JP3486639B2 - マニピュレータ - Google Patents
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/0009—Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/02—Hand grip control means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/06—Control stands, e.g. consoles, switchboards
- B25J13/065—Control stands, e.g. consoles, switchboards comprising joy-sticks
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- 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
- B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
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- 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
- B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
- B25J9/1045—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons comprising tensioning means
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- 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)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットの胴部等
の支持体に配設され関節部を有するマニピュレータに関
する。
の支持体に配設され関節部を有するマニピュレータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、発電所や工場等の特に危険性の高
い場所において、無人化が推し進められており、これに
ともない、作業員に代わって作業を行うマニピュレータ
が種々開発されている。従来のマニピュレータとして
は、モータ等の駆動部が各関節に組み込まれた駆動部組
み込み方式，ワイヤロープを引き回し単数のモータ等の
駆動部で複数の関節を駆動させるワイヤロープ方式等が
知られている。
い場所において、無人化が推し進められており、これに
ともない、作業員に代わって作業を行うマニピュレータ
が種々開発されている。従来のマニピュレータとして
は、モータ等の駆動部が各関節に組み込まれた駆動部組
み込み方式，ワイヤロープを引き回し単数のモータ等の
駆動部で複数の関節を駆動させるワイヤロープ方式等が
知られている。
【０００３】しかしながら、上記従来のマニピュレータ
は以下の課題を有していた。 （１）駆動部組み込み方式のマニピュレータは、駆動部
が各関節に組み込まれるので、マニピュレータ全体の重
量が大きくなり、マニピュレータを支えている部材（例
えば、マニピュレータの根元部のモータや装置全体を移
動させるためのモータ）のトルクを大きくする必要があ
る。よって、装置全体の重量も大きくなり、生産性に欠
けるとともに作業性に欠けるという課題を有していた。 （２）駆動部組み込み方式のマニピュレータは、各関節
に駆動部を配設するスペースを確保する必要があり、マ
ニピュレータが大型化し、延いては装置全体が大型化
し、生産性に欠けるとともに作業性に欠けるという課題
を有していた。 （３）ワイヤロープ方式のマニピュレータは、単数のモ
ータ等の駆動部を駆動させることによって、複数の関節
が連動して動作してしまうので、複雑な動作をさせるこ
とが困難であり、作業性に欠けるという課題を有してい
た。
は以下の課題を有していた。 （１）駆動部組み込み方式のマニピュレータは、駆動部
が各関節に組み込まれるので、マニピュレータ全体の重
量が大きくなり、マニピュレータを支えている部材（例
えば、マニピュレータの根元部のモータや装置全体を移
動させるためのモータ）のトルクを大きくする必要があ
る。よって、装置全体の重量も大きくなり、生産性に欠
けるとともに作業性に欠けるという課題を有していた。 （２）駆動部組み込み方式のマニピュレータは、各関節
に駆動部を配設するスペースを確保する必要があり、マ
ニピュレータが大型化し、延いては装置全体が大型化
し、生産性に欠けるとともに作業性に欠けるという課題
を有していた。 （３）ワイヤロープ方式のマニピュレータは、単数のモ
ータ等の駆動部を駆動させることによって、複数の関節
が連動して動作してしまうので、複雑な動作をさせるこ
とが困難であり、作業性に欠けるという課題を有してい
た。
【０００４】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、モータの動力の伝達を行うワイヤと、内部をワイヤ
が摺動するフレキシブルチューブと、を備え、モータを
マニピュレータ以外のロボットの胴部等に配設し、各関
節を各々のモータで動作させることにより、小型化及び
軽量化及び消費電力を節約することが可能であり作業性
に優れるとともに生産性に優れるマニピュレータを提供
することを目的とする。
で、モータの動力の伝達を行うワイヤと、内部をワイヤ
が摺動するフレキシブルチューブと、を備え、モータを
マニピュレータ以外のロボットの胴部等に配設し、各関
節を各々のモータで動作させることにより、小型化及び
軽量化及び消費電力を節約することが可能であり作業性
に優れるとともに生産性に優れるマニピュレータを提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のマニピュレータは、以下の構成を有してい
る。
に本発明のマニピュレータは、以下の構成を有してい
る。
【０００６】本発明の請求項１に記載のマニピュレータ
は、ロボットの胴部や工場の作業現場等の架台等の支持
体に配設され、１以上の関節部と、前記関節部を回動さ
せる回動機構と、を有し、前記回動機構が、前記関節部
