JPS6130397A - 腕機構 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は腕１ｆｆｉ構枦係り、核燃料の再処理■楊、各
融合炉等に用いられるマニピュレータおよびその他一般
のマニピュレータにも使用することができる腕機構に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、再処理工場または各融合炉においては、定期点
検や各種機器の保守をマニピュレータを備えたロボット
や無人走行車等によって遠隔操作により行なっている。

これは作業員の被曝防止のためである。

一方、ロボット等は定期点検時等に大ぎさの限られた搬
出入口を通って再処理工場内へ出入しな番プればならな
い。そのため、ロボット等に取付けられているマニピュ
レータは、収縮して小形になって搬出入口を通過するこ
とができ、伸長して広い作業空間内を動き得るように形
成されている。

ところが、従来のマニピュレータは、多数の一定長の腕
機−を関節を用いて相互に屈曲自在に連接したものであ
り、マニピュレータを小形にするにも限度があり、また
動作可能範囲も各腕機構の長さの総和の範回に限られて
いた。

〔発明の目的〕

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、腕自
身の長さを伸縮させることができ、他の部材と三次元内
で相対移動自在に連接され得る腕機構を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕　　　　′ 本発明の腕機構は、３組の２重ねじ式の伸縮杆を基端ベ
ースに並立させ、これらの各伸縮杆の先端に球面軸継手
を介して先端ベースを取付け、前記伸縮杆を伸縮させる
伸縮駆動機構を各伸縮杆に設けて形成したことを特徴す
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第６図について説明
する。

第１図および第２図は本発明の腕機構の全体を示してお
り、図中符号１は円形の基端ベースを示している。この
基端ベース１上には、３組の２重ねじ式の伸縮杆２が、
円筒を等分する位置に相互に並行して直立状態に固着さ
れている。各伸縮杆２はそれぞれ基端ベース１に固定さ
れた固着筒３と第１螺杆４および第２螺杆５によって形
成されている。そして、各第２螺杆５の先端には球面軸
継手６が接続されており、この球面軸継手６を介して円
形の先端ベース７が取り付けられている。

各伸縮杆２の上端部には各螺杆４，５を伸縮させる伸縮
駆動機構８が設けられている。

第１螺杆４は中空筒状に形成されており、その表面には
雄ねじ部４ａを持ち、その内面には雌ねじ部４ｂを形成
している。この雄ねじ部４ａと雌ねじ部４ｂは逆ねじに
ねじが切られている。そして、第２螺杆５の表面には雄
ねじ部５ａがあって、第１螺杆４の雌ねじ部４ｂと螺合
する。また、固着筒３の内面には、第１螺杆４の雄ねじ
部４ａと螺合する雌ねじ部３ａを形成しである。さらに
、第１螺杆４の外周部には軸方に一本のキー溝４Ｃが刻
設されている。このキー溝４Ｃには、出力軸歯車９に打
ち込まれたキー９ａが係合されている。

出力軸歯車９は、このキー９ａにより第１螺杆４を回転
せしめるように固着筒３に内装されており、回転自在と
なっている。出力軸歯車９は入力軸歯車１０と噛合して
いる。入力軸歯車１０はモータ１１により正逆回転され
る。モータ１１には、減速機１１ａとエンコーダ１１ｂ
が組み込まれている。このモータ１１は、固着筒３に固
定されている。第３図に示す断面図は、各ねじ部と歯車
の係合間係を詳細に示したものである。次に、第２螺杆
５の先端に固着された球面軸継手６の構成について説明
する。球面軸継手６の球座６ａは第２螺杆５の先端に固
着されており、球６ｂにはビン１２が貫通して球６ｂが
ビン１２を軸方向に摺動できるようになっている。ビン
１２の両端はビン受け１３．１３により支承されており
、ビン受け１３は先端ベース７に固着されている。この
ようにして球面軸継手６は、ビン１２の軸方向に自在に
摺動可能な構成となっている。このビン１２の３組の配
置を第４図に示す。ビン１２は図に示すように円形の先
端ベース７面内に等分に放射状に配置されている。次に
伸縮の動作限界を検出するためにリミットスイッチ１４
．、ａ、　１４　ｂの配置について説明する。第１螺杆
４の後端にはリミットスイッチ１４ａ、１４ｂを動作さ
せるためのドグ４ｄが固着されている。リミットスイッ
チ１４ａ。

１４ｂは、固着筒３に２か所離れて固定されている。こ
の距離は第１螺杆４の動作可能な最大伸縮距離に合致す
る。固着筒３のリミットスイッチ１４ａ、１４ｂの取り
付【プ部分には、開口部３ｂ。

