JP2008142829A - Everyday life support manipulation device - Google Patents
Everyday life support manipulation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008142829A JP2008142829A JP2006332737A JP2006332737A JP2008142829A JP 2008142829 A JP2008142829 A JP 2008142829A JP 2006332737 A JP2006332737 A JP 2006332737A JP 2006332737 A JP2006332737 A JP 2006332737A JP 2008142829 A JP2008142829 A JP 2008142829A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- link
- driven
- drive link
- spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Accommodation For Nursing Or Treatment Tables (AREA)
Abstract
Description
本発明は、生産現場ではない人の日常生活の中で、自らの腕の代わりに使うことのできる日常生活支援マニピュレータ装置に関するものである。 The present invention relates to a daily life support manipulator device that can be used in place of one's own arm in the daily life of a person who is not at the production site.
腕に怪我を負ったり、病気により腕が不自由になった場合、日常生活を快適に送ることが難しくなり、介助者のサポートが必要となる場面が多くなる。 If your arm is injured or your arm becomes inaccessible due to illness, it will be difficult to live your daily life comfortably, and there will be many occasions where you will need assistance from your caregiver.
しかし、日常生活の多くの場面を介助者に依存することは、要介助者にとって精神的に圧迫される(QOL: Quality Of Life 「生活の質の低下」)だけでなく、自らの自立性を損なうことにも繋がる。 However, reliance on the caregiver for many scenes in daily life is not only mentally stressed by the caregiver (QOL: Quality Of Life), but also the self-reliance It also leads to loss.
このため、腕の不自由な人が1人で食事をすることのできる食事支援装置が提案されている(特許文献1参照)。また、産業用小型ロボットアームを日常生活に取り入れることも考えられる。
上記の食事支援装置は、食事支援に限定しているため、食事以外の日常生活の様々な事象に応用できないという問題があった。また、上記の産業用小型ロボットアームは、日常生活で人と共存することを前提に開発されていないため、重量、安定性、安全性など多くの問題があった。 Since the above meal support device is limited to meal support, there is a problem that it cannot be applied to various events in daily life other than meals. Further, the industrial small robot arm has not been developed on the assumption that it coexists with humans in daily life, and thus has many problems such as weight, stability, and safety.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、日常生活で人と共存することを前提に、十分な小型、軽量、安全、安定性を有する日常生活支援マニピュレータ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a daily life support manipulator device that is sufficiently small, light, safe, and stable on the assumption that it coexists with a person in daily life. With the goal.
本発明は上記課題を解決するために、互いに多関節状に接続されて成る複数のアーム構成要素を備えた日常生活支援マニピュレータ装置であって、前記複数のアーム構成要素は、平行リンクを構成する駆動リンクおよび従動リンクを備えたアーム構成要素を含み、前記駆動リンクおよび従動リンクは、それぞれ両端が、2つの支持体のそれぞれに回転可能に取り付けられており、前記駆動リンクは、その一端において回転軸を介して2つの支持体の一方の支持体に付設されたモータにより駆動され、前記駆動リンク又は従動リンクは、前記一方の支持体との間でバネが装着されていることを特徴とする日常生活支援マニピュレータ装置を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a daily life support manipulator device including a plurality of arm components connected to each other in a multi-joint shape, and the plurality of arm components constitute a parallel link. Arm component with a drive link and a driven link, said drive link and follower link being each rotatably attached to each of two supports, said drive link being rotated at one end thereof It is driven by a motor attached to one of the two supports via a shaft, and the drive link or the follower link is mounted with a spring between the one support. A daily life support manipulator device is provided.
本発明は上記課題を解決するために、互いに多関節状に接続されて成る複数のアーム構成要素を備えた日常生活支援マニピュレータ装置であって、前記複数のアーム構成要素は、平行リンクを構成する駆動リンクおよび従動リンクを備えたアーム構成要素を含むとともに、駆動リンクを備え従動リンクを備えていないアーム構成要素を含み、前記駆動リンクを備え従動リンクを備えていないアーム構成要素において、駆動リンクは、その両端が、2つの支持体のそれぞれに回転可能に取り付けられており、該駆動リンクは、その一端において回転軸を介して2つの支持体の一方の支持体に付設されたモータにより駆動され、前記一方の支持体との間でバネが装着されていることを特徴とする日常生活支援マニピュレータ装置を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a daily life support manipulator device including a plurality of arm components connected to each other in a multi-joint shape, and the plurality of arm components constitute a parallel link. In an arm component that includes an arm component that includes a drive link and a driven link, and includes an arm component that includes a drive link and does not include a driven link. Both ends of the two support bodies are rotatably attached to the two support bodies, and the drive link is driven by a motor attached to one support body of the two support bodies via a rotation shaft at one end thereof. There is provided a daily life support manipulator device in which a spring is mounted between the one support body.