に配設されたプーリと、一端が前記プーリに固定され他
端が前記支持体の所定部に配設されたモータに接続され
た線条のワイヤと、一端が前記プーリの側面の近傍に固
定され他端が前記モータの近傍に固定され前記ワイヤが
内部を通るフレキシブルチューブと、前記プーリに係合
して配設され前記モータが前記ワイヤを巻き取る際に収
縮する弾性体と、を備え、前記ワイヤの所定部に配設さ
れ前記ワイヤのテンションを検出するテンション検出機
構と、回動自在又は進退自在に配設された第１乃至第３
指部屈伸指示部と、前記テンション検出機構において前
記ワイヤのテンションとして検出された反力に基づいて
前記第１乃至第３指部屈伸指示部の移動の難易度を調節
する信号反力発生器と、を有する指操作装置と、を備
え、前記信号反力発生器が、前記ワイヤのテンションと
して検出された反力に基づく電流が流れる電磁石と、前
記電磁石に電流が流れると前進する磁性体からなる押え
板と、前記電磁石を流れる電流値により定まる押圧力で
前記押え板の前進により押圧される摩擦板と、前記第１
乃至第３指部屈伸指示部の動きに応じて左右に移動する
移動プーリと、一端が前記移動プーリに固定され他端が
前記摩擦板に固定されたワイヤと、を備え、一の前記プ
ーリに対して一の前記モータが配設されている構成を有
している。
は、ロボットの胴部や工場の作業現場等の架台等の支持
体に配設され、１以上の関節部と、前記関節部を回動さ
せる回動機構と、を有し、前記回動機構が、前記関節部
に配設されたプーリと、一端が前記プーリに固定され他
端が前記支持体の所定部に配設されたモータに接続され
た線条のワイヤと、一端が前記プーリの側面の近傍に固
定され他端が前記モータの近傍に固定され前記ワイヤが
内部を通るフレキシブルチューブと、前記プーリに係合
して配設され前記モータが前記ワイヤを巻き取る際に収
縮する弾性体と、を備え、前記ワイヤの所定部に配設さ
れ前記ワイヤのテンションを検出するテンション検出機
構と、回動自在又は進退自在に配設された第１乃至第３
指部屈伸指示部と、前記テンション検出機構において前
記ワイヤのテンションとして検出された反力に基づいて
前記第１乃至第３指部屈伸指示部の移動の難易度を調節
する信号反力発生器と、を有する指操作装置と、を備
え、前記信号反力発生器が、前記ワイヤのテンションと
して検出された反力に基づく電流が流れる電磁石と、前
記電磁石に電流が流れると前進する磁性体からなる押え
板と、前記電磁石を流れる電流値により定まる押圧力で
前記押え板の前進により押圧される摩擦板と、前記第１
乃至第３指部屈伸指示部の動きに応じて左右に移動する
移動プーリと、一端が前記移動プーリに固定され他端が
前記摩擦板に固定されたワイヤと、を備え、一の前記プ
ーリに対して一の前記モータが配設されている構成を有
している。
【０００７】この構成により、以下のような作用が得ら
れる。 （１）ワイヤを巻き取る方向にモータを駆動させること
により、関節部が移動する。また、ワイヤを送り出す方
向にモータを駆動させると、収縮させられた弾性体の復
元力により関節部は逆の方向に移動させることができ
る。 （２）ワイヤがフレキシブルチューブの中を通っている
ので、プーリと駆動部との間に他部材等の障害物が存在
していても駆動部からプーリへ直接ワイヤを接続させる
ことができる。 （３）モータがマニピュレータに配設されず、ロボット
の胴部等の支持体に配設されているので、各関節部にモ
ータを配設するためのスペースが不必要であり、各関節
部どうしの距離を短縮することができ、マニピュレータ
の軽量化及び小型化が容易にできる。マニピュレータを
小型化することにより、マニピュレータを有する装置全
体（例えば、ロボット）の小型化が可能であり搬送性に
優れるとともに狭い場所でも作業することができるので
作業性に優れる。また、マニピュレータを軽量化するこ
とにより、マニピュレータ全体の重量を支えている部分
（例えば、腕の根本）のモータや装置全体を移動させる
モータのトルクを小さくすることができるので、消費電
力を節約することができる。 （４）一つのモータに対して一つのプーリが配設されて
いるので、各々のモータを独立して制御することによ
り、各々の関節に他の関節から独立した動作をさせるこ
とができ、複雑な動作をさせることができ、作業性に優
れる。 （５）ワイヤのテンションを検出し、ジョイスティック
等の操作部やＣＲＴ等の表示部等の操作側にフィードバ
ックすることによって、モータによるワイヤの巻き取り
過ぎ等の事故を防ぐことができるので安全性に優れる。 （６）テンション検出機構において、ワイヤのテンショ
ンを第１乃至第３指部への反力として検出し、検出され
た反力に基づいて第１乃至第３指部屈伸指示部の移動の
難易度を調節することができる。よって、マニピュレー
タの第１乃至第３指部の反力に応じた反力を指操作装置
で再生し、操作者に伝えることができ、実態に則してマ
ニピュレータを操作できる。ここで、弾性体としては、
ねじりコイルばね等のばね体やゴム体等が用いられる。
フレキシブルチューブの端部には、フレキシブルチュー
ブの長さを調節するアジャスタを配設することが好まし
い。ワイヤの伸びに対応できるためである。ここで、テ
ンション検出機構としては、ポテンショメータを用いた
もの、抵抗歪式センサを用いたもの、水晶式力センサを
用いたもの等が用いられる。また、モータのトルクを検
出するトルクセンサを用いてもよい。テンションの検出
が必要な関節部には、請求項１に記載の回動機構を配設
することにより、より複雑で精度の高い作業をさせるこ
とができる。
れる。 （１）ワイヤを巻き取る方向にモータを駆動させること
により、関節部が移動する。また、ワイヤを送り出す方
向にモータを駆動させると、収縮させられた弾性体の復
元力により関節部は逆の方向に移動させることができ
る。 （２）ワイヤがフレキシブルチューブの中を通っている
ので、プーリと駆動部との間に他部材等の障害物が存在
していても駆動部からプーリへ直接ワイヤを接続させる
ことができる。 （３）モータがマニピュレータに配設されず、ロボット
の胴部等の支持体に配設されているので、各関節部にモ
ータを配設するためのスペースが不必要であり、各関節
部どうしの距離を短縮することができ、マニピュレータ
の軽量化及び小型化が容易にできる。マニピュレータを
小型化することにより、マニピュレータを有する装置全
体（例えば、ロボット）の小型化が可能であり搬送性に
優れるとともに狭い場所でも作業することができるので