３Ｃがあってドグ４ｄの動作を覗くことができる、。

これにより、リミットスイッチ１４ａ、１４ｂはドグ４
ｄが各々のリミットスイッチの所へ到達した時にスイッ
チを動作させるように位置調節がなされている。

このようにして形成された腕機構は例えばマニピュレー
タの一つの腕部材等として用いられるものであり、各ベ
ース１１、−７に他の部材を適当な連結手段を用いて連
結すればよい。本腕機構の先端ベース７をその先の腕機
構の基端ベース１として用いて、本発明の腕機構を連続
して用い、多自由度の伸縮自在のマニピュレータを構成
できることは言うまでもない。

次に本実施例の作用を説明する。

先ず、第１図および第５図に示すように、先端ベース７
を基端ベース１と平行にして腕を全長する場合には、各
伸縮駆動機構８のモータ１１を同一方向へ等速回転させ
る。これにより各入力軸歯車１０が各出力軸歯車９を等
速回転させ、キー９ａを介して出力軸歯車９と一緒に各
第１螺杆４が等速回転する。第１螺杆４の雄ねじ部４ａ
が螺合している固着筒３の雌ねじ部３ａは、モータ１１
と固定関係であるので、第１螺杆４は回転しながら雄ね
じ部４ａのピッチで上方へ伸長して行く。

一方、第１螺杆４の内部にねじ込まれている各第２螺杆
５は、その先端の球面軸継手６がピン１２を介して先端
ベース７へ固定されており、かつピン１２により、回転
不能の状態にある。従って第１螺杆４が回転すると第１
螺杆４の雌ねじ部４ｂが第２螺杆５の雄ねじ部５ａと螺
合しており、かつ、第１螺杆４の雌ねじ部４ｂと先の雄
ねじ部４ａは逆ねじの関係にあるため、第２螺杆５も第
１螺杆４が固着筒３より上方へ伸長するのと同時に同じ
ピッチで第１螺杆４に対して上方へ伸長する。このよう
にして、各第２螺杆５が上方へ等速で伸長するため、先
端ベース７は常に基端ベース１に対して平行に保たれる
。

一方、各モータ１１を逆方向に等速回転させると、各第
１螺杆４は、各固着座３に等速でねじ込まれ、各第２螺
杆５は、各第１螺杆４に等速でねじ込まれるため、先端
ベース７は常に平行のまま、収納させられる。

各モータ１１を不等速で回転させると各伸縮杆２の伸び
量が不均一になり、先端ベース７は基端ベース１に対し
て傾きを持つようになる。各伸縮杆２の長さによって先
端ベース７の向きは−・部面に定まり、各伸縮杆２の長
さを変化させることで、任意の方向に傾けることが可能
である。このように各伸縮杆２の長さが不均一の場合は
、第６図に示すように、球面軸継手６がピン１２を軸上
に移動して安定した位置に納まる。先端ベース７が傾い
た場合の各ピン１２における球面軸継手６の位置は、先
端ベース７の傾き角と向きから一部に求まる。このよう
にして３つのモータ１１により三次元的に先端ベース７
を動かすことができる。ま゛た、伸縮杆２が最短状態か
ら最長状態と伸縮することができ、その作動範囲が極め
て広くなり、マニピュレータ等の一腕部材として有用で
ある。

（発明の効果〕 以上説明したように本発明の腕機構は腕自身の長さを伸
縮させることができ、他の部材と三次元内で相対移動自
在に連結されることができ、非常に小形に収縮される。

したがって、狭い出入口を通しての搬出入に適しており
、また長く伸長されるのでその作動範囲も広くなり、障
害物の回避が必要なマニピュレータ等に用いると有効で
ある等の効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の腕機構の一実施例を示し、第１図は一部
切断側面図、第２図は第１図の■−■線に沿った断面図
、第３図は第１図の■−■線に沿った拡大断面図、第４
図は先端ベース７の上方より見た上面図、第５図は第１
図における腕機構の作用を示す一部切断側面図、第６図
は第１図におけるピン１２付近の作用を示す側面図であ
る。 １・・・基端ベース、２・・・伸縮杆、３・・・球面軸
継手、７・・・先端ベース、８・・・伸縮駆動機構。 出願人代理人　　波　多　野　　　久 第１図 第２図 ｕ 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３組の２重ねじ式伸縮杆を基端ベースに並行させ、
   これらの各伸縮杆の先端に球面軸継手を介して先端ベー
   スを取付け、前記伸縮杆を伸縮させる伸縮駆動機構を各
   伸縮杆に設けたことを特徴する腕機構。 ２、各伸縮杆は、基端ベースに円周等分位置に設けられ
   、かつ球面軸継手は先端ベースに対して先端ベース中心
   軸より放射状にスライド可能に取付けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の腕機構。