320 are described above as including ball screws, the technology according to the present disclosure is not limited to the above example.
  • the first conversion mechanism 310 and the second conversion mechanism 320 may include slide screws instead of ball screws.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the leg portion 11 according to the first modified example.
  • the leg 11 according to the first modification may further include a first cable carrier 161 and a second cable carrier 162.
  • the first cable carrier 161 and the second cable carrier 162 have a structure that can be deformed into an arbitrary curved structure while maintaining a rigid structure by continuously connecting a plurality of links capable of supporting wiring at a fine pitch. It is a member.
  • the first link 110, the intermediate link 130, and the second link 120 are used to supply power from the body portion 12 to the wheels 151 provided at the tip of the first link 110 and to transmit control commands. Wiring is provided between them. However, the wiring provided between the first link 110, the intermediate link 130, and the second link 120 moves with the expansion and contraction of the linear motion mechanism 100, and may get tangled with other components or be damaged. There is Therefore, in the leg portion 11 according to the first modification, the wiring provided between the first link 110, the intermediate link 130, and the second link 120 is supported by the first cable carrier 161 and the second cable carrier 162. Thus, the wiring can be protected.
  • the first cable carrier 161 may support wiring that electrically connects the intermediate link 130 and the first link 110 .
  • Second cable carrier 162 may also support wiring that electrically connects intermediate link 130 and second link 120 .
  • the first cable carrier 161 and the second cable carrier 162 can be deformed into an arbitrary curved structure on a plane perpendicular to the rotation axis of the wheel 151 while maintaining a rigid structure. Therefore, the first cable carrier 161 and the second cable carrier 162 can prevent the wiring provided between the first link 110, the intermediate link 130, and the second link 120 from moving unintentionally. , the wiring can be protected.
  • first cable carrier 161 and the second cable carrier 162 are deformed within a limited range on the plane perpendicular to the rotation axis of the wheel 151, when the leg portion 11 is contracted, it is compactly placed inside the second link 120. can be configured to be housed in a Therefore, the leg portion 11 according to the first modification can compactly accommodate the wiring provided between the first link 110, the intermediate link 130, and the second link 120 when the leg portion 11 is contracted. .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the leg portion 11 according to the second modification.
  • the leg portion 11 according to the second modification may further include an elastic portion 170 between the intermediate link 130 and the second link 120.
  • the elastic portion 170 includes an elastic member such as a spring, and applies elastic force between the intermediate link 130 and the second link 120 .
  • the elastic portion 170 includes a spring and a spring holder provided on the intermediate link 130 and a spring bearing structure provided on the second link 120 .
  • the elastic portion 170 can elastically deform the spring by receiving the spring with a spring receiving structure when the leg portion 11 contracts and compressing the spring between the intermediate link 130 and the second link.
  • the elastic portion 170 can assist the extension of the linear motion mechanism 100 by using the repulsive force of the spring when the leg portion 11 is extended after being contracted.
  • the elastic portion 170 is provided so that the spring is elastically deformed only when the leg portion 11 is contracted. It is possible to
  • the leg portion 11 according to the second modification may further include the first cable carrier 161 and the second cable carrier 162 described in the leg portion 11 according to the first modification.
  • the elastic part 170 may be arranged in parallel with the first cable carrier 161 and the second cable carrier 162 on a plane perpendicular to the rotation axis of the wheel 151 .
  • the first cable carrier 161, the second cable carrier 162, and the elastic portion 170 can be arranged inside the linear motion mechanism 100 without interfering with each other. Therefore, the leg portion 11 allows the elastic portion 170, the first cable carrier 161, and the second cable carrier 162 to be arranged inside the linear motion mechanism 100 without interfering with each other. can be used more efficiently.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the intermediate link 130 of the leg portion 11 according to the third modification.
  • the intermediate link 130 of the leg portion 11 uses a chain 343 that spans a pair of sprockets 341 and 342 to connect the first linear motion portion 312 and the second linear motion portion 312 .
  • the linear motion parts 322 may be linearly moved in mutually opposite directions.
  • the intermediate link 130 includes a motor 334, a pair of sprockets 341 and 342, a chain 343, and a first linear guide instead of the power section 330, the first conversion mechanism 310, and the second conversion mechanism 320. 314 , a second linear guide 324 , a first direct acting portion 312 and a second direct acting portion 322 .
  • a pair of sprockets 341 and 342 are mechanical elements such as gears that transmit the rotation of the shaft to the chain 343.
  • the chain 343 is stretched between the pair of sprockets 341 and 342 with tension, and transmits the rotation of the sprocket 341 to the first linear motion portion 312 and the second linear motion portion 322 as driving force in the linear direction.
  • the chain 343 may be a roller chain, block chain, or the like, or may be a wire, timing belt, or the like.
  • the motor 334 is, for example, a power source that rotates the sprocket 341, and can reciprocate the chain 343 that is stretched between the pair of sprockets 341 and 342.
  • the first linear motion part 312 is connected to a predetermined portion of the chain 343 and linearly moves along the first linear guide 314 based on the driving force due to the reciprocating motion of the chain 343 .
  • the first linear guide 314 includes a rail parallel to the direction in which the pair of sprockets 341 and 342 are arranged, and a slide portion that can move smoothly on the rail. move smoothly along the
  • the second linear motion part 322 is connected to a predetermined portion of the chain 343 and linearly moves along the second linear guide 324 based on the driving force due to the reciprocating motion of the chain 343 .
  • the second linear guide 324 includes a rail parallel to the direction in which the pair of sprockets 341 and 342 are arranged, and a slide portion that can move smoothly on the rail. move smoothly along the
  • the intermediate link 130 rotates the first direct acting portion 312 and the second direct acting portion 322 connected to the chain 343 to the pair of sprockets 341 and 342 . It can be linearly moved in the arrangement direction.
  • first direct acting portion 312 and the second direct acting portion 322 may be provided on opposite sides of the pair of sprockets 341 and 342, for example.
  • the second linear motion part 322 is arranged on the pair of sprockets 341 and 342 so as to be diagonal to the first direct motion part 312 .
  • the first linear motion part 312 and the second linear motion part 322 linearly move in mutually opposite directions due to the reciprocating motion of the chain 343 . Therefore, the first link 110 and the second link 120 connected to the first direct acting portion 312 and the second direct acting portion 322 can slide along the intermediate link 130 in opposite directions.
  • the first link 110 and the second link 120 are arranged in opposite directions along the intermediate link 130 even when sprockets and chains are used instead of ball screws or slide screws. It is possible to slide in conjunction with the direction.
  • Intermediate link 130 according to the third modification uses sprockets and chains that are lighter and less expensive than ball screws or slide screws, so that linear motion mechanism 100 can be configured at a lower cost.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the vicinity of the connection between the leg portion 11 and the body portion 12 according to the fourth modification.
  • 9 is a cross-sectional view of the locking mechanism 180 shown in FIG. 8 in a fixed state
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the locking mechanism 180 shown in FIG. 8 in a free state.
  • the leg 11 according to the fourth modification further includes a locking mechanism 180 between itself and the main body 12 .
  • the lock mechanism 180 includes a keyhole portion 182 having a keyhole 182H, a key portion 181, links 183 and 186, a pivot shaft 184, a joint 185, and a solenoid 187. .
  • the keyhole portion 182 is provided on the leg portion 11 side, and the keyhole portion 182 is provided with a keyhole 182H on a plane perpendicular to the rotation axis of the leg portion 11 .
  • the key portion 181 is provided on the main body portion 12 side, and the key portion 181 is provided with a rod-like structure capable of intersecting a plane perpendicular to the rotation axis of the leg portion 11 . According to this, the key portion 181 inserts the rod-like structure into the keyhole 182H of the keyhole portion 182 to prevent the rotation of the joint portion 140 connecting the leg portion 11 and the body portion 12, thereby preventing the rotation of the leg portion 11. Angle can be fixed.
