JPS63102886A

JPS63102886A - ロ−プ駆動式マニピユレ−タ

Info

Publication number: JPS63102886A
Application number: JP24700786A
Authority: JP
Inventors: 雄一高橋; 真司上野
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1988-05-07
Also published as: JPH0378237B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、ロープ駆動式マニピュレータに係り、ロープ
駆動式の特徴を損うことなく効果器を着脱できるように
したロープ駆動式マニピュレータに関する。

（従来の技術）周知のように、マニピュレータには、アーム内にモータ
等の動力源を内蔵したものと、アームの根元部分に動力
源を集中配置したものとがある。

アーム内に動力源を内蔵したものは、アームの径が太く
なるばかりか、アームが大重量化するのを免れ得ない。

したがって、このタイプのものは。

挟い場所での細かい作業には向いていない。一方。

アームの根元部分に動力源を集中配置したものは。

アーム全体を細くでき、しかもアームの軽量化を図るこ
とができる。したがって、このタイプのものは狭い場所
での細かい作業に向いていると言える。

アームの根元部分に動力源を集中配置したマニピュレー
タは、使用する動力伝達要素から、トルクチューブ駆動
式、ロープ駆動式、平行リンク駆動式、歯車駆動式等に
分類される。このうち、ロープ駆動式は、アームを大幅
に軽量化でき、しかも動作のスムーズ化を図れるなどの
利点を本質的に備えている。

ところで、アームの根元部分に動力源を集中配置したロ
ープ駆動式マニピュレータは、一般に。

第８図に示すように構成されている。すなわち。

肩部（根元部）１と、ＷＩ関関節部上、上腕部３と。

肘関節部４と、前腕部５と１手首間節部６とを直列に接
続してアーム７を構成するとともに手首関節部６の先端
に効果器、この例ではハンド部８を取付けている。そし
て、肩部１の近傍に、各腕部および各関節部を動かすの
に必要なモータで代表される動力源９ａ、９ｂ、・・・
９ｇを配置し、これら動力源９ａ、９ｂ、・・・９Ｇか
ら与えられた回転動力をプーリ１ｏと、ローフ１１との
組み合わせで対応する部分に伝えるようにしている。第
８図（ｂ）中、実線矢印は各部の許容可動方向を示して
いる。

前記ハンド部８は１通常、第９図に示すように。

アーム７側から延びたロープ１１をプーリ１２に巻き付
けてプーリ１２を回転させ、このプーリ１２で互いに歯
合した歯車１３．１４を逆方向に回転させ、さらに歯車
１３．１４で平行リンク１５．１６を直線動させ、この
平行リンク１５゜１６で指部１７．１８を開閉させるよ
うに構成されている。

しかしながら、上記のように構成された従来のロープ駆
動式マニピュレータにあっては次のような問題があった
。すなわち、マニピュレータで行なえる作業種類が多い
程、マニピュレータの使用範囲を拡大できる。しかし、
これらの作業の全てを簡単な開閉式のハンド部で行なわ
せることは通常、困難である。したがって２作業種類毎
に専用の工具、つまり専用の効果器を選択的に使用でき
ることか望ましい。

しかしながら、従来のロープ駆動式マニピュレータにあ
っては、ローフ１１をハンド部８まで延ばし、このロー
プ１１で平行リンク１５．１６を駆動するプーリ１２を
回転させるようにしているので、モジュール的に分解９
組立てが困難で、これが原因して複数種類の効果器をハ
ンド部８に選択的に取付けることができない問題があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点）上述の如く、従来のロープ駆動式マニピュレータにあっ
ては１行なえる作業種類が少ないと言う問題があった。

そこで本発明は、ロープ駆動式の特徴を損うことなく効
果器を自由に交換でき、もってマニピュレータの作業範
囲の拡大化に寄与できるロープ駆動式マニピュレータを
提供することを目的としている。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明に係るロープ駆動式マニピュレータでは１手首間
節部より先端側に取付けられたハンドベースと、このハ
ンドベースに回転自在に支持されロープを介して伝えら
れた動力で回転するプーリと、このプーリの軸に対して
軸心線を直交させて前記ハンドベースに回転自在に支持
されるとともに先端部に噛合い部を有した回転伝達機構
と。

