JP3448646B2 - 三次元可動構造物の自動組立体 - Google Patents
三次元可動構造物の自動組立体Info
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- JP3448646B2 JP3448646B2 JP2000340335A JP2000340335A JP3448646B2 JP 3448646 B2 JP3448646 B2 JP 3448646B2 JP 2000340335 A JP2000340335 A JP 2000340335A JP 2000340335 A JP2000340335 A JP 2000340335A JP 3448646 B2 JP3448646 B2 JP 3448646B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、任意形状の三次元
構造物を自らの自動組立により構成する組立体に関する
ものであり、さらに具体的には、宇宙空間のような極限
環境に設置する任意形状の三次元構造物等としての利用
に適し、相互に結合される同一構造の複数の組立ユニッ
トを備えて、外部からの助力なしにその結合を変更、解
除、再結合して、所期の三次元構造物を自ら構成するよ
うにした三次元可動構造物の自動組立体に関するもので
ある。
構造物を自らの自動組立により構成する組立体に関する
ものであり、さらに具体的には、宇宙空間のような極限
環境に設置する任意形状の三次元構造物等としての利用
に適し、相互に結合される同一構造の複数の組立ユニッ
トを備えて、外部からの助力なしにその結合を変更、解
除、再結合して、所期の三次元構造物を自ら構成するよ
うにした三次元可動構造物の自動組立体に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】例えば宇宙空間、惑星探査、深海、原子
炉等の、人間が作業することは困難、あるいは好ましく
ない極限環境において、各種の作業を行う必要があると
きには、ロボットを用いてそれらの作業を行う必要があ
る。そのようなロボットにおいては、多数の同一構造の
組立ユニットを結合し、あるいはその組立ユニットの結
合状態を変更、解除、再結合して、各種構造物を構成す
ることが考えられている。このようなロボットにおいて
は、一般に外部からの助力によってユニットの結合、解
除、変更または再結合を行っている。しかし、このよう
な構造物が、外部からの助力が得にくい前記のような極
限環境や、狭い空間等にある場合では、ユニットの結
合、解除、変更または再結合が困難である。このような
技術的課題に関連して、本発明者は、先に、機器構成用
多機能モジュールを開発し、特許第2090600号
(特公平8ー1575号)として提案している。
炉等の、人間が作業することは困難、あるいは好ましく
ない極限環境において、各種の作業を行う必要があると
きには、ロボットを用いてそれらの作業を行う必要があ
る。そのようなロボットにおいては、多数の同一構造の
組立ユニットを結合し、あるいはその組立ユニットの結
合状態を変更、解除、再結合して、各種構造物を構成す
ることが考えられている。このようなロボットにおいて
は、一般に外部からの助力によってユニットの結合、解
除、変更または再結合を行っている。しかし、このよう
な構造物が、外部からの助力が得にくい前記のような極
限環境や、狭い空間等にある場合では、ユニットの結
合、解除、変更または再結合が困難である。このような
技術的課題に関連して、本発明者は、先に、機器構成用
多機能モジュールを開発し、特許第2090600号
(特公平8ー1575号)として提案している。
【0003】この機器構成用多機能モジュールによって
構成される構造物は、二次元形状をなすもので、各モジ
ュールは情報処理部を具備し、電磁力により互いに結合
したり、結合の位置を変化させたり、あるいは反発力を
発生して結合を解除したりすることができ、隣接するモ
ジュールとの結合関係を順次変化すれば、構造物全体の
二次元形状を変化させることが可能なものである。した
がって、任意の二次元形状に結合された初期形状から出
発して結合関係を変更し、二次元的な目的形状の構造物
にすることができるものである。この装置においては、
中心軸対称で等間隔の複数の突出腕をもつ上層部材、中
層部材及び下層部材を同軸に重積し、上層部材と下層部
材は中心軸線の回りに同位相、中層部材はそれらに対し
逆位相とする。また、上層部材と下層部材の突出腕は、
それらの間に他のモジュールの中層部材の突出腕が挿入
できる間隔で結合し、対向する上層部材と下層部材の突
出腕と、他のモジュールの中層部材の突出腕との間に
は、吸引又は反発する接離機構を設け、各突出腕には、
情報処理装置に接続して、接離機構により結合した他の
モジュールとの通信を行う送信器及び受信器を設けるよ
うに構成したものである。しかしながら、二次元的な形
状の変更では用途が著しく限定されるため、一般構造物
としては、三次元的に任意形状にすることが要求され
る。
構成される構造物は、二次元形状をなすもので、各モジ
ュールは情報処理部を具備し、電磁力により互いに結合
したり、結合の位置を変化させたり、あるいは反発力を
発生して結合を解除したりすることができ、隣接するモ
ジュールとの結合関係を順次変化すれば、構造物全体の
二次元形状を変化させることが可能なものである。した
がって、任意の二次元形状に結合された初期形状から出
発して結合関係を変更し、二次元的な目的形状の構造物
にすることができるものである。この装置においては、
中心軸対称で等間隔の複数の突出腕をもつ上層部材、中
層部材及び下層部材を同軸に重積し、上層部材と下層部
材は中心軸線の回りに同位相、中層部材はそれらに対し
逆位相とする。また、上層部材と下層部材の突出腕は、
それらの間に他のモジュールの中層部材の突出腕が挿入
できる間隔で結合し、対向する上層部材と下層部材の突
出腕と、他のモジュールの中層部材の突出腕との間に
は、吸引又は反発する接離機構を設け、各突出腕には、
情報処理装置に接続して、接離機構により結合した他の
モジュールとの通信を行う送信器及び受信器を設けるよ
うに構成したものである。しかしながら、二次元的な形
状の変更では用途が著しく限定されるため、一般構造物
としては、三次元的に任意形状にすることが要求され
る。
【0004】この要求に応えるため、本発明者は、更
に、三次元構造物の自動組立体を開発し、特願平8−2
85941号(特開平10−110893号)として提
案している。
に、三次元構造物の自動組立体を開発し、特願平8−2
85941号(特開平10−110893号)として提
案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記本発明者により提
案されている三次元構造物の自動組立体においては、上
記既提案の外部からの助力なしに二次元的な任意形状に
形成できるようにした機器構成用モジュールを、三次元
的に任意形状に組立て得る構成まで発展させたものであ
り、外部からの助力なしに、同一構造の複数の組立ユニ
ットを結合し、あるいはその結合を解除、変更可能と
し、所期の三次元構造物を自ら構成できるようにした三