  • the key portion 181 is connected to a solenoid 187 via a link 183 , a joint 185 and a link 186 .
  • the link 183 is provided to be rotatable around the rotation shaft 184 .
  • the solenoid 187 is a self-holding solenoid, and can draw the plunger by the electromagnetic force of the solenoid 187 and apply a holding force to the drawn plunger.
  • the lock mechanism 180 in the fixed state can rotate the link 183 about the rotation shaft 184 by pulling the plunger into the solenoid 187 as shown in FIG.
  • the key portion 181 protrudes so as to intersect a plane perpendicular to the rotation axis of the leg portion 11 and is inserted into the keyhole 182H of the keyhole portion 182, thereby coupling the leg portion 11 and the main body portion 12.
  • Rotation of the joint portion 140 can be prevented.
  • the posture of the key portion 181 is fixed by transmitting the fixing force generated by the solenoid 187 through the links 183 and 186, the state of being inserted into the keyhole 182H can be maintained.
  • the lock mechanism 180 in the free state does not allow the plunger to be drawn into the solenoid 187, so that the key portion 181 intersects the plane perpendicular to the rotation axis of the leg portion 11. It does not protrude and is not inserted into the keyhole 182H of the keyhole portion 182. - ⁇ Therefore, since the key portion 181 does not hinder the rotation of the joint portion 140 connecting the leg portion 11 and the main body portion 12 , the lock mechanism 180 allows the leg portion 11 to rotate relative to the main body portion 12 . can be done.
  • 11 and 12 are schematic diagrams showing the insertion or withdrawal operation of the key portion 181 using the rack and pinion mechanism.
  • the key portion 181 may be inserted into or pulled out from the keyhole 182H by a pinion gear 192 rotated by a motor and a rack gear 191.
  • the pinion gear 192 is a small-diameter circular spur gear
  • the rack gear 191 is a longitudinal member having teeth that mesh with the pinion gear 192 on one surface.
  • the key portion 181 is fixed to the rack gear 191 on the surface opposite to the meshing surface of the rack gear 191 and the pinion gear 192, and is slidable along a guide 193 on which the key portion 181 is placed.
  • the pinion gear 192 is rotated by the motor, and the rack gear 191 meshing with the pinion gear 192 is moved in parallel with the guide 193 . Therefore, the key portion 181 fixed to the rack gear 191 is similarly moved in the direction parallel to the guide 193, so that it is inserted into or pulled out from the keyhole 182H.
  • the lock mechanism 180 can fix the rotation angle of the leg portion 11 with a simpler configuration.
  • FIG. 13 is a flow chart showing the flow from start to stop of the moving body 1 having the leg portion 11 according to the fourth modification.
  • the moving body 1 is powered on (S101). However, when the moving body 1 is in a stopped state, the rotation angle of each of the legs 11 is fixed by the lock mechanism 180 described above. Subsequently, the moving body 1 controls the positions of the motors of the joints so that the joints are in the starting or stopping posture (S102). As a result, the lock mechanism 180 is released by pulling out the key portion 181 from the keyhole 182H in the lock mechanism 180 of each joint (S103), and each of the legs 11 is attached to the body portion 12 of the moving body 1. It becomes rotatable.
  • the moving body 1 shifts to the normal operation mode (S104), and performs operations such as legged walking in the normal operation mode (S105). After that, when the desired operation ends, the moving body 1 shifts to the end operation mode (S106).
  • the moving body 1 position-controls the motors of the joints so that the joints are in the starting or stopping posture (S107).
  • the lock mechanism 180 is fixed by inserting the key portion 181 into the keyhole 182H of the lock mechanism 180 of each joint (S108), and each of the legs 11 is attached to the body portion 12 of the moving body 1.
  • the rotation angle is fixed by After that, the power of the moving body 1 is turned off (S109).
  • the moving body 1 having the legs 11 according to the fourth modification fixes the rotation angle of each of the legs 11 by the lock mechanism 180 when no power is supplied. can be prevented from spreading in free directions. Therefore, the moving body 1 having the leg portions 11 according to the fourth modification can fix the angle of the leg portions 11 with respect to the main body portion 12 in an upright state when no power is supplied. can be shaped.
  • the leg portion 11 during contraction receives a repulsive force from the elastic portion 170 that attempts to extend the leg portion 11. power is added.
  • the moving body 1 having the leg portion 11 according to the fourth modification can move from the elastic portion 170 due to the weight of the moving body 1 . It is possible to suppress the repulsive force of and maintain the leg portion 11 in the contracted state. According to this, the moving body 1 having the leg portion 11 according to the fourth modification can easily maintain a compact shape that is more suitable for storage.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of the robot arm device 2 including the linear motion mechanism 100 according to this embodiment.
  • the robot arm device 2 includes a pedestal 20, a first direct-acting link 21, a second direct-acting link 22, and an effector section 23.
  • the pedestal 20 is a base that supports the robot arm device 2 .
  • the pedestal 20 may be fixed to, for example, a floor surface or a wall surface.
  • the first direct-acting link 21 is a structural member that includes the direct-acting mechanism 100 according to the present embodiment and can move vertically with respect to the main surface of the pedestal 20 .
  • the first direct-acting link 21 may be provided on the pedestal 20 so as to be rotatable around the normal to the main surface of the pedestal 20 .
  • the second linear motion link 22 includes the linear motion mechanism 100 according to the present embodiment, and is a structural member capable of linear motion in a direction orthogonal to the linear motion direction of the first linear motion link 21 .
  • the second direct-acting link 22 may be connected to the first direct-acting link 21 so as to be orthogonal to the direct-acting direction of the first direct-acting link 21 .
  • the effector section 23 includes a gripper for gripping an object and the like, and is provided on the distal end side of the second direct-acting link 22 .
  • the robot arm device 2 can perform a desired operation on an object with the effector section 23 .
  • the robot arm device 2 can adjust the size of the linear motion mechanism 100 when contracted. can be made smaller. Therefore, the robot arm device 2 can reduce the footprint and further reduce the risk of interference between the first direct-acting link 21 and the second direct-acting link 22 and the outside world.
  • an intermediate link extending in the linear direction and including a conversion mechanism that converts a rotational force from a motor into a linear drive force; a first link that linearly moves from the end of the intermediate link on the first side toward the first side in the linear direction based on the driving force in the linear direction; a second link that linearly moves from an end of the intermediate link on the second side toward a second side opposite to the first side based on the driving force in the linear direction; with A linear motion mechanism, wherein the first link and the second link are interlocked with each other and symmetrically linearly move in the linear direction.
  • the conversion mechanism includes a first ball screw and a second ball screw arranged parallel to each other; the first link linearly moves based on the driving force generated by the first ball screw; The linear motion mechanism according to (1) above, wherein the second link linearly moves based on the driving force generated by the second ball screw. (3) The above (2), wherein the first ball screw and the second ball screw convert the same rotational force into the driving force toward the first side and the driving force toward the second side. linear motion mechanism. (4) The linear motion mechanism according to (2) or (3) above, wherein the rotational force is transmitted to the first ball screw and the second ball screw by spur gears.
  • the conversion mechanism includes a pair of sprockets arranged in the linear direction and a chain stretched over the pair of sprockets, The linear motion mechanism according to (1) above, wherein the first link and the second link are linearly moved symmetrically in the linear direction by a driving force from the chain.
  • the first link and the intermediate link are connected at a first surface
  • the linear motion device according to any one of (1) to (6) above, wherein the second link and the intermediate link are connected by a parallel second surface across the first surface and the intermediate link. mechanism.
