JPH01169121A - リンク式結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリンク式結合装置に係り、特に宇宙用マニピユ
レータに使用されるツールの交換装置などに好適なリン
ク式結合装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は１例えば米国特許部４１０５２４１号のよ
うにロッドをローブでからめ取る方法が行なわれていた
が、これは構造が複雑であり、中心にロッドがあるため
トルク伝達を行なうことはできず。

さらに取付けることのできる電気接点群の規模に制限が
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、結合ロッドをからめる装置が複雑であ
り、装置の中央部を結合ロッドが占有しているためにト
ルク伝達を行うことは不可能であった。また、取付ける
電気接点群も限られていた。

本発明の目的は、簡易な構造で結合後もトルクの伝達が
できるようＫし、またより大規模な電気接点群の設置を
可能とすることのできる結合装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、結合機構をリンク式として、結合装置内ま
たはその近くにトルク伝達装置を設けることにより達成
される。

即ち、２つの結合部材の一方には先端が移動可能なリン
クを設け、他方にはリンクが案内されるガイド面とリン
クの結合部が結合される結合くぼみ部とを設ける。そし
て、各結合部材の中心近くに、トルク伝達が可能な軸や
、電気接点群を設けるのである。

〔作用〕 本装置によると、結合過程ではリンクは結合部材の中心
から外へ向って開いてゆき、結合完了時にはリンクが開
い友状態となり装置中心部に空間ができるため、トルク
伝達装置または大規模な電気接点群を設置することがで
きる。さらに、リンクとリンクの間にも空間ができるた
め、電気接点群を追加することができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図〜第５図により説明す
る。

第１図は本発明の一実施例によるリンク式結合装置であ
り１図中１００は結合部材Ａ、２００は結合部材Ｂであ
る。

結合部材Ａ１００の先端には３本の爪１０２を有し。

これらはリンク１０４により結合部材Ａ１００の中心か
ら外側へ開く様に設置されている。また、中心部にはト
ルク伝達軸１２４．外周部には電気コネクタ１５０を有
し、トルクの伝達、電力及び信号の受。

給ができる様に構成されている。

１１０はリンク駆動モータであり、当該モータに接続さ
れた歯車１１１．歯車１１２．及び減速機１１３を介し
て等該減速機に接続されたねじ１１４を回転させる。１
１５はボールスクリューであり、ねじ１１４とかみ合い
、当該ねじの回転を前後運動に変えて当該ポールスクリ
エーに固定された押板１０６に伝える。１０２の爪は全
周で３ケあり、５等分の位置で端板１０７にピン１０１
によって取付けられ、当該ピン軸まわりに回転する。リ
ンク１０４はピン１０５によって爪１０２に取付けられ
、当該ピン軸まわりに回転する。リンク１０４の他端は
ピン１０５によって押板１０６に取付けられており、リ
ンク駆動モータ１１０を回転することにより爪１０２を
開閉することができる。

サラに、　　１２０は伝達トルク駆動モータでアリ。

当該モータに取付けられた歯車１２１．歯車１２２゜及
び減速機１２３を介して当該減速機に接続されたトルク
伝達軸１２４に回転を与える。

また、１５０は電気コネクタであり、外部信号または電
力の受給を行い、ケーブル１３１によりそれらを取込む
ものである。

一方、結合部材Ｂ　２００は底付きの中空円筒状部材で
、３つの案内斜面２ｏ１．案内槽２ｏ２．及び固定穴２
０５から成り、トルク伝達軸２０４及び電気コネクタ２
２０を有する。電気コネクタ２２０は、結合部材Ａ１０
０の電気コネクタ１３０と結合し、電力。

信号の受給を行いこれらをケーブル２２１により取り込
むものである。

次に本リンク式結合装置の動作について、第２図を用い
て説明する。

第２図（α］は結合前の状態を示し、・結合部材１００
の爪１０２の先端は閉じた状態で結合部材２００に近づ
いていく。結合部材Ｂ　２００は案内用の斜面２０１を
有し、爪１０２は斜面２０１に案内され、結合部材２０
０の中央部へ導かれる。第２図（ｂ）は接近の最終段階
で、結合部材Ａ１００のリンク駆動モータ１１Ｑが回転
し始める。