本発明は上記課題を解決するために、互いに多関節状に接続されて成る第1〜3のアーム構成要素を備えた日常生活支援マニピュレータ装置であって、第1のアーム構成要素では、一端が固定側支持体に、他端が中間支持体に、各々接続されている第1の駆動リンクと第1の従動リンクが第1の平行リンクとして構成され、前記第1の駆動リンクの回転軸が第1のモータにより駆動されることにより第1のアーム構成要素の上下運動を行い、前記固定側支持体と前記第1の駆動リンク又は前記第1の従動リンクを第1のばねで接続することにより前記第1のばねで第1のアーム構成要素の自重を支持し、第2のアーム構成要素では、一端が前記中間支持体に、他端が手先側支持体に、各々接続されている第2の駆動リンクと第2の従動リンクが第2の平行リンクとして構成され、前記第2の駆動リンクの回転軸が第2のモータにより駆動されることにより第2のアーム構成要素の上下運動を行い、前記中間支持体と前記第2の駆動リンク又は前記第2の従動リンクを第2のばねで接続することにより前記第2のばねで第2のアーム構成要素の自重を支持し、第3のアーム構成要素では、一端が前記手先支持体に、他端がハンド支持体に、接続されている第3の駆動リンクの回転軸が第3のモータにより駆動されることにより第3のアーム構成要素の上下運動を行い、前記手先支持体と前記第3の駆動リンクを第3のばねで接続することにより前記第3のばねで第3のアーム構成要素の自重を支持し、前記第1の駆動リンクと前記第1の従動リンクを覆う第1のカバー、前記第2の駆動リンクと前記第2の従動リンクを覆う第2のカバー、および前記第3の駆動リンクを覆う第3のカバーにより、第1〜3のアーム構成要素の機構剛性を確保する構成であることを特徴とする日常生活支援マニピュレータ装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a daily life support manipulator device including first to third arm components connected to each other in a multi-joint shape, and one end of the first arm component is A first drive link and a first driven link connected to the fixed side support, the other end to the intermediate support, respectively, are configured as a first parallel link, and the rotation axis of the first drive link is The first arm component is moved up and down by being driven by a first motor, and the fixed support and the first drive link or the first driven link are connected by a first spring. The first spring supports the own weight of the first arm component, and the second arm component has one end connected to the intermediate support and the other end connected to the hand support. 2 drive links and second follower link The second arm is configured as a second parallel link, and the second drive link is driven by a second motor to move the second arm component up and down, and the intermediate support and the second By connecting the drive link or the second driven link with a second spring, the weight of the second arm component is supported by the second spring, and one end of the third arm component is supported by the hand. And the other end is connected to the hand support, and the rotating shaft of the third drive link connected to the body is driven by the third motor to move the third arm component up and down, and the hand support By connecting the third drive link with the third spring, the third spring supports the weight of the third arm component and covers the first drive link and the first driven link. First cover, second drive The second cover that covers the link and the second driven link and the third cover that covers the third drive link ensure the mechanism rigidity of the first to third arm components. A daily life support manipulator device is provided.
本発明は上記課題を解決するために、互いに多関節状に接続されて成る第1〜3のアーム構成要素を備えた日常生活支援マニピュレータ装置であって、第1のアーム構成要素では、一端が固定側支持体に、他端が中間支持体に、各々接続されている第1の駆動リンクと第1の従動リンクが第1の平行リンクとして構成され、前記第1の駆動リンクの回転軸が第1のモータにより駆動されることにより第1のアーム構成要素の上下運動を行い、前記固定側支持体に接続された第1のばね支持体と前記第1の駆動リンク又は前記第1の従動リンクを第1のばねで接続することにより前記第1のばねで第1のアーム構成要素の自重を支持し、第2のアーム構成要素では、一端が前記中間支持体に、他端が手先側支持体に、各々接続されている第2の駆動リンクと第2の従動リンクが第2の平行リンクとして構成され、前記第2の駆動リンクの回転軸が第2のモータにより駆動されることにより第2のアーム構成要素の上下運動を行い、前記中間支持体に接続された第2のばね支持体と前記第2の駆動リンク又は前記第2の従動リンクを第2のばねで接続することにより前記第2のばねで第2のアーム構成要素の自重を支持し、第3のアーム構成要素では、一端が前記手先支持体に、他端がハンド支持体に、接続されている第3の駆動リンクの回転軸が第3のモータにより駆動されることにより第3のアーム構成要素の上下運動を行い、前記手先支持体に接続された第3のばね支持体と前記第3の駆動リンクを第3のばねで接続することにより前記第3のばねで第3のアーム構成要素の自重を支持し、前記第1の駆動リンクと前記第1の従動リンクを覆う第1のカバー、前記第2の駆動リンクと前記第2の従動リンクを覆う第2のカバー、および前記第3の駆動リンクを覆う第3のカバーにより、第1〜3のアーム構成要素の機構剛性を確保する構成であることを特徴とする日常生活支援マニピュレータ装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a daily life support manipulator device including first to third arm components connected to each other in a multi-joint shape, and one end of the first arm component is A first drive link and a first driven link connected to the fixed side support, the other end to the intermediate support, respectively, are configured as a first parallel link, and the rotation axis of the first drive link is The first arm component is moved up and down by being driven by the first motor, and the first spring support connected to the fixed support and the first drive link or the first follower By connecting the link with the first spring, the first spring supports the self-weight of the first arm component. In the second arm component, one end is on the intermediate support and the other end is on the hand side. A second connected to each of the supports The moving link and the second driven link are configured as a second parallel link, and the rotary shaft of the second drive link is driven by the second motor to move the second arm component up and down, By connecting the second spring support connected to the intermediate support and the second drive link or the second driven link with a second spring, a second arm component is formed by the second spring. In the third arm component, one end is connected to the hand support, the other end is connected to the hand support, and the rotation shaft of the connected third drive link is driven by the third motor. The third arm component is moved up and down by connecting the third spring support connected to the hand support and the third drive link by a third spring. The weight of the third arm component by the spring A first cover that supports and covers the first drive link and the first driven link, a second cover that covers the second drive link and the second driven link, and the third drive link A daily life support manipulator device is provided, characterized in that the mechanism rigidity of the first to third arm components is ensured by a third cover covering the first to third arms.
前記第1〜3のモータは、それぞれに流れる電流によって負荷を測定する力センサとして機能することが好ましい。 It is preferable that the first to third motors function as a force sensor that measures a load based on a current flowing therethrough.