  • the intermediate link includes the conversion mechanism inside; The linear motion mechanism according to any one of (1) to (7) above, wherein the interior of the intermediate link is sealed with a seal portion. (9) The linear motion mechanism according to any one of (1) to (8) above, wherein the linear motion mechanism is included in at least one or more legs of the moving body. (10) The second link is provided with a joint that connects to the main body of the moving body, The linear motion mechanism according to (9) above, wherein the joint rotates the second link about a rotation axis orthogonal to the linear direction. (11) The linear motion mechanism according to (10) above, further comprising a locking mechanism that fixes a rotation angle between the body portion and the second link.
  • the first link has a box-shaped structure with a part of the face opened, The linear motion mechanism according to (13) above, wherein the intermediate link is housed inside the box-shaped structure of the first link when the leg is contracted.
  • the first link has the box-shaped structure in which at least one surface in the backward direction opposite to the forward direction of the moving body is open.

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Abstract

【課題】構造の強度がより高められた直動機構を提供する。 【解決手段】モータからの回転力を直線方向の駆動力に変換する変換機構を含み、前記直線方向に延在して設けられた中間リンクと、前記直線方向の駆動力に基づいて、前記直線方向の第１側に向かって前記中間リンクの前記第１側の端部から直動する第１リンクと、前記直線方向の駆動力に基づいて、前記第１側と反対の第２側に向かって前記中間リンクの前記第２側の端部から直動する第２リンクと、を備え、前記第１リンク及び前記第２リンクは、互いに連動して、前記直線方向に互いに対称に直動する、直動機構。

Description

直動機構
　本開示は、直動機構に関する。
　近年、人間の動作を電磁的又は機械的な作用によって模倣するロボティクス技術の開発が進められている。
　例えば、ロボットの脚部又は腕部を動作させる機構として、一方向に伸縮する直動機構が知られている。直動機構には、ストロークが長いこと、コンパクトかつ軽量であること、及び十分な強度を有することが求められる。
　下記の特許文献１には、旋回台から直立した上下軸と、上下軸に対して直交する水平軸方向に伸縮する伸縮軸とを有する円筒座標型の伸縮軸作動機構が開示されている。特許文献１に開示された伸縮軸作動機構は、伸縮軸アームを伸縮軸ケーシングから伸縮させることで伸縮動作を行うことができる。
特開平３－１１１１９６号公報
　しかし、上記特許文献１に開示された伸縮軸作動機構は、伸縮軸アームの軸受け部分の強度が構造的に低くなってしまう。したがって、上記特許文献１に開示された伸縮軸作動機構は、ロボットの脚部のような衝撃負荷が生じる用途、又はクレーンのような重量物を持ち上げる用途への適用が困難であった。
　そこで、本開示では、強度をより高めることが可能な、新規かつ改良された直動機構を提案する。
　本開示によれば、モータからの回転力を直線方向の駆動力に変換する変換機構を含み、前記直線方向に延在して設けられた中間リンクと、前記直線方向の駆動力に基づいて、前記直線方向の第１側に向かって前記中間リンクの前記第１側の端部から直動する第１リンクと、前記直線方向の駆動力に基づいて、前記第１側と反対の第２側に向かって前記中間リンクの前記第２側の端部から直動する第２リンクと、を備え、前記第１リンク及び前記第２リンクは、互いに連動して、前記直線方向に互いに対称に直動する、直動機構が提供される。
本開示に係る技術が適用される移動体の構成を示す概略的な斜視図である。 直動機構を含む脚部の構成を示す断面図である。 図２の脚部をＡ－ＡＡ切断面から視認した構成を示す断面図である。 中間リンクの具体的な構成を示す説明図である。 第１の変形例に係る脚部の構成を示す断面図である。 第２の変形例に係る脚部の構成を示す断面図である。 第３の変形例に係る脚部の中間リンクの構成を示す模式図である。 第４の変形例に係る脚部と、本体部との結合近傍を示す斜視図である。 図８に示すロック機構の固定状態における断面図である。 図８に示すロック機構の自由状態における断面図である。 ラックアンドピニオン機構を用いた鍵部の挿入又は引き抜きの動作を示す模式図である。 ラックアンドピニオン機構を用いた鍵部の挿入又は引き抜きの動作を示す模式図である。 第４の変形例に係る脚部を備える移動体の起動から停止までの流れを示すフローチャート図である。 本開示の一実施形態に係る直動機構を備えるロボットアーム装置の構成を示す模式図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　なお、説明は以下の順序で行うものとする。
　１．構成例
　　１．１．移動体の構成
　　１．２．直動機構の構成
　　１．３．中間リンクの構成
　２．変形例
　　２．１．第１の変形例
　　２．２．第２の変形例
　　２．３．第３の変形例
　　２．４．第４の変形例
　３．付記
　＜１．構成例＞
　（１．１．移動体の構成）
　まず、図１を参照して、本開示に係る技術が適用される移動体について説明する。図１は、本開示に係る技術が適用される移動体１の構成を示す概略的な斜視図である。
　図１に示すように、移動体１は、本体部１２と、複数の脚部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄとを備える。移動体１は、例えば、４脚の脚式ロボット装置である。ただし、移動体１は、３脚又は２脚の脚式ロボット装置であってもよく、５脚以上の脚式ロボット装置であってもよい。以下では、脚部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄを互いに区別せず、まとめて脚部１１と称する。
　本体部１２は、移動体１の胴体部に相当する。本体部１２には、例えば、移動体１の動作全般を制御する制御装置、移動体１の外部環境をセンシングする各種センサ装置、及び移動体１の各部に電力を供給する電源装置などが設けられる。
　脚部１１は、本体部１２に取り付けられ、本体部１２を支持すると共に、移動体１の歩行に用いられる。本開示の一実施形態に係る直動機構１００は、複数の脚部１１の少なくとも１つ以上に含まれる。例えば、脚部１１は、本体部１２に回動可能に取り付けられた直動機構１００と、直動機構１００の端部に設けられた接地部１５０とで構成される。