作業性に優れる。また、マニピュレータを軽量化するこ
とにより、マニピュレータ全体の重量を支えている部分
（例えば、腕の根本）のモータや装置全体を移動させる
モータのトルクを小さくすることができるので、消費電
力を節約することができる。 （４）一つのモータに対して一つのプーリが配設されて
いるので、各々のモータを独立して制御することによ
り、各々の関節に他の関節から独立した動作をさせるこ
とができ、複雑な動作をさせることができ、作業性に優
れる。 （５）ワイヤのテンションを検出し、ジョイスティック
等の操作部やＣＲＴ等の表示部等の操作側にフィードバ
ックすることによって、モータによるワイヤの巻き取り
過ぎ等の事故を防ぐことができるので安全性に優れる。 （６）テンション検出機構において、ワイヤのテンショ
ンを第１乃至第３指部への反力として検出し、検出され
た反力に基づいて第１乃至第３指部屈伸指示部の移動の
難易度を調節することができる。よって、マニピュレー
タの第１乃至第３指部の反力に応じた反力を指操作装置
で再生し、操作者に伝えることができ、実態に則してマ
ニピュレータを操作できる。ここで、弾性体としては、
ねじりコイルばね等のばね体やゴム体等が用いられる。
フレキシブルチューブの端部には、フレキシブルチュー
ブの長さを調節するアジャスタを配設することが好まし
い。ワイヤの伸びに対応できるためである。ここで、テ
ンション検出機構としては、ポテンショメータを用いた
もの、抵抗歪式センサを用いたもの、水晶式力センサを
用いたもの等が用いられる。また、モータのトルクを検
出するトルクセンサを用いてもよい。テンションの検出
が必要な関節部には、請求項１に記載の回動機構を配設
することにより、より複雑で精度の高い作業をさせるこ
とができる。
【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は請求項１
に記載のマニピュレータであって、前記テンション検出
機構が、前記ワイヤと垂直方向に摺動自在に配設され一
端が前記ワイヤの所定部に当接したテンションプーリ
と、前記テンションプーリを前記ワイヤ側へ牽引する牽
引手段と、前記牽引手段の所定部に配設され前記牽引手
段の移動量にともなって抵抗値が変化するポテンショメ
ータと、を備えた構成を有している。
に記載のマニピュレータであって、前記テンション検出
機構が、前記ワイヤと垂直方向に摺動自在に配設され一
端が前記ワイヤの所定部に当接したテンションプーリ
と、前記テンションプーリを前記ワイヤ側へ牽引する牽
引手段と、前記牽引手段の所定部に配設され前記牽引手
段の移動量にともなって抵抗値が変化するポテンショメ
ータと、を備えた構成を有している。
【０００９】この構成により、請求項１の作用に加え、
以下のような作用が得られる。 （１）ワイヤのテンションに比例してワイヤの所定部が
テンションプーリを押圧し移動させ、これにともない牽
引手段も移動し、ポテンショメータの抵抗値が変化する
ので、ポテンショメータの抵抗値の変化量を用いてワイ
ヤのテンションを検出することができる。
以下のような作用が得られる。 （１）ワイヤのテンションに比例してワイヤの所定部が
テンションプーリを押圧し移動させ、これにともない牽
引手段も移動し、ポテンショメータの抵抗値が変化する
ので、ポテンショメータの抵抗値の変化量を用いてワイ
ヤのテンションを検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるマニピュレータについ
て、以下図面を参照しながら説明する。
て、以下図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態１におけるマニ
ピュレータの要部正面図であり、図２はその一部破断要
部側面図である。尚、図中の矢印は各々の部材の回動方
向を示す。
ピュレータの要部正面図であり、図２はその一部破断要
部側面図である。尚、図中の矢印は各々の部材の回動方
向を示す。
【００１２】
図１及び図２において、１は本発明の実施
の形態１におけるマニピュレータ、２はロボットの胴部
等（図示せず。以下、支持体という）に矢印Ａ方向に回
動自在に軸支された肩部、２ａは中心軸が支持体に軸支
される肩プーリ、２ｂは一端が肩プーリ２ａに固定され
た合成樹脂製や金属製の板状体等からなる肩部材、２ｃ
は肩部材２ｂの上下部に配設されたワイヤ用金具、２ｄ
はワイヤ用金具２ｃの立ち上がり部に穿設されたフレキ
シブルチューブ固定用孔部、２ｅは側面がフレキシブル
チューブ固定用孔部２ｄ付近に位置する小プーリを有す
るガイド部材、２ｆは肩プーリ２ａに固定されたエンド
レス状の肩ワイヤであり、支持体に配設された肩用モー
タ（図示せず）により回動させられている。２ｇは肩ワ
イヤ２ｆが内部に摺動自在に挿設された肩フレキシブル
チューブであり、一端が支持体の肩プーリ２ａの近傍に
固定され他端が肩用モータの近傍に固定されている。肩
用モータを駆動させることにより肩ワイヤ２ｆが回動
し、これにともない肩プーリ２ａが回動し延いては肩部
２が矢印Ａ方向に回動する。
の形態１におけるマニピュレータ、２はロボットの胴部
等（図示せず。以下、支持体という）に矢印Ａ方向に回
動自在に軸支された肩部、２ａは中心軸が支持体に軸支
される肩プーリ、２ｂは一端が肩プーリ２ａに固定され
た合成樹脂製や金属製の板状体等からなる肩部材、２ｃ
は肩部材２ｂの上下部に配設されたワイヤ用金具、２ｄ
はワイヤ用金具２ｃの立ち上がり部に穿設されたフレキ
シブルチューブ固定用孔部、２ｅは側面がフレキシブル
チューブ固定用孔部２ｄ付近に位置する小プーリを有す
るガイド部材、２ｆは肩プーリ２ａに固定されたエンド
レス状の肩ワイヤであり、支持体に配設された肩用モー
タ（図示せず）により回動させられている。２ｇは肩ワ
イヤ２ｆが内部に摺動自在に挿設された肩フレキシブル
チューブであり、一端が支持体の肩プーリ２ａの近傍に
固定され他端が肩用モータの近傍に固定されている。肩
用モータを駆動させることにより肩ワイヤ２ｆが回動
し、これにともない肩プーリ２ａが回動し延いては肩部
２が矢印Ａ方向に回動する。
【００１３】
３は上部が肩部２に矢印Ｂ方向に回動自在
に軸支された上腕部であり、上部が２枚の肩部材２ｂに
挟持され軸支されている。３ａは上部に上腕プーリ３ｂ
が固定され上腕プーリ３ｂと同軸に肩部材２ｂに軸支さ
れた合成樹脂製や金属製の板状体等からなる上腕部材、
３ｃは上腕部材３ａの下端部に固定されたスラストベア
リング、３ｄは支持体に配設された上腕用モータ（図示
