JPH09296856A - 浮遊差動機構およびそれを用いるマニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規な構成の差動機構とそれを用いるマニピ
ュレータを提供する。 【解決手段】 干渉駆動機構２０は、一対の差動駆動源
２１，２２を含む。回転軸２３，２４が逆方向に回転す
るとき、かさ歯車２５，２６は第１出力軸２７をかさ歯
車２８，２９を介して回転駆動する。同方向に回転する
ときには、ボディ３３，３４が回転し、平歯車３９，４
０を介して第２出力軸４１の平歯車４２が駆動される。
差動駆動源２１，２２としては、スリップリングを介し
て電力が供給される電動モータなどを用いることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つの出力軸から
回転駆動力を差動的に取り出すための浮遊差動機構およ
びそれを用いるマニピュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、３つの入力ポートを有する基
本的な機械要素である差動機構が、かさ歯車などを利用
して自動車のデファレンシャル装置などとして広く用い
られている。自動車のデファレンシャル装置では、自動
車が曲進するときに、駆動輪に内外径差が生じ、同一回
転速度で回転駆動するとスリップなどの駆動力ロスを生
じることを防ぎ、自動車の走行性能を向上させるために
用いられる。デファレンシャル装置での差動機構の役割
は、２つの回転軸間で回転速度に差が生じれば、その差
を調整して駆動力にロスが生じないように調整可能であ
る。差動機構を組合わせた連結差動機構については、
「設計製図」誌、ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１０（１９８６
年１０月号）の第１２頁〜第１６頁に解説されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】各種マニピュレータや
多関節型ロボットでは、軽量で高出力な特性を有するこ
とが要望されている。このようなマニピュレータでは、
１つの自由度に対して１つのアクチュエータを配置し、
各アクチュエータを関連させて制御して全体的な動作を
行わせる。各自由度についてはそれぞれ１つずつのアク
チュエータが割り当てられているので、各自由度におい
て発揮し得る出力は、アクチュエータの出力に依存し、
アクチュエータの出力を超えることはできない。

【０００４】本発明の目的は、軽量で高出力が可能であ
り、従来の差動機構とは全く異なる概念による浮遊差動
機構およびそれを用いるマニピュレータを提供すること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転出力を取
り出すための回転軸と、回転軸を駆動する動力発生源
と、回転軸を収納し、回転軸からの反力によって回転軸
の軸線まわりに回転可能なケーシングとを含む差動駆動
源を備えることを特徴とする浮遊差動機構である。本発
明に従えば、動力発生源によって回転軸とケーシングと
の間に回転駆動力が発生する。ケーシングが固定されて
いれば、回転軸のみから回転出力を取り出すことができ
る。ケーシングは回転軸の軸線まわりに回転可能である
ので、回転軸の方を固定すれば、ケーシングが回転軸か
らの反力によって回転し、ケーシングから回転駆動力を
取り出すことができる。回転軸およびケーシングを共に
回転可能としておけば、動力発生源による駆動によっ
て、回転軸とケーシングとから差動的に回転出力を取り
出すことができる。

【０００６】また本発明で前記駆動源は電動モータであ
り、前記回転軸は電動モータの出力軸であり、前記ケー
シングは電動モータのボディであり、電動モータに電力
を供給するためのスリップリングを備えることを特徴と
する。本発明に従えば、電動モータの回転軸とボディと
から、回転力を差動的に取り出すことができる。電動モ
ータに対する電力の供給は、スリップリングを介して行
うので、電動モータのボディが無限に回転しても電力を
有効に供給することができる。

【０００７】また本発明で、前記回転軸は、前記ケーシ
ング内に設けられる減速機構を介して、前記動力発生源
によって回転駆動されることを特徴とする。本発明に従
えば、差動出力の一方を取り出す回転軸は、差動出力の
他方を取り出すケーシング内に設けられる減速機構を介
して動力発生源から回転駆動される。動力発生源は、ケ
ーシング内に収納することもできるけれども、ケーシン
グの外部に固定して回転駆動のみを行うようにすること
もできる。差動機構としての出力を取り出す回転軸と駆
動軸との間には減速機構が介在するので、減速比が充分
に大きければ駆動軸に発生するトルクは小さくなり、回
転軸とケーシングとの間での差動的な回転出力の取り出
しを精度よく行うことができる。外部に設けられる動力
発生源は、駆動軸のみ回転させればよいので、ボディは
固定することができる。電力で駆動する場合、スリップ
リングなどを介さないでも電力を供給することができ、
また電力とは異なるエネルギー源によって回転駆動する
際の作動流体や燃料の供給も容易である。