　直動機構１００は、脚部１１の延在方向に伸縮可能な機構である。直動機構１００は、複数のリンクを直列に連結することで構成され、連結された複数のリンクを互いにスライドさせることで、脚部１１を延在方向に伸縮することができる。移動体１は、脚部１１の各々に含まれる直動機構１００を回動及び伸縮させることで、脚部１１を用いた歩行を行うことができる。
　接地部１５０は、車輪１５１を含んで構成される。車輪１５１は、外周で走行面に接地すると共に、走行面と平行な回転軸で回転可能な円盤形状又は円柱形状にて構成される。車輪１５１は、モータの駆動によって回転されることで、脚部１１を動かすことなく移動体１を車輪走行させることができる。
　上記構成を備える移動体１は、例えば、階段又は未舗装路等の凹凸が存在する走行面では、車輪１５１を駆動させずに脚部１１の各々を交互に回動及び伸縮させることで、脚式歩行を行うことができる。一方で、移動体１は、舗装路等の平坦な走行面では、脚部１１の各々の姿勢を維持したまま車輪１５１を駆動させることで、車輪走行を行うことができる。
　上記構成を備える移動体１は、直動機構１００によって脚部１１を伸縮させることができる。したがって、上記構成を備える移動体１は、脚部１１が収縮した際の移動体１の高さをより低減することができる。また、上記構成を備える移動体１は、階段などの段差が大きい不整地でも、階段等と脚部１１との干渉リスクを低減することができるため、より円滑な脚式歩行を行うことが可能である。
　（１．２．直動機構の構成）
　次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る直動機構１００の具体的な構成について説明する。図２は、直動機構１００を含む脚部１１の構成を示す断面図である。図３は、図２の脚部１１をＡ－ＡＡ切断面から視認した構成を示す断面図である。
　図２及び図３に示すように、直動機構１００は、第１リンク１１０と、第２リンク１２０と、中間リンク１３０とを備える。車輪１５１を含む接地部１５０については、上述したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
　中間リンク１３０は、モータの回転力を直線方向の駆動力に変換する変換機構を含み、一方向に延在して設けられる。直動機構１００は、中間リンク１３０で発生した駆動力に基づいて、第１リンク１１０及び第２リンク１２０を互いに反対方向に伸縮させることで、多段階に伸縮することができる。直動機構１００は、中間リンク１３０を駆動ユニットとして第１リンク１１０及び第２リンク１２０を伸縮させることで、駆動力の伝達機構の数を低減することができるため、構造の単純化及び軽量化を実現することができる。中間リンク１３０の具体的な構成については後述する。
　第１リンク１１０は、中間リンク１３０にスライド可能に連結される。具体的には、第１リンク１１０は、接地部１５０側（第１側Ｄ１）の端部に車輪１５１を含む接地部１５０を備え、本体部１２側（第２側Ｄ２）の端部にて中間リンク１３０と連結される。第１リンク１１０は、中間リンク１３０に含まれる変換機構にて発生した駆動力に基づいて、第１側Ｄ１に向かって中間リンク１３０に沿ってスライドすることができる。
　第２リンク１２０は、中間リンク１３０の第１リンク１１０と反対側にスライド可能に連結される。具体的には、第２リンク１２０は、本体部１２側（第２側Ｄ２）の端部に移動体１の本体部１２と接続する関節部１４０を備え、接地部１５０側（第１側Ｄ１）の端部にて中間リンク１３０と連結される。第２リンク１２０は、中間リンク１３０に含まれる変換機構にて発生した駆動力に基づいて、第２側Ｄ２に向かって中間リンク１３０に沿ってスライドすることができる。
　第１リンク１１０は、移動体１の進行方向に面した第１面Ｓ１にて中間リンク１３０と連結されてもよい。また、第２リンク１２０は、中間リンク１３０を挟んで第１面Ｓ１と反対面であり、かつ第１面Ｓ１と平行な第２面Ｓ２で中間リンク１３０と連結されてもよい。
　第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２は、例えば、脚部１１を走行面上に垂直に直立させた場合に、車輪１５１の回転軸方向と走行面上で直交する進行方向を法線方向とする面である。具体的には、第１面Ｓ１は、移動体１の進行方向の前進方向側を向く面であり、第２面Ｓ２側は、移動体１の進行方向の後退方向側を向く面である。
　これによれば、第１リンク１１０及び第２リンク１２０は、移動体１の歩行時に進行方向から掛かる負荷を第１リンク１１０又は第２リンク１２０と、中間リンク１３０との連結面（第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２）で受けることができる。したがって、直動機構１００は、移動体１の前進時に掛かる負荷に対する剛性をより高めることができる。
　また、第１リンク１１０及び第２リンク１２０の各々は、内部に他のリンクを収納可能なように、箱型構造で設けられてもよい。具体的には、第１リンク１１０は、中間リンク１３０を内部に収納可能な箱型構造にて設けられてもよく、第２リンク１２０は、中間リンク１３０及び第１リンク１１０を収納可能な箱型構造にて設けられてもよい。これによれば、直動機構１００は、収縮時に、第１リンク１１０に中間リンク１３０を収納し、第２リンク１２０に第１リンク１１０及び中間リンク１３０を収納することができるため、よりコンパクトな大きさに収縮することができる。
　ただし、第１リンク１１０は、直動機構１００の収縮時に、第２リンク１２０と干渉することを防止するために、第２リンク１２０の箱型構造よりも小さく、かつ一部の面が開口した箱型構造で設けられてもよい。例えば、第１リンク１１０は、第２リンク１２０の箱型構造よりも小さく、かつ中間リンク１３０との連結面である第１面Ｓ１と反対側の第２面Ｓ２側が開口した箱型構造にて設けられてもよい。これによれば、第１リンク１１０は、移動体１の後退方向側の面を開口させた箱型構造で設けられることで、移動体１の前進時に掛かる負荷に対する剛性を維持しつつも軽量化することが可能である。したがって、直動機構１００は、第１リンク１１０をさらに軽量化することが可能である。
　（１．３．中間リンクの構成）
　続いて、図４を参照して、中間リンク１３０の具体的な構成について説明する。図４は、中間リンク１３０の具体的な構成を示す説明図である。
　図４に示すように、中間リンク１３０は、動力部３３０と、第１変換機構３１０と、第２変換機構３２０と、筐体３４０と、第１連結部３１５と、第２連結部３２５とを備える。
　第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０は、互いに平行に設けられ、動力部３３０からの回転力を互いに反対側の直線方向への駆動力に変換する。これによれば、第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０は、第１リンク１１０が連結された第１連結部３１５、及び第２リンク１２０が連結された第２連結部３２５を互いに反対方向に直動させることができる。したがって、第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０は、第１リンク１１０及び第２リンク１２０を中間リンク１３０に沿って直線方向に伸縮させることができる。
　動力部３３０は、モータ３３４、モータギア３３３、第１ギア３３１、及び第２ギア３３２を含む。
　モータ３３４は、電気エネルギーを力学的エネルギーに変換することで、回転力を発生させる電動機である。モータ３３４は、例えば、軸を中心に回転する回転子と、回転子と相互作用することで回転モーメントを発生させる固定子と、回転子の回転を外部に伝達する回転軸と、回転軸を支持する軸受とを含んで構成されてもよい。
　モータギア３３３は、モータ３３４の回転によって回転する平歯車である。モータギア３３３は、モータ３３４の回転軸に接続されると共に、第１ギア３３１及び第２ギア３３２と噛合する。これにより、モータギア３３３は、モータ３３４で発生した回転力を第１ギア３３１及び第２ギア３３２に伝達することができる。