前記第1〜3のモータが回転する際に、前記第1の駆動リンク又は前記第1の従動リンクは前記第1のばね支持体に接触し、前記第2の駆動リンク又は前記第2の従動リンクは前記第2のばね支持体に接触し、前記第3の駆動リンクは前記第3のばね支持体に接触し、前記第1〜3の駆動リンクおよび前記第1〜2の従動リンクは、それぞれ可動範囲が物理的に制限可能であることが好ましい。 When the first to third motors rotate, the first drive link or the first driven link contacts the first spring support, and the second drive link or the second driven link. The link contacts the second spring support, the third drive link contacts the third spring support, the first to third drive links and the first and second driven links are: It is preferable that the movable range can be physically limited.
前記固定側支持体は、該固定側支持体の軸心を中心にして、支持体駆動モータによって回転可能であることが好ましい。 It is preferable that the fixed side support body can be rotated by a support body drive motor around the axis of the fixed side support body.
前記固定側支持体、前記中間支持体および前記第1のカバーの中心と第1の平行リンクの回転中心を一致させず、前記中間支持体、前記手先支持体および前記第2のカバーの中心と第2の平行リンクの回転中心を一致させないことにより、平行リンクの可動範囲を広く取り、第1および第2の平行リンクを前記中間支持体で接続できることが好ましい。 The center of the fixed support, the intermediate support, and the first cover do not coincide with the center of rotation of the first parallel link, and the center of the intermediate support, the hand support, and the second cover It is preferable that the movable range of the parallel link is widened by not matching the rotation center of the second parallel link, and the first and second parallel links can be connected by the intermediate support.
前記固定側支持体および前記第1〜3のカバーの外側から弾性素材の外装で包まれることにより環境との接触時の安全性を高められていることが好ましい。 It is preferable that safety at the time of contact with the environment is enhanced by wrapping the outer side of the fixed-side support and the first to third covers with an elastic material exterior.
本発明は次のような顕著な効果が生じる。
(1)リンクがばねで接続され、アーム構成要素の自重がばねで支持されるため、モータに電流が流されない時にも、アーム構成要素が重力の影響で急激に姿勢変化することが無くなり、アーム構成要素の安定性と安全性が確保され、リンクとカバーによりアーム構成要素の機構剛性を確保できるため、マニピュレータ装置の軽量化が可能となる。
The present invention has the following remarkable effects.
(1) Since the link is connected by a spring and the weight of the arm component is supported by the spring, the posture of the arm component does not change suddenly under the influence of gravity even when no current is supplied to the motor. The stability and safety of the constituent elements are ensured, and the mechanism rigidity of the arm constituent elements can be ensured by the link and the cover, so that the manipulator device can be reduced in weight.
(2)マニピュレータ装置は、複数のアーム構成要素から成る多関節方式であり、アーム構成要素を駆動するモータの電流を利用して力センサの代わりに利用することのできるので、マニピュレータ装置が人や環境に接触しても、接触状態をモータの電流で検出可能となり、人への安全性が確保可能となる。 (2) The manipulator device is a multi-joint system composed of a plurality of arm components, and can be used in place of a force sensor by using the current of a motor that drives the arm components. Even in contact with the environment, the contact state can be detected by the current of the motor, and safety to humans can be ensured.
(3)平行リンクおよび一端が手先支持体に他端がハンド支持体に接続されている機構において、モータが回転する際、一方のリンクとばね支持体が接触し、マニピュレータ装置の可動範囲を物理的に制限可能としたので、モータが暴走した時や、モータに電流が流されない時にも、機構的に可動範囲を制限可能となる。 (3) In a mechanism in which the parallel link and one end are connected to the hand support and the other end is connected to the hand support, when the motor rotates, one link and the spring support come into contact with each other to physically move the movable range of the manipulator device. Therefore, the movable range can be limited mechanically even when the motor runs away or when no current is passed through the motor.
(4)平行リンクにおいて、モータの回転により支持体が移動するときに、支持体の姿勢が変化しない構成としたので、平行リンクがモータにより回転されても、アーム構成要素の姿勢は変化しないため、マニピュレータ装置の先端にあるハンドの姿勢の安定性が確保可能となる。 (4) In the parallel link, when the support is moved by the rotation of the motor, the posture of the support is not changed. Therefore, even if the parallel link is rotated by the motor, the posture of the arm component does not change. The stability of the posture of the hand at the tip of the manipulator device can be ensured.
(5)アーム構成要素は、固定側支持体、中間支持体、手先支持体およびカバーの中心と平行リンクの回転中心を一致させないことにより、平行リンクの可動範囲を広く取ることができるだけでなく、2つの平行リンクを中間支持体で接続可能としたので、アーム構成要素の可動範囲が広くなり、2つの平行リンクを中間支持体で接続するために、部品点数を減らすことができ、リンクとカバーによりアーム構成要素の機械剛性を確保するため、部品点数を減らすことが可能となる。 (5) The arm component can not only make the center of the fixed side support, the intermediate support, the hand support and the cover coincide with the rotation center of the parallel link, thereby widening the movable range of the parallel link, Since the two parallel links can be connected by the intermediate support, the movable range of the arm component is widened, and the number of parts can be reduced because the two parallel links are connected by the intermediate support. Thus, the mechanical rigidity of the arm component is ensured, so that the number of parts can be reduced.