第２図（Ｃ）は捕獲段階を示す。結合部材Ａ　１００に
おいてリンク駆動モータ１１０の回転は歯車１１１及び
１１２を介して減速機１１３に伝えられ、ねじ１１４を
駆動する。ねじ１１４０回転はポールスクリエー１１５
により、押板１０６を水平方向に動作させる。

爪１０２はリンク１０４、ピン１０３及び１０５を介し
て押板１０６に結合されているので、押板１０６が水平
に移動するのに伴って爪１０２はピンＩＱＩを中心に外
側へ向って開いていく。結合部材Ｂ　２００は、中心近
くでは幅が広く、中心から遠ざかるに従って幅が狭くな
る案内溝２０２を有し、爪１０２は当該溝に案内され、
固定穴２０３へ導かれる。

爪１０２が全開状態となると、結合部材１００の端板１
０７は結合部材Ｂ２００の端部に接触し、第２図（ｄ）
に示すように結合部材Ａ１００及び結合部材Ｂ２００は
三次元において、Ｘ、Ｙ、Ｚ三軸方向及び、ロール、ピ
ッチ、ヨーの三軸まわりの位置決めを完了する。

これと同時に、電気コネクタ１０３及ぶ２２０が結合し
、電源及び信号の受給が可能となる。さらにトルク伝達
軸１２４及び２０４が結合し、トルクの伝達が可能とな
る。

結合後、所定の作業を終了したならば、リンク駆動モー
タ１１Ｑを逆回転することＫより、結合と逆の順序で上
記の結合が解除され、結合部材Ａ１００及び結合部材Ｂ
　２００は切離すことができる。

次洗１本発明の他の実施例として、第３図にトルク伝達
が必要のない場合を示す。

４００は結合部材Ａで、リンク駆動モータ４１０の回転
を歯車４１１　。４１２．減速機４１３を経て、ねじ４
１４へ伝える。当該ねじの回転は、ボールスクリュー４
１５により、押板４０６を水平方向に動作さぜる。爪４
０２はピン４０３　、４０５　、及びリンク４０４によ
り押板４０６に取付けられており、当該押板が水平方向
に運動すると、爪４０２はピン４０１を中心どし回転す
る。この際、押板４０６の中央部に力が加わるため、移
動がスムーズになる。押板４０６には、リニアベア１ｙ
ング４１７が２ヶ以上取付けられており、当該ベアリン
グはガイド４１６に沿って運動゛１”るため、押板４０
６の水平運動は一層スムーズになる。また、結合部材Ａ
は先端中央部に電気コネクタ４２０を有し、結合部材Ｂ
５００の電気コネクタ５１０と結合する。

この様にトルク伝達が不要な場合、結合装置中央部には
スペースができるため、当該電気コネクタは大規模とす
ることができる。

さらに０本発明の他の実施例として、第４図番ｃリンク
駆動モータと＠達トルク発生モータを共有した場合な示
す。

駆動モータ６１０は歯車６１１により歯車６１２及び歯
車６２０を回転する。リンク駆動時には、歯車６１２に
接続したクラッチ６１３を切り、歯車６２０に接続した
クラッチ６２１をつなぐことにより、モータの駆動力は
クラッチ６２１に接続した減速機６２２を経て、ねじ６
２３に伝達される。当該ねじの回転は。

当該ねじとかみ合ったボールスクリュー６２４により当
該ボールスクリューに固定された押板６０６を水平方向
に動作させる。爪６０２はピン６０３によってリンク６
０４に取付けられており、さらに当該リンクはピン６０
５により押板６０６に取付けられているため、当該押板
が水平方向に運動するにつれ。

爪６０２は当該爪と端板６０７を取付けているピン６０
１を中心に回転運動をする。また、トルクを供給する場
合は、クラッチ６２１を切り、クラッチ６１５をつなぐ
ことにより、駆動モータ６１０の回転を当該クラッチに
接続された減速機６１４に伝え、さらに当該減速機に接
続されたトルク伝達＠６１５にその駆動力を伝えること
ができる。