せず）に回動させられ上腕用モータからフレキシブルチ
ューブ固定用孔部２ｄ，ガイド部材２ｅ，上腕プーリ３
ｂ，ガイド部材２ｅ，フレキシブルチューブ固定用孔部
２ｄを経て上腕用モータに戻るエンドレス状の上腕ワイ
ヤであり、上腕プーリ３ｂに固定されている。３ｅは上
腕ワイヤ３ｄが内部を摺動する上腕フレキシブルチュー
ブであり、一端がフレキシブルチューブ固定用孔部２ｄ
に固定され他端が上腕用モータの近傍に固定されてい
る。３ｆは上腕部材３ａの側面に配設され後述の第１中
腕フレキシブルチューブの端部が固定されるフレキシブ
ルチューブ固定部、３ｇはフレキシブルチューブ固定部
３ｆの下方に配設され転動面に溝部が形成されたガイド
部材である。上腕用モータを駆動させることにより上腕
ワイヤ３ｄが回動し、これにともない上腕プーリ３ｂが
回動し延いては上腕部３が矢印Ｂ方向に回動する。
に軸支された上腕部であり、上部が２枚の肩部材２ｂに
挟持され軸支されている。３ａは上部に上腕プーリ３ｂ
が固定され上腕プーリ３ｂと同軸に肩部材２ｂに軸支さ
れた合成樹脂製や金属製の板状体等からなる上腕部材、
３ｃは上腕部材３ａの下端部に固定されたスラストベア
リング、３ｄは支持体に配設された上腕用モータ（図示
せず）に回動させられ上腕用モータからフレキシブルチ
ューブ固定用孔部２ｄ，ガイド部材２ｅ，上腕プーリ３
ｂ，ガイド部材２ｅ，フレキシブルチューブ固定用孔部
２ｄを経て上腕用モータに戻るエンドレス状の上腕ワイ
ヤであり、上腕プーリ３ｂに固定されている。３ｅは上
腕ワイヤ３ｄが内部を摺動する上腕フレキシブルチュー
ブであり、一端がフレキシブルチューブ固定用孔部２ｄ
に固定され他端が上腕用モータの近傍に固定されてい
る。３ｆは上腕部材３ａの側面に配設され後述の第１中
腕フレキシブルチューブの端部が固定されるフレキシブ
ルチューブ固定部、３ｇはフレキシブルチューブ固定部
３ｆの下方に配設され転動面に溝部が形成されたガイド
部材である。上腕用モータを駆動させることにより上腕
ワイヤ３ｄが回動し、これにともない上腕プーリ３ｂが
回動し延いては上腕部３が矢印Ｂ方向に回動する。
【００１４】
４は上部が上腕部３の下端部に矢印Ｃ方向
に回動自在に軸支された第１中腕部、４ａはスラストベ
アリング３ｃの下面にスラストベアリング３ｃと同軸に
固定された第１中腕プーリ、４ｂは上部が第１中腕プー
リ４ａの下面に固定された合成樹脂製や金属製の板状体
等からなる第１中腕部材であり、２枚の第１中腕部材４
ｂが後述の第２中腕部の上部を挟持し軸で軸支してい
る。４ｃは第１中腕部材４ｂの側部に形成され後述の第
２指フレキシブルチューブの端部が固定されるフレキシ
ブルチューブ固定部、４ｄは両端が２枚の第１中腕部材
４ｂの内側壁に各々固定され転動面に溝部が形成された
ガイド部材である。４ｅは第１中腕用モータ（図示せ
ず）に回動させられ第１中腕用モータからフレキシブル
チューブ固定部３ｆ，ガイド部材３ｇを通り、第１中腕
プーリ４ａを周回して、ガイド部材３ｇ，フレキシブル
チューブ固定部３ｆを経て第１中腕用モータに戻るエン
ドレス状の第１中腕ワイヤ、４ｆは内部に第１中腕ワイ
ヤ４ｅが摺動自在に挿設された第１中腕フレキシブルチ
ューブであり、一端がフレキシブルチューブ固定部３ｆ
に固定され他端が第１中腕用モータの近傍に固定されて
いる。第１中腕用モータを駆動させることにより、第１
中腕ワイヤ４ｅが回動しこれにともない第１中腕プーリ
４ａが回動し延いては第１中腕部４が矢印Ｃ方向に回動
する。
に回動自在に軸支された第１中腕部、４ａはスラストベ
アリング３ｃの下面にスラストベアリング３ｃと同軸に
固定された第１中腕プーリ、４ｂは上部が第１中腕プー
リ４ａの下面に固定された合成樹脂製や金属製の板状体
等からなる第１中腕部材であり、２枚の第１中腕部材４
ｂが後述の第２中腕部の上部を挟持し軸で軸支してい
る。４ｃは第１中腕部材４ｂの側部に形成され後述の第
２指フレキシブルチューブの端部が固定されるフレキシ
ブルチューブ固定部、４ｄは両端が２枚の第１中腕部材
４ｂの内側壁に各々固定され転動面に溝部が形成された
ガイド部材である。４ｅは第１中腕用モータ（図示せ
ず）に回動させられ第１中腕用モータからフレキシブル
チューブ固定部３ｆ，ガイド部材３ｇを通り、第１中腕
プーリ４ａを周回して、ガイド部材３ｇ，フレキシブル
チューブ固定部３ｆを経て第１中腕用モータに戻るエン
ドレス状の第１中腕ワイヤ、４ｆは内部に第１中腕ワイ
ヤ４ｅが摺動自在に挿設された第１中腕フレキシブルチ
ューブであり、一端がフレキシブルチューブ固定部３ｆ
に固定され他端が第１中腕用モータの近傍に固定されて
いる。第１中腕用モータを駆動させることにより、第１
中腕ワイヤ４ｅが回動しこれにともない第１中腕プーリ
４ａが回動し延いては第１中腕部４が矢印Ｃ方向に回動
する。
【００１５】
５は上部が第１中腕部４の下部に矢印Ｄ方
向に回動自在に軸支された第２中腕部、５ａは上部に第
２中腕プーリ５ｂが固定され第２中腕プーリ５ｂと同軸
に第１中腕部材４ｂの下部に軸支された合成樹脂製や金
属製の板状体からなる第２中腕部材、５ｃは第２中腕部
材５ａの下端部に固定されたスラストベアリング、５ｄ
は第２中腕用モータ（図示せず）からフレキシブルチュ
ーブ固定部４ｃ，ガイド部材４ｄを経て、第２中腕プー
リ５ｂを周回し、フレキシブルチューブ固定部４ｃを経
て第２中腕用モータに戻るエンドレス状の第２中腕ワイ
ヤ、５ｅは内部に第２中腕ワイヤ５ｄが摺動自在に挿設
された第２中腕フレキシブルチューブであり、一端がフ
レキシブルチューブ固定部４ｃに固定され他端が第２中
腕用モータの近傍に固定された第２中腕フレキシブルチ
ューブ、５ｆは第２中腕部材５ａの側部に配設され後述
の下腕フレキシブルチューブの端部が固定されるフレキ
シブルチューブ固定部、５ｇはフレキシブルチューブ固
定部５ｆの下方に配設され転動面に溝部が形成されたガ
イド部材である。第２中腕用モータを駆動させることに
より、第２中腕ワイヤ５ｄが回動しこれにともない第２
中腕プーリ５ｂが回動し延いては第２中腕部５が矢印Ｄ
方向に回動する。
向に回動自在に軸支された第２中腕部、５ａは上部に第
２中腕プーリ５ｂが固定され第２中腕プーリ５ｂと同軸
に第１中腕部材４ｂの下部に軸支された合成樹脂製や金
属製の板状体からなる第２中腕部材、５ｃは第２中腕部
材５ａの下端部に固定されたスラストベアリング、５ｄ
は第２中腕用モータ（図示せず）からフレキシブルチュ
ーブ固定部４ｃ，ガイド部材４ｄを経て、第２中腕プー