次元構造物の自動組立体を提供することができるもので
ある。
案されている三次元構造物の自動組立体においては、上
記既提案の外部からの助力なしに二次元的な任意形状に
形成できるようにした機器構成用モジュールを、三次元
的に任意形状に組立て得る構成まで発展させたものであ
り、外部からの助力なしに、同一構造の複数の組立ユニ
ットを結合し、あるいはその結合を解除、変更可能と
し、所期の三次元構造物を自ら構成できるようにした三
次元構造物の自動組立体を提供することができるもので
ある。
【0006】しかしながら、上記技術は、格子点に制限
された構造物を構築するだけであり、ロボットアームや
ハンド、歩行機械といった能動部分をもつ機械の構成が
困難であった。また、その構造は複雑であり、製作に多
くの手数を要すると共に高価なものとならざるを得ず、
また、機械的な摩擦部分が多くかつ部品点数が多いため
故障を発生する確率が高くなる問題点もあった。
された構造物を構築するだけであり、ロボットアームや
ハンド、歩行機械といった能動部分をもつ機械の構成が
困難であった。また、その構造は複雑であり、製作に多
くの手数を要すると共に高価なものとならざるを得ず、
また、機械的な摩擦部分が多くかつ部品点数が多いため
故障を発生する確率が高くなる問題点もあった。
【0007】したがって、本発明は、能動部分をもつ機
械の構成が容易であり、かつ、構造が簡単で長期間使用
しても確実に作動し、安価に製造することができる三次
元可動構造物の自動組立体を提供することを目的とす
る。
械の構成が容易であり、かつ、構造が簡単で長期間使用
しても確実に作動し、安価に製造することができる三次
元可動構造物の自動組立体を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、請求項1に係る発明は対向する両側面部及
びその間に挟まれ両側面部と直角をなす端面部に設けた
結合・離脱装置と、両側面部間に配置した連結部とから
なる第1の結合部材と、前記両側面部及び端面部に設け
た永久磁石と連結部からなる第2の結合部材を備えると
ともに、両端が前記両結合部材の連結部に回動自在に連
結する連結部材を備え、連結部材と結合部材を相対的に
回転駆動する駆動装置を備えたことを特徴とする三次元
構造物の自動組立体としたものである。
決するため、請求項1に係る発明は対向する両側面部及
びその間に挟まれ両側面部と直角をなす端面部に設けた
結合・離脱装置と、両側面部間に配置した連結部とから
なる第1の結合部材と、前記両側面部及び端面部に設け
た永久磁石と連結部からなる第2の結合部材を備えると
ともに、両端が前記両結合部材の連結部に回動自在に連
結する連結部材を備え、連結部材と結合部材を相対的に
回転駆動する駆動装置を備えたことを特徴とする三次元
構造物の自動組立体としたものである。
【0009】また。請求項2に係る発明は、対向する両
側面部及びその間に挟まれ両側面部と直角をなす端面部
に各々独立して作動するように設けた結合・離脱装置
と、両側面部間に配置した連結部とからなる結合部材を
2個備えるとともに、両端が前記両結合部材の連結部に
回動自在に連結する連結部材を備え、連結部材と結合部
材を相対的に回転駆動する駆動装置を備えたことを特徴
とする三次元構造物の自動組立体としたものである。
側面部及びその間に挟まれ両側面部と直角をなす端面部
に各々独立して作動するように設けた結合・離脱装置
と、両側面部間に配置した連結部とからなる結合部材を
2個備えるとともに、両端が前記両結合部材の連結部に
回動自在に連結する連結部材を備え、連結部材と結合部
材を相対的に回転駆動する駆動装置を備えたことを特徴
とする三次元構造物の自動組立体としたものである。
【0010】請求項3に係る発明は、前記結合・離脱装
置は、頂板に対向して移動自在に配置した基板と、基板
上に固定した永久磁石と、基板と頂板間に配置し常時両
者を離す方向に付勢する圧縮コイルばねと基板と頂板間
に配置した形状記憶ばねとを備え、該形状記憶ばねは、
基板が頂板から最も離れているときに基板と頂板のいず
れかとは接触しない短い第1形状と、基板が頂板に近接
したときに基板と頂板を離す方向に押圧する長い第2形
状の2位置をとる請求項1記載の三次元構造物の自動組
立体としたものである。
置は、頂板に対向して移動自在に配置した基板と、基板
上に固定した永久磁石と、基板と頂板間に配置し常時両
者を離す方向に付勢する圧縮コイルばねと基板と頂板間
に配置した形状記憶ばねとを備え、該形状記憶ばねは、
基板が頂板から最も離れているときに基板と頂板のいず
れかとは接触しない短い第1形状と、基板が頂板に近接
したときに基板と頂板を離す方向に押圧する長い第2形
状の2位置をとる請求項1記載の三次元構造物の自動組
立体としたものである。
【0011】請求項4に係る発明は、前記圧縮コイルば
ねは、永久磁石の吸着特性に適合するように円錐コイル
ばねとした請求項2記載の三次元構造物の自動組立体と
したものである。
ねは、永久磁石の吸着特性に適合するように円錐コイル
ばねとした請求項2記載の三次元構造物の自動組立体と
したものである。
【0012】請求項5に係る発明は、前記連結部材側
に、両結合部材を回転駆動する駆動装置を設けた請求項
1記載の三次元構造物の自動組立体としたものである。
に、両結合部材を回転駆動する駆動装置を設けた請求項
1記載の三次元構造物の自動組立体としたものである。
【0013】請求項6に係る発明は、結合部材の内部に
固定され頂板表面まで延びる電極を設けた請求項1記載
の三次元構造物の自動組立体としたものである。
固定され頂板表面まで延びる電極を設けた請求項1記載
の三次元構造物の自動組立体としたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明するに際し
て、最初、本発明の三次元構造物自動組立体に用いられ
る組立体結合装置の原理について、図3に示す作動概要
図に基づいて説明する。図3(a)は、内部に結合・離
脱部材30を備えた第1部材31の頂板32から離れた
位置に第2部材33が位置している状態を示している。
結合・離脱装置30は、フレーム34上に可動に載置さ
れた基板35上に、図中左右1対示されている介装部材
36を介して第1永久磁石37を固定しており、図中前
記第1永久磁石37の図中背後に円錐コイルばね40を
配置し、中心部には円筒状の形状記憶ばね41を配置
し、通電可能に電気回路に接続されている。この状態に
おいて、円錐コイルばね40は下端部が基板35に、上
端部が頂板32の内面に当接して、縮設されており、そ
れにより基板35は図中下方に押圧されている。また、
形状記憶ばね41は非通電でその長さが短い第1形状状
態となっている。
て、最初、本発明の三次元構造物自動組立体に用いられ
る組立体結合装置の原理について、図3に示す作動概要
図に基づいて説明する。図3(a)は、内部に結合・離
脱部材30を備えた第1部材31の頂板32から離れた
位置に第2部材33が位置している状態を示している。
結合・離脱装置30は、フレーム34上に可動に載置さ
れた基板35上に、図中左右1対示されている介装部材
36を介して第1永久磁石37を固定しており、図中前
記第1永久磁石37の図中背後に円錐コイルばね40を
