JP2013513490A - 流体作動式マニピュレータ - Google Patents
流体作動式マニピュレータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013513490A JP2013513490A JP2012543517A JP2012543517A JP2013513490A JP 2013513490 A JP2013513490 A JP 2013513490A JP 2012543517 A JP2012543517 A JP 2012543517A JP 2012543517 A JP2012543517 A JP 2012543517A JP 2013513490 A JP2013513490 A JP 2013513490A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manipulator
- fluid chamber
- fluid
- extension curve
- designed
- 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
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J18/00—Arms
- B25J18/06—Arms flexible
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/14—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid
- B25J9/142—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid comprising inflatable bodies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S901/00—Robots
- Y10S901/19—Drive system for arm
- Y10S901/22—Fluid motor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
- Y10T74/20305—Robotic arm
- Y10T74/20323—Robotic arm including flaccid drive element
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Actuator (AREA)
Abstract
本発明は、伸展曲線(10)に沿って積み重ねて配置された、複数のマニピュレータ分節(5;70;80)であって、マニピュレータ分節(5;70;80)の各々が、少なくとも1つの連結プレート(19;73)と、連結プレート(19;73)上に、伸展曲線(10)に対して横方向に離間して配置され、流体的に隔てられるように設計された少なくとも2つの流体室(20;37;71)とを含む複数のマニピュレータ分節(5;70;80)を備える流体動作式マニピュレータに関する。流体室(20;37;71)の各々は、少なくとも1つの弾性変形可能な壁部(25;72)を有し、この壁部(25;72)は、各流体室 (20;37;71)に流体が適用されると、流体室(20;37;71)の容積を変化させて、伸展曲線(10)に実質的に平行な直線運動を可能にするように設計され、連結プレート(19;73)の主拡張面(26)は、伸展曲線(10)に対して少なくとも実質的に直角に配置されるように設けられている。本発明によれば、少なくとも2つの流体室(20;37;71)は、少なくとも1つの連結プレート(19;73)と一体となるように設計されている。
Description
本発明は、伸展曲線に沿って積み重ねられた複数のマニピュレータ分節であって、各マニピュレータ分節が、少なくとも1つの連結プレートと、連結プレート上で伸展曲線に対して直角に離間された、少なくとも2つの流体的に隔てられた流体室とを備える複数のマニピュレータ分節で構成された流体的に動作可能なマニピュレータであって、流体室の各々が、少なくとも1つの弾性変形可能な壁部を有し、この壁部が、各流体室が流体により加圧されると、流体室の容積を変化させて、伸展曲線に実質的に平行な直線運動を可能にするように設計され、連結プレートの主拡張面が、伸展曲線に対して少なくとも実質的に直角に配置されるように設けられている、マニピュレータに関する。
DE198 33 340 A1号から周知であるのは、枢動可能かつ長さ調節可能である蠕虫状の作動機構である。この作動機構は、3つのアクチュエータを備え、各アクチュエータは、気体状または液体状の圧媒体で充填され得る、一列の隣接するポケットまたはクッションで構成されている。フレキシブルで柔軟な材質で構成されるアクチュエータは、寸法安定性のある支持構造に取り付けられ、この支持構造は、アクチュエータ間の間隔を維持する働きをするとともに、上記作動機構の外部形状を定める一助となる。
WO96/35877号は、隣り合って並べられた寸法安定性のある多数の支持要素から構成される作動機構、および、フレキシブルな材質から構成され、上記支持要素の積み重ね方向に沿って形成されたポンプ機構を開示している。加圧された流体からポンプ要素の少なくとも1つに圧力を加えることにより、作動機構が湾曲され得る。
本発明の課題は、簡素な組み立て方法を有する、流体的に動作可能なマニピュレータを提供することである。
上述したタイプの流体式マニピュレータの上記課題は、請求項1に記載の特徴によって解決される。本明細書では、2つ以上の流体室が、1つまたは複数の連結プレートと一体化している態様が提供される。
上述したタイプの流体式マニピュレータの上記課題は、請求項1に記載の特徴によって解決される。本明細書では、2つ以上の流体室が、1つまたは複数の連結プレートと一体化している態様が提供される。
流体室と連結プレートとが一体的に設計されるため、流体室の弾性変形可能な壁部と、寸法安定性のある連結プレートとの間の力の流れは、弾性変形可能な壁部における応力のピークが避けられるように構成されることが可能であり、その結果、多数の負荷サイクルを経た後でさえも、マニピュレータの疲労強度が確保される。一方が弾性変形可能な壁部の変形特性、他方が寸法安定性のある連結プレートの変形特性である、これらの変形特性は、材料厚を変化させることによって予め設定されることが好ましい。さらに、重量および材料消費量が小さくても高い剛性を得るために、3次元支持構造、具体的には格子型構造を、寸法安定性のある連結プレートに設けることも可能である。流体室と連結プレートとを一体的に設計することのさらなる有益な効果は、一体構造であるがゆえに、具体的には流体室と連結プレートとの間の移行部において、追加的な封止処置が不要であるため、流体室を容易に封止し得るという事実にある。流体室と連結プレートとは、具体的には当該流体室と当該連結プレートとが共通の製造過程で標準的な材料から製造される場合に、一体的であると記述される。
本発明の有利な展開が、従属請求項の主題である。
隣接する連結プレートの間の連結、具体的には一体的な連結のために、流体室の好適に弾性変形可能な壁部が設けられていると、好都合である。このような壁部が設けられていることにより、流体室に二重の機能が付与される。その理由は、流体室は、流体によって加圧された際に、少なくとも実質的に直線状である伸長運動を引き起こすことに加えて、隣接する連結プレートの物理的連結にも用いられるからである。流体室に二重の機能が付与されることにより、追加的な外部および/または内部の構造を省くことが可能になり、その結果、本発明に係るマニピュレータの簡素な設計が実現される。流体室の壁部は、少なくともほぼ完全に弾性変形可能であることが好ましく、その結果、流体室の少なくとも大部分が、液体状または気体状の流体からの加圧によって変形可能になり、流体室の容積に変化が得られる。対照的に、連結プレートは、流体室の加圧中に著しい形状変化を受けないように設計されており、それゆえに寸法安定性があると記述され得る。特に有利であるのは、流体室が隣接する連結プレートと一体になっている設計である。流体室が隣接する連結プレートと一体になっていることにより、流体室と連結プレートとの間の、コストのかかる封止処置を省くことが可能になる。さらに、このような一体設計により、流体室と連結プレートとの間での容易な力の伝達が実現される。
隣接する連結プレートの間の連結、具体的には一体的な連結のために、流体室の好適に弾性変形可能な壁部が設けられていると、好都合である。このような壁部が設けられていることにより、流体室に二重の機能が付与される。その理由は、流体室は、流体によって加圧された際に、少なくとも実質的に直線状である伸長運動を引き起こすことに加えて、隣接する連結プレートの物理的連結にも用いられるからである。流体室に二重の機能が付与されることにより、追加的な外部および/または内部の構造を省くことが可能になり、その結果、本発明に係るマニピュレータの簡素な設計が実現される。流体室の壁部は、少なくともほぼ完全に弾性変形可能であることが好ましく、その結果、流体室の少なくとも大部分が、液体状または気体状の流体からの加圧によって変形可能になり、流体室の容積に変化が得られる。対照的に、連結プレートは、流体室の加圧中に著しい形状変化を受けないように設計されており、それゆえに寸法安定性があると記述され得る。特に有利であるのは、流体室が隣接する連結プレートと一体になっている設計である。流体室が隣接する連結プレートと一体になっていることにより、流体室と連結プレートとの間の、コストのかかる封止処置を省くことが可能になる。さらに、このような一体設計により、流体室と連結プレートとの間での容易な力の伝達が実現される。
伸展曲線に沿って配置された、隣接するマニピュレータ分節の流体室が、相互に連通するように連結されていると有利である。伸展曲線に沿って配置された、隣接するマニピュレータ分節の流体室が、相互に連通するように連結されていることにより、共通の供給ラインを介して加圧用流体を用いて複数の流体室を共同で加圧することが、簡単な方法で可能になる。このような流体加圧は、流体室の膨張および収縮と表現される、各流体室の容積変化を引き起こし得る。各流体室の容積変化により、伸展曲線に少なくとも実質的に平行に、流体室の長さ変化が生じ得る。