次に、第５図に結合部材Ｂが凸形、すなわちオス形にな
った場合の実施例を示す。

１００は結合部材Ａであり、１０１〜１０５は第１）１
〕；、Ｈに示したリンク部材と同じ機能を部材であるか
ら説明を省略する。１０６は押板であり、この押板１０
６を動かすため１１０〜１１４の駆動部材が用いられ、
乙が、これも第１図に示した駆動部材と同じ機能を有す
る部材であるから説明を省略する。

第５図と第１図との大きな違いは、結合機構１３がオス
形とメス形とである点であり、その之め４・７第５図で
は結合部材Ａのリンク１０２の先端に１４１］の結合爪
が設けられている。

この結合爪１４０は、３００のオス形結合部材をＨｉＲ
獲し結合するに適するよう、オス形結合部材５０１フの
形状に合わせた構造になっている。

以下に、第５図を第１図と異なる点を中心に説明する。

１４１は爪ビンで、リンク１０２と結合爪１４０を１．
１合している。１４２は捕獲ヘッド、１４３は案内溝−
ζ”ある。１４４はフック部、１４５はロッド押え部、
　ｉｉ１６は位置決め部である。

また、オス形結合機構３００において、３０１はロッド
であり、５０２は抜は止めヘッド、３０３は抜は止め面
、　５０４　、３０５　、３０６　（図では３０５の裏
にかくれている）は３本から成るリブ５０７　、５０８
　、５０９はそれぞれリブ３０４とリブ５０５．リブ３
０５とリブ３０６、およびリブ３０６とリブ３０４の間
にある空間部である。

今、結合爪１４０でオス形結合機構３００を捕獲し結合
するときＫは、まず３本の結合爪の捕獲ヘッド１４２の
案内溝１４３内にロッド５０１を入れる。結合爪１４０
は押板１０６を引込むに従って、爪ビン１４１の回りに
回転する。この回転と共に捕獲ヘッド１４２とロッド３
０１との接触位置はフック部１４４に近づくが、案内溝
１４３の幅はフック部１４４９１１１Ｋ近づくと共に狭
くなっているので、正しい位置に案内される。そして、
最終的には、フック部１４４が抜は止め面３０５に当り
、ロッド押え部１４５はロッド５０１を押え１位置決め
部１４６は空間部５０７　、１８　、５０９内にしっか
りと位置決めされる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り１本発明によれば、簡易な構成により
２つの部材を結合する結合装置を実現することができる
。

また１本発明によれば、結合部材Ａから結合部材Ｂヘト
ルクを伝達することができる。これにより、駆動力を必
要とする各種ツールを装着できるので１作業範囲が飛躍
的に拡大する。また１作業台にペイロードを固定する場
合、固定ラッチの締め上げや解除のためのトルクを供給
できるようになるため１作業台の構造を簡単にすること
ができる。

さらに１本発明によれば、大規模な電気コネクタが設置
できるため、結合部材より先により多くの電力、信号ラ
インを供給できるようになるため。

より広汎な作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるリンク式結合装置の構
造を示す図、第２図は第１図に示したリンク式結合装置
の結合過程を示す図、第３図、第４図及び第５図はそれ
ぞれ本発明の他の実施例を示す図である。 １００・・・結合部材Ａ、　２００・・・結合部材８．
１０２・・・爪、１０４・・・リンク、１０６・・・押
板、１２４・・・トルク伝達軸、１３０・・・電気コネ
クタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ａ、Ｂ２つの部材を３次元空間において結合する結
   合装置において、先端が移動するリンクを有する結合部
   材Ａと、該リンクが案内されるべきガイド面及び該リン
   クの結合部が結合されるべき結合くぼみ部を有する結合
   部材Ｂとよりなることを特徴とするリンク式結合装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記結合部材Ａは
   リンクを５つ以上有するとともに、上記結合部材Ｂは中
   心近くでは幅が広く中心から遠ざかるに従って幅が狭く
   なる案内溝を３つ以上有し、結合部材Ａのリンクが結合
   部材Ｂの中心近くで接触しながら開くときに開くに従っ
   て狭い案内溝に案内されることを特徴とするリンク式結
   合装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、上記結合部材Ａ及
   びＢは、中心近くにトルク伝達が可能な軸を有すること
   を特徴とするリンク式結合装置。 ４、特許請求の範囲第２項において、上記結合部材Ａ及
   びＢは、中心近くに電気接点群を有することを特徴とす
   るリンク式結合装置。