【０００８】また本発明は、一対の前記差動駆動源を備
え、一方の差動駆動源の回転軸からの回転力と、他方の
差動駆動源の回転軸またはケーシングのうちの一方から
の回転力とを、同方向に回転するときには和として、逆
方向に回転するときには差として、それぞれ合成する第
１出力軸と、一方の差動駆動源のケーシングからの回転
力と、他方の差動駆動源の回転軸またはケーシングのう
ちの他方からの回転力とを、同方向に回転するときには
差として、逆方向に回転するときには和として、それぞ
れ合成する第２出力軸とを有することを特徴とする。本
発明に従えば、第１出力軸と第２出力軸とからは、それ
ぞれ一対の動力発生源からの回転出力を合成して取り出
すことができる。第１出力軸と第２出力軸とから出力を
取り出すための選択は、各動力発生源の回転方向を同方
向にするか逆方向にするかによって切換えることができ
る。第１出力軸または第２出力軸に最大限２台分の動力
発生源からの回転出力を取り出すことができるので、個
別に動力発生源を専用に使用する場合に比較して２倍の
出力を取り出すことができ、しかも２つの出力を選択的
に使用することができる。

【０００９】また本発明で、前記第１出力軸では、一対
の回転軸からの回転力が合成され、前記第２出力軸で
は、一対のケーシングからの回転力が合成されることを
特徴とする。本発明に従えば、第１出力軸は一対の回転
軸からの回転力が合成され、第２出力軸は一対のケーシ
ングからの回転力が合成されるので、各出力軸をケーシ
ングに対して同方向に回転駆動すれば第１出力軸からの
回転力が出力として得られ、出力軸をケーシングに対し
てそれぞれ異なる方向に回転させれば第２出力軸からの
回転力が出力として得られる。

【００１０】また本発明で、前記一対の回転軸は、平行
に延び、先端にそれぞれ装着されるかさ歯車を介して各
回転軸に垂直な第１出力軸に結合され、前記一対のケー
シングは、外周部に装着される平歯車を介して各回転軸
に平行な第２出力軸に結合されることを特徴とする。本
発明に従えば、第１出力軸は各回転軸と垂直で、第２出
力軸は各回転軸と平行であるので、第１出力軸と第２出
力軸とは相互に垂直となる。相互に垂直な出力軸から最
大限動力発生源の２倍の回転出力を取り出すことができ
るので、軽量で高出力が得られ、差動機構の適用範囲を
拡大させることができる。

【００１１】さらに本発明は、回転出力を取り出すため
の回転軸と、回転軸を駆動する動力発生源と、回転軸を
収納し、回転軸からの反力によって回転軸の軸線まわり
に回転可能なケーシングとを含む差動駆動源を一対備
え、一方の差動駆動源の回転軸からの回転力と、他方の
差動駆動源の回転軸またはケーシングのうちの一方から
の回転力とを、同方向に回転するときには和として、逆
方向に回転するときには差として、それぞれ合成する第
１出力軸によって駆動される第１運動機構と、一方の差
動駆動源のケーシングからの回転力と、他方の差動駆動
源の回転軸またはケーシングのうちの他方からの回転力
とを、同方向に回転するときには差として、逆方向に回
転するときには和として、それぞれ合成する第２出力軸
によって駆動され、第１運動機構とは異なる第２運動機
構とを含むことを特徴とするマニピュレータである。本
発明に従えば、第１出力軸と第２出力軸とから差動的に
回転駆動力を取り出して、第１運動機構と第１運動機構
とは異なる第２運動機構とを駆動することができる。第
１運動機構および第２運動機構は、最大限単独で動力発
生源を用いる場合の２倍の出力で駆動することができ、
しかも２つの動作を切換えて出力を取り出すことができ
る。これによって、相対的に小さな動力発生源を備える
軽量なマニピュレータで、相対的に高出力を得ることが
できる。