本発明の1つの展開では、伸展曲線に沿って配置された、隣接するマニピュレータ分節の流体室が、流体的に隔てられ、個別制御され得る態様が提供される。流体的に隔てられた流体室を選択的に制御することにより、マニピュレータの特に微妙な撓みが得られ得る。さらに、一定の圧力を加えることにより、マニピュレータの個々の流体室は、予め設定された容積膨張度または長さ伸長度に保たれ得る。このような手法により、マニピュレータは、空間における事前設定可能な方向に例えば偏向され得る。
曲率センサのセンサ部品を保持するための、少なくとも1つのガイド手段が、連結プレートの半径方向外面に設けられていると有利である。少なくとも1つのガイド手段が連結プレートの半径方向外面に設けられていることより、簡素で、コスト効率よく、少なくとも1つの曲率センサをマニピュレータに取り付けることが容易になる。曲率センサを用いることで、例えば、2つの連結プレートの間におけるマニピュレータの局所的曲率、または、マニピュレータの全体の長さもしくはマニピュレータの一部の長さにわたるマニピュレータの大域的曲率を測定することが可能である。例えば、歪みゲージ、線形ポテンショメータ、ソレノイドアセンブリ、または、長さ測定装置に接続されるコントロールケーブル等の、長さ測定のためのセンサ部品を保持するために、ガイド手段が設けられることが好ましい。
本発明のさらなる展開では、マニピュレータ分節が、生成的製造方法によって、具体的には選択的レーザー焼結を用いて、製造される態様が提供される。生成的製造プロセスは、例えば反応性樹脂またはプラスチックもしくは金属の粉末などの無定形な化合物にエネルギーを与えることによって、マニピュレータ分節が、工作機械を用いることなく、具体的には層状に、直接製造される形成方法を伴う。このようなプロセスの一例は、選択的レーザー焼結であり、選択的レーザー焼結では、レーザー光線が、薄い粉体層を局在的融合によって凝固させて、凝集構造にする。生成的製造方法を用いることの利点は、製造プロセスに用いられる、例えばCADデータといったデータセットを変更することによって、マニピュレータ分節のジオメトリを容易に変化させ得ることである。マニピュレータ分節のジオメトリを容易に変化させ得ることは、マニピュレータ分節の用途に特有な変更に、高い柔軟性をもたらす。生成的製造方法を用いれば、アンダーカット形状を作ることも容易である。
流体室と連結プレートとによって定められるマニピュレータ分節の横断面が、伸展曲線に対して直角に並んだ横断面において、伸展曲線に沿って先細になっていると、好都合である。1列に並んだマニピュレータ分節が伸展曲線に沿って先細になっていることは、マニピュレータの最適重量を実現する一助となる。マニピュレータの遠位部において、すなわち、マニピュレータの固定点から離間した、具体的には工具または工具ホルダが取り付けられる部分において、マニピュレータ分節は、固定点に直接隣接したマニピュレータの近位部におけるよりも小さい断面を有していることが好ましい。マニピュレータの遠位部において近位部におけるよりも小さい断面を有していることが好ましいということは、マニピュレータから工具または加工対象物に伝達される力に加え、遠位部の重量も、近位部において支持されなければならない、という事実に関連する。
連結プレートは、伸展曲線に沿って供給ラインを送り込むように好適に設計された凹部を、流体室の間に有していると有利である。この凹部は、マニピュレータの中立ファイバー付近での、供給ライン、具体的には流体供給ラインおよび/または給電ラインの配設を容易にする。中立ファイバーは、マニピュレータが湾曲した際に、長さの変化を受けないマニピュレータの伸展曲線のことである。中立ファイバー付近に供給ラインを配設することによって、マニピュレータが湾曲した際に、供給ラインと、上記凹部の境界をなす連結プレートとの間に、最小限の相対運動しか生じないので、運動に対するマニピュレータの抵抗、および、供給ラインの磨耗に有利な効果をもたらす。
隣接する連結プレートの間にある、流体室の上述の1つまたは複数の弾性変形可能な壁部は、好ましくは回転対称な、具体的には二重S字外形を有する、蛇腹状であることが好ましい。このような手段により、各連結プレートの最小膨張と最大膨張との間の有利な関係を、具体的には長手膨張方向に、得ることが可能である。流体室の弾性変形可能な壁部は、例えば中立位置としての役割も果たし得る最小膨張の間は、面法線が好適な鋭角を囲む、隣接部分を有する。流体室の長さ変化をもたらす、流体室のあらゆる容積変化においても、最小膨張に始まって、弾性変形可能な壁部の隣接部分は、互いに対して傾いている。最大膨張に達すると、隣接部分の面法線は少なくとも略平行に並ぶ。
本発明の1つの展開では、流体室が、伸展曲線に平行に調整された力については、伸展曲線に対して直角に調整された力についての線形変形抵抗よりも、大幅に小さい線形変形抵抗を有するように設計される態様が提供される。この展開は、具体的には流体室の弾性変形可能な壁部の、材料および形状的寸法を適切に選択することによって実現される。流体室は、加圧下での最大の形状変化が伸展曲線に平行に調整されるように設計されることが好ましく、また、流体室は、伸展曲線方向の線形変形抵抗が、伸展曲線に直角な線形変形抵抗の、好ましくは50パーセント未満、具体的には20パーセント未満の割合となるように設計されることが好ましい。こうすることにより、マニピュレータが、伸展曲線の周囲におけるトルクについて高いねじれ強さを有することが実現される。このようなトルクは、流体室に対するスラスト荷重をもたらす。しかしながら、流体室の、荷重方向の高い線形変形抵抗により、これらのスラスト荷重は、流体室にわずかな変形を生じさせるにすぎない。
本発明の1つの展開では、複数のマニピュレータ分節が結合してマニピュレータ部を形成し、このマニピュレータ部は、別のマニピュレータ部の対応する継手が取り付けられるように設計された継手を、少なくとも1つの端部に有する態様が提供される。マニピュレータは、少なくとも2つのマニピュレータ部から形成されることが好ましく、各マニピュレータ部は、互いに独立して流体加圧され得る。したがって、マニピュレータのS字型曲線を生み出すことが可能である。
隣接するマニピュレータ部は、いずれの場合にも、少なくとも2つの個別制御可能な流体室を有することが好ましい。このような手法により、いずれの場合にも、少なくとも1つ、好ましくは2つの運動面において、具体的には互いに対して直角に配列された運動面において、各マニピュレータ部の撓みを実現することが可能である。特に好ましいのは、具体的には、一定の分角で配置され、個別制御可能であり、球形運動空間におけるマニピュレータ部の端部の撓みを容易にする、3つの流体室からなる少なくとも1つのマニピュレータ部を備えることである。
流体的に連結された流体室は、少なくとも1つのバルブ装置を割り当てられていると、好都合である。バルブ装置は、マニピュレータ部の側面に取り付けられることが好ましく、また、少なくとも1つの流体ラインを介して各流体室と連通連結していることが好ましい。少なくとも1つの流体ラインは、例えば別個のホース、あるいは、流体室および連結プレートと一体化したダクトの形態であってもよい。
本発明の1つの展開では、バルブ装置は制御ユニットに電気的に接続され、この制御ユニットは、バルブ装置を制御するように設計され、かつ、少なくとも1つのマニピュレータ部に割り当てられた少なくとも1つの曲率センサを用いて、マニピュレータ部の端部を位置制御するように設定されている態様が提供される。バルブ装置と接続していることにより、制御ユニットは、バルブ装置によって実行される流体室への選択的加圧によって、1つまたは複数のマニピュレータ部を目標通りに変形させることができる。3次元空間における事前設定可能な地点に、マニピュレータの遠位端部を可能な限り正確に位置決めし易くするために、端部の位置制御が提供される。この位置制御では、制御ユニットは、1つまたは複数の曲率センサによって供給される曲率信号を利用する。バルブ装置と制御ユニットとの間の通信は、例えば無線リンクを通じるように、無線であることが好ましい。
少なくとも1つの流体室は、加圧に起因するフレキシブルな壁部の伸長運動に対抗する、流体室の復元運動を補助するように設計された、復元手段を割り当てられていると有利である。復元手段を用いることで、マニピュレータの運動原動力は高まり得る。その理由は、復元運動は、流体室への加圧による各流体室の膨張位置から、流体室が内部加圧のない状態で取る中立位置に至るまで、加速されるからである。この復元運動の加速は、流体室の弾性変形によってフレキシブルな壁部に蓄えられた復元エネルギーに加えて、さらなる復元エネルギーも復元手段によって与えられる、という事実に具体的には起因する。したがって、復元運動中に実現される弾性壁部の弾性復元は、適切な復元手段を用いない弾性復元に比べて、より短い時間で実現可能であり、その結果、原動力に所望の改善が実現され得る。このことは、具体的には、マニピュレータの運動速度がより高速化することに現れている。さらに、例えばマニピュレータが天井から吊るされている場合のように、圧力を加えなくても流体室の固有重量が流体室の少なくとも部分的な膨張をもたらすように、マニピュレータが使用される場合には、復元手段は、適切に設計されれば、マニピュレータの固有重量の少なくとも部分的な補償にも用いられ得る。
復元手段が、流体室内および/または隣接する流体室の間で作用する、復元力をもたらすように設計されることは、特に好ましい。復元手段は、対向するフレキシブルな壁部の間、またはフレキシブルな壁部と、一定形状の壁部との間で、力の伝達が行われるように、例えば設計されてもよい。復元手段はまた、2つまたはそれ以上の流体室にわたって延在してもよい。流体室は、それぞれの端部の流体室に復元手段が連結された状態で、互いに並んで伸展曲線に沿って整列していることが好ましい。復元手段は、端部の流体室の間に隣接して並べられた流体室にも連結されていることが好ましい。復元手段の復元力は、各流体室内部の内力、または、隣接する流体室の間の内力もしくは外力、のいずれかとして作用し得る。