　第１ギア３３１は、モータギア３３３と噛合し、第１変換機構３１０と接続された平歯車である。これにより、第１ギア３３１は、モータ３３４で発生した回転力を直線方向の駆動力に変換する第１変換機構３１０に伝達することができる。
　第２ギア３３２は、モータギア３３３と噛合し、第２変換機構３２０と接続された平歯車である。これにより、第２ギア３３２は、モータ３３４で発生した回転力を直線方向の駆動力に変換する第２変換機構３２０に伝達することができる。
　動力部３３０では、モータギア３３３を第１ギア３３１及び第２ギア３３２の間に設けることで、モータ３３４の回転力をより短い距離で第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０に伝達することが可能である。これによれば、モータギア３３３、第１ギア３３１、及び第２ギア３３２は、ギアの径及び線速度を小さくすることができるため、モータ３３４からの高速の回転力を効率的に第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０に伝達することが可能である。したがって、動力部３３０は、モータ３３４からの回転力をよりシンプルな機構で第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０に伝達することが可能となるため、直動機構１００の信頼性を向上させることが可能である。
　第１変換機構３１０は、第１ねじ軸３１１、第１リニアガイド３１４、第１軸受３１３、及び第１直動部３１２を含む。これらの構成により、第１変換機構３１０は、例えば、回転力を直線方向の駆動力に変換するボールねじを含んでもよい。
　第１ねじ軸３１１は、第１ギア３３１と連結されており、モータギア３３３からの回転力に基づいて回転するねじ軸である。第１軸受３１３は、第１ねじ軸３１１の第１ギア３３１が設けられた端部と反対側の端部に設けられ、第１ねじ軸３１１を支持する。第１直動部３１２は、ボールを介して第１ねじ軸３１１に取り付けられたナットであり、第１ねじ軸３１１の回転に伴って第１ねじ軸３１１の軸方向に直動する。これによれば、第１変換機構３１０は、モータギア３３３からの回転力を、第１直動部３１２による第１ねじ軸３１１の軸方向の直動運動へと変換することができる。
　第１リニアガイド３１４は、第１ねじ軸３１１の軸方向と平行なレールと、第１直動部３１２の直動と連動してレール上を滑らかに直動するスライド部とを含む。第１リニアガイド３１４のスライド部には、中間リンク１３０の筐体３４０の表面上に設けられた第１連結部３１５が連結される。これによれば、第１リニアガイド３１４は、スライド部の直動に伴って、第１リンク１１０が連結された第１連結部３１５を中間リンク１３０に沿ってスライドさせることができる。したがって、第１変換機構３１０は、モータ３３４からの回転力に基づいて、第１リンク１１０を中間リンク１３０に沿ってスライドさせることができる。
　第２変換機構３２０は、第１変換機構３１０と同様に、第２ねじ軸３２１、第２リニアガイド３２４、第２軸受３２３、及び第２直動部３２２を含む。これらの構成により、第２変換機構３２０は、例えば、回転力を直線方向の駆動力に変換するボールねじを含んでもよい。
　第２ねじ軸３２１は、第２ギア３３２と連結されており、モータギア３３３からの回転力に基づいて回転するねじ軸である。ただし、第２ねじ軸３２１は、第１ねじ軸３１１と平行、かつ第１ねじ軸３１１とねじ切り方向が反対となるように設けられてもよい。第２軸受３２３は、第２ねじ軸３２１の第２ギア３３２が設けられた端部と反対側の端部に設けられ、第２ねじ軸３２１を支持する。第２直動部３２２は、ボールを介して第２ねじ軸３２１に取り付けられたナットであり、第２ねじ軸３２１の回転に伴って第２ねじ軸３２１の軸方向に直動する。これによれば、第２変換機構３２０は、モータギア３３３からの回転力を、第２直動部３２２による第２ねじ軸３２１の軸方向の直動運動へと変換することができる。
　ここで、第１ねじ軸３１１及び第２ねじ軸３２１は、互いにねじ切り方向が反対向きとなるように設けられる。したがって、第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０では、モータギア３３３からの回転力は互いに反対方向の駆動力に変換されるため、第１直動部３１２及び第２直動部３２２は、モータギア３３３からの同一の回転力によって互いに反対方向に直動することができる。よって、直動機構１００は、１つのモータ３３４で２段階の伸縮動作を中間リンク１３０、第１リンク１１０、及び第２リンク１２０に行わせることができる。
　第２リニアガイド３２４は、第２ねじ軸３２１の軸方向と平行なレールと、第２直動部３２２の直動と連動してレール上を滑らかに直動するスライド部とを含む。第２リニアガイド３２４のスライド部には、中間リンク１３０の筐体３４０の表面上に設けられた第２連結部３２５が連結される。これによれば、第２リニアガイド３２４は、スライド部の直動に伴って、第２リンク１２０が連結された第２連結部３２５を中間リンク１３０に沿ってスライドさせることができる。したがって、第２変換機構３２０は、モータ３３４からの回転力に基づいて、第２リンク１２０を中間リンク１３０に沿ってスライドさせることができる。
　筐体３４０は、動力部３３０、第１変換機構３１０、及び第２変換機構３２０を内部に包含する。筐体３４０と、第１連結部３１５及び第２連結部３２５との間の隙間は、シール部にて封止される。
　シール部は、第１連結部３１５及び第２連結部３２５を直動させるために筐体３４０に設けられた隙間を覆うストリップシールと、該ストリップシールを筐体３４０に吸着させることで筐体３４０の内部を封止するマグネットシールとを含む。第１連結部３１５及び第２連結部３２５は、マグネットシールによって吸着されたストリップシールを部分的に剥がしながら直動することで、筐体３４０と第１連結部３１５及び第２連結部３２５との間に生じる隙間を最小限としつつ直動することができる。したがって、中間リンク１３０は、筐体３４０の内部に塵埃が侵入することを抑制することができるため、塵埃によって第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０に不具合が発生する可能性をより低減することができる。
　上記の構成を備える中間リンク１３０では、モータ３３４からの回転力がモータギア３３３、第１ギア３３１、及び第２ギア３３２を介して、第１ねじ軸３１１及び第２ねじ軸３２１に伝達される。第１ねじ軸３１１及び第２ねじ軸３２１は、互いにねじ切り方向が反対向きであるため、第１直動部３１２及び第２直動部３２２は、第１ねじ軸３１１及び第２ねじ軸３２１の回転に伴って互いに反対方向に直動する。これにより、第１直動部３１２及び第２直動部３２２に連結された第１リンク１１０及び第２リンク１２０は、中間リンク１３０に沿って互いに反対方向に連動してスライドすることができる。以上の動作によれば、直動機構１００は、中間リンク１３０に対して、第１リンク１１０及び第２リンク１２０を互いに連動して直動させることができる。
　なお、上記では、第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０は、ボールねじを含むとして説明したが、本開示に係る技術は上記例示に限定されない。第１変換機構３１０及び第２変換機構３２０は、ボールねじに替えてすべりねじを含んでもよい。
　＜２．変形例＞
　次に、図５～図１２を参照して、本実施形態に係る直動機構１００を含む脚部１１の第１～第５の変形例について説明する。
　（２．１．第１の変形例）
　図５は、第１の変形例に係る脚部１１の構成を示す断面図である。
　図５に示すように、第１の変形例に係る脚部１１は、第１ケーブルキャリア１６１及び第２ケーブルキャリア１６２をさらに備えてもよい。
　第１ケーブルキャリア１６１及び第２ケーブルキャリア１６２は、配線を支持可能な複数のリンクを細かいピッチで連続的に結合することで、剛直な構造を維持しつつ、任意の湾曲構造に変形可能な構造部材である。