【００１２】また本発明で、前記第１出力軸または第２
出力軸のうちの少なくとも一方では、ねじ機構によって
回転力が直線方向運動に変換されることを特徴とする。
本発明に従えば、第１出力軸または第２出力軸のうちの
少なくとも一方がねじ機構によって直線方向の運動に対
する駆動力を発生するので、回転力ばかりではなく、直
線運動も利用して、マニピュレータとしての多様な運動
を軽量な駆動源を用いて実現することができる。

【００１３】さらにまた本発明は、回転出力を取り出す
ための回転軸と、回転軸を駆動する動力発生源と、回転
軸を収納し、回転軸からの反力によって回転軸の軸線ま
わりに回転可能なケーシングとを含む差動駆動源を一対
備え、一方の差動駆動源の回転軸からの回転力と、他方
の差動駆動源の回転軸またはケーシングのうちの一方か
らの回転力とを、同方向に回転するときには和として、
逆方向に回転するときには差として、それぞれ合成する
第１出力軸と、一方の差動駆動源のケーシングからの回
転力と、他方の差動駆動源の回転軸またはケーシングの
うちの他方からの回転力とを、同方向に回転するときに
は差として、逆方向に回転するときには和として、それ
ぞれ合成する第２出力軸とを有する２軸出力源を２組装
着し、３軸の出力によって３自由度運動を行い、１軸の
出力によってグリッパの開閉駆動を行うことを特徴とす
るマニピュレータである。本発明に従えば、３自由度運
動に対しては２組の２軸出力源からの出力のうちの３軸
の出力を使用し、グリッパの開閉駆動に対しては１軸の
出力を使用し、４つの動力発生源からの動力で、４つの
動作を行わせることができる。各動作に対しては、それ
ぞれ最大限２つの動力発生源からの出力で駆動を行うこ
とができる。駆動源が軽量化され、しかも高出力化され
るので、マニピュレータとしての多くの用途で有効に利
用することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
しての浮遊差動機構の基本的構成を示す。図１（ａ）
は、フロート差動機構とも称する浮遊差動機構１の構成
を示す。浮遊差動機構１では、電動モータ２のモータ軸
３およびボディ４からそれぞれ共通な軸線１ａまわりの
回転力を取り出すことができる。ボディ４は、モータ軸
３の軸線１ａまわりに回転可能にするために、ベアリン
グ５，６を介してベース７に支持される。電動モータ２
への電力供給を行いながら回転可能にするため、スリッ
プリング８を介して導電線９が接続される。ボディ４を
固定すれば、一般の電動モータ２と同様にモータ軸３か
ら回転力を取り出すことができる。逆にモータ軸３の方
を固定すれば、ボディ４から回転力を取り出すことがで
きる。すなわちモータ軸３とボディ４とは、差動機構を
構成していることになる。この場合導電線９が、入力ポ
ートのうちの１つとなって、全く新しい差動機構を構成
する。この差動機構は著しく構造が簡単であり、今後多
くの機械システムで使用することが可能である。

【００１５】図１（ｂ）は、図１（ａ）の浮遊差動機構
１の考え方から派生するセミフロート差動機構１０の構
成を示す。セミフロート差動機構１０では、原動機１１
が固定され減速機１２の減速機軸１３およびボディ１４
から共通な軸線１０ａまわりの回転力として、差動出力
を取り出ことができる。減速機１２のボディ１４を回動
自在に支持するベアリング１５，１６の外輪側はベース
１７に固定される。内輪側はボディ１４の外周に装着さ
れる。減速機１２の回転駆動は、原動機１１の駆動軸１
８によって行われる。減速機１２による減速比が充分に
大きければ、減速機軸１３とボディ１４との間に作用す
る相対的なトルクの大きさに比較して小さなトルクしか
駆動軸１８には作用しないので、駆動軸１８に作用する
トルクの影響はほとんど無視することができる。

【００１６】セミフロート差動機構１０では、原動機１
１をベース１７に対して固定することができるので、図
１（ａ）のような電動モータ２を使用したとしても、導
電線１９接続のためのスリップリング８は不要となる。
原動機１１としては、さらに電動モータ２以外の駆動源
を使用することもでき、幅広い応用が可能である。