配置し、中心部には円筒状の形状記憶ばね41を配置
し、通電可能に電気回路に接続されている。この状態に
おいて、円錐コイルばね40は下端部が基板35に、上
端部が頂板32の内面に当接して、縮設されており、そ
れにより基板35は図中下方に押圧されている。また、
形状記憶ばね41は非通電でその長さが短い第1形状状
態となっている。
【0015】第2部材33は図4に示すように、磁石保
持体38の下面に形成した凹部39に対して、第2永久
磁石43を嵌入して固定した構成をなしている。第2永
久磁石43は前記第1部材31の第1永久磁石37に対
向して配置されている。第1永久磁石37と第2永久磁
石43とは互いに対向する面において異なる極性をもつ
ように配置されており、例えば図3に示すように第1永
久磁石37の下部がS極の時、第2永久磁石3の上部が
N極となるように配置されている。このとき両磁石の吸
引力は、例えば図3(b)に示すように、第2部材33
が第1部材31の頂板32上に載置されたときには、円
錐コイルばね40が基板35を下方に押圧する力よりも
両磁石の吸引力が大きくなるように設定されている。
持体38の下面に形成した凹部39に対して、第2永久
磁石43を嵌入して固定した構成をなしている。第2永
久磁石43は前記第1部材31の第1永久磁石37に対
向して配置されている。第1永久磁石37と第2永久磁
石43とは互いに対向する面において異なる極性をもつ
ように配置されており、例えば図3に示すように第1永
久磁石37の下部がS極の時、第2永久磁石3の上部が
N極となるように配置されている。このとき両磁石の吸
引力は、例えば図3(b)に示すように、第2部材33
が第1部材31の頂板32上に載置されたときには、円
錐コイルばね40が基板35を下方に押圧する力よりも
両磁石の吸引力が大きくなるように設定されている。
【0016】それにより、図3(a)に示すように第2
部材33が第1部材31から離れているときは基板3
5、介装部材36、第1永久磁石37は一体的に下方に
位置しており、この状態から図3(b)に示すように第
2部材33が第1部材31の頂板32上に近接したと
き、両磁石の吸引力が円錐コイルばね40の反発力より
大きくなるため、円錐コイルばね40は押し縮められ、
第2永久磁石43は基板35と共に一体的に上昇する。
このとき中心部の形状記憶ばね41は押し縮められる
が、形状記憶ばね41は非通電時にはその弾性力が弱い
ため、容易に押し縮めることができる短い第1形状とな
っている。それにより第1部材31と第2部材33は強
固に結合することができる。この状態において、第1永
久磁石37は頂板の穴を貫通して第2永久磁石43と直
接接触し、両者は強固に結合する。
部材33が第1部材31から離れているときは基板3
5、介装部材36、第1永久磁石37は一体的に下方に
位置しており、この状態から図3(b)に示すように第
2部材33が第1部材31の頂板32上に近接したと
き、両磁石の吸引力が円錐コイルばね40の反発力より
大きくなるため、円錐コイルばね40は押し縮められ、
第2永久磁石43は基板35と共に一体的に上昇する。
このとき中心部の形状記憶ばね41は押し縮められる
が、形状記憶ばね41は非通電時にはその弾性力が弱い
ため、容易に押し縮めることができる短い第1形状とな
っている。それにより第1部材31と第2部材33は強
固に結合することができる。この状態において、第1永
久磁石37は頂板の穴を貫通して第2永久磁石43と直
接接触し、両者は強固に結合する。
【0017】図3(b)に示す両部材の結合状態から、
形状記憶ばね41に通電すると、予め加熱時には長さが
長い第2形状となるように設定されて製造されているた
め、形状記憶ばねは通電による加熱時には第2形状に大
きな力で戻る。そのため、図3(c)に示すように長く
なり、大きな力で基板35を下方に押圧し、その力が円
錐コイルばねの反発力に抗して吸引している両磁石の吸
引力よりも大きくなると、同図に示すように第1永久磁
石37は第2永久磁石43側から離れるため、基板35
は図3(a)に示す元の状態に戻る。それにより両永久
磁石の吸引力が実質的に無くなるため、図3(c)に示
すように第2部材33は第1部材31から自由に離脱可
能となる。
形状記憶ばね41に通電すると、予め加熱時には長さが
長い第2形状となるように設定されて製造されているた
め、形状記憶ばねは通電による加熱時には第2形状に大
きな力で戻る。そのため、図3(c)に示すように長く
なり、大きな力で基板35を下方に押圧し、その力が円
錐コイルばねの反発力に抗して吸引している両磁石の吸
引力よりも大きくなると、同図に示すように第1永久磁
石37は第2永久磁石43側から離れるため、基板35
は図3(a)に示す元の状態に戻る。それにより両永久
磁石の吸引力が実質的に無くなるため、図3(c)に示
すように第2部材33は第1部材31から自由に離脱可
能となる。
【0018】上記のような作動を行うため、第1永久磁
石37と第2磁石43の吸引力、円錐コイルばね40の
ばね力、及び形状記憶合金ばね41のばね力の関係は、
一例として図5に示す特性を有するものが用いられる。
なお、永久磁石の磁気ポテンシャルを非線形ばねに蓄え
る考え方は、既に広瀬茂雄氏らが提案しているものであ
り(Advanced Robotics,Vol.3,No.1,pp.225-242)、こ
の技術を用いることができる。図5に示すグラフにおい
てX軸は第1永久磁石37と第2永久磁石43の距離を
示し、Y軸は両磁石の吸引力、または円錐コイルばねの
ばね力を示し、両永久磁石の吸引力は図中実線Mに示す
特性を示し、円錐コイルばね40のばね力はこの吸引力
よりわずかに少ない値で、吸引力の特性Mと同様の曲線
を示す特性Sになるように設定される。このような特性
において、両永久磁石が接触しているときの両磁石の吸
引力と、この状態における円錐コイルばねの反発力との
差以上の力が、形状記憶合金に通電することにより発生
すると、両磁石の吸引力に抗して第1部材31と第2部
材33はほとんど拘束力なしに離脱することができる。
石37と第2磁石43の吸引力、円錐コイルばね40の
ばね力、及び形状記憶合金ばね41のばね力の関係は、
一例として図5に示す特性を有するものが用いられる。
なお、永久磁石の磁気ポテンシャルを非線形ばねに蓄え
る考え方は、既に広瀬茂雄氏らが提案しているものであ
り(Advanced Robotics,Vol.3,No.1,pp.225-242)、こ
の技術を用いることができる。図5に示すグラフにおい
てX軸は第1永久磁石37と第2永久磁石43の距離を
示し、Y軸は両磁石の吸引力、または円錐コイルばねの
ばね力を示し、両永久磁石の吸引力は図中実線Mに示す
特性を示し、円錐コイルばね40のばね力はこの吸引力
よりわずかに少ない値で、吸引力の特性Mと同様の曲線
を示す特性Sになるように設定される。このような特性
において、両永久磁石が接触しているときの両磁石の吸
引力と、この状態における円錐コイルばねの反発力との
差以上の力が、形状記憶合金に通電することにより発生
すると、両磁石の吸引力に抗して第1部材31と第2部
材33はほとんど拘束力なしに離脱することができる。
【0019】本発明の三次元構造物の自動組立体におけ