リ５ｂを周回し、フレキシブルチューブ固定部４ｃを経
て第２中腕用モータに戻るエンドレス状の第２中腕ワイ
ヤ、５ｅは内部に第２中腕ワイヤ５ｄが摺動自在に挿設
された第２中腕フレキシブルチューブであり、一端がフ
レキシブルチューブ固定部４ｃに固定され他端が第２中
腕用モータの近傍に固定された第２中腕フレキシブルチ
ューブ、５ｆは第２中腕部材５ａの側部に配設され後述
の下腕フレキシブルチューブの端部が固定されるフレキ
シブルチューブ固定部、５ｇはフレキシブルチューブ固
定部５ｆの下方に配設され転動面に溝部が形成されたガ
イド部材である。第２中腕用モータを駆動させることに
より、第２中腕ワイヤ５ｄが回動しこれにともない第２
中腕プーリ５ｂが回動し延いては第２中腕部５が矢印Ｄ
方向に回動する。
【００１６】
６は上部が第２中腕部５の下部に矢印Ｅ方
向に回動自在に軸支された下腕部、６ａはスラストベア
リング５ｃの下面にスラストベアリング５ｃと同軸に固
定された下腕プーリ、６ｂは上部が下腕プーリ６ａの下
面に固定された合成樹脂製や金属製の板状体等からなる
下腕部材、６ｃは下腕部材６ｂの側壁に形成されたフレ
キシブルチューブ固定部、６ｄは両端が２枚の下腕部材
６ｂの内側壁に各々固定され転動面に溝部が形成された
ガイド部材、６ｅは下腕用モータ（図示せず）に回動さ
せられ下腕用モータからフレキシブルチューブ固定部５
ｆ，ガイド部材５ｇ，下腕プーリ６ａ，ガイド部材５
ｇ，フレキシブルチューブ固定部５ｆを経て下腕用モー
タに戻るエンドレス状の下腕ワイヤ、６ｆは内部に下腕
ワイヤ６ｅが摺動自在に挿設された下腕フレキシブルチ
ューブであり、一端がフレキシブルチューブ固定部５ｆ
に固定され他端が下腕用モータの近傍に固定されてい
る。下腕用モータを駆動させることにより、下腕ワイヤ
６ｅが回動し、これにともない下腕プーリ６ａが回動
し、延いては下腕部６が矢印Ｅ方向に回動する。
向に回動自在に軸支された下腕部、６ａはスラストベア
リング５ｃの下面にスラストベアリング５ｃと同軸に固
定された下腕プーリ、６ｂは上部が下腕プーリ６ａの下
面に固定された合成樹脂製や金属製の板状体等からなる
下腕部材、６ｃは下腕部材６ｂの側壁に形成されたフレ
キシブルチューブ固定部、６ｄは両端が２枚の下腕部材
６ｂの内側壁に各々固定され転動面に溝部が形成された
ガイド部材、６ｅは下腕用モータ（図示せず）に回動さ
せられ下腕用モータからフレキシブルチューブ固定部５
ｆ，ガイド部材５ｇ，下腕プーリ６ａ，ガイド部材５
ｇ，フレキシブルチューブ固定部５ｆを経て下腕用モー
タに戻るエンドレス状の下腕ワイヤ、６ｆは内部に下腕
ワイヤ６ｅが摺動自在に挿設された下腕フレキシブルチ
ューブであり、一端がフレキシブルチューブ固定部５ｆ
に固定され他端が下腕用モータの近傍に固定されてい
る。下腕用モータを駆動させることにより、下腕ワイヤ
６ｅが回動し、これにともない下腕プーリ６ａが回動
し、延いては下腕部６が矢印Ｅ方向に回動する。
【００１７】
７は下腕部６の下部に矢印Ｆ方向に回動自
在に軸支された手首部、７ａは上部に手首プーリ７ｂが
固定され手首プーリ７ｂと同軸に下腕部材６ｂの下部に
軸支された合成樹脂製や金属製の板状体からなる手首部
材、７ｃは手首部材７ａの側部に配設されたフレキシブ
ルチューブ固定部、７ｄはフレキシブルチューブ固定部
７ｃの斜め下方に配設され転動面に溝部が形成されたガ
イド部材、７ｅは手首用モータ（図示せず）に回動させ
られ手首用モータからフレキシブルチューブ固定部６
ｃ，ガイド部材６ｄ，手首プーリ７ｂ，フレキシブルチ
ューブ固定部６ｃを経て手首用モータに戻るエンドレス
状の手首ワイヤ、７ｆは内部に手首ワイヤ７ｅが摺動自
在に挿設された手首フレキシブルチューブであり、一端
がフレキシブルチューブ固定部６ｃに固定され他端が手
首用モータの近傍に固定されている。手首用モータを駆
動させることにより、手首ワイヤ７ｅが回動し、これに
より手首プーリ７ｂが回動し、延いては手首部７が矢印
Ｆ方向に回動する。
在に軸支された手首部、７ａは上部に手首プーリ７ｂが
固定され手首プーリ７ｂと同軸に下腕部材６ｂの下部に
軸支された合成樹脂製や金属製の板状体からなる手首部
材、７ｃは手首部材７ａの側部に配設されたフレキシブ
ルチューブ固定部、７ｄはフレキシブルチューブ固定部
７ｃの斜め下方に配設され転動面に溝部が形成されたガ
イド部材、７ｅは手首用モータ（図示せず）に回動させ
られ手首用モータからフレキシブルチューブ固定部６
ｃ，ガイド部材６ｄ，手首プーリ７ｂ，フレキシブルチ
ューブ固定部６ｃを経て手首用モータに戻るエンドレス
状の手首ワイヤ、７ｆは内部に手首ワイヤ７ｅが摺動自
在に挿設された手首フレキシブルチューブであり、一端
がフレキシブルチューブ固定部６ｃに固定され他端が手
首用モータの近傍に固定されている。手首用モータを駆
動させることにより、手首ワイヤ７ｅが回動し、これに
より手首プーリ７ｂが回動し、延いては手首部７が矢印
Ｆ方向に回動する。
【００１８】
８は上部が手首部７の下部に矢印Ｇ方向に
回動自在に軸支された手部、９は手部８の側部に配設さ
れた第１指部（親指）、１０は手部８の下部に配設され
た第２指部、１１は手部８の下部に第２指部１０に並設
して配設された第３指部である。
回動自在に軸支された手部、９は手部８の側部に配設さ
れた第１指部（親指）、１０は手部８の下部に配設され
た第２指部、１１は手部８の下部に第２指部１０に並設
して配設された第３指部である。
【００１９】
次に手部及び第１指部並びに第２指部並び
に第３指部の詳細について、以下図面を参照しながら説
明する。図３は手部及び第１指部並びに第２指部並びに
第３指部付近の要部拡大正面図であり、図４はその一部
破断要部拡大側面図である。図３及び図４において、６
ｄはガイド部材、７は手首部、７ａは手首部材、７ｂは
手首プーリ、７ｃはフレキシブルチューブ固定部，７ｄ
はガイド部材，７ｅは手首ワイヤ，８は手部、９は第１
指部、１０は第２指部、１１は第３指部であり、これら
は図１又は図２と同様のものなので、同一の符号を付し
てその説明を省略する。
に第３指部の詳細について、以下図面を参照しながら説
明する。図３は手部及び第１指部並びに第２指部並びに
第３指部付近の要部拡大正面図であり、図４はその一部
破断要部拡大側面図である。図３及び図４において、６
ｄはガイド部材、７は手首部、７ａは手首部材、７ｂは
手首プーリ、７ｃはフレキシブルチューブ固定部，７ｄ
はガイド部材，７ｅは手首ワイヤ，８は手部、９は第１