　脚部１１では、本体部１２から第１リンク１１０の先端に設けられた車輪１５１への電力供給、及び制御指令の伝達のために、第１リンク１１０、中間リンク１３０、及び第２リンク１２０の間に配線が設けられる。ただし、第１リンク１１０、中間リンク１３０、及び第２リンク１２０の間に設けられた配線は、直動機構１００の伸縮に伴って動くことで、他の構成に絡まったり、傷ついたりする可能性がある。そこで、第１の変形例に係る脚部１１では、第１リンク１１０、中間リンク１３０、及び第２リンク１２０の間に設けられた配線を第１ケーブルキャリア１６１及び第２ケーブルキャリア１６２で支持することで、該配線を保護することができる。
　例えば、第１ケーブルキャリア１６１は、中間リンク１３０と第１リンク１１０とを電気的に接続する配線を支持してもよい。また、第２ケーブルキャリア１６２は、中間リンク１３０と第２リンク１２０とを電気的に接続する配線を支持してもよい。これによれば、第１ケーブルキャリア１６１及び第２ケーブルキャリア１６２は、剛直な構造を維持しつつも、車輪１５１の回転軸と垂直な平面上で任意の湾曲構造に変形可能である。したがって、第１ケーブルキャリア１６１及び第２ケーブルキャリア１６２は、第１リンク１１０、中間リンク１３０、及び第２リンク１２０の間に設けられた配線が意図しない動きをすることを防止することができるため、該配線を保護することができる。
　また、第１ケーブルキャリア１６１及び第２ケーブルキャリア１６２は、車輪１５１の回転軸と垂直な平面上の限られた範囲で変形するため、脚部１１の収縮時に、第２リンク１２０の内部にコンパクトに収納されるように構成され得る。したがって、第１の変形例に係る脚部１１は、脚部１１の収縮時に、第１リンク１１０、中間リンク１３０、及び第２リンク１２０の間に設けられた配線をコンパクトに収納することができる。
　（２．２．第２の変形例）
　図６は、第２の変形例に係る脚部１１の構成を示す断面図である。
　図６に示すように、第２の変形例に係る脚部１１は、中間リンク１３０及び第２リンク１２０の間に弾性部１７０をさらに備えてもよい。
　弾性部１７０は、例えば、ばねなどの弾性部材を含み、中間リンク１３０及び第２リンク１２０の間に弾性力を働かせる。具体的には、弾性部１７０は、中間リンク１３０に設けられたばね及びばねホルダと、第２リンク１２０に設けられたばね受け構造とを含む。弾性部１７０は、脚部１１の収縮時に、ばね受け構造でばねを受け止め、中間リンク１３０と第２リンクとの間でばねを圧縮することで、ばねを弾性変形させることができる。
　これによれば、弾性部１７０は、脚部１１の収縮後の伸長の際に、ばねの反発力を用いて直動機構１００の伸長をアシストすることができる。また、弾性部１７０は、脚部１１の収縮時にのみ、ばねが弾性変形するように設けられることで、直動機構１００の全長に対して短いばねでも、直動機構１００の伸長を十分にアシストすることが可能である。
　さらに、第２の変形例に係る脚部１１は、第１の変形例に係る脚部１１で説明した第１ケーブルキャリア１６１及び第２ケーブルキャリア１６２をさらに備えてもよい。このような場合、弾性部１７０は、車輪１５１の回転軸と垂直な平面上で、第１ケーブルキャリア１６１及び第２ケーブルキャリア１６２と並列に配置されてもよい。これによれば、第１ケーブルキャリア１６１、第２ケーブルキャリア１６２、及び弾性部１７０は、直動機構１００の内部に互いに干渉することなく配置することができる。したがって、脚部１１は、弾性部１７０、第１ケーブルキャリア１６１、及び第２ケーブルキャリア１６２を直動機構１００の内部に互いに干渉することなく配置することができるため、直動機構１００の内部空間をより効率的に活用することが可能である。
　（２．３．第３の変形例）
　図７は、第３の変形例に係る脚部１１の中間リンク１３０の構成を示す模式図である。
　図７に示すように、第３の変形例に係る脚部１１の中間リンク１３０は、１対のスプロケット３４１，３４２に架け渡されたチェーン３４３を用いて、第１直動部３１２及び第２直動部３２２を互いに反対方向に直動させてもよい。
　具体的には、中間リンク１３０は、動力部３３０、第１変換機構３１０、及び第２変換機構３２０に替えて、モータ３３４と、一対のスプロケット３４１，３４２と、チェーン３４３と、第１リニアガイド３１４と、第２リニアガイド３２４と、第１直動部３１２と、第２直動部３２２とを備えてもよい。
　一対のスプロケット３４１，３４２は、軸の回転をチェーン３４３に伝達する歯車等の機械要素である。チェーン３４３は、張力をもって一対のスプロケット３４１，３４２の間を架け渡され、スプロケット３４１の回動を直線方向の駆動力として第１直動部３１２及び第２直動部３２２に伝達する。チェーン３４３は、ローラーチェーン又はブロックチェーンなどであってもよく、ワイヤ又はタイミングベルトなどであってもよい。モータ３３４は、例えば、スプロケット３４１を回動させる動力源であり、一対のスプロケット３４１，３４２の間に架け渡されたチェーン３４３を往復運動させることができる。
　第１直動部３１２は、チェーン３４３の所定の箇所と連結され、チェーン３４３の往復運動による駆動力に基づいて第１リニアガイド３１４に沿って直動する。第１リニアガイド３１４は、一対のスプロケット３４１，３４２の配列方向と平行なレールと、レール上を滑らかに移動可能なスライド部とを含み、スライド部に接続された第１直動部３１２をレールに沿って滑らかに直動させる。
　第２直動部３２２は、チェーン３４３の所定の箇所と連結され、チェーン３４３の往復運動による駆動力に基づいて第２リニアガイド３２４に沿って直動する。第２リニアガイド３２４は、一対のスプロケット３４１，３４２の配列方向と平行なレールと、レール上を滑らかに移動可能なスライド部とを含み、スライド部に接続された第２直動部３２２をレールに沿って滑らかに直動させる。
　したがって、中間リンク１３０は、モータ３３４を回動させてチェーン３４３を往復運動させることで、チェーン３４３と連結された第１直動部３１２及び第２直動部３２２を一対のスプロケット３４１，３４２の配列方向に直動させることができる。
　ただし、第１直動部３１２及び第２直動部３２２は、例えば、一対のスプロケット３４１，３４２を挟んで互いに反対側に設けられてもよい。例えば、第１直動部３１２が一方のスプロケット３４２近傍に配置される場合、第２直動部３２２は、第１直動部３１２に対して対角となるように、一対のスプロケット３４１，３４２を挟んで他方のスプロケット３４１近傍に配置されてもよい。これによれば、第１直動部３１２及び第２直動部３２２は、チェーン３４３の往復運動によって互いに反対方向に直動することになる。したがって、第１直動部３１２及び第２直動部３２２に連結された第１リンク１１０及び第２リンク１２０は、中間リンク１３０に沿って互いに反対方向に連動してスライドすることができる。
　第３の変形例に係る中間リンク１３０によれば、ボールねじ又はすべりねじに替えて、スプロケット及びチェーンを用いた場合でも、第１リンク１１０及び第２リンク１２０を中間リンク１３０に沿って互いに反対方向に連動してスライドさせることが可能である。第３の変形例に係る中間リンク１３０は、ボールねじ又はすべりねじよりも軽量かつ低コストのスプロケット及びチェーンを用いることで、直動機構１００をより安価に構成することが可能である。
　（２．４．第４の変形例）
　図８は、第４の変形例に係る脚部１１と、本体部１２との結合近傍を示す斜視図である。図９は、図８に示すロック機構１８０の固定状態における断面図であり、図１０は、図８に示すロック機構１８０の自由状態における断面図である。
　図８に示すように、第４の変形例に係る脚部１１は、本体部１２との間にロック機構１８０をさらに備える。図８～図１０に示すように、ロック機構１８０は、鍵穴１８２Ｈを備える鍵穴部１８２と、鍵部１８１と、リンク１８３，１８６と、回動軸１８４と、関節１８５と、ソレノイド１８７とを含む。
　具体的には、鍵穴部１８２は、脚部１１側に設けられ、鍵穴部１８２には、脚部１１の回動軸に対して垂直な面に鍵穴１８２Ｈが設けられる。鍵部１８１は、本体部１２側に設けられ、鍵部１８１には、脚部１１の回動軸に対して垂直な面に交差することが可能な棒状構造が設けられる。これによれば、鍵部１８１は、棒状構造を鍵穴部１８２の鍵穴１８２Ｈに差し込み、脚部１１と本体部１２とを結合する関節部１４０の回動を妨げることで、脚部１１の回動角度を固定することができる。
