JPS6119592A - 柔軟性可撓腕 - 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、腕を湾曲させて任意の形状の物体を巻回把持
するための柔軟性可撓腕に関するものである。

従来の技術 、−１−・′従来、柔軟性可撓腕として、ワイヤとプー
リと粕：’、’Ｊより１力を伝達して、多数の腕節片を
回転可能に連−結した腕を湾曲させるようにした構成の
ものは知られている（例えば、特公昭５５−１３８７４
号公報参照）。しかしながら、これらの可ｉ腕において
は、それを湾曲させるためにワイヤを複雑にプーリ間に
巻掛けているため、構造を単純化することができず、故
障の発生が多くなるばかりでなく、動作も不安定になる
。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、多数の腕節片を回転可能に連結して腕を構成
し、それを湾曲させるための動力伝達手段としてワイヤ
とプーリとを用いた可撓腕において、一連のワイヤの単
純な巻掛けにより腕を湾曲させるようにすると共に、そ
の湾曲により任意の形状の、物体−巻回させで把持でき
るようにすることを技術的課題とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明においては複数の腕
節片を枠体を介して連結軸により順次互し、γ、１・に
直交する２軸のまわりに回転可能に連結しＪ＆ｐ体及び
腕節片の基端側における上記連結軸上聞プーリを固定す
ることにより腕を構成し、上記プーリのうち順次隣り合
うものを一対として、基端側をモータにより巻取り可能
としたワイヤの先端側音、各一対のプーリにそれらを同
方向に回転させる向きに順次巻掛け、隣り合う一対のプ
ーリと他の一対のプーリ間においては、腕節片及び枠体
の内部に湾曲可能な状態に挿通した蛇管を通して上記ワ
イヤを導−き、而して一連のワイヤを各一対のプーリに
巻掛け、ワイヤの先端を最後に巻掛けたプーリを支持す
る腕節片に固定したという手段を採用している。

作　　用 上記構成の可撓腕においては、力を伝達するためのワイ
ヤを巻取って基端方向に引張った場合、ｊ９ヤｌは最初
に巻掛けられている一対のプーリを１１（９）ｊトさ、
せ、そのプーリが固定されている腕節片波」碩が回転限
度まで回転すると、ワイヤがプーリ上をすべって次に巻
掛けられているプーリを回転させ、このようにしてワイ
ヤを巻掛けた順に従ってプーリを回転させ、これにより
各腕部分における腕節片は一端から′順に各連結軸のま
わりに　　一回転して腕部片が湾曲する。

、さらに、上記腕部分が湾曲の途中で任意の物体に当接
すれば、その物体に当接した腕節−片が回転を停止し、
その後は順次それよりも先端側にある腕節片が回転して
順次物体への当接により停止し、これにより各腕節片が
上記物体に巻付いてそれを把持することになる。

発明の効果 このような本発明によれば、単にワイヤを引張るだけの
極めて簡単な構成により柔軟性可撓腕をその端部から順
次湾曲させることができ、しかも腕が物体に当接したと
きには、その当接部分よりも先端側がその物体に巻付く
ため、その物体を把Ｆｄすることができる。

剪１遍 り歩しに本発明の実施例を図面を参照し−なから詳細”
ｌ−説明する−０ 第１図は、本発明の実施例である柔軟性可撓腕において
、動力伝達用のワイヤとそれを挿通させる蛇管を省略し
た湾曲状態を示し、第２図は上記可撓腕の基端部分を拡
大して示している。

上記可撓腕は、基体１、複数の腕節片を連結した第１の
腕部分２Ａ及びそれと略同じで且つそれよりやや小形に
構成した第２の腕部分２Ｂとを備え、それらを直列に接
続したもので、各腕部分２Ａ　、　２Ｂをワイヤにより
相互に無関係に第１図の紙面に平行な面及びそれに垂直
な面内において任意の方向に湾曲可能に構成している。

上記基体１は、内部にワイヤ駆動用の４つのモ、＝Ｔ−
タ（図示せず）を備え、それらの各モータの：巻−取り
、軸に、それぞれ一対のワイヤの基端を互い°−１と逆
方２向に巻付けて、巻取り軸を一方向へ回転すれば、一
方のワイヤの巻取りと他方のワイヤの繰出しが同時に行
われるように構成し、さらに第１の腕部分２Ａの基端部
分を固定する支持枠３を突設している。

上記第１の腕部分２Ａ体、上記支持枠３に固定される中
空の枠体４ａを備え、この枠体４ａの左右両側面に、一
対のプーリ５ａ　、　８ａを固定した第１腕節片１１ａ
を、連結軸１３ａ、１３ａにより回転可能に取付けてい
る。上記第１腕節片１１ａは、筒部１５と、その筒部１
５の左右側面に延設した対向する２組の連結板部１ｅａ
、ＩＥｌｂとにより構成され、基端側における一対の連
結板部１ｅａ、１ｆ３ａにより一対のプ・−リ５ＦＮ。