この回転伝達機構と前記プーリとの間に設けられ上記プ
ーリの回転を上記回転伝達機構へ伝達する傘歯車機構と
、前記回転伝達機構の前記噛合い部に噛合い可能な回転
力受部を有し、前記ハンドベースへの選択的な接続に伴
って上記回転力受部が上記噛合い部に噛合って上記回転
伝達機構を介して伝えられた動力で動作する効果器とを
備えている。

上記構成を、効果器としてハンド部を取付けた第１図に
示す模式図を用いて説明すると次の通りである。すなわ
ち、アーム側から延びた動力伝達用のローフ２１の両端
をプーリ２２ａ、２２ｂに巻回してローフ２１の移動で
プーリ２２ａ。

２２ｂを互いに逆方向へ回転させる。各ブーリ２２ａ、
２２ｂには傘ｍｇ！２３ａ、−２３ｂが同軸に接続して
あり、これら傘歯車２３ａ、２３ｂは軸心線をプーリ２
２ａ、２２ｂの軸と直交させた傘歯車２４に歯合してい
る。申出１１２４には軸２５の一端が接続されており、
この軸２５の他端、には傘歯車２６が接続されている。

そして、傘歯車２６は軸２７を支点にして平行リンク２
８ａ。

２８ｂを駆動する傘歯車２９ａ、２９ｂに歯合している
。上記平行リンク２８ａ、２８ｂには指部３０ａ、３０
ｂが取付けられている。この構成で。

ローフ２１を図中実線矢印で示す方向へ移動させると、
傘歯車２９ａ、２９ｂが図中実線矢印で示す方向へ回転
し、この結果、指部３０ａ、３０ｂは閉じる方向へ移動
する。ローフ２１を上記の場合とは逆方向へ移動させる
と、指部３０ａ。

３０ｂは開く方向へ移動する。かかる構成において２本
発明は、軸２５の中途部分または傘歯車２６と傘歯車２
９ａ、２９ｔ）との噛合い部分を軸方向に分離可能とし
、効果器側を着脱できるようにしているのである。

（作用）作業に最も適した効果器を取付けて作業を行なわせるこ
とが可能となる。そして、この場合にはアーム側に変更
を加える必要がないので、ロープ駆動式の特徴を損うこ
とはない。

（実施例）以下、実施例を説明する。

第２図は本発明の一実施例に係るロープ駆動式マニピュ
レータにおける手首関節部より先端側だけを取り出して
示すものであり、第１図と同一部分は同一符号で示しで
ある。したがって２重複する部分の詳しい説明は省略す
る。同図において。

３１は手首関節部に固定された筐体状のハンドベースで
ある。このハンドレベース３１内には前）ホしたプーリ
２２ａ、２２ｂおよび傘歯車２３ａ。

２３ｂ（ただし、プーリ２２ｂと傘歯車２３ｂは図示せ
ず。）が同軸的に、かつ回転自在に収容されている。ま
た、ハンドベース３１内には傘歯車２３ａ、２３ｂに歯
合する傘歯車２４が軸心線をプーリ２２ａ、２２ｂの軸
に対して直交させて配置してあり、この傘歯車２４は軸
２５の一端に接続されている。軸２５はハンドベース３
１に軸受３２を介して回転自在に支持され、かつ他端側
がハンドベース３１外に突出している。そして、軸２５
のハンドベース３１外に突出している先端部にはスプラ
イン噛合機構を構成する雄部３３が形成されている。

図中３４はハンドベース３１および軸２５に選択的に接
続される効果器としてのハンド部を示している。ハンド
部３４は、ハンドベース３１に図示しない連結機構を介
して接続されるホルダー３５を有している。このホルダ
ー３５には軸受３６を介して傘歯車２６が回転自在に装
着されている。傘歯車２６は、ホルダー３５をハンドベ
ース３１に固定したときに軸２５と同軸となる関係に装
着されており、しかも軸２５側に位置する部分には軸２
５に設けられた雄部３３を嵌入させて上記雄部３３とで
スプライン噛合機構を構成する雌部３７が形成されてい
る。そして、傘１！１ｌ１２６は平行リンク２８ａ、２
８ｂを駆動する半円状の傘歯車２９ａ、２９ｂと噛合っ
ている。