　また、鍵部１８１は、リンク１８３、関節１８５、及びリンク１８６を介して、ソレノイド１８７と接続される。リンク１８３は、回動軸１８４を軸として回動可能に設けられる。ソレノイド１８７は、自己保持型ソレノイドであり、ソレノイド１８７の電磁力によってプランジャを引き込み、引き込んだプランジャに対して保持力を印加することができる。
　例えば、固定状態におけるロック機構１８０は、図９に示すように、ソレノイド１８７にプランジャが引き込まれることで、回動軸１８４を軸としてリンク１８３を回動させることができる。これにより、鍵部１８１は、脚部１１の回動軸に対して垂直な面に交差するように突出し、鍵穴部１８２の鍵穴１８２Ｈに差し込まれるため、脚部１１と本体部１２とを結合する関節部１４０の回動を妨げることができる。また、鍵部１８１は、ソレノイド１８７にて発生した固定力がリンク１８３，１８６を介して伝達されることで姿勢が固定されるため、鍵穴１８２Ｈに挿入された状態を維持することができる。
　また、自由状態におけるロック機構１８０は、図１０に示すように、ソレノイド１８７にプランジャが引き込まれないため、鍵部１８１は、脚部１１の回動軸に対して垂直な面に交差するように突出せず、鍵穴部１８２の鍵穴１８２Ｈに差し込まれない。したがって、鍵部１８１は、脚部１１と本体部１２とを結合する関節部１４０の回動を妨げないため、ロック機構１８０は、本体部１２に対して脚部１１を回動自在とすることができる。
　なお、ロック機構１８０では、ソレノイド１８７に替えて他の構成を用いた場合でも、鍵部１８１を鍵穴１８２Ｈに挿入又は引き抜きすることが可能である。図１１及び図１２は、ラックアンドピニオン機構を用いた鍵部１８１の挿入又は引き抜き動作を示す模式図である。
　図１１及び図１２に示すように、鍵部１８１は、モータにて回転されるピニオンギア１９２と、ラックギア１９１とによって、鍵穴１８２Ｈに挿入又は引き抜きされてもよい。
　具体的には、ピニオンギア１９２は、小口径の円形の平歯車であり、ラックギア１９１は、一方の面にピニオンギア１９２と噛合する歯が形成された長手形状の部材である。鍵部１８１は、ラックギア１９１及びピニオンギア１９２の噛み合わせ面と反対側の面でラックギア１９１と固定されており、鍵部１８１が載置されたガイド１９３に沿ってスライド可能に設けられる。
　これにより、モータによってピニオンギア１９２が回転することで、ピニオンギア１９２と噛合するラックギア１９１は、ガイド１９３と平行方向に移動される。したがって、ラックギア１９１と固定された鍵部１８１は、同様にガイド１９３と平行方向に移動されるため、鍵穴１８２Ｈに挿入又は引き抜きされる。
　上記の構成によれば、ロック機構１８０は、ソレノイド１８７に替えてラックアンドピニオン機構を用いた場合でも、鍵部１８１を鍵穴１８２Ｈに挿入又は引き抜きすることが可能である。このような場合、ロック機構１８０は、より単純な構成で脚部１１の回動角度を固定することが可能である。
　続いて、図１３を参照して、第４の変形例に係る脚部１１を備える移動体１におけるロック機構１８０の動作について説明する。図１３は、第４の変形例に係る脚部１１を備える移動体１の起動から停止までの流れを示すフローチャート図である。
　図１３に示すように、例えば、まず、移動体１に電源が投入される（Ｓ１０１）。ただし、移動体１は、停止状態では、脚部１１の各々が上記のロック機構１８０によって回動角度が固定されているものとする。続いて、移動体１は、各関節が起動又は停止姿勢となるように、各関節のモータを位置制御する（Ｓ１０２）。これにより、各関節のロック機構１８０にて鍵部１８１が鍵穴１８２Ｈから引き抜かれることで、ロック機構１８０が解放され（Ｓ１０３）、脚部１１の各々は、移動体１の本体部１２に対して回動自在となる。
　以上の動作の後、移動体１は、通常動作モードに移行し（Ｓ１０４）、通常動作モードにて脚式歩行等の動作を行う（Ｓ１０５）。その後、所望の動作が終了した場合、移動体１は、終了動作モードに移行する（Ｓ１０６）。
　終了動作モードでは、移動体１は、各関節が起動又は停止姿勢となるように、各関節のモータを位置制御する（Ｓ１０７）。これにより、各関節のロック機構１８０にて鍵部１８１が鍵穴１８２Ｈに挿入されることで、ロック機構１８０が固定され（Ｓ１０８）、脚部１１の各々は、移動体１の本体部１２に対して回動角度を固定される。その後、移動体１の電源が切断される（Ｓ１０９）。
　上記動作により、第４の変形例に係る脚部１１を備える移動体１は、無通電時にはロック機構１８０によって脚部１１の各々の回動角度を固定しておくことで、脚部１１の各々がそれぞれ自由な方向に広がってしまうことを防止することができる。したがって、第４の変形例に係る脚部１１を備える移動体１は、無通電時に、本体部１２に対する脚部１１の角度を直立状態に固定することができるため、より収納に適したコンパクトな形状とすることができる。
　特に、第２の変形例にて説明した弾性部１７０が移動体１の脚部１１に設けられる場合、収縮時の脚部１１には、弾性部１７０から脚部１１を伸長させようとする反発力が加わる。このような場合、第４の変形例に係る脚部１１を備える移動体１は、本体部１２に対する脚部１１の角度を直立状態に固定することで、移動体１の自重によって弾性部１７０からの反発力を抑え、脚部１１を収縮状態に維持することが可能である。これによれば、第４の変形例に係る脚部１１を備える移動体１は、より収納に適したコンパクトな形状を容易に維持することが可能である。
　＜３．付記＞
　上記実施形態では、直動機構１００は、移動体１の脚部１１に備えられる例を示したが、本開示に係る技術はかかる例に限定されない。例えば、直動機構１００は、ロボットアーム装置２に備えられてもよい。図１４は、本実施形態に係る直動機構１００を備えるロボットアーム装置２の構成を示す模式図である。
　図１４に示すように、ロボットアーム装置２は、台座２０と、第１の直動リンク２１と、第２の直動リンク２２と、エフェクタ部２３とを備える。
　台座２０は、ロボットアーム装置２を支持する基部である。台座２０は、例えば、床面又は壁面に固定されていてもよい。
　第１の直動リンク２１は、本実施形態に係る直動機構１００を含み、台座２０の主面に対して垂直方向に直動可能な構造部材である。第１の直動リンク２１は、台座２０の主面の法線を軸として回動可能となるように台座２０の上に設けられてもよい。
　第２の直動リンク２２は、本実施形態に係る直動機構１００を含み、第１の直動リンク２１の直動方向と直交する方向に直動可能な構造部材である。第２の直動リンク２２は、第１の直動リンク２１の直動方向と直交するように第１の直動リンク２１と連結されてもよい。
　エフェクタ部２３は、対象を把持するグリッパなどを含み、第２の直動リンク２２の先端側に設けられる。ロボットアーム装置２は、エフェクタ部２３にて対象に対して所望の作業を行うことができる。
　ロボットアーム装置２は、本実施形態に係る直動機構１００を第１の直動リンク２１、及び第２の直動リンク２２に適用することにより、直動機構１００が収縮した際の大きさをより小さくすることができる。したがって、ロボットアーム装置２は、フットプリントを縮小すると共に、第１の直動リンク２１、及び第２の直動リンク２２と外界との干渉リスクをより低減することが可能である。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　モータからの回転力を直線方向の駆動力に変換する変換機構を含み、前記直線方向に延在して設けられた中間リンクと、
　前記直線方向の駆動力に基づいて、前記直線方向の第１側に向かって前記中間リンクの前記第１側の端部から直動する第１リンクと、
　前記直線方向の駆動力に基づいて、前記第１側と反対の第２側に向かって前記中間リンクの前記第２側の端部から直動する第２リンクと、
を備え、
　前記第１リンク及び前記第２リンクは、互いに連動して、前記直線方向に互いに対称に直動する、直動機構。
（２）
　前記変換機構は、互いに平行に配置された第１ボールねじ及び第２ボールねじを含み、