指部、１０は第２指部、１１は第３指部であり、これら
は図１又は図２と同様のものなので、同一の符号を付し
てその説明を省略する。
【００２０】
８ａは上部に回転軸８ｂが固定された手部
材であり、回転軸８ｂで手首部材７ａの下部に軸支され
ている。８ｃは回転軸８ｂに固定された手プーリ、８ｄ
は後述の第１指部９の端部を軸支する軸支部、８ｅは手
部材８ａの側部に形成されたフレキシブルチューブ固定
部，８ｆは後述の第１指ワイヤ，第２指ワイヤ，第３指
ワイヤの３本のワイヤを各々ガイドする３個のガイド部
材、８ｇは後述の第２指ワイヤをガイドするガイド部
材、８ｈは後述の第３指ワイヤをガイドするガイド部
材、８ｉはガイド部材８ｇ，８ｈを通過した第２指ワイ
ヤ及び第３指ワイヤをガイドするガイド部材、８ｊは手
用モータ（図示せず）からフレキシブルチューブ固定部
７ｃ，ガイド部材７ｄ，手プーリ８ｃ，ガイド部材７
ｄ，フレキシブルチューブ固定部７ｃを経て手用モータ
に戻るエンドレス状の手ワイヤ、８ｋは内部に手ワイヤ
８ｊが摺動自在に挿設された手フレキシブルチューブで
あり一端がフレキシブルチューブ固定部７ｃに固定され
他端が手用モータの近傍に固定されている。手用モータ
を駆動させることにより、手ワイヤ８ｊが回動し、これ
にともない手プーリ８ｃが回動し、延いては手部８が矢
印Ｇ方向に回動する。
材であり、回転軸８ｂで手首部材７ａの下部に軸支され
ている。８ｃは回転軸８ｂに固定された手プーリ、８ｄ
は後述の第１指部９の端部を軸支する軸支部、８ｅは手
部材８ａの側部に形成されたフレキシブルチューブ固定
部，８ｆは後述の第１指ワイヤ，第２指ワイヤ，第３指
ワイヤの３本のワイヤを各々ガイドする３個のガイド部
材、８ｇは後述の第２指ワイヤをガイドするガイド部
材、８ｈは後述の第３指ワイヤをガイドするガイド部
材、８ｉはガイド部材８ｇ，８ｈを通過した第２指ワイ
ヤ及び第３指ワイヤをガイドするガイド部材、８ｊは手
用モータ（図示せず）からフレキシブルチューブ固定部
７ｃ，ガイド部材７ｄ，手プーリ８ｃ，ガイド部材７
ｄ，フレキシブルチューブ固定部７ｃを経て手用モータ
に戻るエンドレス状の手ワイヤ、８ｋは内部に手ワイヤ
８ｊが摺動自在に挿設された手フレキシブルチューブで
あり一端がフレキシブルチューブ固定部７ｃに固定され
他端が手用モータの近傍に固定されている。手用モータ
を駆動させることにより、手ワイヤ８ｊが回動し、これ
にともない手プーリ８ｃが回動し、延いては手部８が矢
印Ｇ方向に回動する。
【００２１】
９は一端部が手部８の中程に矢印Ｈ１，Ｈ
２方向に回動自在に軸支された第１指部、９ａは一端部
に第１指プーリ９ｂが固定され該一端部が第１指プーリ
９ｂと同軸に軸支部８ｄに軸支された第１指部材、９ｃ
は第１指プーリ９ｂに環装されたねじりコイルばね、９
ｄは一端が第１指用モータ（図示せず）に接続されフレ
キシブルチューブ固定部８ｅ，ガイド部材８ｆを経て他
端が第１指プーリ９ｂに固定された第１指ワイヤ，９ｅ
は内部に第１指ワイヤ９ｄが摺動自在に挿設された第１
指フレキシブルチューブであり、一端がフレキシブルチ
ューブ固定部８ｅに固定され他端が第１指用モータの近
傍に接続されている。第１指用モータを第１指ワイヤ９
ｄを巻き取る方向に駆動させることにより第１指ワイヤ
９ｄが第１指用モータ側へ牽引され第１指部材９ａが矢
印Ｈ１方向に移動する。第１指用モータを第１指ワイヤ
９ｄを送り出す方向に駆動させるとねじりコイルばね９
ｃの復元力により第１指部材９ａがＨ２方向へ移動す
る。
２方向に回動自在に軸支された第１指部、９ａは一端部
に第１指プーリ９ｂが固定され該一端部が第１指プーリ
９ｂと同軸に軸支部８ｄに軸支された第１指部材、９ｃ
は第１指プーリ９ｂに環装されたねじりコイルばね、９
ｄは一端が第１指用モータ（図示せず）に接続されフレ
キシブルチューブ固定部８ｅ，ガイド部材８ｆを経て他
端が第１指プーリ９ｂに固定された第１指ワイヤ，９ｅ
は内部に第１指ワイヤ９ｄが摺動自在に挿設された第１
指フレキシブルチューブであり、一端がフレキシブルチ
ューブ固定部８ｅに固定され他端が第１指用モータの近
傍に接続されている。第１指用モータを第１指ワイヤ９
ｄを巻き取る方向に駆動させることにより第１指ワイヤ
９ｄが第１指用モータ側へ牽引され第１指部材９ａが矢
印Ｈ１方向に移動する。第１指用モータを第１指ワイヤ
９ｄを送り出す方向に駆動させるとねじりコイルばね９
ｃの復元力により第１指部材９ａがＨ２方向へ移動す
る。
【００２２】
１０は上部が手部８の下部にＩ１，Ｉ２方
向に回動自在に軸支された第２指部、１０ａは上部に上
部第２指部プーリ１０ｂが固定され該上部が上部第２指
部プーリ１０ｂと同軸に手部材８ａの下部に軸支された
上部第２指部材、１０ｃは上部第２指部材１０ａの中程
に固定されたガイド部材、１０ｄは上部に下部第２指部
プーリ１０ｅが固定され該上部が下部第２指部プーリ１
０ｅと同軸に上部第２指部材１０ａの下部に軸支された
下部第２指部材、１０ｆは下部第２指部材１０ｄの中程
に固定されたガイド部材、１０ｇは上部に指先第２指部
プーリ１０ｈが固定され該上部が指先第２指部プーリ１
０ｈと同軸に下部第２指部材１０ｄの下部に軸支された
指先第２指部材、１０ｉは指先第２指部材１０ｇの中程
に固定されたワイヤ固定部、１０ｊは上部第２指部プー
リ１０ｂに環装され一端部がガイド部材８ｉに当接し他
端部がガイド部材１０ｃに当接したねじりコイルばね、
１０ｋは下部第２指部プーリ１０ｅに環装され一端部が
ガイド部材１０ｃに当接し他端部がガイド部材１０ｆに
当接したねじりコイルばね、１０ｌは指先第２指部プー
リ１０ｈに環装され一端部がガイド部材１０ｆに当接し
他端部がワイヤ固定部１０ｉに当接したねじりコイルば
ね、１０ｍは一端が第２指用モータ（図示せず）に接続
されフレキシブルチューブ固定部８ｅ，ガイド部材８
ｆ，８ｇ，８ｉ，上部第２指部プーリ１０ｂ，ガイド部
材１０ｃ，下部第２指部プーリ１０ｅ，ガイド部材１０
ｆ，指先第２指部プーリ１０ｈを経て他端がワイヤ固定
部１０ｉに固定された第２指ワイヤ、１０ｎは内部に第
２指ワイヤ１０ｍが摺動自在に挿設され一端がフレキシ
ブルチューブ固定部８ｅに固定され他端が第２指用モー
タの近傍に固定された第２指フレキシブルチューブであ
る。第２指用モータを第２指ワイヤ１０ｍを巻き取る方
向に駆動させることにより第２指ワイヤ１０ｍが牽引さ
れ第２指部１０がＩ１方向に移動する。第２指用モータ
を第２指ワイヤ１０ｍを送り出す方向に駆動させるとね
じりコイルばね１０ｊ，１０ｋ，１０ｌの復元力により