【００１７】図２は、図１に示す浮遊差動機構１あるい
はセミフロート差動機構１０などの差動駆動源を２つ用
い、２つの差動駆動源の出力を積極的に干渉させて出力
を取り出す２軸出力源としての干渉駆動機構２０の基本
的構成を示す。干渉駆動機構２０内には、２つの差動駆
動源２１，２２が収納される。差動駆動源２１，２２の
回転軸２３，２４の先端には、かさ歯車２５，２６がそ
れぞれ装着される。かさ歯車２５，２６は、回転軸２
３，２４と垂直な第１出力軸２７に装着されるかさ歯車
２８，２９とそれぞれ噛合する。第１出力軸２７と干渉
駆動機構２０のボディ３０との間にはベアリング３１，
３２がそれぞれ設けられる。差動駆動源２１，２２のボ
ディ３３，３４と干渉駆動機構２０のボディ３０との間
には、ベアリング３５，３６；３７，３８がそれぞれ設
けられる。差動駆動源２１，２２のボディ３３，３４の
外周には、平歯車３９，４０がそれぞれ装着される。平
歯車３９，４０は、第２出力軸４１に装着される平歯車
４２とそれぞれ噛合する。第２出力軸４１は、干渉駆動
機構２０のボディ３０に対し、ベアリング４３，４４に
よって回転可能に支持される。

【００１８】差動駆動源２１，２２の回転軸２３，２４
を逆方向に回転させようとすると、差動駆動源２１，２
２のボディ３３，３４は平歯車３９，４０が第２出力軸
４１の平歯車４２に噛み合っているために回転すること
ができず、２つの回転軸２３，２４が同時にかさ歯車２
８，２９を回転駆動させ、第１出力軸２７が回転する。
差動駆動源２１，２２の回転軸２３，２４が同一方向に
回転しようとすると、回転軸２３，２４の先端に設けら
れるかさ歯車２５，２６が第１出力軸２７に装着される
かさ歯車２８，２９を逆向きに回転させようとする結果
となり、回転軸２３，２４は回転することができない。
この反力で差動駆動源２１，２２のボディ３３，３４が
相互に逆方向となるように回転し、平歯車３９，４０を
介して第２出力軸４１に装着される平歯車４２が回転す
る。

【００１９】このように、干渉駆動機構２０では、２つ
の作動駆動源２１，２２の出力を干渉させて、第１出力
軸２７および第２出力軸４１の２つの出力軸に取り出す
ことができる。

【００２０】図３および図４は、図２に示す干渉駆動機
構２０を用いて第１出力軸２７からの回転力と第２出力
軸４１からの直線駆動力とを得るための構成を示す。図
３では、第１出力軸２７のかさ歯車２８，２９間にウォ
ーム歯車４５を装着し、ベースに固定されているウォー
ムホィール４６に噛み合わせる。第２出力軸４１には、
ボールねじ４７を装着し、回転力を直線運動の駆動力に
変換させる。ウォーム歯車４５を回転駆動することによ
って、垂直軸まわりの旋回運動θ１を生じさせることが
できる。第２出力軸４１を回転駆動することによって、
ボールねじ４７を回転駆動して干渉駆動機構２０のボデ
ィ３０の端面を基準とした間隔ｘ２を変えることができ
る。図４に示す構成では、第１出力軸２７のかさ歯車２
８，２９の間にプーリ４８を装着し、タイミングベルト
４９を介して離隔した位置に回転駆動力を伝達させるこ
とができる。第２出力軸４１にはボールねじ５０を装着
し、干渉駆動機構２０のボディ３０の端面を基準とした
間隔ｘ３を変化させることができる。

【００２１】図５は、図３および図４に示す構成をアク
チュエータとして組込むマニピュレータ５１の外観構成
を示す。マニピュレータ５１は、ベース５２上に設けら
れる。ベース５２から、ベース５２の表面に垂直な軸線
まわりにθ１の旋回運動が可能なフレーム５３が設けら
れる。フレーム５３からは、第１節５４を介して第１ア
ーム５５の基端部が揺動可能に取付けられる。第１アー
ム５５の先端部には、第２節５６を介して第２アーム５
７の基端部が揺動可能に支持される。第２アーム５７の
先端部には、ワークを把持するグリッパ５８が装着され
る。グリッパ５８の開閉は、開閉機構５９によって行わ
れる。