る組立体結合装置は上記原理に基づいて作動するもので
あり、実際には一例として図6に示す部品から構成され
る。即ち、全体として図6(a)及び(b)に示す頂板
13、図6(c)及び(d)に示図中4個の円錐コイル
ばね51とその中心に位置する形状記憶ばね52、図6
(e)及び(f)に示す基板53と、図6(g)及び
(h)に示す本体部材54からなっている。
る組立体結合装置は上記原理に基づいて作動するもので
あり、実際には一例として図6に示す部品から構成され
る。即ち、全体として図6(a)及び(b)に示す頂板
13、図6(c)及び(d)に示図中4個の円錐コイル
ばね51とその中心に位置する形状記憶ばね52、図6
(e)及び(f)に示す基板53と、図6(g)及び
(h)に示す本体部材54からなっている。
【0020】基板53は、基板55と、その四隅に接着
等により固定される介装部材56と、その介装部材56
の上に接着等により固定される永久磁石57とから構成
されている。また、本体部材54は、下部フレーム58
と、下部フレーム58の縁に近接して配置されねじ60
で固定される図中4本の周縁支柱61と、中心部におい
てねじ62で固定される中心支柱63と、図示実施例に
おいては前記周縁支柱61と中心支柱63間で下部フレ
ーム58から突出固定されている図中4本の円錐コイル
ばね51を支持するロッド64とから構成されている。
等により固定される介装部材56と、その介装部材56
の上に接着等により固定される永久磁石57とから構成
されている。また、本体部材54は、下部フレーム58
と、下部フレーム58の縁に近接して配置されねじ60
で固定される図中4本の周縁支柱61と、中心部におい
てねじ62で固定される中心支柱63と、図示実施例に
おいては前記周縁支柱61と中心支柱63間で下部フレ
ーム58から突出固定されている図中4本の円錐コイル
ばね51を支持するロッド64とから構成されている。
【0021】上記部材を備える組立体結合装置は、その
組立に際して、図6(g)及び(h)に示す本体部材5
4の組立状態から、基板55、介装部材56、永久磁石
57を一体化した状態の基板53を下部フレーム58上
に載置する。このとき、基板55の中心孔73には中心
支柱63が貫通し、その周辺の4個の周縁孔67にはロ
ッド64が貫通する。このようにセットされた基板55
上に円錐コイルばね51と形状記憶ばね52を図6
(c)に示す配置の状態で載置する。更にこの上に頂板
13を載置する。このとき、頂板13に形成されたロッ
ド貫通孔70には下部フレーム58から突出したロッド
64が貫通する。また、頂板13の外側通孔71は下部
フレーム58に固定された周縁支柱61に形成されてい
るねじ穴72に対向し、中心通孔73は中心支柱63の
ねじ穴74に対向する。このとき、頂板13の4個の穴
15は永久磁石57に対向して、永久磁石57が穴15
から突出可能となっている。その後、4本のねじ75を
頂板13の外側通孔71からねじ穴72にねじ込み、1
本のねじ76を中心通孔73からねじ穴74にねじ込む
ことにより組立てられる。
組立に際して、図6(g)及び(h)に示す本体部材5
4の組立状態から、基板55、介装部材56、永久磁石
57を一体化した状態の基板53を下部フレーム58上
に載置する。このとき、基板55の中心孔73には中心
支柱63が貫通し、その周辺の4個の周縁孔67にはロ
ッド64が貫通する。このようにセットされた基板55
上に円錐コイルばね51と形状記憶ばね52を図6
(c)に示す配置の状態で載置する。更にこの上に頂板
13を載置する。このとき、頂板13に形成されたロッ
ド貫通孔70には下部フレーム58から突出したロッド
64が貫通する。また、頂板13の外側通孔71は下部
フレーム58に固定された周縁支柱61に形成されてい
るねじ穴72に対向し、中心通孔73は中心支柱63の
ねじ穴74に対向する。このとき、頂板13の4個の穴
15は永久磁石57に対向して、永久磁石57が穴15
から突出可能となっている。その後、4本のねじ75を
頂板13の外側通孔71からねじ穴72にねじ込み、1
本のねじ76を中心通孔73からねじ穴74にねじ込む
ことにより組立てられる。
【0022】本発明による三次元構造物の自動組立体
は、上記のような組立体結合装置が用いられ、全体構成
としては例えば図1に示すように、同様の形状からなる
第1結合部材2と第2結合部材3とが、連結駆動部材4
で回動自在に結合されて自動組立ユニット1が構成され
ている。図1中において、第1結合部材2は左右2個の
半円状の円筒面を備えた円筒面部6と、この半円状の円
筒面部6の開放側に位置する端面部7と、円筒面部6及
び端面部7の両側面により形成される第1側面部10及
び第2側面部11を備え、両円筒面部6間には連結凹部
12が形成されている。第2結合部材3は第1結合部材
2と上記外形においては同一形状をなしている。
は、上記のような組立体結合装置が用いられ、全体構成
としては例えば図1に示すように、同様の形状からなる
第1結合部材2と第2結合部材3とが、連結駆動部材4
で回動自在に結合されて自動組立ユニット1が構成され
ている。図1中において、第1結合部材2は左右2個の
半円状の円筒面を備えた円筒面部6と、この半円状の円
筒面部6の開放側に位置する端面部7と、円筒面部6及
び端面部7の両側面により形成される第1側面部10及
び第2側面部11を備え、両円筒面部6間には連結凹部
12が形成されている。第2結合部材3は第1結合部材
2と上記外形においては同一形状をなしている。
【0023】端面部7、第1側面部10及び第2側面部
11には、上記図6に示す基本構成をなすとともに図3
の原理により作動する組立結合装置が内部に設けられて
いる。第2部材3の頂板13には、前記のように両磁石
が吸引されるとき吸引力を高めるため、永久磁石が相互
が接触できるように、永久磁石に対向する部分に穴15
を形成している。また、図中実施例においては、第2部
材3の頂板における前記穴15の外側に、わずかに突出
するオス型電極69が各穴15の周囲に設けられてい
る。一方第1部材2の頂板表面に露出して設けた磁石5
7の外側には、前記オス型電極69に対向する位置にメ
ス型電極19を配置している。それにより後に述べるよ
うに、2個の自動組立体が結合するとき、両電極が接続
し、信号の授受等を行うことができるようにしている。
11には、上記図6に示す基本構成をなすとともに図3
の原理により作動する組立結合装置が内部に設けられて
いる。第2部材3の頂板13には、前記のように両磁石
が吸引されるとき吸引力を高めるため、永久磁石が相互
が接触できるように、永久磁石に対向する部分に穴15
を形成している。また、図中実施例においては、第2部
材3の頂板における前記穴15の外側に、わずかに突出
するオス型電極69が各穴15の周囲に設けられてい
る。一方第1部材2の頂板表面に露出して設けた磁石5
7の外側には、前記オス型電極69に対向する位置にメ
ス型電極19を配置している。それにより後に述べるよ
うに、2個の自動組立体が結合するとき、両電極が接続
し、信号の授受等を行うことができるようにしている。
【0024】第1結合部材2と第2結合部材3を連結す
る連結駆動部材4は、図2に示すように両側の連結板1