第２指部１０がＩ２方向へ移動する。１１は上部が手部
８の下部にＩ方向に回動自在に軸支されかつ第２指部１
０に併設された第３指部、１１ａは第２指部１０と構成
が同一であり指先部に第３指ワイヤが固定された駆動第
３指部、１１ｂは駆動第３指部１１ａと一体に動作をす
る従動第３指部である。尚、小指に相当する第４指部も
第１指部９と同様に配設することができる。
向に回動自在に軸支された第２指部、１０ａは上部に上
部第２指部プーリ１０ｂが固定され該上部が上部第２指
部プーリ１０ｂと同軸に手部材８ａの下部に軸支された
上部第２指部材、１０ｃは上部第２指部材１０ａの中程
に固定されたガイド部材、１０ｄは上部に下部第２指部
プーリ１０ｅが固定され該上部が下部第２指部プーリ１
０ｅと同軸に上部第２指部材１０ａの下部に軸支された
下部第２指部材、１０ｆは下部第２指部材１０ｄの中程
に固定されたガイド部材、１０ｇは上部に指先第２指部
プーリ１０ｈが固定され該上部が指先第２指部プーリ１
０ｈと同軸に下部第２指部材１０ｄの下部に軸支された
指先第２指部材、１０ｉは指先第２指部材１０ｇの中程
に固定されたワイヤ固定部、１０ｊは上部第２指部プー
リ１０ｂに環装され一端部がガイド部材８ｉに当接し他
端部がガイド部材１０ｃに当接したねじりコイルばね、
１０ｋは下部第２指部プーリ１０ｅに環装され一端部が
ガイド部材１０ｃに当接し他端部がガイド部材１０ｆに
当接したねじりコイルばね、１０ｌは指先第２指部プー
リ１０ｈに環装され一端部がガイド部材１０ｆに当接し
他端部がワイヤ固定部１０ｉに当接したねじりコイルば
ね、１０ｍは一端が第２指用モータ（図示せず）に接続
されフレキシブルチューブ固定部８ｅ，ガイド部材８
ｆ，８ｇ，８ｉ，上部第２指部プーリ１０ｂ，ガイド部
材１０ｃ，下部第２指部プーリ１０ｅ，ガイド部材１０
ｆ，指先第２指部プーリ１０ｈを経て他端がワイヤ固定
部１０ｉに固定された第２指ワイヤ、１０ｎは内部に第
２指ワイヤ１０ｍが摺動自在に挿設され一端がフレキシ
ブルチューブ固定部８ｅに固定され他端が第２指用モー
タの近傍に固定された第２指フレキシブルチューブであ
る。第２指用モータを第２指ワイヤ１０ｍを巻き取る方
向に駆動させることにより第２指ワイヤ１０ｍが牽引さ
れ第２指部１０がＩ１方向に移動する。第２指用モータ
を第２指ワイヤ１０ｍを送り出す方向に駆動させるとね
じりコイルばね１０ｊ，１０ｋ，１０ｌの復元力により
第２指部１０がＩ２方向へ移動する。１１は上部が手部
８の下部にＩ方向に回動自在に軸支されかつ第２指部１
０に併設された第３指部、１１ａは第２指部１０と構成
が同一であり指先部に第３指ワイヤが固定された駆動第
３指部、１１ｂは駆動第３指部１１ａと一体に動作をす
る従動第３指部である。尚、小指に相当する第４指部も
第１指部９と同様に配設することができる。
【００２３】
以上のように構成された本発明の実施の形
態１のマニピュレータによれば、以下のような作用が得
られる。 （１）肩用モータ，上腕用モータ，第１中腕用モータ，
第２中腕用モータ，下腕用モータ，手首用モータ，手用
モータを駆動させることにより、肩ワイヤ２ｆ，上腕ワ
イヤ３ｄ，第１中腕ワイヤ４ｅ，第２中腕ワイヤ５ｄ，
下腕ワイヤ６ｅ，手首ワイヤ７ｅ，手ワイヤ８ｊが回動
し、これにともない肩プーリ２ａ，上腕プーリ３ｂ，第
１中腕プーリ４ａ，第２中腕プーリ５ｂ，下腕プーリ６
ａ，手首プーリ７ｂ，手プーリ８ｃが回動し、延いては
肩部２，上腕部３，第１中腕部４，第２中腕部５，下腕
部６，手首部７，手部８が回動する。 （２）第１指用モータ，第２指用モータ，第３指用モー
タを各々のワイヤを巻き取る方向に駆動させることによ
り、第１指部９，第２指部１０，第３指部１１が移動す
る。第１指用モータ，第２指用モータ，第３指用モータ
を各々のワイヤを送り出す方向に駆動させることによ
り、各々のねじりコイルばねの復元力により移動前の位
置（手が開いた状態の位置）へ戻る。 （３）各々のワイヤがフレキシブルチューブを通ってい
るので、プーリとモータとの間に他部材等の障害物が存
在していてもモータからプーリへ直接ワイヤを接続させ
ることができる。 （４）各々のモータがマニピュレータ１に配設されず、
ロボットの胴部等の支持体に配設することができるの
で、各関節部にモータを配設するためのスペースが不必
要であり、各関節部どうしの距離を短縮することがで
き、マニピュレータの軽量化及び小型化が容易にでき
る。マニピュレータ１を小型化することにより、マニピ
ュレータ１を有する装置全体（例えば、ロボット）の小
型化が可能であり搬送性に優れるとともに狭い場所でも
作業することができるので作業性に優れる。また、マニ
ピュレータ１を軽量化することにより、マニピュレータ
全体の重量を支えている部分のモータ（本実施の形態１
においては、肩用モータ）や装置全体を移動させるモー
タのトルクを小さくすることができるので、消費電力を
節約することができる。 （５）一つのモータに対して一つのプーリが配設されて
おり、各々のモータを独立して制御することにより、各
々の関節に他の関節から独立した動作をさせることがで
きるので、複雑な動作をさせることができ作業性に優れ
る。
態１のマニピュレータによれば、以下のような作用が得
られる。 （１）肩用モータ，上腕用モータ，第１中腕用モータ，
第２中腕用モータ，下腕用モータ，手首用モータ，手用
モータを駆動させることにより、肩ワイヤ２ｆ，上腕ワ
イヤ３ｄ，第１中腕ワイヤ４ｅ，第２中腕ワイヤ５ｄ，
下腕ワイヤ６ｅ，手首ワイヤ７ｅ，手ワイヤ８ｊが回動
し、これにともない肩プーリ２ａ，上腕プーリ３ｂ，第
１中腕プーリ４ａ，第２中腕プーリ５ｂ，下腕プーリ６
ａ，手首プーリ７ｂ，手プーリ８ｃが回動し、延いては
肩部２，上腕部３，第１中腕部４，第２中腕部５，下腕
部６，手首部７，手部８が回動する。 （２）第１指用モータ，第２指用モータ，第３指用モー
タを各々のワイヤを巻き取る方向に駆動させることによ
り、第１指部９，第２指部１０，第３指部１１が移動す
る。第１指用モータ，第２指用モータ，第３指用モータ
を各々のワイヤを送り出す方向に駆動させることによ
り、各々のねじりコイルばねの復元力により移動前の位
置（手が開いた状態の位置）へ戻る。 （３）各々のワイヤがフレキシブルチューブを通ってい
るので、プーリとモータとの間に他部材等の障害物が存
在していてもモータからプーリへ直接ワイヤを接続させ
ることができる。 （４）各々のモータがマニピュレータ１に配設されず、
ロボットの胴部等の支持体に配設することができるの