このような構成であると、軸２５と傘歯車２６との境界
部分が軸方向への嵌合い結合機構となっているので、第
３図に示すように、ハンドベース３１側からハンド部３
４をＩＩＪＩに取り外すことができる。つまり、効果器
を交換することが可能となる。第４図は、ハンド部３４
の代りに六角スパナ部４１を取付けた状態を示し、また
第５図はこれを取り外した状態を示している。

このように、効果器を着脱自在としているので。

作業に適した効果器を選択的に取付けることができる。

したがって、ロープ駆動式マニピュレータの作業範囲を
大幅に拡大させることができる。この場合、高精度さの
要求される機構を使用していないので構成が複雑化する
こともない。また、アーム側の構成を変更する必要は全
くないので、ロープ駆動式の特徴を最大限に発揮させる
ことができる。

なお０本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、上述した実施例では軸２５の部分で効果
器側を分離するようにしているが、第６図および第７図
に示すように、傘歯車２６と傘歯車２９ａ、２９ｂとの
噛合い部分でハンド部３４ａ、つまり効果器を分離させ
るようにしてもよい。また、軸受３２の部分にシールを
施してハンドベース３１内に聾埃等が侵入しないように
してもよい。

［発明の効果］以上述べたように２本発明によれば、ロープ駆動式の特
ｉ敗を損うことなく各種作業に適した効果器の使用を可
能化でき２作業範囲を大幅に拡大できるロープ駆動式マ
ニピュレータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部であるロープ駆動式マニピュレー
タにおける手首関百部より先端側の模式図、第２図は本
発明の一実施例に係るロープ駆動式マニピュレータにお
ける手首関節部より先端側の縦断面図、第３図は先端部
より効果器としてのハンド部を取り外した状態を示す図
、第４図は先端部に効果器としての六角スパナ部を取付
けた状態を説明するための図、第５図は同六角スパナ部
を取り外した状態を示す図、第６図は本発明の別の実施
例に係るロープ駆動式マニピュレータの要部の縦断面図
、第７図は効果器としてのハンド部を取り外した状態を
示す図、第８図はロープ駆動式マニピュレータの概略構
成を示す模式図、第９図は同マニピュレータの手首関節
部より先端側の従来の構成を説明するための模式図であ
る。６・・・手首関節部、７・・・アーム、９ａ、９ｂ、・
・・９　にＪ　・・・動力源、１０．２２ａ、２２ｂ・
・・プーリ。２１　・・・ロープ、２３ａ、２３ｂ、２４，２９ａ。２９ｂ・・・傘歯車、２５・・・軸、３１・・・ハンド
ベース。３３・・・スプライン噛合機構を構成する雄部、３４゜
３４ａ・・・効果器としてのハンド部、３７・・・スプ
ライン噛合＠構を構成する雌部、４１・・・効果器とし
ての六角スパナ部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

根元部分に集中配置された複数の回転動力源からそれぞ
れロープとプーリとを介して必要箇所へ動力を伝達する
ようにしたロープ駆動式マニピュレータにおいて、手首
関節部より先端側に取付けられたハンドベースと、この
ハンドベースに回転自在に支持されロープを介して伝え
られた動力で回転するプーリと、このプーリの軸に対し
て軸心線を直交させて前記ハンドベースに回転自在に支
持されるとともに先端部に噛合い部を有した回転伝達機
構と、この回転伝達機構と前記プーリとの間に設けられ
上記プーリの回転を上記回転伝達機構へ伝達する傘歯車
機構と、前記回転伝達機構の前記噛合い部に噛合い可能
な回転力受部を有し、前記ハンドベースへの選択的な接
続に伴って上記回転力受部が上記噛合い部に噛合って上
記回転伝達機構を介して伝えられた動力で動作する効果
器とを具備してなることを特徴とするロープ駆動式マニ
ピュレータ。