本発明の1つの有利な展開では、復元手段は、少なくとも1つのばね装置を含み、この少なくとも1つのばね装置は、流体室内部において、隣接する壁部、具体的には対向する壁部に、取り付けられている態様が提供される。所望の復元力は、例えばコイルばねまたは螺旋ばねのような、ばね装置によって、簡単な態様でもたらされ得る。各流体室の内部に取り付けられていることによって、ばね装置のために追加的な空間が必要になることはないので、線形で次第に減少または次第に増大して作用するばねが対象となり得る。
復元手段は、隣接する、具体的には直接隣接する、流体室および/または連結プレートを相互に連結する、少なくとも1つのばね装置を備えていることが好ましい。このことは、例えば、ばね装置のばね特性をマニピュレータの別の用途に適用可能にするために、ばね装置が交換可能に設計されている場合に有利である。
ばね装置は、伸展曲線の対応する部分と幾何学的に相似な中立ファイバーを備えた、包絡面形状を有していると有利である。このようにすれば、マニピュレータの少なくともほぼ全ての動作状態において、ばね装置がマニピュレータに対して密に備え付けられていることが実現されるため、マニピュレータの空間的伸長に何ら悪影響を及ぼすことはない。
流体室および/または連結プレートに、ばね装置を取り付けるための、具体的には一体成形された取付け領域が設けられていると、好都合である。取付け領域は、ばね装置が好適にぴったり合うように取り付けられるように設計されており、隣接する、具体的には直接隣接する、流体室の間または連結プレートの間での、有利な力の伝達を可能にする。取付け領域は、ばね装置のばね端部、具体的には螺旋ばねのばね端部が掛けられ得る、例えば鳩目の形状であってもよい。
本発明の1つの展開では、ばね装置は、少なくとも1つの流体室および/または連結プレートと一体化している。対応するばね装置は、流体室の外面に取り付けられてよく、追加または代替として、流体室に境界を定められる容積部に設けられてもよい。ばね装置は、生成的製造プロセス、具体的にはレーザー焼結プロセスにおいて、各流体室とともに、または、流体室および連結プレートの組立体とともに、製造されることが好ましい。特に好適であるのは、ばね装置が各流体室または流体室群の弾性特性に非常に適合しているために、流体室の無加圧静止位置の方に向けてばね装置が付勢され、流体室の好ましい位置に至ることである。
復元手段は、部分真空装置を含んでいると有利である。この部分真空装置は、流体室の1つまたは複数において、部分真空をもたらすように設計されている。部分真空装置を用いることで、ばね装置の作用に加えて、または、ばね装置の作用に代わって、流体室または流体室群の部分真空加圧を介して、復元力が得られ得る。さらに、流体室によって取り込まれた流体量が、マニピュレータ部からより迅速に引き出され得るように、流体室の部分真空加圧中に強制通気が発生し、その結果、流体室はより迅速に中立位置に復元することになる。事前設定可能で優先的な流体室の設定を生成するために、より迅速な流体室の通気と、流体室に部分真空をもたらすという追加的選択肢との複合作用を介して、マニピュレータの原動力は、有利な態様で増大され得る。
部分真空装置は、バルブ装置と、具体的にはバルブ装置の排気ダクトと、流体接続しており、バルブ位置に応じて、割り当てられた流体室の部分真空加圧を可能にすることが好ましい。このようにして、部分真空装置と、各流体室または流体室群との間に有利な流体接続が得られる。流体室または流体室群に部分真空をもたらすための追加的な流体ラインは不要であり、それどころか、流体室への流体供給および流体室からの流体除去の全般を、単一の流体ラインを介して実現することが可能である。
部分真空装置は、各バルブ装置の作動状態に応じて部分真空をもたらすことができるように、制御ユニットによって制御されるように設計されていると有利である。このような手法によって、それぞれ割り当てられた流体室または流体室群の再設定が必要となった時点で、いずれの場合にも、目標とする部分真空がもたらされ得る。これは、部分真空要件に従って部分真空装置を作動させる、制御ユニットによって調整される。部分真空装置は、例えば、排出装置の原理に基づいて動作する部分真空を伴い得る。この排出装置の原理は、加圧された流体の貫流中に、各流体室または流体室群に部分真空をもたらす。この場合、部分真空装置への加圧された流体の供給は、制御ユニットと連動して作動するバルブ手段によって制御され、その結果、全体的にみて、よりエネルギー効率のよいマニピュレータの動作が実現され得ることが好ましい。
本発明の有利な実施形態が、以下の図面に図示されている。
図1に示されたマニピュレータ1は、形状が象の鼻状または蠕虫状であり、一例として、直列に配置された3つのマニピュレータ部2で形成される。マニピュレータ1は、図示されていない工具ホルダ、工具保持具、または工具を位置決めするために用いられ、これらの工具ホルダ、工具保持具、または工具は、遠位端部3に取り付けられ得る。マニピュレータ部2の各々は、以下に詳細に説明する流体室の加圧によって、互いに直角に配列された2つの運動軸を中心として湾曲し得る。さらに、適切に制御すれば、伸長の軸方向に各マニピュレータ部2を伸縮させることが可能である。よって、マニピュレータ部2の各々は、互いに同心状に配列された2つの球殻部によって境界を定められる運動空間において、各遠位端部を運動させる。マニピュレータ1の本実施形態における3つのマニピュレータ部2を連結することにより、3次元空間における地点は、マニピュレータ1の遠位端部3の互いに異なる方向性によって駆動され得る。このようにして、様々な処理動作にマニピュレータ1を柔軟に使用することが実現される。
図1に概略的にのみ示されるように、また、図2および3を参照してより詳細に以下に説明されるように、マニピュレータ部2の各々は、単一のユニットを形成するために相互に並べられ連結された、複数のマニピュレータ分節5から構成されている。マニピュレータ分節5の半径方向外面領域に設けられているのは、ガイド手段6であり、一例として、具体的には一体的なガイド鳩目として図示されている。ガイド手段6は、一例として制御ケーブルの形状を有するセンサ部品7をガイドする働きをする。センサ部品7は、マニピュレータ1の近位端部4に位置する曲率センサ8に接続され、また、遠位端部3の継手プレート9に固定されている。
曲率センサ8は、位置センサの形態であることが好ましく、位置データを生成するために、マニピュレータ1の運動中、曲率によって特定される各センサ部品7の相対運動を特定する。マニピュレータ1の例示された実施形態では、2つの曲率センサ8が設けられており、同じ分角で、また、伸展曲線10から半径方向に同じ距離を隔てて、配置されることが好ましい。伸展曲線10は、マニピュレータ1の中立ファイバーと一致することが好ましく、マニピュレータ1の中立ファイバーは、マニピュレータ部2の湾曲中に長さ変化を受けないマニピュレータ1内部の空間直線を含む。中立ファイバーの形状および伸展曲線10は、マニピュレータ部2の湾曲に伴って変化する。全てのマニピュレータ部2が非湾曲状態である、マニピュレータ1の、図示されていない中立位置では、中立ファイバーおよび伸展曲線10は一直線になっている。
曲率センサ8は、曲率センサ8からの長さデータを処理する制御ユニット12に、接続ライン11によって電気的に接続されている。この長さデータから、制御ユニット12は、空間における遠位端部3の位置に基づいた遠位端部3の位置調整を参照して、3次元空間における遠位端部3の位置に関する位置データを特定する。この位置データは、制御ユニット12によって、詳細には図示されていない圧力センサにより提供される圧力値と比較され得る。圧力センサは、各マニピュレータ部2の流体室に割り当てられ、制御ユニットによる位置調整データの特定を可能にする。
割り当てられたマニピュレータ部2の各々の曲率を大まかに特定したものに対応する位置調整データを、位置データと比較することによって、妥当性試験を行うことが可能である。この手法により、制御ユニットによって特定された位置データは、例えば遠位端部を現在位置から新しい位置に移動させるために、マニピュレータ1の軌道を計画する上での信頼できる基準として、保存および使用され得る。この目的のために、制御ユニット12は、複数のバルブ装置15を利用する。複数のバルブ装置15は、接続ラインを介して制御ユニット12に電気的に接続され、また、加圧された流体、具体的には圧縮空気を、マニピュレータ部2の流体室において遮断または放出するように設計されている。これについては、後に詳述する。
バルブ装置15の各々は、入力側において圧縮空気源16に接続され、 出力側において圧縮空気ホース17に接続されている。一例として、圧縮空気ホース17が、図2に見られる中央凹部18を通って各流体室に導かれる態様が提供される。流体ホース17をマニピュレータの中立ファイバー付近に配置することによって、マニピュレータ部2が急激に湾曲したとしても、マニピュレータ1のあらゆる長さ変化を補償するために流体ホース17の位置を変える必要は、全くないか、あるいは、ほんのわずかしかない。
図1〜3から、マニピュレータ1が伸展曲線10に沿って先細になっていることが明らかである。これにより、マニピュレータ1の最適重量が得られる。その理由は、遠位端部3において吸収されるべきものは、主として、図示されていない工具または加工対象物の反作用である一方で、近位端部4においても、遠位端部3の重量によって生じる力を吸収することが必要だからである。
図2および3により開示されるように、図示されているマニピュレータ部2は、伸展曲線10に沿って並べられた複数のマニピュレータ分節5から一体的に構成されている。例示的なマニピュレータ部2の中立位置では、図2および3に示されるように、伸展曲線10は直線に沿って延在している。図示されていないマニピュレータ部の一実施形態では、中立位置の伸展曲線は、空間において、1方向または2方向に湾曲していてもよい。