6の間に第1モータ17と第2モータ18を設け、第1
モータ17の連結軸20は図6(b)に示すように、図
中左側の側板16から突出し、駆動板21を固定してい
る。また、図中右側の側板16の外側には、連結軸20
と同一軸線上にベアリング28で回転自在に支持される
自由回転板29が設けられている。また、第2モータ1
8側も同様に構成されている。それにより第1モータ1
7が駆動されると第1結合部材2が回動し、第2モータ
18が駆動されると第2結合部材が回動する。
る連結駆動部材4は、図2に示すように両側の連結板1
6の間に第1モータ17と第2モータ18を設け、第1
モータ17の連結軸20は図6(b)に示すように、図
中左側の側板16から突出し、駆動板21を固定してい
る。また、図中右側の側板16の外側には、連結軸20
と同一軸線上にベアリング28で回転自在に支持される
自由回転板29が設けられている。また、第2モータ1
8側も同様に構成されている。それにより第1モータ1
7が駆動されると第1結合部材2が回動し、第2モータ
18が駆動されると第2結合部材が回動する。
【0025】上記構成の自動組立ユニット1は、その単
体として図7に示すように直線上を移動することができ
る。即ち、図7(a)に示すように、第1結合部材2の
端面部7、及び第2結合部材3の端面部7’が共に多数
のユニットで構成されている床面24に接触している状
態から、第1結合部材2のモータが図7(b)中矢印A
方向に回転し、同時に第2結合部材3のモータが図中矢
印B方向に回転すると、第2部材3のモータの回転によ
り連結駆動部材4は回転して第1結合部材2を持ち上
げ、180度回転することにより図7(c)に示す位置
に第1結合部材2を移動することができる。第1結合部
材2は同時に矢印A方向に180度回転することによ
り、第1部材2は最終的に図7(c)に示す位置とな
り、自動組立ユニット1としては図7(a)に示す位置
から直線方向に連結駆動部材4の軸間長さの分だけ移動
したこととなる。なお、上記作動において、第1結合部
材2は図中A方向とは逆方向に180度回転することに
よっても同様の作動を行うことができる。
体として図7に示すように直線上を移動することができ
る。即ち、図7(a)に示すように、第1結合部材2の
端面部7、及び第2結合部材3の端面部7’が共に多数
のユニットで構成されている床面24に接触している状
態から、第1結合部材2のモータが図7(b)中矢印A
方向に回転し、同時に第2結合部材3のモータが図中矢
印B方向に回転すると、第2部材3のモータの回転によ
り連結駆動部材4は回転して第1結合部材2を持ち上
げ、180度回転することにより図7(c)に示す位置
に第1結合部材2を移動することができる。第1結合部
材2は同時に矢印A方向に180度回転することによ
り、第1部材2は最終的に図7(c)に示す位置とな
り、自動組立ユニット1としては図7(a)に示す位置
から直線方向に連結駆動部材4の軸間長さの分だけ移動
したこととなる。なお、上記作動において、第1結合部
材2は図中A方向とは逆方向に180度回転することに
よっても同様の作動を行うことができる。
【0026】以下、図7(b)と同様に、第1結合部材
2が連結駆動部材4を同方向に回転し、第2結合部材3
が回転することにより図7(d)に示すように駆動さ
れ、移動することができる。上記作動において、床板2
4にも各結合部材の機構と同様の機構を備えたユニット
を敷き詰めておくことにより、上記のような作動を容易
に行うことができる。
2が連結駆動部材4を同方向に回転し、第2結合部材3
が回転することにより図7(d)に示すように駆動さ
れ、移動することができる。上記作動において、床板2
4にも各結合部材の機構と同様の機構を備えたユニット
を敷き詰めておくことにより、上記のような作動を容易
に行うことができる。
【0027】また、図7(b)に示すように第1部材が
床面24から離れる必要があるときには、前記結合・離
脱装置は、図3(c)に示すように形状記憶合金ばねに
通電加熱することにより、永久磁石を床面24から離す
ことができ、それにより第1結合部材2は自由に移動で
きる状態となり、第2結合部材3が連結駆動部材4を回
転することにより、床面24から容易に持ち上げること
ができる。
床面24から離れる必要があるときには、前記結合・離
脱装置は、図3(c)に示すように形状記憶合金ばねに
通電加熱することにより、永久磁石を床面24から離す
ことができ、それにより第1結合部材2は自由に移動で
きる状態となり、第2結合部材3が連結駆動部材4を回
転することにより、床面24から容易に持ち上げること
ができる。
【0028】本発明の自動組立ユニット1は、その単体
として図8〜図10に示すように、前記のようなユニッ
トで構成された平面上を各種の形態で移動することがで
きる。即ち、図8(a)の平面図に示すように床面上に
載置している状態から、第1結合部材2の側面部に設け
た結合・離脱装置により床面を吸着しつつ、第2結合部
材3側は自由状態とし、第1結合部材2の第1モータを
図中C方向に90度回転し、同時に第2結合部材3の第
2モータが図中D方向に90度回転することにより図8
(b)に示す状態となる。それにより図8(a)に示す
状態から図8(b)に示す状態まで連結駆動部材4の軸
間長さの半分の長さ移動したこととなる。同様に、第2
結合部材3の床面側の側面部に設けた結合・離脱装置に
より床面を吸着しつつ、第1結合部材2は自由状態と
し、第2結合部材3の第2モータを矢印D方向に90度
回転することにより連結駆動部材4を回動し、同時に第
1結合部材2の第1モータを矢印C方向に90度回転す
ることによって図8(c)に示す状態とすることができ
る。その結果図8(a)に示す状態から連結駆動部材4
の軸間長さ分だけ並進移動し、且つ第1結合部材2と第
2結合部材3とが入れ替わった状態となる。
として図8〜図10に示すように、前記のようなユニッ
トで構成された平面上を各種の形態で移動することがで
きる。即ち、図8(a)の平面図に示すように床面上に
載置している状態から、第1結合部材2の側面部に設け
た結合・離脱装置により床面を吸着しつつ、第2結合部
材3側は自由状態とし、第1結合部材2の第1モータを
図中C方向に90度回転し、同時に第2結合部材3の第
2モータが図中D方向に90度回転することにより図8
(b)に示す状態となる。それにより図8(a)に示す
状態から図8(b)に示す状態まで連結駆動部材4の軸
間長さの半分の長さ移動したこととなる。同様に、第2
結合部材3の床面側の側面部に設けた結合・離脱装置に
より床面を吸着しつつ、第1結合部材2は自由状態と
し、第2結合部材3の第2モータを矢印D方向に90度
回転することにより連結駆動部材4を回動し、同時に第
1結合部材2の第1モータを矢印C方向に90度回転す
ることによって図8(c)に示す状態とすることができ
る。その結果図8(a)に示す状態から連結駆動部材4
の軸間長さ分だけ並進移動し、且つ第1結合部材2と第
2結合部材3とが入れ替わった状態となる。
【0029】また、前記図8(a)と同様の図9(a)
に示す状態から、前記と同様の手法によって第1結合部
材2の第1モータのみを90度回転すると図9(b)に