【００２２】マニピュレータ５１に装着される図３に示
す干渉駆動機構は、ベース５２に対する垂直軸線５２ａ
まわりの旋回運動θ１と、第１アーム５５に対する第２
アーム５７の姿勢を変えるためのベース５２と第２節５
６との間の間隔ｘ２を直線的に変える運動とを行うこと
ができる。図４に示す干渉駆動機構は、第１軸２７から
ベルト４９を介してグリッパ５８の開閉機構５９を開閉
させることができる。第２出力軸４１は、ボールねじ５
０で直線運動に変換され、第１アーム５５の姿勢角度を
変化させることができる。図５に示すマニピュレータ５
１は、たとえばリンク全長０．４２ｍ、アーム重量１０
ｋｇを有する。

【００２３】図６、図７、図８、図９および図１０は、
マニピュレータ５１に関連するより詳細な構成を示す。
図６は（ａ）の正面図および（ｂ）の側面図によって、
第１節５４、第１アーム５５、第２節５６および第２ア
ーム５７によるリンクとしての構成を示す。図６（ａ）
の仮想線は、第１アーム５５が立上がっている状態を示
す。図７〜図１０は２つの干渉駆動機構の使用状態を示
し、図７は正面および側面から見た構成を示し、図８お
よび図９はマニピュレータ５１の平面構成を示し、図１
０はグリッパ５８を側面から見た構成を示す。

【００２４】第１節５４および第２節５６の間は、一対
のリンク部材６０によって連結され、平行四辺形リンク
を構成する。第１節５４と第２節５６との間には、図４
に示す構成を用いた第１可動リンク６１が装着される。
第１節５４と第２アーム５７の基端寄りの部分との間に
は、図３に示す構成を含む第２可動リンク６２が装着さ
れる。第２可動リンク６２は、図３に示す旋回運動θ１
と、第２可動リンク６２の長さを伸長収縮させるｘ２の
直線運動とを行うことができる。θ１の旋回運動を行う
と、第１節５４、第１アーム５５、第２節５６、第２ア
ーム５７およびグリッパ５８に対して、ベース５２の垂
直軸線まわりの旋回運動を生じさせることができる。第
２可動リンク６２の出力を直線運動に切換えると、第２
アーム５７と第１節５４との間の間隔ｘ２を変え、第１
アーム５５および第２アーム５７の姿勢を変化させるこ
とができる。第１可動リンク６１の出力では、ベルト４
９を介して、第２節５７に設けられるプーリ６３を回転
駆動し、さらにプーリ６３からグリッパ５８の開閉機構
５９を駆動するためのプーリ６４までタイミングベルト
６５によって回転駆動力を伝達させることができる。第
１可動リンク６１の直線運動方向の間隔ｘ２を変化させ
ると、第１アーム５５の傾きを変化させることができ
る。

【００２５】以上説明したマニピュレータ５１は、４つ
の差動駆動源２１，２２を用いて、４つの自由度に対し
最大限２つの差動駆動源２１，２２からの出力で駆動可
能に構成することができる。一般に、マニピュレータな
どで１つの自由度に対して最大の出力を必要とするとき
であっても、他の出力については必ずしも最大である必
要はない。たとえばマニピュレータを利用して物資を搬
送するときを想定すると、物資の搬送状態の変化ととも
に特定の自由度の機構のみが最大の駆動力を必要とし、
他の部分にはあまり駆動力が必要とはならない。本実施
形態によるマニピュレータ５１では、比較的小出力の差
動駆動源２１，２２からの出力を有効に合成して、最大
の搬送用出力を取り出すことができ、軽量化と高出力化
とを実現することができる。このようなマニピュレータ
は、重量に制限があり、しかも各部分をできるだけ有効
に使用する必要がある宇宙機器に搭載するマニピュレー
タとして好適に使用することができる。また一般的な建
設機械などのアクチュエータとしても、好適に使用する
ことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回転軸と
ケーシングとから回転出力を取り出して、全く新しい概
念の差動機構を実現することができる。