マニピュレータ部2の構成について引き続き説明するには、マニピュレータ分節5が、3つの流体室20が取り付けられた連結プレート19をそれぞれ備えていることが前提となる。そのように定められたマニピュレータ分節5の境界線は、図3において破線21および22によって示されている。しかしながら、これは、マニピュレータ分節5の複数考えられる境界設定のうちの1つを意味しているにすぎない。マニピュレータ部2の図示された実施形態では、連結プレート19は、本明細書では環状である3つの支持リング23と、支持リング23を連結するウェブ24と、によって実質的に定められる。半径方向に内側の部分では、ウェブ24は、中央凹部18の境界をなしており、この中央凹部18を通って、例えば図1に概略的に示される圧縮空気ホース17が、中立ファイバー付近に送り込まれ得る。支持リング23およびウェブ24は、マニピュレータ1が意図した通りに使用される際に、使用時に生じる力によって、まったく変形されないか、あるいは、非常に限られた程度にしか変形されないような大きさにされている。その結果、明確に予測可能なマニピュレータ1の形状が、常に実現され得る。本件の場合、支持リング23およびウェブ24は固体材料で作られている。一体的に成形された流体室20に面する支持リング23およびウェブ24の表面は、主拡張面26を形成し、主拡張面26の面法線は、伸展曲線10に平行に配列される。
より迅速な製造、および、実質的に同じ安定性を保ちながらの軽量化を実現するために、マニピュレータ部2の製造方法に応じて、具体的には、選択的レーザー焼結などのような生成的製造方法を用いる場合には、支持リング23および/またはウェブ24もまた、例えばハニカム構造状に、特定の領域に凹部を有してもよい。
図3の断面図により開示されるように、連結プレート19に一体的に取り付けられた流体室20は、支持リング23およびウェブ24より大幅に小さい壁厚を有する。一例として、流体室20は、その全長にわたって壁厚が一定となるように作られているため、弾性変形可能な連続的な壁部25を有する。例示的な壁部25は、蛇腹の形状で実施され、図示されているような中立位置では、二重S字外形を有する回転対称となっている。このようにして、加圧された流体、具体的には圧縮空気が流体室20に供給されると、流体室20の大きな容積変化が得られ得る。容積変化の間、壁部25の弾性変形が起こり、関係する流体室20の長さ変化が引き起こされる。各マニピュレータ分節5の例えば3つの流体室20が、連結プレート19によって運動学的に連結されているため、流体室20の端部の境界をなすマニピュレータ分節5の連結プレート19の傾斜、または、連結プレート19の直線運動が得られ得る。1つまたは2つの流体室20が均一な圧力を受けた場合、1つまたは2つの流体室20は長さ変化を受ける一方で、残り2つの流体室20、または残り1つの流体室20は、壁部25の弾性特性によって、少なくとも実質的には長さ変化を受けない。このことにより、連結プレート19は、隣接する連結プレート19に対して傾斜する。3つの流体室20の全てが同じ流体圧力を受けた場合、3つの流体室20の全てが、同一の長さ変化も受けることになり、その結果、隣接する連結プレート19の直線相対運動が生じる。
マニピュレータ部2の本実施形態では、伸展曲線10に沿って連続して配置された、隣接するマニピュレータ分節5の流体室20は、相互に連通するように連結され、その結果、共通する圧力室28が形成される。図示されていないマニピュレータ部の一実施形態では、1つのマニピュレータ分節の例えば3つの流体室は、それぞれ流体的に隔てられており、隣接するマニピュレータ分節の流体室から個別に流体圧力を受け得る。
図2および3に示されるマニピュレータ部2は、図1に示されるマニピュレータ1の近位端部を形成し、この目的のために、アンカープレート29を有する。アンカープレート29は、マニピュレータ分節5の形状を有し、3つの流体室20を同様に備えている。外側に向いている一端面において、アンカープレート29は、図示されていない固着面に取り付けられるように設計されている。固着面は、例えば、産業用ロボットもしくは剛体の機械フレームの端部、または、車両の表面であってもよい。圧力室28の各々についてアンカープレート29に形成されているのは、流体連結部30である。流体連結部30は、本明細書ではドリル穴の形状を有し、流体連結部30には、圧縮空気ホース17(図示せず)が接続され得る。
図2および3に示される、マニピュレータ部2の、アンカープレート29の反対側の端部に形成されているのは、詳細として図4に示される第2継手32に連結されるために設けられた、第1継手31である。第1継手31は、連結プレート19と同様の外形を有し、支持リング23に代わってカバーディスク33が設けられている。これらのカバーディスクは、隣接する流体室20をそれぞれ密封する。第1継手31の外向きの上面に設けられているのは、連結リング34である。連結リング34は、例えば、流体室20と同心状に配置されており、また、本明細書ではそれぞれ半径方向に延在するとともに、一例として同じ分角で配置される、4つのねじ穴35を有する。半径方向外側を通り、本明細書では流体室20と同心状である、連続的なセンタリングカラー36と共に、連結リング34は、位置決め溝37の境界をなしている。
図示されていないマニピュレータ分節の第2継手32は、図2および3に示されるマニピュレータ部2との連結のために設けられており、図4に記載の断面図に示されるように、位置決めスロット37に位置決めされるために設けられたセンタリングリング38を備えている。センタリングリング38は、ねじ穴35と同軸状に通じて2つの継手31と32との螺合連結を可能にする、図示されていない貫通孔を有する。継手31と32との連結に用いられる、図示されていないねじのねじ頭に接触できるように、半円筒形の凹部39がセンタリングカラー36に設けられており、第2継手32の図示されていない端面にも、同様に設けられている。第1継手に形成されているのは、センタリングカラー36および連結リング34を貫通する、半円筒形のホースダクト40であって、ホースダクト40は、第2継手32にも、図示されていない態様で同様に設けられている。ホースダクト40は、図4において破線で示されている圧縮空気ホースを、第2継手32の入口穴41を通してマニピュレータ分節2の圧力室28の中に送り込むことを可能にする。同時に、圧縮空気ホース17は、ホースダクト40と入口穴41との間での強制湾曲によって、安全に固定される。
図5および6に断面の形で示されるマニピュレータ分節70および80は、図1〜3に示されるマニピュレータ部2および34と同じ態様で、並べられた一体型の流体室71および81から構成されている。マニピュレータ分節70の場合には、流体室71にばね装置75が設けられている。ばね装置75は、それぞれ連結プレート73の間に延伸しており、例えば、連結プレート73およびフレキシブル壁部72と一体的に構成される。ばね装置75は、例えば、らせん引張ばねの形状を有し、それぞれ隣接する連結プレート73に引張力を伝える。ばね装置75は、図示されている流体室71の静止位置においてさえ、流体室71への加圧によって発生する伸長運動とは正反対の、予張力を有するように設計されていることが好ましい。流体室71がそのように加圧されている間、後者は伸展曲線10に沿って軸方向に伸長し、それがばね装置75の伸長をも引き起こす。ばね装置75の内部張力は、それにより増大し、その結果、隣接する連結プレート73の間の引張力も、具体的には直線的に、増大する。このようにして、所望の復元力が各流体室71に対して作用する。
流体室71への流体供給は、図1に関連して既に述べられた構成、すなわち、制御ユニット12、バルブ装置15、圧縮空気源16、および圧縮空気ホース17を備える構成によって、実現される。図5に示される実施形態では、部分真空装置90も設けられているが、部分真空装置90は、例えば排出装置の原理に従って構成されてもよい。バルブ装置15と同様に、部分真空装置90は、接続ライン11によって制御ユニット12に電気的に接続され、また、圧縮空気源16から延びている供給ライン91に接続される。部分真空装置90には、供給ライン91を介して利用可能となる圧縮空気を遮断または放出するための、図示されていない内部バルブが備えられることが好ましい。その結果、制御ユニット12から部分真空装置90への切替信号に応じて、部分真空ライン82を介してバルブ装置15の空気出口連結部に、部分真空がもたらされ得る。
例えば、部分真空装置90は制御ユニット12によって作動され、図示されていない伸長長さ位置から図5に示される静止位置に戻るために、バルブ装置15に流体的に接続された流体室71が通気された場合に、部分真空がもたらされる。部分真空装置90は、流体室71のより迅速な通気に寄与する。より迅速に中立位置をとるために、部分真空装置90によって、流体室71に、マニピュレータ分節70を取り巻く大気の圧力より低い、部分真空をもたらすこともまた可能である。このようにして、マニピュレータの特に高い運動原動力が得られ得る。図5に示されるばね装置75および部分真空装置90は、併用する形で、または個別に、関係のあるマニピュレータ分節70に取り付けられ得る。図5に示される併用例は、これら2つの異なる復元手段が必ず共に設けられなければならないことを示唆していると解釈されるべきではない。
図6に示されるマニピュレータ分節80の第3実施形態は、図5に示されるようなマニピュレータ分節70の第2実施形態とは対照的に、外部に取り付けられたばね装置85および86を有する。これらのばね装置85および86は、互い違いに使用されることが好ましいが、図6に示されるように、混合された態様で設けられてもよい。図5に記載のマニピュレータ分節70のばね装置75が、連結プレート73および壁部72と一体的に構成されているのに対し、図6に記載の実施形態では、ばね装置85および86の個別に構成されたタイプが提供されている。ばね装置85および86を有利に取り付けるために、伸展曲線10に対して直角に突出する鳩目86が連結プレート83に設けられている。鳩目86の各々は、ばね装置85および86の各々の端部を、ぴったり合うように保持するためのドリル穴を有する。ばね装置85および86は、その中立ファイバー88が伸展曲線10と相似の幾何学的経路を有する、例えば円筒形の包絡曲線87を有するらせんばねである。図5に記載の実施形態にもあるように、図6に記載の実施形態における流体室81への流体供給は、部分真空装置90によって補完されてもよい。
Claims (24)
