JPS6018312Y2 - 可撓性ア−ム装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は例えばロボットのアームに関し、アームを可撓
性に構成したものである。

その先端に塗装用のスプレガンとか、溶接用のトーチを
備えた例えばロボットのアームは、ある範囲にわたる平
面を走査することの必要性から、アームをこの平面内で
自由に動かすための２自由度を有する構成となっている
が、従来では、（イ）可撓性のないリンク接続であるた
め、狭い場所への回り込みができない上に、（ロ）アー
ムの２自由度の回動中心が２点あって、回動動作の合成
運動に円滑さを欠く、（ハ）駆動機構を可動部材、機構
部材として使用しているので、全体形状が大きくならざ
るを得す、狭い場所での作業が困難となる、など問題が
ある。

ところで、アームを可撓性に構成するものとして、特開
昭５２−１１１１５８号公報（先行技術という）に開示
されたものがあるが、この先行技術のものでは、機構が
複雑であり、製作が困難であるため、高価になる上に、
リンク機構によって可撓性を確保するものであるため、
リンク数（リンクピッチ長さ）に制限があり、湾曲する
場合、リンク間は直線になるので、回動時の曲率は多角
形となり、十分に小さい曲率とすることはできない。

本考案の目的は、アームの先端部に駆動機構を持たない
にもかかわらず、アームが２自由度を有し、しかも十分
な走査精度を得ることができるアームを提供し、前記問
題の解消を図るものである。

前記目的は本考案によれば、少なくとも２個の密着コイ
ルばねと、高さ方向に関して積み重ねられた前記密着コ
イルばねを相互に連結した接続具と、前記密着コイルば
ねの外径よりも外方の位置で接続具に設けられており、
前記密着コイルばねの高さ方向に関して貫通する貫通孔
と、前記接続具によって接続された前記密着コイルばね
の列のうち一方の端に位置する密着コイルばねの端部が
固着されている基台と、前記密着コイルばねの列のうち
他方の端に位置する密着コイルばねの端部が固着された
端具と、一端が、前記端具に固着されており、前記接続
具の前記貫通孔に挿通された可撓性ひも状体と、前記可
撓性ひも状体を引張るべく前記可撓性ひも状体の他端に
連結されており、前記基台に設けられた引張手段とから
なることを特徴とする可撓性アーム装置により遠戚され
る。

次に本考案を図面に示す好ましい具体例に基づいて説明
する。

基台と１〜でのベース接続具１は密着コイルばねからな
る密着ばね２のらせん状つる巻線を螺合できる荷３を内
周に有する取付部４を有し、アクチュエータ５に固定さ
れている。

基本接続具６は密着コイルばねからなる密着ばね７のら
せん状つる巻線を螺合できる溝８を内周に有しており、
この場合前記ベース接続具１の取付部４の内周に形成し
・た溝３とこの基本接続具６の溝８とは同じ形状となっ
ている。

溝８は一方では、ばね２のつる巻線を２ないし３巻螺合
し、他方で社、ばね２に隣接してばね２の上側に位置す
るばね７のつる巻線を２ないし３巻螺合できる程度にそ
の軸方向長さを定める。

前記密着ばね２と７とは、同じ巻数から形成した同径ｄ
１同長１を有するもので、つる巻線は相互に密着した形
態となっている。

基本接続具６は同形のものを所要数、第１図の例では３
個を前記と同様に順次接続する。

そして最上部に位置する基本接続具６の溝９に密着ばね
１０を螺合し、この密着コイルばねからなる密着ばね１
０に、適宜にスプレノズルとか溶接用トーチなどを装着
する先端接続具１１を接続する。

本例では、最上部に位置する基本接続具６の上半部に設
けた高９と下半部に設けた溝８とは溝幅が異なっており
、上半部の溝９は下方に位置する密着ばね２，７などよ
りもより太い線径のばね１０を螺合できるように構成［
、である。

このように、最」一部に位置する密着ばね１０は線径を
大とし、その全長りも前記密着ばね２，７の全長１より
も犬にすると、この密着ばね１０のばね定数は他のばね
２，７のばね定数よりも大となる。

しかしてこの場合の密着ばね１０のばね定数は、積み重
ねてアームを構成したときのこの密着ばね１０以外のば
ね２，７の合計ばね定数にほぼ等しくなるように設定す
る。

先端接続具１１の内周には前記密着ばね１０のつる巻線
を螺合する溝１２を設けてあり、この溝１２に前記ばね
１０を螺合して端具としての先端接続具１１を接続する
。

先端接続具１１の円周方向を等分する４箇所において可
撓性のひも状体２０を固定］７、他方、前記基本接続具
６およびベース接続具１のばねよりも外周側におけるそ
れぞれ４箇所において軸方向に貫通ずる貫通孔２１を設
けて、このひも状体２０をこの貫通孔２１に挿通１−１
ひも状体の他端は前記アクチュエータ５に設けたシリン
ダ２２向で摺動するピストン２３に連結しである。