示す状態となる。ここから第2結合部材3を固定状態と
し、第1結合部材2を自由状態として、第1結合部材2
を矢印E方向に90度回転すると図9(c)に示す状態
とすることができ、この状態は図9(a)の位置から第
1結合部材2の回転軸を中心に90度回転した位置とな
る。
に示す状態から、前記と同様の手法によって第1結合部
材2の第1モータのみを90度回転すると図9(b)に
示す状態となる。ここから第2結合部材3を固定状態と
し、第1結合部材2を自由状態として、第1結合部材2
を矢印E方向に90度回転すると図9(c)に示す状態
とすることができ、この状態は図9(a)の位置から第
1結合部材2の回転軸を中心に90度回転した位置とな
る。
【0030】更に前記図8(a)と同様の図10(a)
に示す状態から、前記と同様の手法により、第1結合部
材2の第1モータを90度回転すると共に、第2結合部
材3を矢印F方向に90度回転すると図10(b)に示
す状態となる。ここから第2結合部材3を固定状態とし
第2モータを矢印G方向に90度回転するとともに、第
1結合部材2を自由状態として第1モータを矢印H方向
に90度回転することにより図10(c)に示す状態と
することができ、この状態は図10(a)の位置からピ
ボット形式の移動が行われたこととなる。
に示す状態から、前記と同様の手法により、第1結合部
材2の第1モータを90度回転すると共に、第2結合部
材3を矢印F方向に90度回転すると図10(b)に示
す状態となる。ここから第2結合部材3を固定状態とし
第2モータを矢印G方向に90度回転するとともに、第
1結合部材2を自由状態として第1モータを矢印H方向
に90度回転することにより図10(c)に示す状態と
することができ、この状態は図10(a)の位置からピ
ボット形式の移動が行われたこととなる。
【0031】自動組立ユニット単体によっても上記のよ
うに種々の移動を行うことができるものであるが、これ
を2個組合わせると例えば図11に示すような作動を行
うことができる。即ち、図11(a)に示すように結合
した第1自動組立ユニットAと第2自動組立ユニットB
とを用い、第1自動組立ユニットAの第1結合部材2の
端面部を床面に固定状態とし、第1モータを駆動して連
結駆動部材4を90度回転すると図11(b)に示すよ
うに、第1自動組立ユニットAの第2部材3に第2自動
組立ユニットBが吸着したままで持ち上げられる。この
状態で第2モータを90度回転すると、第2自動組立ユ
ニットBも共に90度回転し図11(c)に示す状態と
なる。ここから第1モータを前記とは逆方向に90度回
転すると図11(d)に示す位置となり、この状態は図
11(a)に示す状態から第2自動組立ユニットBがそ
の長さ方向に90度回転した位置となる。それにより、
図11(a)において第2自動組立ユニットBは床面に
垂直方向に回動する状態から、図11(c)においては
床面に平行に回動する状態にモードを変更することがで
きる。なお、上記のように複数の自動組立ユニットを結
合するに際しては、例えば図1の電極が互いに連結する
ことにより、制御信号の授受及び電源の授受を行わせる
ことができ、相互に関連した作動を行わせることができ
る。
うに種々の移動を行うことができるものであるが、これ
を2個組合わせると例えば図11に示すような作動を行
うことができる。即ち、図11(a)に示すように結合
した第1自動組立ユニットAと第2自動組立ユニットB
とを用い、第1自動組立ユニットAの第1結合部材2の
端面部を床面に固定状態とし、第1モータを駆動して連
結駆動部材4を90度回転すると図11(b)に示すよ
うに、第1自動組立ユニットAの第2部材3に第2自動
組立ユニットBが吸着したままで持ち上げられる。この
状態で第2モータを90度回転すると、第2自動組立ユ
ニットBも共に90度回転し図11(c)に示す状態と
なる。ここから第1モータを前記とは逆方向に90度回
転すると図11(d)に示す位置となり、この状態は図
11(a)に示す状態から第2自動組立ユニットBがそ
の長さ方向に90度回転した位置となる。それにより、
図11(a)において第2自動組立ユニットBは床面に
垂直方向に回動する状態から、図11(c)においては
床面に平行に回動する状態にモードを変更することがで
きる。なお、上記のように複数の自動組立ユニットを結
合するに際しては、例えば図1の電極が互いに連結する
ことにより、制御信号の授受及び電源の授受を行わせる
ことができ、相互に関連した作動を行わせることができ
る。
【0032】自動組立ユニットを複数用いることによ
り、例えば図12に示すように各種の構造物を形成する
ことができる。即ち、図12において互いに端面部を吸
着させて上下方向に立設した柱状部材Pを、等間隔でX
軸方向に図中4個配列し、同様にY軸方向に図中3個配
列している。Y軸方向の柱状部材P間には、柱状部材と
同様の構成でX軸方向に延びる梁状部材Qを配置し、両
側の柱状部材と対面する部分は互いに吸着し固定状態と
している。それにより、全体として構成されるブロック
Rは強固な構造物とすることができる。なお、このよう
な構造物の状態から、互いの吸着固定部分を適宜離し、
所用のモータを駆動することにより、種々の形態に変更
することもできる。
り、例えば図12に示すように各種の構造物を形成する
ことができる。即ち、図12において互いに端面部を吸
着させて上下方向に立設した柱状部材Pを、等間隔でX
軸方向に図中4個配列し、同様にY軸方向に図中3個配
列している。Y軸方向の柱状部材P間には、柱状部材と
同様の構成でX軸方向に延びる梁状部材Qを配置し、両
側の柱状部材と対面する部分は互いに吸着し固定状態と
している。それにより、全体として構成されるブロック
Rは強固な構造物とすることができる。なお、このよう
な構造物の状態から、互いの吸着固定部分を適宜離し、
所用のモータを駆動することにより、種々の形態に変更
することもできる。
【0033】更に自動組立ユニットを複数組み合わせる
ことにより、図13に示すような任意の形状の平面部材
Sを構成することもできる。このような平面部材Sを用
いると、図14に示すような階段状の形状を含めた種々
の形状の構造物Tを形成することができる。その際、平
面内の結合を間引いて適宜両平面間の結合部として用い
ることにより、平面部材Sは単に1層のみではなく、2
層により形成することもでき、更に図12に示すような
構造物を平面上に広く配置することにより平面部材を形
成し、これを用いて図14に示すような構造物Tを構成
することができる。このような構造物Tにおいても、各
自動組立ユニットの吸着固定部分を適宜離脱し、所用の
モータを駆動することにより、種々の形態に変更するこ
ともできる。
ことにより、図13に示すような任意の形状の平面部材
Sを構成することもできる。このような平面部材Sを用
いると、図14に示すような階段状の形状を含めた種々
の形状の構造物Tを形成することができる。その際、平
面内の結合を間引いて適宜両平面間の結合部として用い
ることにより、平面部材Sは単に1層のみではなく、2
層により形成することもでき、更に図12に示すような
構造物を平面上に広く配置することにより平面部材を形
成し、これを用いて図14に示すような構造物Tを構成