- 伸展曲線(10)に沿って積み重ねられた複数のマニピュレータ分節(5;70;80)であって、各マニピュレータ分節が、少なくとも1つの連結プレート(19;73)と、前記連結プレート(19;73)上で前記伸展曲線(10)に対して直角に離間された、少なくとも2つの流体的に隔てられた流体室(20;71;81)とを備え、前記流体室(20;37;71)の各々が、少なくとも1つの弾性変形可能な壁部(25;72)を有し、該壁部が、前記流体室(20;37;71)の各々が流体により加圧されると、前記流体室(20;37;71)の容積を変化させて、前記伸展曲線(10)に実質的に平行な直線運動を可能にするように設計され、前記連結プレート(19;73)の主拡張面(26)が、前記伸展曲線(10)に対して少なくとも実質的に直角に配置されるように設けられた、複数のマニピュレータ分節(5;70;80)から構成される、流体的に動作可能なマニピュレータであって、
前記少なくとも2つの流体室(20;37;71)は、前記少なくとも1つの連結プレート(19;73)と一体化されている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項1に記載のマニピュレータであって、
隣接する連結プレート(19;73)間の連結、具体的には一体化のために、前記流体室(20;37;71)の好適に弾性変形可能な壁部(25;72)が設けられている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項1または2に記載のマニピュレータであって、
前記伸展曲線(10)に沿って配置された、隣接するマニピュレータ分節(5;70;80)の流体室(20;37;71)は、相互に連通するように連結されている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項1または2に記載のマニピュレータであって、
前記伸展曲線(10)に沿って配置された、隣接するマニピュレータ分節(5;70;80)の流体室(20;37;71)が流体的に隔てられ、個別に制御可能である
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記請求項のいずれかに記載のマニピュレータであって、
曲率センサ(8)のセンサ部品(7)を保持するための、少なくとも1つのガイド手段(6)が、前記連結プレート(19;73)の半径方向外面上に設けられている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記請求項のいずれかに記載のマニピュレータであって、
前記マニピュレータ分節(5;70;80)は、生成的製造方法によって、具体的には選択的レーザー焼結を用いて、製造される
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記請求項のいずれかに記載のマニピュレータであって、
前記流体室(20;37;71)と前記連結プレート(19;73)とによって定められる前記マニピュレータ分節(5;70;80)の複数の横断面は、前記伸展曲線(10)に対して直角に並んだ複数の横断面において、前記伸展曲線(10)に沿って先細になっている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記請求項のいずれかに記載のマニピュレータであって、
前記連結プレート(19;73)は、前記伸展曲線(10)に沿って供給ライン(17)を送り込むように好適に設計された凹部(18)を、前記流体室(20;37;71)の間に有する
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記請求項のいずれかに記載のマニピュレータであって、
隣接する連結プレート(19;73)の間にある、前記流体室(20;37;71)の前記少なくとも1つの弾性変形可能な壁部(25;72)は、好ましくは回転対称な、具体的には二重S字外形を有する、蛇腹状である
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記請求項のいずれかに記載のマニピュレータであって、
前記流体室(20;37;71)は、前記伸展曲線(10)に平行に調整された力については、前記伸展曲線(10)に対して直角に調整された力についての線形変形抵抗よりも、大幅に小さい線形変形抵抗を有するように設計されている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記請求項のいずれかに記載のマニピュレータであって、
複数のマニピュレータ分節(5;70;80)が結合してマニピュレータ部(2)を形成し、該マニピュレータ部(2)は、別のマニピュレータ部(2)の対応する継手(32)が取り付けられるように設計された継手(31)を、少なくとも1つの端部(3)に有する
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項10に記載のマニピュレータであって、
隣接するマニピュレータ部(2)は、いずれの場合にも、少なくとも2つの個別制御可能な流体室(20)を好適に有する
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記請求項のいずれかに記載のマニピュレータであって、
前記流体的に連結された流体室(20)は、少なくとも1つのバルブ装置(15)を割り当てられている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項13に記載のマニピュレータであって、
前記バルブ装置(15)は、制御ユニット(12)に電気的に接続され、該制御ユニット(12)は、前記バルブ装置(15)を制御するように設計され、かつ、少なくとも1つのマニピュレータ部(2)に割り当てられた少なくとも1つの曲率センサ(8)を用いて、前記マニピュレータ部の端部を位置制御するように設定されている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 前記請求項のいずれかに記載のマニピュレータであって、
少なくとも1つの流体室(20;37;71)は、加圧に起因するフレキシブルな前記壁部(38;72)の伸長運動に対抗する、前記流体室(20;37;71)の復元運動を補助するように設計された、復元手段(75;85;90)を割り当てられている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項15に記載のマニピュレータであって、
前記復元手段(75;85;90)は、前記流体室(20;37;71)内および/または隣接する流体室(20;37;71)の間で作用する、復元力をもたらすように設計されている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項15または16に記載のマニピュレータであって、
前記復元手段(75;85;90)は、少なくとも1つのばね装置を含み、該少なくとも1つのばね装置は、前記流体室(20;37;71)内部において、隣接する壁部、具体的には対向する壁部(25;38;72)に、好適に取り付けられている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項15、16または17に記載のマニピュレータであって、
前記復元手段(75;85;90)は、隣接する、 具体的には直接隣接する、流体室(20;37;71)および/または連結プレート(19;73)を相互に連結する、少なくとも1つのばね装置を備えている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項17または18に記載のマニピュレータであって、
前記ばね装置(75;85)は、前記伸展曲線(10)の対応する部分と幾何学的に相似になる中立ファイバー(98)を備えた、包絡面形状(97)を有している
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項17、18または19に記載のマニピュレータであって、
前記流体室(20;37;71)および/または前記連結プレート(19;73)に、前記ばね装置(85)の取付けのための、具体的には一体成形された取付け領域(96)が設けられている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項17、18または19に記載のマニピュレータであって、
前記ばね装置(75)は、少なくとも1つの流体室(20;37;71)および/または連結プレート(19;73)と一体化している
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項15〜21のいずれかに記載のマニピュレータであって、
前記復元手段は、部分真空装置(90)を含み、該部分真空装置(90)は、前記流体室(20;37;71)の1つまたは複数において、部分真空をもたらすように設計されている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項22に記載のマニピュレータであって、
前記部分真空装置(90)は、前記バルブ装置(15)と、具体的には前記バルブ装置(15)の排気ダクトと、流体接続していることで、バルブ位置に応じて前記流体室(20;37;71)の部分真空加圧を可能にしている
ことを特徴とするマニピュレータ。 - 請求項22または23に記載のマニピュレータであって、
前記部分真空装置(90)は、前記各バルブ装置(15)の作動状態に応じて部分真空をもたらすことができるように、前記制御ユニット(12)によって制御されるように設計されている
ことを特徴とするマニピュレータ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP09015514.4 | 2009-12-15 | ||
EP20090015514 EP2335884B1 (de) | 2009-12-15 | 2009-12-15 | Fluidisch betreibbarer Manipulator |
PCT/EP2010/007604 WO2011082773A1 (de) | 2009-12-15 | 2010-12-14 | Fluidisch betreibbarer manipulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013513490A true JP2013513490A (ja) | 2013-04-22 |