(6)アーム構成要素は、弾性素材の外装で包まれることとしたので、マニピュレータ装置が環境と接触しても、マニピュレータ装置の硬い機構が環境を傷つけることがなくなるだけでなく、外装が接触時の衝撃力を吸収するため、マニピュレータ装置の安全性を高めることが可能となる。 (6) Since the arm component is encased in an outer sheath made of an elastic material, even if the manipulator device comes into contact with the environment, not only does the hard mechanism of the manipulator device not harm the environment, Therefore, the safety of the manipulator device can be improved.
本発明に係る日常生活支援マニピュレータ装置を実施するための最良の形態を、実施例に基づき図面を参照して、以下に説明する。 The best mode for carrying out the daily life support manipulator device according to the present invention will be described below with reference to the drawings based on the embodiments.
図1は、本発明の実施例における、日常生活支援マニピュレータ装置29の全体構成を示す側面図である。この日常生活支援マニピュレータ装置29は、複数のアーム構成要素(本実施例では第1〜3のアーム構成要素)が多関節に連結して構成され、日常生活支援マニピュレータ装置29はリンク1が机などに固定されることにより、机などに固定される。
FIG. 1 is a side view showing an overall configuration of a daily life
図2は、日常生活支援マニピュレータ装置29の自由度配置であり、支持体駆動モータ2、第1のモータ4、第2のモータ10、第3のモータ16、第4のモータ21で駆動し、5自由度を有する。
FIG. 2 shows a degree of freedom arrangement of the daily life
第1のアーム構成要素は、固定側支持体3、第1のモータ4、第1の従動リンク5、第1の駆動リンク6、第1のばね支持体7、第1のばね8、中間支持体9、第1のカバー23から構成される。この第1のアーム構成要素では、第1の従動リンク5と第1の駆動リンク6が第1の平行リンクを構成する。そして、第1のモータ4の回転により中間支持体9が上下運動しても、中間支持体9の姿勢は変化しない。
The first arm component includes a
図3は、第1のアーム構成要素の固定側支持体3と中間支持体9の間の断面図である。第1のばね8が第1の従動リンク5と第1の駆動リンク6に挟まれている。第1のばね8と第1の従動リンク5と第1の駆動リンク6は、第1のカバー23で覆われており、第1のカバー23は外装28で覆われている。また、図4は、中間支持体9の断面図である。中間支持体9は、第1のカバー23と第2のカバー24で覆われており、第1のカバー23は第1のカバー回転軸26、第2のカバー24は第2のカバー回転軸27により中間支持体9に接続される。
FIG. 3 is a cross-sectional view between the
固定側支持体3からハンド22までの重量は、第1のばね8が第1のばね支持体7と第1の従動リンク5に接続されることにより、第1のばね8の張力で支持される。そのため、第1のモータ4への電流を停止し、第1のモータ4が自由に回転できる状況となっても、中間支持体9はその位置に維持される。
The weight from the
固定側支持体3から中間支持体9までの機構剛性を、固定側支持体3、第1の従動リンク5、第1の駆動リンク6、中間支持体9、第1のカバー23で確保することにより、第1のアーム構成要素の軽量化が可能となる。
The rigidity of the mechanism from the fixed
図5に示すように、第1のモータ4の回転に伴い、中間支持体9が上方に移動すると、第1の従動リンク5と第1のばね支持体7が接触し、第1のモータ4の回転範囲、つまり中間支持体9の可動範囲が制限される。また、図6に示すように、第1のモータ4の回転に伴い、中間支持体9が下方に移動すると、第1の駆動リンク6と第1のばね支持体7が接触し、第1のモータ4の回転範囲、つまり中間支持体9の可動範囲が制限される。この状態を利用して、第1のモータ4の回転範囲、つまり中間支持体9の可動範囲を物理的に制限することができる。
As shown in FIG. 5, when the
図5および図6に示すように、固定側支持体3の中心と第1の従動リンク5、第1の駆動リンク6から構成される第1の平行リンク機構の回転中心、さらに中間支持体9の中心点と第1の従動リンク5、第1の駆動リンク6から構成される第1の平行リンク機構の回転中心を一致させないことにより、第1のモータ4の回転範囲、つまり中間支持体9の可動範囲が広く確保できる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the center of the fixed
第2のアーム構成要素は、中間支持体9、第2のモータ10、第2の従動リンク11、第2の駆動リンク12、第2のばね支持体13、第2のばね14、手先支持体15、第2のカバー24から構成される。この第2のアーム構成要素では、第2の従動リンク11と第2の駆動リンク12が第2の平行リンクを構成する。そして、第2のモータ10の回転により手先支持体15が上下運動しても、手先支持板15の姿勢は変化しない。
The second arm component includes an
中間支持体9からハンド22までの重量は、第2のばね14が第2のばね支持体13と第2の従動リンク11に接続されることにより、第2のばね14の張力で支持される。そのため、第2のモータ10への電流を停止し、第2のモータ10が自由に回転できる状況となっても、手先支持体15はその位置に維持される。
The weight from the
中間支持体9から手先支持体15までの機構剛性を、中間支持体9、第2の従動リンク11、第2の駆動リンク12、手先支持体15、第2のカバー24で確保することにより、第2のアーム構成要素の軽量化が可能となる。
By securing the mechanism rigidity from the
図7に示すように、第2のモータ10の回転に伴い、手先支持体15が上方に移動すると、第2の従動リンク11と第2のばね支持体13が接触し、第2のモータ10の回転範囲、つまり手先支持体15の可動範囲が制限される。また、図8に示すように、第2のモータ10の回転に伴い、手先支持体15が下方に移動すると、第2の駆動リンク12と第2のばね支持体13が接触し、第2のモータ10の回転範囲、つまり手先支持体15の可動範囲が制限される。この状態を利用して、第2のモータ10の回転範囲、つまり手先支持体15の可動範囲を物理的に制限することができる。
As shown in FIG. 7, when the
図7および図8に示すように、中間支持体9の中心と第2の従動リンク11、第2の駆動リンク12から構成される第2の平行リンク機構の回転中心、さらに手先支持体15の中心点と第2の従動リンク11、第2の駆動リンク12から構成される第2の平行リンク機構の回転中心を一致させないことにより、第2のモータ10の回転範囲、つまり手先支持体15の可動範囲が広く確保できる。
As shown in FIGS. 7 and 8, the center of the
第3のアーム構成要素は、手先支持体15,第3の駆動リンク17、第3のばね支持体18、第3のばね19、ハンド支持体20、第3のカバー25から構成される。