することができる。このような構造物Tにおいても、各
自動組立ユニットの吸着固定部分を適宜離脱し、所用の
モータを駆動することにより、種々の形態に変更するこ
ともできる。
【0034】また、例えば図15の本発明の実施例を示
す模式図のように、中央の胴体部Aから側方4本の足B
を突出し、各足の端部に下方に向けて床面をとらえるこ
とのできる吸着部Cを配置し、胴体部Aの先端には頭部
Dを設け、後部には尾部Eを設けたサソリ状の四足移動
構造物Fを構成することもできる。また、足を多数設け
て、むかで形状にすることもできる。この構造の自動組
立ユニットの組立体も、その説明は省略するが、例えば
平面上に配置した板状体のものを、各自動組立ユニット
を順次前記図7〜図11の移動の組み合わせにより形成
することができる。また、更に種々の構造、形状の組み
合わせ体を形成することができる。
す模式図のように、中央の胴体部Aから側方4本の足B
を突出し、各足の端部に下方に向けて床面をとらえるこ
とのできる吸着部Cを配置し、胴体部Aの先端には頭部
Dを設け、後部には尾部Eを設けたサソリ状の四足移動
構造物Fを構成することもできる。また、足を多数設け
て、むかで形状にすることもできる。この構造の自動組
立ユニットの組立体も、その説明は省略するが、例えば
平面上に配置した板状体のものを、各自動組立ユニット
を順次前記図7〜図11の移動の組み合わせにより形成
することができる。また、更に種々の構造、形状の組み
合わせ体を形成することができる。
【0035】上記実施例は、自動組立ユニットを組み合
わせて実施できるほんの一部の例に過ぎず、ありとあら
ゆる構造に自由に変形することができ、例えば図16に
示すように、自由に形状を変化しながら、あらゆるとこ
ろを自由に移動できる三次元構造物の自動組立体とする
ことができる。各自動組立ユニット相互は、前記のよう
に電源の連結、制御信号路の連結を行い、更に各自動組
立ユニットにマイコンを搭載することにより、多数の結
合した自動組立ユニットが一つの生命体のような作動を
行わせることも可能となる。また、自動組立ユニットに
用いる吸着部としては前記実施例に示した電磁機構のほ
か、例えばL型フックを用いて相手側に掛け外しを行う
機構等、種々の結合機構を用いることもできる。また、
上記実施例において、駆動機構は連結駆動部材に設けた
例を示したが、例えば各結合部材内に設け、両結合部材
との連結部は単なる板状体とすることもできる。
わせて実施できるほんの一部の例に過ぎず、ありとあら
ゆる構造に自由に変形することができ、例えば図16に
示すように、自由に形状を変化しながら、あらゆるとこ
ろを自由に移動できる三次元構造物の自動組立体とする
ことができる。各自動組立ユニット相互は、前記のよう
に電源の連結、制御信号路の連結を行い、更に各自動組
立ユニットにマイコンを搭載することにより、多数の結
合した自動組立ユニットが一つの生命体のような作動を
行わせることも可能となる。また、自動組立ユニットに
用いる吸着部としては前記実施例に示した電磁機構のほ
か、例えばL型フックを用いて相手側に掛け外しを行う
機構等、種々の結合機構を用いることもできる。また、
上記実施例において、駆動機構は連結駆動部材に設けた
例を示したが、例えば各結合部材内に設け、両結合部材
との連結部は単なる板状体とすることもできる。
【0036】また、連結部材で連結される2個の結合部
材のうち、片側の結合部材には結合・離脱装置を設け、
他側の結合部材には永久磁石のみを設けることにより三
次元可動構造物の自動組立体を構成し、移動平面側にも
同様の結合離脱装置を設けるほか、例えば、2個の結合
部材に同様の構成の結合・離脱装置を設け、移動平面側
は鉄板等の磁石に吸着される均一な材質のものによって
形成することも可能である。
材のうち、片側の結合部材には結合・離脱装置を設け、
他側の結合部材には永久磁石のみを設けることにより三
次元可動構造物の自動組立体を構成し、移動平面側にも
同様の結合離脱装置を設けるほか、例えば、2個の結合
部材に同様の構成の結合・離脱装置を設け、移動平面側
は鉄板等の磁石に吸着される均一な材質のものによって
形成することも可能である。
【0037】更に、結合離脱装置が内部に配置されてい
る結合部材1の永久磁石の極性が例えば全て外側ががN
極にし、もう一方の結合部材2の極性は、全て外側がS
極、あるいは全てがN極とすることもできる。このよう
にすると、どのようにモジュールを組み合わせても、モ
ジュールの回転角が、0度または±90度である限り、
結合面ではN極とS極が対向する。なぜならば、3次元
チェッカーボードにおいて、最初に黒マスに置かれた結
合部材は、このモジュールで可能な90度単位の回転を
どのような順序で施しても黒マスにあり、白マスに置か
れた場合も同様に白マスであり続けるからである。
る結合部材1の永久磁石の極性が例えば全て外側ががN
極にし、もう一方の結合部材2の極性は、全て外側がS
極、あるいは全てがN極とすることもできる。このよう
にすると、どのようにモジュールを組み合わせても、モ
ジュールの回転角が、0度または±90度である限り、
結合面ではN極とS極が対向する。なぜならば、3次元
チェッカーボードにおいて、最初に黒マスに置かれた結
合部材は、このモジュールで可能な90度単位の回転を
どのような順序で施しても黒マスにあり、白マスに置か
れた場合も同様に白マスであり続けるからである。
【0038】
【発明の効果】本発明は、能動部分をもつ機械の構成が
容易であり、かつ、構造が簡単で長期間使用しても確実
に作動し、安価に製造することができる三次元構造物の
自動組立体とすることができる。
容易であり、かつ、構造が簡単で長期間使用しても確実
に作動し、安価に製造することができる三次元構造物の
自動組立体とすることができる。
【図1】本発明の三次元構造物の斜視図である。
【図2】図1の連結駆動部材を取り出した状態を示す斜
視図である。
視図である。
【図3】本発明の結合・離脱装置の原理を示す断面図で
ある。
ある。
【図4】図3に示す第2部材を示し、(a)は平面図、
(b)は永久磁石を外した状体の断面図である。
(b)は永久磁石を外した状体の断面図である。
【図5】図3に示す永久磁石の吸引力と円錐コイルばね
の特性等を示すグラフである。
の特性等を示すグラフである。
【図6】 本発明に用いる結合部材の分解図であり、
(a)は頂板の平面図、(b)は同断面図、(c)は円
錐コイルばねと形状記憶合金ばねの平面配置図、(d)
は同側面図、(e)は基板の平面図、(f)は同構成部
品を分解した状態の断面図、(g)は本体部材の一部横
断面を示す平面図、(h)は同縦断面図である。
(a)は頂板の平面図、(b)は同断面図、(c)は円
錐コイルばねと形状記憶合金ばねの平面配置図、(d)
は同側面図、(e)は基板の平面図、(f)は同構成部
品を分解した状態の断面図、(g)は本体部材の一部横
断面を示す平面図、(h)は同縦断面図である。
【図7】本発明の自動組立ユニットが直線上を移動する
状態の説明図である。
状態の説明図である。
【図8】本発明の自動組立ユニットが平面上を並進移動
する状態の平面図である。
する状態の平面図である。
【図9】本発明の自動組立ユニットが平面上を回転移動
する状態の平面図である。