【００２７】また本発明によれば、電動モータの回転軸
とボディとをそれぞれ出力軸とする差動機構が、入力ポ
ートのうちの１つを電力供給用電線として成立し、著し
く簡単な構造で差動機構を実現することができる。

【００２８】また本発明によれば、減速機構の出力軸と
減速機構を収納するケーシングとから差動出力を取り出
すことができ、減速機構を駆動する動力発生源は、ギア
ードモータなどのようにケーシング内に内蔵してもよ
く、ケーシング外に固定することもできる。動力発生源
をケーシング外に固定する場合は、動力発生源に対する
制限は解消され、多種類の動力発生源を有効に使用する
ことができる。

【００２９】また本発明によれば、２つの動力発生源か
らの出力を合成して、第１出力軸および第２出力軸か
ら、それぞれ最大で２つの動力発生源の出力を合成した
出力を取り出すことができ、相対的な回転方向によって
第１出力軸か第２出力軸かを切換えることも容易であ
る。第１出力軸および第２出力軸に個別に動力発生源を
装着した場合に比較し、２倍の回転力を取り出すことが
できるので、小さな動力発生源で大きな出力を取り出す
ことができる。

【００３０】また本発明によれば、回転軸同士およびケ
ーシング同士の出力をそれぞれ合成するので、第１出力
軸と第２出力軸との切換えのための回転方向を、２つの
動力発生源で同じように選択することができ、制御が簡
単化される。

【００３１】また本発明によれば、第１出力軸と第２出
力軸とは垂直に配置されるので、方向の異なる出力を切
換えて取り出すことができる。

【００３２】また本発明によれば、２つの動力発生源を
組合わせて２倍の出力を得ることができるので、マニピ
ュレータの軽量化を図り、しかも高出力化を達成するこ
とができる。

【００３３】また本発明によれば、回転力ばかりではな
く直線運動も駆動することができるので、マニピュレー
タとしての多様な動作に対応させることができる。

【００３４】さらにまた本発明によれば、３つの自由度
での運動と、１自由度でのグリッパ開閉動作とを、２組
の２軸出力源でそれぞれ一対ずつの動力発生源からの動
力によって実現することができる。各運動の自由度に対
しては、最大限２つの動力発生源からの回転駆動力を供
給することができるので、マニピュレータを軽量化する
と同時に高出力化も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態による浮遊差動機構１お
よびセミフロート差動機構１０の基本的な構成を示す模
式図である。

【図２】図１に示す浮遊差動機構１またはセミフロート
差動機構１０を差動駆動源２１，２２として用いる干渉
駆動機構２０の構成を示す模式図である。

【図３】図２に示す干渉駆動機構の実施形態の一例を示
す模式図である。

【図４】図２に示す干渉駆動機構２０の実施形態の他の
例を示す模式図である。

【図５】図３および図４の実施形態を適用するマニピュ
レータの外観構成を示す斜視図である。

【図６】図５に示すマニピュレータ５１の簡略化した正
面図および側面図である。

【図７】図５のマニピュレータ５１の姿勢変化のための
構成を示す部分的な正面図である。

【図８】図５の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た断
面図である。

【図９】図５の切断面線ＩＸ−ＩＸから見た断面図であ
る。

【図１０】図５の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 浮遊差動機構 ２ 電気モータ ３ モータ軸 ４，１４，３０，３３，３４ ボディ ５，６，１５，１６，３１，３２，３５，３６，３７，
３８，４３，４４ ベアリング ７，１７ ベース ８ スリップリング １０ セミフロート差動機構 １１ 原動機 １２ 減速機 １３ 減速機軸 １８ 駆動軸 ２０ 干渉駆動機構 ２１，２２ 差動駆動源 ２３，２４ 回転軸 ２５，２６，２８，２９ かさ歯車 ２７ 第１出力軸 ３９，４０，４２ 平歯車 ４１ 第２出力軸 ４５ ウォーム歯車 ４６ ウォームホィール ４７，５０ ボールねじ ４８ プーリ ４９ タイミングベルト ５１ マニピュレータ ５２ ベース ５４ 第１節 ５５ 第１アーム ５６ 第２節 ５７ 第２アーム ５８ グリッパ ５９ 開閉機構