The third arm component includes a
手先支持体15からハンド22までの重量は、第3のばね19が第3のばね支持体18と第3の駆動リンク17に接続されることにより、第3のばね19の張力で支持される。そのため、第3のモータ16への電流を停止し、第3のモータ16が自由に回転できる状況となっても、ハンド支持体20はその位置に維持される。
The weight from the
手先支持体15からハンド支持体20までの機構剛性を、手先支持体15、第3の駆動リンク17、ハンド支持体20、第3のカバー25で確保することにより、第3のアーム構成要素の軽量化が可能となる。
By securing the mechanism rigidity from the
図9に示すように、第3のモータ16の回転に伴い、ハンド支持体20が上方に移動すると、第3の駆動リンク17と第3のばね支持体18が接触し、第3のモータ16の回転範囲、つまりハンド支持体20の可動範囲が制限される。また、図10に示すように、第3のモータ16の回転に伴い、ハンド支持体20が下方に移動すると、第3の駆動リンク17と第3のばね支持体18が接触し、第3のモータ16の回転範囲、つまりハンド支持体20の可動範囲が制限される。この状態を利用して、第3のモータ16の回転範囲、つまりハンド支持体20の可動範囲を機構的に制限することができる。
As shown in FIG. 9, when the
日常生活支援マニピュレータ装置29が、環境や人に接触し、環境や人に力を与える状況下では、支持体駆動モータ2、第1のモータ4、第2のモータ10、第3のモータ16、第4のモータ21の駆動電流値が大きくなる。このため、モータの駆動電流値を監視することにより、日常生活支援マニピュレータ装置29が、環境や人に接触したことを検出可能となり、環境や人への安全性が確保できる。
In a situation where the daily life
また、日常生活支援マニピュレータ装置29が、環境や人に接触し、環境や人に力を与える状況下では、弾性素材の外装28が環境と接触するために、環境を傷つけることがなくなるだけでなく、接触時の衝撃力を外装28が吸収することにより、環境や人への安全性が確保できる。
In addition, in a situation where the daily life
以上、本発明に係る日常生活支援マニピュレータ装置を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されることなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内で、いろいろな実施例があることは言うまでもない。以下、変形例として、3つの例を図11〜13によって説明する。 As described above, the best mode for carrying out the daily life support manipulator device according to the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to such embodiments, and is described in the claims. It goes without saying that there are various embodiments within the technical scope. Hereinafter, three examples will be described with reference to FIGS.
図11に示す変形例1は、第1及び第2のばね8、14を、第1及び第2のばね支持体7、13と第1及び第2の駆動リンク6、12との間に、それぞれ設けた構成としたものであり、上記実施例と同等の効果が生じる。
In
また、図12に示す変形例2は、第1のばね8を、第1のばね支持体7と第1の駆動リンク6との間に設け、第2のばね14を、第2のばね支持体13と第2の従動リンク11との間に設けた構成としたものであり、上記実施例と同等の効果が生じる。
Further, in the second modification shown in FIG. 12, the
さらには、図13に示す変形例3は、第1のばね8を、第1のばね支持体7と第1の従動リンク5との間に設け、第2のばね14を、第2のばね支持体13と第2の駆動リンク12との間に設けた構成としたものであり、上記実施例と同等の効果が生じる。
Further, in the third modification shown in FIG. 13, the
なお、上記実施例及び変形例1〜3においては、第1のばね8は、その一端を第1のばね支持体7に取り付けているが、固定側支持体9に取り付けてもよい。又、第2のばね14は、その一端を第2のばね支持体13に取り付けているが、中間支持体9に取り付けてもよい。さらに、第3のばね19は,その一端を第3のばね支持体18に取り付けているが,手先支持体15に取り付けてもよい。
In the above-described embodiment and the first to third modifications, the
本発明によれば、食事支援に特化した装置や産業用小型ロボットアームとは異なり、十分な小型、軽量、安全、安定性を有する日常生活支援マニピュレータ装置の開発が可能となるため、日常生活で人と共存でき、日常生活支援マニピュレータ装置による人の日常生活支援が可能となる。人や環境との接触時には、接触力を外装が吸収するために、人や環境を傷つけることがなくなる。 According to the present invention, unlike a device specializing in meal support and a small industrial robot arm, it is possible to develop a daily life support manipulator device that is sufficiently small, light, safe, and stable. Therefore, it is possible to coexist with a person and to support a person's daily life with a daily life support manipulator device. At the time of contact with a person or the environment, the exterior absorbs the contact force, so that the person or the environment is not damaged.
予想外の出来事により、日常生活支援マニピュレータ装置を駆動するモータへの駆動電流を零としても、日常生活支援マニピュレータ装置の自重が複数のばねにより支持されるため、日常生活支援マニピュレータ装置が急に下に落ちることを回避できるだけでなく、日常生活支援マニピュレータ装置を使用しない場合には、人が収納しやすい形状に各モータを自由に回転させることができる。 Due to an unexpected event, even if the drive current to the motor that drives the daily life support manipulator device is zero, the daily life support manipulator device is supported by a plurality of springs, so the daily life support manipulator device suddenly drops. When not using the daily life support manipulator device, each motor can be freely rotated into a shape that can be easily stored by a person.