６ａを介して枠体４ａを挟み、その状態において一対の
連結軸１３ａ、１３ａでそれらを軸支し、プーリ５ａ。

６ａ及び第１腕節片１１ａを枠体４ａに対して回転可能
にしたものである。

また、上記第１腕節片１ｊａの先端側には、中空φ邊体
４ｂを介して第２腕節片１１ｂを互いに直交す配牡拳の
まわりに回転可能に連結している。即ｔｉｓ＋＞：：４
記第１腕節片Ｔｌａの先端側における一対の連結板部１
８ｂ、１８ｂにより、プーリ５ｂ、８ｂが側面に固定さ
れた枠体４ｂを挟み、それらを一対の連結軸１３ｂ、１
３ｂで軸支して、プーリ５ｂ、８ｂ及び枠体４ｂを第１
腕節片１１ａに対して回転可能に連結し、さらに上記枠
体４ｂの他の両側面に一対のブー！Ｊ７ａ、８ａを固定
した第２腕節片１１ｂを回転可能に軸支させている。上
記第２腕節片１１ｂは、第１腕節片１１ａと同一形状に
構成したものを８０°回転させた状態に配設したもので
あり、その基端側における一対の連結板部１ｔ３ａ−、
ｌｅａでそれに固定したプーリ？ａ。

８ａを介して上記枠体４ｂを挟み、それらを一対の連結
軸、１４ａ、１４ａで軸支して、プーリ７ａ、８ａ及び
第２腕節片１１ｂを枠体４ｂに対して前記連結軸１３ｂ
に直交する軸線のまわりに回転可能に連結してｌ／）る
。

ｃ′・−き−らに、上記第２腕節片１１ｂの先端側には
、第−ｌ’ｒｉ腕節８片１１ａに第２腕節片−１１ｂを
取付けたのと同穐−邊構成により、第３腕節片１１ｃを
直交する２軸のまわりに回転可能に連結し、以下同様に
して第４、第５の腕節片を連結している。

上記各連結軸は、その先端縁部を削り落して腕−節片の
筒部が当接する回転量規制杆としても機能９せるように
したものである。

今 このような腕節片の連結を繰返すことにより構成される
第１の腕部分２Ａの先端の腕節片１１ｍは、第２の腕部
分２Ｂの基体として機能するもので、その腕節片１１ｍ
にも、上記と同様にして、第２の腕部分２Ｂの各腕節片
２１ａ、２１ｂ、　＊　ｅ　、２１ｎを順次回転可能に
連結している。

第２の腕部分２Ｂは、第１の腕部分２Ａよりも小形に構
成したものであり、そのため第２の腕部分２Ｂにおける
第１の腕節片２１ａにおいては、第１の腕部分２Ａとの
連結のために、基端側の連結軸２３ａ。

２３ａ及び基端側の枠体１８ａに一固定のプーリ７ｍ、
８ｍその連結軸２４ａ、２４ａ等として、第１の腕部分
ＩＡに１４％て用いているような大形のものが用いられ
てい１−；灸。而して、上記第１の腕節片２１ａには、
第１６腕部分ＩＡと同様にして、小形に構成された腕節
片２１ａ、２１ｂ、　＠　＠　、２１１１が、枠体１８
ｂ、ａ　ｍ　、１８ｎを介して順次直交する２軸のまわ
りに回′転可能に連結され、またそれらの枠体にはプー
リ２５ｂ、２８ｂ、２７ｂ。

２８ｂ、−−が、腕節片２１ａ、２１ｂ、ｓ　ｅの基端
側にはプーリ２５ａ　、　２８ａ’、　２？ａ　、　２
８ａ　、・・がそれぞれ固定され、先端における腕節片
２１ｎには、プーリ２７ｎ。

２８ｎを固定した先端部材２９が連結軸２４ｎ、２４ｎ
により回転可能に連結され、この先端部材２９の左右両
側面に、上記各連結軸と同様に縁部を削り落した回転量
規制杆３０．３０を設けている。　　−上記第１及び第
２腕゛部分２Ａ、２Ｂにおいて、各腕節片及び先端部材
は、それぞれ各連結軸のまわりに回転するが、その回転
量は連結軸あるいは回転転、藪制杆３０の先端と、腕節
片における筒部１５の端絡フτの：当接により所定角度
（例えば３０°）に規制ｉｉａ！、、ｒ以下に説明する
各ワイヤが極端に湾曲するのを防いでいる。