このようにひう状体２０の他端は、アクチュエータ５に
設けられたシリンダ２２内で摺動するピストン２３から
なる引張手段に連結されている。

第１図の例では、アクチュエータ５には２つのシリンダ
２２と２つのピストン２３とが図示されているが、残る
２つのシリンダとピストンとは紙面に垂直する前後方向
に第１図と同様に設けられているので、各ひも状体２０
はそれぞれ独立的にピストン２３に連なることとなる。

またアクチュエータ５そのものはそれ自体公知の方法で
図の２４方向や、反対向きの２５方向へのひねり回動を
させるようにする。

以上の構成からなる本考案アーム装置の使用に当たり、
所要数の基本接続具６をベース接続具１と先端接続具１
１との間に介在させ、密着ばね２．７．１０をそれぞれ
取付部４の内周や接続具の内周に設けたＲ３．８．９に
前記のごとく螺合してアームを組み付ける。

使用時に、例えば第１図のアクチュエータ５のあるシリ
ンダ２２のうち、右側に位置するシリンダ内のピストン
２３を中立位置から下方へ動か腰回時に左側のピストン
を上方へ動かすと、右側のひら状体２０に加えられる引
張力によって先端接続具１１は、この先端接続具１１の
すぐ下に位置する基本接続具６の中央を中心と１〜で右
へ回動する。

この回動によりばね１０の右側は圧縮され、左側は引張
される。

このばね１０の圧縮力と引張力とがすぐ下にある基本接
続具６に伝達され、この接続具６も右に回動する。

以下同様にすべての基本接続具６が右に回動して、第２
図の状態となる。

アクチュエータ５が前記とは逆に作動すると、先端接続
具１１は左側に回動し、その下方に位置する基本接続具
６も又前記と同じ作用をして左側に回動することとなる
。

更に、前記のように、アクチュエータ５には紙面に垂直
する前後方向にも２つのひも状体２０を保合ｌ−でいる
ので、結局、先端接続具１１は前後方向にも回動し、ア
ーＩ、は左右、前後方向へ回動することとなる。

この回動の際にアクチュエータ５そのものを垂直軸回り
に回動できるので、ねじり回動を合成した運動が手首に
得られる。

前記例では、アクチュエータはシリンダεこのシリンダ
内でピストンが直線方向へ摺動するように形成したもの
を図示したが、これに代え回転型のアクチュエータの使
用もできる。

４つのひも状体は個々的に先端接続具に固定してもよく
、あるいは１８０°の方向に対向Ｌ２て位置するひも状
体を１本で形成腰その中央を先端接続具に固定するよう
にしてもよい。

以上のように構成した本考案可撓性アーム装置によれば
、以下の作用効果を奏する。

（１）コンパクトで構造が簡単である。

（１１）可撓性のひも状体とばねで回動伝達を行うので
、回動半径が小さくでき、可撓性が優れている。

（ｉｉｉ） また具体例のこと（接続具とばねとを螺
ａにより相互に連結すると、同じばね定数のばねでもそ
のねじ込み量を変えることによって、伸縮する部分のば
ね定数を変えることができる。

し。たがって部分的に多く回動させたり、少なく同動さ
せることができる。

また自重外の力を多く伝達させることができる。

Ｊｖ） ばねで回動力を伝達するので、ばね定数の選
定により伝達力を部分的に任意に選択できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案可撓性アーム０断面図で、Ｘ−Ｘ線断面
も同じ構成となっており、第２図は−・方向へ回動した
状態を示す説明図である。 １・・・・・・ベース接続具、２，７．１０・・・・・
・密着ばね、６・・・・・・基本接続具 １１・・・・
・・先端接続具、２０・・・・・・ひも状体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少なくとも２個の密着コイルばねと、高さ方向に関して
   積み重ねられた前記密着コイルばねを相互に連結した接
   続具と、前記密着コイルばねの外径よりも外方の位置で
   接続具に設けられており前記密着コイルばねの高さ方向
   に関して貫通する貫通孔と、前記接続具によって接続さ
   れた前記密着コイルばねの列のうち一方の端に位置する
   密着コイルばねの端部が固着されている基台と、前記密
   着コイルばねの列のうち他方の端に位置する密着コイル
   ばねの端部が固着された端具と、一端が、前記端具に固
   着されており、前記接続具の前記貫通孔に挿通された可
   撓性ひも状体と、前記可撓性ひも状体を引張るべく前記
   可撓性ひも状体の他端に連結されており、前記基台に設
   けられた引張手段とからなることを特徴とする可撓性ア
   ーム装置。