したがって、日常生活支援マニピュレータ装置を使用することにより、腕に不自由を抱える人が、マニピュレータを自らの腕のように扱うことができるようになる。 また、平行リンク機構により、モータが回転しても、手先姿勢が変化しないため、直感的に操作しやすくなっている。 Therefore, by using the daily life support manipulator device, a person with disabilities in the arm can handle the manipulator like his / her own arm. Further, the parallel link mechanism makes it easy to operate intuitively because the hand posture does not change even when the motor rotates.
1 支持リンク
2 支持体駆動モータ
3 固定支持体
4 第1のモータ
5 第1の従動リンク
6 第1の駆動リンク
7 第1のばね支持体
8 第1のばね
9 中間支持体
10 第2のモータ
11 第2の従動リンク
12 第2の駆動リンク
13 第2のばね支持体
14 第2のばね
15 手先支持体
16 第3のモータ
17 第3の駆動リンク
18 第3のばね支持体
19 第3のばね
20 ハンド支持体
21 第4のモータ
22 ハンド
23 第1のカバー
24 第2のカバー
25 第3のカバー
26 第1のカバー回転軸
27 第2のカバー回転軸
28 外装
29 日常生活支援マニピュレータ装置
1 Support link
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数のアーム構成要素は、平行リンクを構成する駆動リンクおよび従動リンクを備えたアーム構成要素を含み、
前記駆動リンクおよび従動リンクは、それぞれ両端が、2つの支持体のそれぞれに回転可能に取り付けられており、
前記駆動リンクは、その一端において回転軸を介して2つの支持体の一方の支持体に付設されたモータにより駆動され、
前記駆動リンク又は前記従動リンクは、前記一方の支持体との間でバネが装着されていることを特徴とする日常生活支援マニピュレータ装置。 A daily life support manipulator device having a plurality of arm components connected in a multi-joint manner,
The plurality of arm components include an arm component having a drive link and a driven link that constitute a parallel link,
Each of the drive link and the driven link is rotatably attached to each of the two supports at both ends,
The drive link is driven by a motor attached to one support body of two support bodies at one end thereof via a rotating shaft,
The drive link or the follower link is provided with a spring between the one support body and the daily life support manipulator device.
前記複数のアーム構成要素は、平行リンクを構成する駆動リンクおよび従動リンクを備えたアーム構成要素を含むとともに、駆動リンクを備え従動リンクを備えていないアーム構成要素を含み、
前記駆動リンクを備え従動リンクを備えていないアーム構成要素において、駆動リンクは、その両端が、2つの支持体のそれぞれに回転可能に取り付けられており、該駆動リンクは、その一端において回転軸を介して2つの支持体の一方の支持体に付設されたモータにより駆動され、前記一方の支持体との間でバネが装着されていることを特徴とする日常生活支援マニピュレータ装置。 A daily life support manipulator device having a plurality of arm components connected in a multi-joint manner,
The plurality of arm components include an arm component including a drive link and a driven link that form a parallel link, and an arm component that includes a drive link and does not include a driven link.
In the arm component including the drive link and not including the driven link, the drive link is rotatably attached to both ends of the two support members, and the drive link has a rotation shaft at one end thereof. A daily life support manipulator device, which is driven by a motor attached to one of the two supports and a spring is mounted between the two supports.
第1のアーム構成要素では、一端が固定側支持体に、他端が中間支持体に、各々接続されている第1の駆動リンクと第1の従動リンクが第1の平行リンクとして構成され、前記第1の駆動リンクの回転軸が第1のモータにより駆動されることにより第1のアーム構成要素の上下運動を行い、前記固定側支持体と前記第1の駆動リンク又は前記第1の従動リンクを第1のばねで接続することにより前記第1のばねで第1のアーム構成要素の自重を支持し、
第2のアーム構成要素では、一端が前記中間支持体に、他端が手先側支持体に、各々接続されている第2の駆動リンクと第2の従動リンクが第2の平行リンクとして構成され、前記第2の駆動リンクの回転軸が第2のモータにより駆動されることにより第2のアーム構成要素の上下運動を行い、前記中間支持体と前記第2の駆動リンク又は前記第2の従動リンクを第2のばねで接続することにより前記第2のばねで第2のアーム構成要素の自重を支持し、
第3のアーム構成要素では、一端が前記手先支持体に、他端がハンド支持体に、接続されている第3の駆動リンクの回転軸が第3のモータにより駆動されることにより第3のアーム構成要素の上下運動を行い、前記手先支持体と前記第3の駆動リンクを第3のばねで接続することにより前記第3のばねで第3のアーム構成要素の自重を支持し、
前記第1の駆動リンクと前記第1の従動リンクを覆う第1のカバー、前記第2の駆動リンクと前記第2の従動リンクを覆う第2のカバー、および前記第3の駆動リンクを覆う第3のカバーにより、第1〜3のアーム構成要素の機構剛性を確保する構成であることを特徴とする日常生活支援マニピュレータ装置。 A daily life support manipulator device comprising first to third arm components connected in a multi-joint manner,
In the first arm component, the first drive link and the first driven link connected to one end of the fixed side support body and the other end to the intermediate support body are each configured as a first parallel link, The rotary shaft of the first drive link is driven by a first motor to move the first arm component up and down, and the fixed support body and the first drive link or the first follower are moved. Supporting the dead weight of the first arm component with the first spring by connecting the link with the first spring;
In the second arm component, one end is connected to the intermediate support body, the other end is connected to the hand side support body, and the second drive link and the second driven link connected to each other are configured as a second parallel link. The rotary shaft of the second drive link is driven by a second motor to move the second arm component up and down, and the intermediate support and the second drive link or the second follower By supporting the dead weight of the second arm component with the second spring by connecting the link with the second spring;
In the third arm component, one end is connected to the hand support, the other end is connected to the hand support, and the rotation shaft of the third drive link connected to the third arm component is driven by the third motor. Performing vertical movement of the arm component, and supporting the own weight of the third arm component with the third spring by connecting the hand support and the third drive link with a third spring;
A first cover covering the first drive link and the first driven link, a second cover covering the second drive link and the second driven link, and a first cover covering the third drive link. A daily life support manipulator device characterized in that the mechanism rigidity of the first to third arm components is secured by three covers.