第１図及び第２図に示すように、第１腕部分２Ａにおけ
る枠体４ａ、４ｂ、・・にはその所定の側面位置に小ブ
ロツク状の蛇管支持具を固定し、基体１及グ各支持具間
に、枠体及び腕節川内を通した蛇管を適宜湾曲した状態
に支持させている。

即ち、第１の腕部分２Ａの一偏においては、第３図Ａに
・示すように、蛇管支持具３２ａ、３２ｂ、・・を設け
、基体１と２番目の支持具３２ｂの間、１番目と４番目
の支持具３２ａ、３２ｄ及び３番目と６番目の支持具３
２ｃ、３２ｆ間に蛇管３８を設け、これらの蛇管３８゛
に同図Ｂに示すように一連のワイヤ３７を挿通して、各
蛇管３６の間でプーリ７ａ、？ｂ、・・に巻掛け、ワイ
ヤの先端はそれが最後に巻掛けられたプーリを支持する
腕節片に固定している。

上記ワイヤは、各プーリのうち順次隣り合うもの一幸＝
、対として、９イヤの基端側をモータによりｉＦｔ＋１
可能とし、その先端側を各一対のプーリに・モ４木らを
同方向に回転させる向きに順次巻掛け、隣り合う一対の
プーリと他の一対のプーリ間においては、腕節片及び枠
体の内部に挿通した蛇管を通して上記ワイヤを導き、而
して一連のワイヤを各一対のプーリに巻掛け、ワイヤの
先端を最後に巻掛けたプーリを支持する腕節片に固定し
ている。

また、第１の腕部分２Ａにおける上記と反対の側におい
ては、蛇管支持具及び蛇管（共に閏云硅ず）を、第３図
Ａと対称状に設け、同様にワイヤを挿通している。

さらに、第１の腕部分２Ａの他の側面においては、第４
図Ａに示すように、蛇管支持具３５ａ、３５ｂ。

Φ・を設け、基体１と支持具３５ｂの間、一対の支持具
３５ａ、３５ｄ聞及び３５ｃ、３５ｆ間に蛇管３６を設
“け、こ゛れ・らの蛇管に、同図Ｂに示すように一連の
ワイヤ：μを挿通して、各蛇管３Ｇの間でプーリｅａ、
１ｌｔｂ、・・・、、に“巻掛けている。また、第１の
腕部分２Ａの反対側面においては、蛇管支持具及び蛇管
（図示せず）を、第４図Ａと対称状に設け、同様にワイ
ヤを挿通している。

而して、可撓腕における一対の対向面のプーリに巻掛け
たワイヤは、それらを１組としてそれ７れ前記駆動用モ
ータの巻取り軸に互いに逆方向に。＋ｔ　ｃｔ、ヶ、、
９よりエニー２゜工あ、アーヵ。ヮ　　”イヤの巻取り
と他方のワイヤの繰出しを行うものである。

一方、第２の腕部分２Ｂの各側面においても、上記第１
の腕部分２Ａにおけると同様に、蛇管支持具及び蛇管を
設け、それにワイヤを挿通している。

即ち、例えば、第２の腕部分２Ｂの一側面においては、
基体１と枠体１８ｃに設けた蛇管支持具４２ｂとの間、
枠体１８ｂに設けた蛇管支持具４２ａと枠体１８ｅに設
けた蛇管支持具４２ｄ間等に蛇管が湾曲状１４Ｉ’、：
、゛設けられる。而して、これらの第２の腕部分、ｚ、
卜ｊ挿通される各ワイヤは、第１の腕部分２ＡにおへＦ
１挿通したワイヤとは謳関係に、独立に駆動用モータの
巻取り軸に巻付けられる。

次に、上記構成の可撓腕の動作を説明する。

上記可撓腕の第１あるいは第２の腕部分２Ａ、２Ｂにお
、いて、一対のワイヤの一方を基体内のモータによって
巻取れば、その巻取・りに伴って他方のワイヤが繰出さ
れ、これにより上記第１あるいは第２の腕部分２Ａ、２
Ｂは互いに直交する２つの平面の一方に沿って基端側か
ら任意の方向に湾曲を開始し、この場合において途中に
対象とする物体が存在すればそれを巻回把持する。

即ち、例えば、第３図Ａ、Ｈにおいて、上記ワイヤ３７
を巻取ってそれを基端方向に引張れば、その引張り力が
、基端側における一組のプーリ？ａ。

７ｂに伝わり、第２及び第３の腕節片１１ｂ、ｌｌｃが
第１及び第２の腕節片１１ａ（枠体４ｂ）、ｌｌｂに対
して連結ＪＩ４ａ、１４ｂのまわりに右方向きに回転す
る。これＶＦ’腕節片が回転限度まで回転した後に上記
ワイ：神ｉ（ｈ　７をさらに巻取れば、ワイヤ３７は上
記プーリ７ａ、？ｂに対してすべりながら引張られ、そ
の引張り力がプーリ７ｃ　、　７ｄに伝わり、第４及び
第５腕節片Ｈｄ、ｌｌｅが連結軸１４ｃ、１４ｄのまわ
りに回転し、件のような動きがさらに死端方向に伝わっ
て、各腕節片が湾曲した状態となる。