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転出力を取り出すための回転軸と、 回転軸を駆動する動力発生源と、 回転軸を収納し、回転軸からの反力によって回転軸の軸
   線まわりに回転可能なケーシングとを含む差動駆動源を
   備えることを特徴とする浮遊差動機構。
2. 【請求項２】 前記駆動源は電動モータであり、 前記回転軸は電動モータの出力軸であり、 前記ケーシングは電動モータのボディであり、 電動モータに電力を供給するためのスリップリングを備
   えることを特徴とする請求項１記載の浮遊差動機構。
3. 【請求項３】 前記回転軸は、前記ケーシング内に設け
   られる減速機構を介して、前記動力発生源によって回転
   駆動されることを特徴とする請求項１記載の浮遊差動機
   構。
4. 【請求項４】 一対の前記差動駆動源を備え、 一方の差動駆動源の回転軸からの回転力と、他方の差動
   駆動源の回転軸またはケーシングのうちの一方からの回
   転力とを、同方向に回転するときには和として、逆方向
   に回転するときには差として、それぞれ合成する第１出
   力軸と、 一方の差動駆動源のケーシングからの回転力と、他方の
   差動駆動源の回転軸またはケーシングのうちの他方から
   の回転力とを、同方向に回転するときには差として、逆
   方向に回転するときには和として、それぞれ合成する第
   ２出力軸とを有することを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載の浮遊差動機構。
5. 【請求項５】 前記第１出力軸では、一対の回転軸から
   の回転力が合成され、前記第２出力軸では、一対のケー
   シングからの回転力が合成されることを特徴とする請求
   項４記載の浮遊差動機構。
6. 【請求項６】 前記一対の回転軸は、平行に延び、先端
   にそれぞれ装着されるかさ歯車を介して各回転軸に垂直
   な第１出力軸に結合され、 前記一対のケーシングは、外周部に装着される平歯車を
   介して各回転軸に平行な第２出力軸に結合されることを
   特徴とする請求項５記載の浮遊差動機構。
7. 【請求項７】 回転出力を取り出すための回転軸と、 回転軸を駆動する動力発生源と、 回転軸を収納し、回転軸からの反力によって回転軸の軸
   線まわりに回転可能なケーシングとを含む差動駆動源を
   一対備え、 一方の差動駆動源の回転軸からの回転力と、他方の差動
   駆動源の回転軸またはケーシングのうちの一方からの回
   転力とを、同方向に回転するときには和として、逆方向
   に回転するときには差として、それぞれ合成する第１出
   力軸によって駆動される第１運動機構と、 一方の差動駆動源のケーシングからの回転力と、他方の
   差動駆動源の回転軸またはケーシングのうちの他方から
   の回転力とを、同方向に回転するときには差として、逆
   方向に回転するときには和として、それぞれ合成する第
   ２出力軸によって駆動され、第１運動機構とは異なる第
   ２運動機構とを含むことを特徴とするマニピュレータ。
8. 【請求項８】 前記第１出力軸または第２出力軸のうち
   の少なくとも一方では、ねじ機構によって回転力が直線
   方向運動に変換されることを特徴とする請求項７記載の
   マニピュレータ。
9. 【請求項９】 回転出力を取り出すための回転軸と、 回転軸を駆動する動力発生源と、 回転軸を収納し、回転軸からの反力によって回転軸の軸
   線まわりに回転可能なケーシングとを含む差動駆動源を
   一対備え、 一方の差動駆動源の回転軸からの回転力と、他方の差動
   駆動源の回転軸またはケーシングのうちの一方からの回
   転力とを、同方向に回転するときには和として、逆方向
   に回転するときには差として、それぞれ合成する第１出
   力軸と、 一方の差動駆動源のケーシングからの回転力と、他方の
   差動駆動源の回転軸またはケーシングのうちの他方から
   の回転力とを、同方向に回転するときには差として、逆
   方向に回転するときには和として、それぞれ合成する第
   ２出力軸とを有する２軸出力源を２組装着し、 ３軸の出力によって３自由度運動を行い、 １軸の出力によってグリッパの開閉駆動を行うことを特
   徴とするマニピュレータ。