第1のアーム構成要素では、一端が固定側支持体に、他端が中間支持体に、各々接続されている第1の駆動リンクと第1の従動リンクが第1の平行リンクとして構成され、前記第1の駆動リンクの回転軸が第1のモータにより駆動されることにより第1のアーム構成要素の上下運動を行い、前記固定側支持体に接続された第1のばね支持体と前記第1の駆動リンク又は前記第1の従動リンクを第1のばねで接続することにより前記第1のばねで第1のアーム構成要素の自重を支持し、
第2のアーム構成要素では、一端が前記中間支持体に、他端が手先側支持体に、各々接続されている第2の駆動リンクと第2の従動リンクが第2の平行リンクとして構成され、前記第2の駆動リンクの回転軸が第2のモータにより駆動されることにより第2のアーム構成要素の上下運動を行い、前記中間支持体に接続された第2のばね支持体と前記第2の駆動リンク又は前記第2の従動リンクを第2のばねで接続することにより前記第2のばねで第2のアーム構成要素の自重を支持し、
第3のアーム構成要素では、一端が前記手先支持体に、他端がハンド支持体に、接続されている第3の駆動リンクの回転軸が第3のモータにより駆動されることにより第3のアーム構成要素の上下運動を行い、前記手先支持体に接続された第3のばね支持体と前記第3の駆動リンクを第3のばねで接続することにより前記第3のばねで第3のアーム構成要素の自重を支持し、
前記第1の駆動リンクと前記第1の従動リンクを覆う第1のカバー、前記第2の駆動リンクと前記第2の従動リンクを覆う第2のカバー、および前記第3の駆動リンクを覆う第3のカバーにより、第1〜3のアーム構成要素の機構剛性を確保する構成であることを特徴とする日常生活支援マニピュレータ装置。 A daily life support manipulator device comprising first to third arm components connected in a multi-joint manner,
In the first arm component, the first drive link and the first driven link connected to one end of the fixed side support body and the other end to the intermediate support body are each configured as a first parallel link, The rotary shaft of the first drive link is driven by a first motor to move the first arm component up and down, and the first spring support connected to the fixed support and the first 1 drive link or the first driven link is connected by a first spring to support the weight of the first arm component by the first spring;
In the second arm component, one end is connected to the intermediate support body, the other end is connected to the hand side support body, and the second drive link and the second driven link connected to each other are configured as a second parallel link. The second drive link is driven by a second motor to move the second arm component up and down, and the second spring support connected to the intermediate support and the second Supporting the dead weight of the second arm component with the second spring by connecting two drive links or the second driven link with a second spring;
In the third arm component, one end is connected to the hand support, the other end is connected to the hand support, and the rotation shaft of the third drive link connected to the third arm component is driven by the third motor. A third arm is moved by the third spring by moving the arm component up and down and connecting the third spring support connected to the hand support and the third drive link by a third spring. Support the weight of the component,
A first cover covering the first drive link and the first driven link, a second cover covering the second drive link and the second driven link, and a first cover covering the third drive link. A daily life support manipulator device characterized in that the mechanism rigidity of the first to third arm components is secured by three covers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006332737A JP2008142829A (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Everyday life support manipulation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006332737A JP2008142829A (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Everyday life support manipulation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008142829A true JP2008142829A (en) | 2008-06-26 |
Family
ID=39603567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006332737A Pending JP2008142829A (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Everyday life support manipulation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008142829A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010108518A1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Abb Ag | Intrinsically safe small robot and method for controlling this robot |
KR101493382B1 (en) | 2009-01-14 | 2015-02-13 | 삼성전자 주식회사 | Robot |
KR101504297B1 (en) | 2014-01-13 | 2015-03-19 | 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 | Support arm with brake mechanism |
CN105563523A (en) * | 2016-02-06 | 2016-05-11 | 先驱智能机械(深圳)有限公司 | Mechanical arm and robot |
CN105798907A (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-27 | 发那科株式会社 | Robot control device and robot system |
KR20160148636A (en) * | 2014-04-28 | 2016-12-26 | 가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤 | Industrial robot |
CN106726312A (en) * | 2017-02-24 | 2017-05-31 | 于宁 | A kind of 360 degree of rotary adjustable operating table for hand |
CN110814897A (en) * | 2019-10-15 | 2020-02-21 | 广东博智林机器人有限公司 | Polishing robot |
CN113829369A (en) * | 2021-10-20 | 2021-12-24 | 河南睿辰机器人智能科技有限公司 | Multi-shaft polishing robot |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5037280U (en) * | 1973-08-01 | 1975-04-18 | ||
JPS5227157A (en) * | 1975-08-27 | 1977-03-01 | Daikin Ind Ltd | Arm of industrial robbot |
JPH0241887A (en) * | 1988-10-31 | 1990-02-13 | Pentel Kk | Arm fitting device for direct driving robot |
JPH0531684A (en) * | 1991-07-26 | 1993-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | Robot device for industrial use |
JPH06335879A (en) * | 1993-05-13 | 1994-12-06 | Meidensha Corp | Industrial manipulator |
JPH10225881A (en) * | 1997-02-14 | 1998-08-25 | Natl Aerospace Lab | Offset rotation joint, and articulated robot having same offset rotary joint |