する状態の平面図である。
【図10】本発明の自動組立ユニットが平面上をピボッ
ト式の移動を行う状態の平面図である。
ト式の移動を行う状態の平面図である。
【図11】本発明の自動組立ユニットを2個用いてモー
ド変更を行う例を示す斜視図である。
ド変更を行う例を示す斜視図である。
【図12】本発明の自動組立ユニットを多数用いて構造
物を形成する例を示す斜視図である。
物を形成する例を示す斜視図である。
【図13】本発明の自動組立ユニットを多数用いて平面
部材を形成する例を示す平面図である。
部材を形成する例を示す平面図である。
【図14】本発明の自動組立ユニットを多数用いて各種
構造物を形成する例を示す平面図である。
構造物を形成する例を示す平面図である。
【図15】本発明の自動組立ユニットを多数用いて4足
移動構造物を形成する例を示す斜視図である。
移動構造物を形成する例を示す斜視図である。
【図16】本発明の自動組立ユニットを多数用いた構造
物が変形しつつ移動する状態を示す説明図である。
物が変形しつつ移動する状態を示す説明図である。
1 自動組立ユニット
2 第1結合部材
3 第2結合部材
4 連結駆動部材
5 円筒面
6 円筒面部
7 端面部
10 第1側面部
11 第2側面部
12 連結凹部
13 カバー板
17 第1モータ
18 第2モータ
Claims (6)
- 【請求項1】 対向する両側面部及びその間に挟まれ両
側面部と直角をなす端面部に設けた結合・離脱装置と、
両側面部間に配置した連結部とからなる第1の結合部材
と、前記両側面部及び端面部に設けた永久磁石と連結部
からなる第2の結合部材を備えるとともに、両端が前記
両結合部材の連結部に回動自在に連結する連結部材を備
え、連結部材と結合部材を相対的に回転駆動する駆動装
置を備えたことを特徴とする三次元構造物の自動組立
体。 - 【請求項2】 対向する両側面部及びその間に挟まれ両
側面部と直角をなす端面部に各々独立して作動するよう
に設けた結合・離脱装置と、両側面部間に配置した連結
部とからなる結合部材を2個備えるとともに、両端が前
記両結合部材の連結部に回動自在に連結する連結部材を
備え、連結部材と結合部材を相対的に回転駆動する駆動
装置を備えたことを特徴とする三次元構造物の自動組立
体。 - 【請求項3】 前記結合・離脱装置は、頂板に対向して
移動自在に配置した基板と、基板上に固定した永久磁石
と、基板と頂板間に配置し常時両者を離す方向に付勢す
る圧縮コイルばねと基板と頂板間に配置した形状記憶ば
ねとを備え、該形状記憶ばねは、基板が頂板から最も離
れているときに基板と頂板のいずれかとは接触しない短
い第1形状と、基板が最も頂板に近接したときに基板と
頂板を離す方向に押圧する長い第2形状の2位置をとる
請求項1または請求項2記載の三次元構造物の自動組立
体。 - 【請求項4】 前記圧縮コイルばねは、永久磁石の吸着
特性に適合するように円錐コイルばねとした請求項3記
載の三次元構造物の自動組立体。 - 【請求項5】 前記連結部材側に、両結合部材を回転駆
動する駆動装置を設けた請求項1または請求項2記載の
三次元構造物の自動組立体。 - 【請求項6】 結合部材の内部に固定され頂板表面まで
延びる電極を設けた請求項1または請求項2記載の三次
元構造物の自動組立体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000340335A JP3448646B2 (ja) | 1999-11-09 | 2000-11-08 | 三次元可動構造物の自動組立体 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11-318644 | 1999-11-09 | ||
JP31864499 | 1999-11-09 | ||
JP2000340335A JP3448646B2 (ja) | 1999-11-09 | 2000-11-08 | 三次元可動構造物の自動組立体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001200989A JP2001200989A (ja) | 2001-07-27 |
JP3448646B2 true JP3448646B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=26569451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000340335A Expired - Lifetime JP3448646B2 (ja) | 1999-11-09 | 2000-11-08 | 三次元可動構造物の自動組立体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3448646B2 (ja) |
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JPWO2017061088A1 (ja) * | 2015-10-08 | 2018-07-26 | ソニー株式会社 | サーボモータ、サーボモータシステムおよび電力供給方法 |
US10102768B2 (en) * | 2016-03-19 | 2018-10-16 | Fujitsu Limited | Behavior variability and complexity modeling using a construction toy |
CN106420257B (zh) * | 2016-09-05 | 2018-11-09 | 南京航空航天大学 | 基于串联弹性驱动器的上肢用康复外骨骼机器人 |
CN108115686B (zh) * | 2017-12-19 | 2021-02-09 | 北京可以科技有限公司 | 一种模块化装置的构建提示方法及*** |
CN111359233A (zh) * | 2018-12-26 | 2020-07-03 | 深圳市优必选科技有限公司 | 积木组装方法以及积木 |
CN110116423B (zh) * | 2019-06-19 | 2024-02-27 | 重庆大学 | 一种传动轴保护装置、步行机器人关节结构及步行机器人 |
JP7008991B1 (ja) | 2020-08-31 | 2022-01-25 | 村田油圧機械株式会社 | 連絡ブリッジの連結構造 |
JP2022059706A (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-14 | 孝太 瀧上 | ロボットモジュール及びモジュール型ロボットシステム |
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-
2000
- 2000-11-08 JP JP2000340335A patent/JP3448646B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001200989A (ja) | 2001-07-27 |
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