Family
ID=41693509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012543517A Pending JP2013513490A (ja) | 2009-12-15 | 2010-12-14 | 流体作動式マニピュレータ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8863608B2 (ja) |
EP (2) | EP2335884B1 (ja) |
JP (1) | JP2013513490A (ja) |
CN (1) | CN102652050B (ja) |
WO (1) | WO2011082773A1 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018514350A (ja) * | 2015-03-27 | 2018-06-07 | プロジェクト モレー, インコーポレイテッド | カテーテルおよびその他の使用のための関節運動システム、デバイス、および方法 |
JP2018523584A (ja) * | 2015-07-13 | 2018-08-23 | プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ | ソフトロボットのための分散型加圧及び排出システム |
JP2019209450A (ja) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | ロボセンサー技研株式会社 | 稼働ユニット |
JP2020517482A (ja) * | 2017-04-24 | 2020-06-18 | ブルー ダニューブ ロボティクス ゲーエムベーハー | 障害物との取扱デバイスの衝突の検知 |
CN113334364A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-03 | 上海交通大学 | 基于折纸结构的可移动机器人及仿蛇型机器人 |
US11642494B2 (en) | 2015-12-04 | 2023-05-09 | Project Moray, Inc. | Input and articulation system for catheters and other uses |
Families Citing this family (62)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7722453B2 (en) | 2001-03-27 | 2010-05-25 | Igt | Interactive game playing preferences |
EP2834047B1 (en) * | 2012-03-26 | 2018-05-09 | President and Fellows of Harvard College | Systems and methods for providing flexible robotic actuators |
DE102012006564B3 (de) * | 2012-03-30 | 2013-08-08 | Festo Ag & Co. Kg | Antriebsvorrichtung |
US9713873B2 (en) * | 2012-05-12 | 2017-07-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Continuum style manipulator actuated with phase change media |
CN102825593B (zh) * | 2012-06-04 | 2014-10-15 | 东北林业大学 | 一种磁流变连续体机器人操作器 |
US10605365B1 (en) | 2012-10-26 | 2020-03-31 | Other Lab, Llc | Fluidic actuator |
FR2997888B1 (fr) * | 2012-11-14 | 2015-08-21 | Commissariat Energie Atomique | Bras articule |
DE202013003510U1 (de) | 2013-04-02 | 2013-04-22 | Evico Gmbh | Manipulatorvorrichtung |
WO2014184791A1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | Israel Aerospace Industries Ltd. | A robotic supply system |
DE102013225495A1 (de) | 2013-12-10 | 2015-06-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Bolzenschweißen mit einem Bolzenschweißkopf ohne Fügeantriebseinrichtung |
CN103786167A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-05-14 | 北华大学 | 气动平面弯曲柔性关节 |
CN103786165A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-05-14 | 北华大学 | 气动空间弯曲柔性关节 |
CN103786164A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-05-14 | 北华大学 | 气动多向弯曲柔性关节 |
CN104858889A (zh) * | 2014-07-12 | 2015-08-26 | 都瑛娜 | 一种液压(气动)控制的,可做弯曲、扭曲、伸长运动的,可用于数控软体机器人的关节机构 |
CN104476533B (zh) * | 2014-11-27 | 2017-01-11 | 清华大学 | 主从操控的柔性连续体机器人装置及其控制方法 |
MX367676B (es) | 2015-01-30 | 2019-08-30 | Sunfolding Inc | Método y sistema de accionador fluídico. |
CN104669292B (zh) * | 2015-03-28 | 2016-04-27 | 哈尔滨工业大学 | 一种有凸起气囊的螺旋缠绕式充气抓捕手 |
US10500373B2 (en) | 2015-12-04 | 2019-12-10 | Project Moray, Inc. | Lateral articulation anchors for catheters and other uses |
WO2017143170A1 (en) | 2016-02-17 | 2017-08-24 | Keith Phillip Laby | Local contraction of flexible bodies using balloon expansion for extension-contraction catheter articulation and other uses |
CN109561960B (zh) | 2016-03-25 | 2021-11-19 | 项目莫里股份有限公司 | 用于导管、连续体操纵器和其它用途的流体致动的护套位移和铰接特性改进的***、设备以及方法 |
US11420021B2 (en) | 2016-03-25 | 2022-08-23 | Project Moray, Inc. | Fluid-actuated displacement for catheters, continuum manipulators, and other uses |
US10562180B2 (en) | 2016-03-29 | 2020-02-18 | Other Lab, Llc | Fluidic robotic actuator system and method |
EP3243608B1 (de) * | 2016-05-09 | 2022-04-06 | J. Schmalz GmbH | Verfahren zur überwachung von funktionszuständen eines druckangetriebenen aktors und druckantreibbarer aktor |
CN106239561A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-21 | 上海交通大学 | 气控气囊式软体机械臂 |
WO2018064400A1 (en) | 2016-09-28 | 2018-04-05 | Project Moray, Inc. | Base station, charging station, and/or server for robotic catheter systems and other uses, and improved articulated devices and systems |
US11369432B2 (en) | 2016-09-28 | 2022-06-28 | Project Moray, Inc. | Arrhythmia diagnostic and/or therapy delivery methods and devices, and robotic systems for other uses |
MX2019012429A (es) | 2017-04-17 | 2019-12-05 | Sunfolding Inc | Metodo y sistema de accionador de neumaticos. |
WO2018200537A1 (en) | 2017-04-25 | 2018-11-01 | Project Moray, Inc. | Matrix supported balloon articulation systems, devices, and methods for catheters and other users |