　前記第１リンクは、前記第１ボールねじにて発生した前記駆動力に基づいて直動し、
　前記第２リンクは、前記第２ボールねじにて発生した前記駆動力に基づいて直動する、上記（１）に記載の直動機構。
（３）
　前記第１ボールねじ及び前記第２ボールねじは、同一の前記回転力を前記第１側に向かう前記駆動力と、前記第２側に向かう前記駆動力とに変換する、上記（２）に記載の直動機構。
（４）
　前記回転力は、平歯車によって前記第１ボールねじ及び前記第２ボールねじに伝達される、上記（２）又は（３）に記載の直動機構。
（５）
　前記変換機構は、前記直線方向に配置された一対のスプロケットと、前記一対のスプロケットに架け渡されたチェーンとを含み、
　前記第１リンク及び前記第２リンクは、前記チェーンからの駆動力によって前記直線方向に互いに対称に直動する、上記（１）に記載の直動機構。
（６）
　前記第１リンク及び前記第２リンクは、前記中間リンクに含まれるリニアガイドにそれぞれ沿って直動する、上記（１）～（５）のいずれか一項に記載の直動機構。
（７）
　前記第１リンクと前記中間リンクとは、第１面で連結され、
　前記第２リンクと前記中間リンクとは、前記第１面と前記中間リンクを挟んで平行な第２面で連結される、上記（１）～（６）のいずれか一項に記載の直動機構。
（８）
　前記中間リンクは、前記変換機構を内部に包含し、
　前記中間リンクの内部は、シール部にて封止される、上記（１）～（７）のいずれか一項に記載の直動機構。
（９）
　前記直動機構は、移動体の少なくとも１つ以上の脚部に含まれる、上記（１）～（８）のいずれか一項に記載の直動機構。
（１０）
　前記第２リンクには、前記移動体の本体部と接続する関節が設けられ、
　前記関節は、前記直線方向と直交する回動軸で前記第２リンクを回動する、上記（９）に記載の直動機構。
（１１）
　前記本体部と前記第２リンクとの回動角度を固定するロック機構をさらに備える、上記（１０）に記載の直動機構。
（１２）
　前記第１リンクの前記第１側の端部には、車輪を含む接地部が設けられる、上記（９）～（１１）のいずれか一項に記載の直動機構。
（１３）
　前記脚部は、前記第１リンク及び前記第２リンクの直動によって伸縮する、上記（９）～（１２）のいずれか一項に記載の直動機構。
（１４）
　前記第１リンクは、一部の面が開口した箱型構造で構成され、
　前記脚部の収縮時に、前記中間リンクは、前記第１リンクの前記箱型構造の内部に収納される、上記（１３）に記載の直動機構。
（１５）
　前記第１リンクは、前記移動体の前進方向と反対側の後退方向の一面が少なくとも開口された前記箱型構造で構成される、上記（１４）に記載の直動機構。
（１６）
　前記脚部の収縮時に、前記中間リンク及び前記第１リンクは、前記第２リンクの内部に収納される、上記（１３）～（１５）のいずれか一項に記載の直動機構。
（１７）
　前記脚部の収縮時に、前記中間リンクと、前記第２リンクとの間で弾性変形する弾性部をさらに備える、上記（１６）に記載の直動機構。
（１８）
　前記中間リンクと、前記第１リンク又は前記第２リンクとを電気的に接続する配線を支持するケーブルキャリアをさらに備える、上記（９）～（１７）のいずれか一項に記載の直動機構。
　１　　　　移動体
　１１　　　脚部
　１２　　　本体部
　１００　　直動機構
　１１０　　第１リンク
　１２０　　第２リンク
　１３０　　中間リンク
　１４０　　関節部
　１５０　　接地部
　１５１　　車輪
　１６１　　第１ケーブルキャリア
　１６２　　第２ケーブルキャリア
　１７０　　弾性部
　３１０　　第１変換機構
　３１１　　第１ねじ軸
　３１２　　第１直動部
　３１３　　第１軸受
　３１４　　第１リニアガイド
　３１５　　第１連結部
　３２０　　第２変換機構
　３２１　　第２ねじ軸
　３２２　　第２直動部
　３２３　　第２軸受
　３２４　　第２リニアガイド
　３２５　　第２連結部
　３３０　　動力部
　３３１　　第１ギア
　３３２　　第２ギア
　３３３　　モータギア
　３３４　　モータ
　Ｄ１　　　第１側
　Ｄ２　　　第２側

Claims (18)

  1. 　モータからの回転力を直線方向の駆動力に変換する変換機構を含み、前記直線方向に延在して設けられた中間リンクと、
    　前記直線方向の駆動力に基づいて、前記直線方向の第１側に向かって前記中間リンクの前記第１側の端部から直動する第１リンクと、
    　前記直線方向の駆動力に基づいて、前記第１側と反対の第２側に向かって前記中間リンクの前記第２側の端部から直動する第２リンクと、
    を備え、
    　前記第１リンク及び前記第２リンクは、互いに連動して、前記直線方向に互いに対称に直動する、直動機構。
  2. 　前記変換機構は、互いに平行に配置された第１ボールねじ及び第２ボールねじを含み、
    　前記第１リンクは、前記第１ボールねじにて発生した前記駆動力に基づいて直動し、
    　前記第２リンクは、前記第２ボールねじにて発生した前記駆動力に基づいて直動する、請求項１に記載の直動機構。
  3. 　前記第１ボールねじ及び前記第２ボールねじは、同一の前記回転力を前記第１側に向かう前記駆動力と、前記第２側に向かう前記駆動力とに変換する、請求項２に記載の直動機構。
  4. 　前記回転力は、平歯車によって前記第１ボールねじ及び前記第２ボールねじに伝達される、請求項２に記載の直動機構。
  5. 　前記変換機構は、前記直線方向に配置された一対のスプロケットと、前記一対のスプロケットに架け渡されたチェーンとを含み、
    　前記第１リンク及び前記第２リンクは、前記チェーンからの駆動力によって前記直線方向に互いに対称に直動する、請求項１に記載の直動機構。
  6. 　前記第１リンク及び前記第２リンクは、前記中間リンクに含まれるリニアガイドにそれぞれ沿って直動する、請求項１に記載の直動機構。
  7. 　前記第１リンクと前記中間リンクとは、第１面で連結され、
    　前記第２リンクと前記中間リンクとは、前記第１面と前記中間リンクを挟んで平行な第２面で連結される、請求項１に記載の直動機構。
  8. 　前記中間リンクは、前記変換機構を内部に包含し、
    　前記中間リンクの内部は、シール部にて封止される、請求項１に記載の直動機構。
  9. 　前記直動機構は、移動体の少なくとも１つ以上の脚部に含まれる、請求項１に記載の直動機構。
  10. 　前記第２リンクには、前記移動体の本体部と接続する関節が設けられ、
    　前記関節は、前記直線方向と直交する回動軸で前記第２リンクを回動する、請求項９に記載の直動機構。
  11. 　前記本体部と前記第２リンクとの回動角度を固定するロック機構をさらに備える、請求項１０に記載の直動機構。
  12. 　前記第１リンクの前記第１側の端部には、車輪を含む接地部が設けられる、請求項９に記載の直動機構。
  13. 　前記脚部は、前記第１リンク及び前記第２リンクの直動によって伸縮する、請求項９に記載の直動機構。
  14. 　前記第１リンクは、一部の面が開口した箱型構造で構成され、
    　前記脚部の収縮時に、前記中間リンクは、前記第１リンクの前記箱型構造の内部に収納される、請求項１３に記載の直動機構。
  15. 　前記第１リンクは、前記移動体の前進方向と反対側の後退方向の一面が少なくとも開口された前記箱型構造で構成される、請求項１４に記載の直動機構。
  16. 　前記脚部の収縮時に、前記中間リンク及び前記第１リンクは、前記第２リンクの内部に収納される、請求項１３に記載の直動機構。
  17. 　前記脚部の収縮時に、前記中間リンクと、前記第２リンクとの間で弾性変形する弾性部をさらに備える、請求項１６に記載の直動機構。
  18. 　前記中間リンクと、前記第１リンク又は前記第２リンクとを電気的に接続する配線を支持するケーブルキャリアをさらに備える、請求項９に記載の直動機構。
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WO2017098981A1 (ja) * 2015-12-12 2017-06-15 ライフロボティクス株式会社 ロボットアーム機構

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