JP2001225293A (en) * | 2000-02-16 | 2001-08-21 | Yaskawa Electric Corp | Gravity balancer for industial robot, and industrial robot |
JP2001333594A (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-30 | Sony Corp | Actuator load detection system and leg-type movable robot |
-
2006
- 2006-12-11 JP JP2006332737A patent/JP2008142829A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5037280U (en) * | 1973-08-01 | 1975-04-18 | ||
JPS5227157A (en) * | 1975-08-27 | 1977-03-01 | Daikin Ind Ltd | Arm of industrial robbot |
JPH0241887A (en) * | 1988-10-31 | 1990-02-13 | Pentel Kk | Arm fitting device for direct driving robot |
JPH0531684A (en) * | 1991-07-26 | 1993-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | Robot device for industrial use |
JPH06335879A (en) * | 1993-05-13 | 1994-12-06 | Meidensha Corp | Industrial manipulator |
JPH10225881A (en) * | 1997-02-14 | 1998-08-25 | Natl Aerospace Lab | Offset rotation joint, and articulated robot having same offset rotary joint |
JP2001225293A (en) * | 2000-02-16 | 2001-08-21 | Yaskawa Electric Corp | Gravity balancer for industial robot, and industrial robot |
JP2001333594A (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-30 | Sony Corp | Actuator load detection system and leg-type movable robot |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9751216B2 (en) | 2009-01-14 | 2017-09-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Robot |
KR101493382B1 (en) | 2009-01-14 | 2015-02-13 | 삼성전자 주식회사 | Robot |
CN102387900A (en) * | 2009-03-27 | 2012-03-21 | Abb股份公司 | Intrinsically safe small robot and method for controlling this robot |
US8909373B2 (en) | 2009-03-27 | 2014-12-09 | Abb Ag | Robot and method for controlling of a robot |
WO2010108518A1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Abb Ag | Intrinsically safe small robot and method for controlling this robot |
KR101504297B1 (en) | 2014-01-13 | 2015-03-19 | 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 | Support arm with brake mechanism |
KR101988709B1 (en) * | 2014-04-28 | 2019-06-12 | 가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤 | Industrial robot |
KR20160148636A (en) * | 2014-04-28 | 2016-12-26 | 가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤 | Industrial robot |
EP3138670A4 (en) * | 2014-04-28 | 2018-04-25 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Industrial robot |
US11077550B2 (en) | 2014-04-28 | 2021-08-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Industrial robot |
US9737991B2 (en) | 2015-01-21 | 2017-08-22 | Fanuc Corporation | Robot control device controlling robot based on external force applied to robot and robot system |
CN105798907A (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-27 | 发那科株式会社 | Robot control device and robot system |
CN105563523A (en) * | 2016-02-06 | 2016-05-11 | 先驱智能机械(深圳)有限公司 | Mechanical arm and robot |
CN106726312A (en) * | 2017-02-24 | 2017-05-31 | 于宁 | A kind of 360 degree of rotary adjustable operating table for hand |
CN110814897A (en) * | 2019-10-15 | 2020-02-21 | 广东博智林机器人有限公司 | Polishing robot |
CN113829369A (en) * | 2021-10-20 | 2021-12-24 | 河南睿辰机器人智能科技有限公司 | Multi-shaft polishing robot |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008142829A (en) | Everyday life support manipulation device | |
JP5435679B2 (en) | Linear motion telescopic arm mechanism and robot arm equipped with the linear motion telescopic arm mechanism | |
US8857874B2 (en) | Robotic finger assembly | |
EP2858791B1 (en) | An exoskeleton structure for physical interaction with a human being | |
US9375851B2 (en) | Articular structure for robot and robot with incorporated articular structure | |
KR101471385B1 (en) | Wearable robot for arms | |
JP4863277B2 (en) | Daily life support robot arm device | |
US10925798B2 (en) | Movable apparatus, movable sheet, and method of manufacturing movable apparatus | |
US20080023974A1 (en) | Joint apparatus and hand apparatus for robot using the same | |
KR20100030879A (en) | Robot hand and humanoid robot having the same | |
JP2004181610A (en) | Palm mechanism for robot hand | |
CN103705323A (en) | Motor built-in type modularized prosthetic finger with self-locking function | |
KR20200093056A (en) | Drive assembly for moving body parts | |
JP2006218563A (en) | Robot mechanism | |
JP5493110B2 (en) | Upper limb movement assist device | |
US10836032B2 (en) | Robot and leg assembly thereof | |
JP2013013978A (en) | Robot device | |
JP2008100323A (en) | Grip-type robot hand | |
JP6538386B2 (en) | Assist device | |
Hong et al. | KULEX: An ADL power-assistance demonstration | |
JP2007526967A (en) | Motion transmission device having a parallel motion transmission structure providing three degrees of freedom of translation | |
JP5763350B2 (en) | Robot limb drive mechanism and robot apparatus using the limb drive mechanism | |
JP2007216332A (en) | Actuator, finger unit using it, and gripping hand | |
JP3996093B2 (en) | Robot hand | |
JP5482983B2 (en) | Mechanical weight compensation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090306 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120313 |