而して、第１図に示すように途中に把持の対象となる物
体４１等が存在する場合には、上記ワイヤ３７の巻取り
により基端側の腕節片から順次回転して湾曲しようとす
るが、腕節片が物体４１に当接すると、その腕節片は回
転を行うことができず、その後はワイヤ３７の引張り力
が先端側に伝わり、その引張り力により順次先端側の腕
節片が回転して物体４１に巻付く さらに、上記第１の腕部分２Ａにおいてワイヤ３　？、
−３８を同時に巻取ることもでき、これによって倍１１
七枠腕部分２Ａに第１図の紙面と平行な面に沿うｍ、：
ｅｉと、紙面と垂直な面に沿う湾曲とを同時に行わせる
ことができる。

また、上記第２の腕部分２Ｂも第１の腕部分２Ａと略同
様に動作するのは勿論である。

上記第１及び第２の腕部分２Ａ　、　２Ｂの湾曲は相互
に独立して行われ、従って第１及び第２の腕部分２Ａ、
２Ｂの直列接続により構成される可撓腕を空間において
０形あるいはＳ形その他任意の形状に湾曲させることが
できる。

上記可撓腕の各腕部分２Ａ、２Ｂにおいて、ワイヤを各
列のプーリに巻掛ける順序を、上記実施例とは逆に、先
端側に位置するも゛のかもとしてもよく、これにより各
腕部分を先端側から湾曲させることができる。

例えば、第１の腕部分２Ａにおいて、第５図Ａに示すよ
うに蛇管支持具４４及び蛇管楊６を設け、上記蛇管４６
の案内によりワイヤ４７を、同図Ｂに示すよ？Ｔｆ’Ｆ
、１％端側のプーリから順に巻掛け、最後にそのワ：゛
（イ：゛槽の先端を腕節片に固定すればよい。

１岳１′れにより、上記ワイヤ４７を基端゛方向に引張
れば、その引張り力により腕部分の各腕節片が先端から
順次湾曲することになる。

また、第１及び第２ｑ）腕部分２Ａ、２Ｂにおいて上記
２種類のワイヤの巻掛は方を併用すれば、即ち、例えば
第１及び第２の腕部分２Ａ、２Ｂにおける一対の対向側
面に連らなるプーリ列については、基端側から湾曲する
巻掛は方法を用い、他の対向側面に連らなるプーリ列に
ついては先端側から湾曲する巻掛は方法を用いれば、第
１及び第２の腕部分２Ａ、２Ｂを各面について湾曲の態
様の異なるものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成の一部を省略した湾曲状
態の平面図、第２図はその伸張状態の部外斜視図、第３
図Ａ及び第４図Ａは上記実施例の第”−）１の腕におけ
る蛇管、の支持状態を示す平面図及りｊ）側面図、第３
図Ｂ及び第４図Ｂはプーリ列に対す−るワイヤの巻掛は
状態を示す説明図、第５図Ａ、Ｂは蛇管の支持態様及び
ワイヤの巻掛は態様の異なる例を示す平面図及び説明図
である。 ２Ａ、２Ｂ・・腕部分、 １１ａ、ｌｌｂ、ｅ　拳、、２１ａ、２１ｂ、　・・、
　・・腕節片、３８．４８　瞭・蛇管、　　３７，３８
，４７・・ワイヤ。 第３図Ａ ＩＤ 第ａＳＳ 第４１１Ａ １４１１Ｂ 第５ｉ１Ａ ｓ５図Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の腕節片を枠体を介して連結軸により順次互い
   に直交する２軸のまわりに回転可能に連結し、各枠体及
   び腕節片の基端側における上記連結軸上にプーリを固定
   することにより腕を構成し、上記プーリのうち順次隣り
   合うものを一対として、基端側をモータにより巻取り可
   能としたワイヤの先端側を、各一対のプーリにそれらを
   同方向に回転させる向きに順次巻掛け、隣り合う一対の
   プーリと他の一対のプーリ間においては、腕節片及び枠
   体の内部に湾曲可能な状態に挿通した蛇管を通して上記
   ワイヤを導き、而して一連のワイヤを各一対のプーリに
   巻掛け、ワイヤの先端を最後に巻掛けたプーリを支持す
   る腕節片に固定したことを特徴とする柔軟性可撓腕。