WO2019034863A1 (en) * | 2017-08-15 | 2019-02-21 | University Of Dundee | SOFT ACTUATOR |
GB201713277D0 (en) * | 2017-08-18 | 2017-10-04 | Rolls Royce Plc | Hyper-redundant manipulators |
DE102017124472B3 (de) * | 2017-10-19 | 2019-02-07 | SMC Deutschland GmbH | Vakuumsaugnapf mit aktiv variierbarer Länge |
FR3073440B1 (fr) * | 2017-11-16 | 2019-10-25 | Warein | Tube gonflable a geometrie variable et volume constant, bras robotise et robot |
DE102018202323A1 (de) | 2018-02-15 | 2019-08-22 | Deere & Company | Auswurfanordnung zur Anbringung am Ende einer Austrageinrichtung |
CN108406845A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种模块化软体机械臂 |
CN108555883B (zh) * | 2018-03-26 | 2020-08-28 | 江苏大学 | 一种仿生象鼻软体机械臂 |
US11110597B2 (en) * | 2018-04-12 | 2021-09-07 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Soft poly-limb systems |
CN108621148A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-09 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种模块化的气控型软体伸缩机械臂 |
CN108422418B (zh) * | 2018-05-18 | 2021-09-14 | 燕山大学 | 一种变刚度气囊式全向弯曲柔性机器人 |
JP2021526780A (ja) | 2018-05-29 | 2021-10-07 | サンフォールディング インコーポレイテッド | 管状流体アクチュエータシステム及び方法 |
GB2578276A (en) * | 2018-07-30 | 2020-05-06 | Imperial College Sci Tech & Medicine | Manipulator |
CN109262646B (zh) * | 2018-09-29 | 2020-10-20 | 江南大学 | 一种链板式柔性手指 |
US11548261B2 (en) | 2018-10-24 | 2023-01-10 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Structure with selectively variable stiffness |
US11067200B2 (en) | 2018-10-24 | 2021-07-20 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Self-healing microvalve |
US11041576B2 (en) | 2018-10-25 | 2021-06-22 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Actuator with static activated position |
US11081975B2 (en) | 2018-10-25 | 2021-08-03 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Somersaulting motion of soft bodied structure |
US11088635B2 (en) | 2018-10-25 | 2021-08-10 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Actuator with sealable edge region |
US10946535B2 (en) * | 2018-10-25 | 2021-03-16 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Earthworm-like motion of soft bodied structure |
US11498270B2 (en) | 2018-11-21 | 2022-11-15 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Programmable matter |
US11195506B2 (en) | 2018-12-03 | 2021-12-07 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Sound-modulating windows |
US10859101B2 (en) | 2018-12-10 | 2020-12-08 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Soft-bodied actuator with pinched configuration |
US11066016B2 (en) | 2018-12-18 | 2021-07-20 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Adjusting vehicle mirrors |
US11479308B2 (en) | 2019-01-09 | 2022-10-25 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Active vehicle interface for crosswind management |
US11192469B2 (en) | 2019-01-30 | 2021-12-07 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Vehicle seat with morphing bolsters |
US11473567B2 (en) | 2019-02-07 | 2022-10-18 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Programmable surface |
CN109648550A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-04-19 | 福州大学 | 一种可变刚度的软体机械臂模块及其控制方法 |
DE102019123916B3 (de) * | 2019-09-05 | 2021-01-28 | J. Schmalz Gmbh | Trägergerüst für eine Handhabungsvorrichtung umfassend mehrere Radialträger und Gitterflügel, Verfahren zur Herstellung eines Trägergerüsts |
CN111203912B (zh) * | 2020-01-16 | 2022-04-26 | 哈尔滨工业大学 | 流体与腱绳混合驱动的五自由度柔性臂 |
TW202204834A (zh) | 2020-06-22 | 2022-02-01 | 美商尚府鼎公司 | 用於太陽追蹤器之鎖定、阻尼及致動系統以及方法 |
CN111824284A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-10-27 | 南京工业职业技术学院 | 爬墙监控机器人 |
DE102020126423A1 (de) | 2020-10-08 | 2022-04-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Sauggreifer |
US11788916B2 (en) * | 2020-12-11 | 2023-10-17 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Distributed sensor networks deployed using soft growing robots |
CN114012781B (zh) * | 2021-08-27 | 2023-06-16 | 北华大学 | 连续型螺旋嵌套约束气动变刚度柔性臂 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3284964A (en) * | 1964-03-26 | 1966-11-15 | Saito Norio | Flexible beam structures |
DE1983340U (de) | 1968-01-19 | 1968-04-11 | Fritz Seeger | Halterung fuer aussparungszuschnitte. |
US4551061A (en) * | 1983-04-18 | 1985-11-05 | Olenick Ralph W | Flexible, extensible robot arm |
US4784042A (en) * | 1986-02-12 | 1988-11-15 | Nathaniel A. Hardin | Method and system employing strings of opposed gaseous-fluid inflatable tension actuators in jointed arms, legs, beams and columns for controlling their movements |
US5014515A (en) * | 1989-05-30 | 1991-05-14 | Welch Allyn, Inc. | Hydraulic muscle pump |
US5351602A (en) * | 1992-08-05 | 1994-10-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Jointed assembly actuated by fluid pressure |
US5662587A (en) * | 1992-09-16 | 1997-09-02 | Cedars Sinai Medical Center | Robotic endoscopy |
WO1996035877A1 (de) | 1995-05-09 | 1996-11-14 | Ati Alternative Technische Innovation Ag | Fluidisches betätigungsorgan |
FR2739049B1 (fr) * | 1995-09-25 | 1997-12-12 | Gerplant Automation | Pince de prehension a manoeuvre par fluide |
DE19833340A1 (de) | 1998-07-24 | 2000-02-10 | Karlsruhe Forschzent | Wurmförmiger Arbeitsmechanismus |
GB9921180D0 (en) * | 1999-09-09 | 1999-11-10 | Univ Heriot Watt | Robots and method of controlling robots |
DE60121316T2 (de) * | 2000-04-21 | 2007-08-02 | Université Pierre et Marie Curie (Paris VI) | Vorrichtung zur positionierung, untersuchung und/oder behandlung, insbesondere im gebiet der endoskopie und/oder minimal invasiver chirurgie |
DE20107329U1 (de) * | 2001-04-20 | 2001-08-23 | Festo Ag & Co | Positioniervorrichtung zur Positionierung eines Werkzeuges |
US6772673B2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-08-10 | Seiko Epson Corporation | Flexible actuator |
FI20050794L (fi) * | 2005-08-03 | 2007-02-04 | Iprbox Oy | Laitteita työliikkeiden aikaansaamiseksi |
DE102005046160C5 (de) * | 2005-09-27 | 2008-12-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Roboter-Greifer und Verfahren zu dessen Herstellung |
JP2010505637A (ja) * | 2006-10-13 | 2010-02-25 | ロボティクス テクノロジー リーダーズ ゲーエムベーハー | 蠕虫状機構 |
-
2009
- 2009-12-15 EP EP20090015514 patent/EP2335884B1/de active Active
-
2010
- 2010-12-14 EP EP10800885A patent/EP2459352A1/de not_active Ceased
- 2010-12-14 WO PCT/EP2010/007604 patent/WO2011082773A1/de active Application Filing
- 2010-12-14 CN CN201080057286.7A patent/CN102652050B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-14 US US13/505,490 patent/US8863608B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-14 JP JP2012543517A patent/JP2013513490A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018514350A (ja) * | 2015-03-27 | 2018-06-07 | プロジェクト モレー, インコーポレイテッド | カテーテルおよびその他の使用のための関節運動システム、デバイス、および方法 |
JP2018523584A (ja) * | 2015-07-13 | 2018-08-23 | プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ | ソフトロボットのための分散型加圧及び排出システム |
US11642494B2 (en) | 2015-12-04 | 2023-05-09 | Project Moray, Inc. | Input and articulation system for catheters and other uses |
JP2020517482A (ja) * | 2017-04-24 | 2020-06-18 | ブルー ダニューブ ロボティクス ゲーエムベーハー | 障害物との取扱デバイスの衝突の検知 |
JP2019209450A (ja) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | ロボセンサー技研株式会社 | 稼働ユニット |
JP7198475B2 (ja) | 2018-06-07 | 2023-01-04 | ロボセンサー技研株式会社 | 稼働ユニット |
CN113334364A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-03 | 上海交通大学 | 基于折纸结构的可移动机器人及仿蛇型机器人 |
CN113334364B (zh) * | 2021-06-07 | 2023-10-17 | 上海交通大学 | 基于折纸结构的可移动机器人及仿蛇型机器人 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2335884A1 (de) | 2011-06-22 |
CN102652050A (zh) | 2012-08-29 |
US8863608B2 (en) | 2014-10-21 |
EP2459352A1 (de) | 2012-06-06 |
US20120210818A1 (en) | 2012-08-23 |
WO2011082773A1 (de) | 2011-07-14 |
EP2335884B1 (de) | 2012-09-05 |
CN102652050B (zh) | 2015-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013513490A (ja) | 流体作動式マニピュレータ | |
Galloway et al. | Mechanically programmable bend radius for fiber-reinforced soft actuators | |
JP4987867B2 (ja) | クランプ装置 | |
RU2569826C2 (ru) | Рабочий орган | |
Chen et al. | A robotic manipulator design with novel soft actuators | |
US20220331950A1 (en) | Robot device and liquid supply device | |
KR101093686B1 (ko) | 중공형 액추에이터 구동방식 액적 디스펜싱 장치 | |
GB2312087A (en) | Actuators | |
JP4410811B2 (ja) | アクチュエーションシステムおよびヘリコプター | |
JP5002759B2 (ja) | 除振装置および除振方法 | |
US20190093514A1 (en) | Casing position adjustment device | |
Liyanage et al. | High speed electro-hydraulic actuator for a scara type robotic arm | |
JP5126947B2 (ja) | 変位変換ユニット、加工機械 | |
KR101980737B1 (ko) | 로봇 관절 구동기 | |
JPS63199965A (ja) | ロツドレスシリンダ | |
CN114040829B (zh) | 带有压电致动器的主轴 | |
CN211806189U (zh) | 一种万向变刚度的软体执行器 | |
CN112847332A (zh) | 工作机构 | |
CN100502075C (zh) | 具有放大装置的压电设备 | |
US11624449B2 (en) | Shuttle valve poppet mechanism | |
JPH04157203A (ja) | 弾性収縮体を用いたアクチュエータの制御方法 | |
WO2020262700A1 (ja) | モジュールロボット | |
WO2022054949A1 (ja) | ロボット装置 | |
JP5971773B2 (ja) | 面形状可変装置 | |
EP3530419A1 (en) | Actively damped robot |