で、各関節部にモータを配設するためのスペースが不必
要であり、各関節部どうしの距離を短縮することがで
き、マニピュレータの軽量化及び小型化が容易にでき
る。マニピュレータ１を小型化することにより、マニピ
ュレータ１を有する装置全体（例えば、ロボット）の小
型化が可能であり搬送性に優れるとともに狭い場所でも
作業することができるので作業性に優れる。また、マニ
ピュレータ１を軽量化することにより、マニピュレータ
全体の重量を支えている部分のモータ（本実施の形態１
においては、肩用モータ）や装置全体を移動させるモー
タのトルクを小さくすることができるので、消費電力を
節約することができる。 （５）一つのモータに対して一つのプーリが配設されて
おり、各々のモータを独立して制御することにより、各
々の関節に他の関節から独立した動作をさせることがで
きるので、複雑な動作をさせることができ作業性に優れ
る。
【００２４】
次に、各々のモータの配設状態について、
説明する。図５は本発明の実施の形態１における各々の
モータが支持体に配設されている状態を示す状態図であ
る。図５において、２ｆはワイヤ、２ｇはフレキシブル
チューブ、３ｄはワイヤ、３ｅはフレキシブルチュー
ブ、４ｅはワイヤ、４ｆはフレキシブルチューブ、５ｄ
はワイヤ、５ｅはフレキシブルチューブ、６ｅはワイ
ヤ、６ｆはフレキシブルチューブ、７ｅはワイヤ、７ｆ
はフレキシブルチューブ、８ｊはワイヤ、８ｋはフレキ
シブルチューブ、９ｄはワイヤ、９ｅはフレキシブルチ
ューブ、１０ｍはワイヤ、１０ｎはフレキシブルチュー
ブであり、これらは図１乃至図４と同一のものなので同
一の符号を付してその説明を省略する。２ｈは前述の肩
用モータ、３ｈは前述の上腕用モータ、４ｇは前述の第
１中腕用モータ、５ｈは前述の第２中腕用モータ、６ｇ
は前述の下腕用モータ、７ｇは前述の手首用モータ、８
ｌは前述の手用モータ、９ｆは前述の第１指用モータ、
１０ｏは前述の第２指用モータ、１１ｃは第３指用モー
タ、１２は支持体に配設され各々のモータが収納された
モータボックス、１３はモータボックス１２の上部に配
設され各々のフレキシブルチューブの端部が固定された
フレキシブルチューブ固定部である。
説明する。図５は本発明の実施の形態１における各々の
モータが支持体に配設されている状態を示す状態図であ
る。図５において、２ｆはワイヤ、２ｇはフレキシブル
チューブ、３ｄはワイヤ、３ｅはフレキシブルチュー
ブ、４ｅはワイヤ、４ｆはフレキシブルチューブ、５ｄ
はワイヤ、５ｅはフレキシブルチューブ、６ｅはワイ
ヤ、６ｆはフレキシブルチューブ、７ｅはワイヤ、７ｆ
はフレキシブルチューブ、８ｊはワイヤ、８ｋはフレキ
シブルチューブ、９ｄはワイヤ、９ｅはフレキシブルチ
ューブ、１０ｍはワイヤ、１０ｎはフレキシブルチュー
ブであり、これらは図１乃至図４と同一のものなので同
一の符号を付してその説明を省略する。２ｈは前述の肩
用モータ、３ｈは前述の上腕用モータ、４ｇは前述の第
１中腕用モータ、５ｈは前述の第２中腕用モータ、６ｇ
は前述の下腕用モータ、７ｇは前述の手首用モータ、８
ｌは前述の手用モータ、９ｆは前述の第１指用モータ、
１０ｏは前述の第２指用モータ、１１ｃは第３指用モー
タ、１２は支持体に配設され各々のモータが収納された
モータボックス、１３はモータボックス１２の上部に配
設され各々のフレキシブルチューブの端部が固定された
フレキシブルチューブ固定部である。
【００２５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態１のマニピュレータに用いるテンショ
ン検出機構及び指操作装置について、以下図面を参照し
ながら説明する。
ン検出機構及び指操作装置について、以下図面を参照し
ながら説明する。
【００２６】
図６は本発明の実施の形態２におけるテン
ション検出機構の機構図である。ただし、第１指部、第
２指部、第３指部の３系統のうちの１系統（ここでは第
２指部の系統）を示す。他の系統も同様の構成となる。
図６において、１０ｍは第２指ワイヤ、１０ｎは第２指
フレキシブルチューブであり、これらは実施の形態１と
同様のものであるので同一の符号を付してその説明を省
略する。２０は本発明の実施の形態２におけるテンショ
ン検出機構であり、第２指用モータの近傍に配設されて
いる。２１ａは一端が第２指ワイヤ１０ｍに当接し第２
指ワイヤ１０ｍを撓ませているテンションプーリ、２１
ｂは第２指ワイヤ１０ｍと直交する方向に摺動自在に配
設され中心にテンションプーリ２１ａが配設されたプー
リシャトル、２２は一端がプーリシャトル２１ｂに当接
しテンションプーリ２１ａを第２指ワイヤ１０ｍ側に押
圧しているテンションスプリング、２３は先端部がテン
ションスプリング２２をプーリシャトル２１ｂ側に押圧
し押圧の度合いが調節可能であるアジャストスクリュ
ー、２４は一端がプーリシャトル２１ｂに固定され他端
が支持体の所定部に固定されたテンションワイヤ、２５
はテンションワイヤ２４の所定部に配設されたリターン
スプリング、２６は一端がテンションワイヤ２４のリタ
ーンスプリング２５よりプーリシャトル２１ｂ側に当接
したポテンショメータであり、テンションワイヤ２４の
移動にともない回動する。２７は一定の電圧が与えられ
た回路であり、ポテンショメータ２６の回動にともない
抵抗値が変化し回路２７の電流値が変化する。２８は第
２指用モータの回転軸に固定された巻き取りプーリであ
る。
ション検出機構の機構図である。ただし、第１指部、第
２指部、第３指部の３系統のうちの１系統（ここでは第
２指部の系統）を示す。他の系統も同様の構成となる。
図６において、１０ｍは第２指ワイヤ、１０ｎは第２指
フレキシブルチューブであり、これらは実施の形態１と
同様のものであるので同一の符号を付してその説明を省
略する。２０は本発明の実施の形態２におけるテンショ
ン検出機構であり、第２指用モータの近傍に配設されて
いる。２１ａは一端が第２指ワイヤ１０ｍに当接し第２
指ワイヤ１０ｍを撓ませているテンションプーリ、２１
ｂは第２指ワイヤ１０ｍと直交する方向に摺動自在に配
設され中心にテンションプーリ２１ａが配設されたプー
リシャトル、２２は一端がプーリシャトル２１ｂに当接
しテンションプーリ２１ａを第２指ワイヤ１０ｍ側に押
圧しているテンションスプリング、２３は先端部がテン
ションスプリング２２をプーリシャトル２１ｂ側に押圧
し押圧の度合いが調節可能であるアジャストスクリュ
ー、２４は一端がプーリシャトル２１ｂに固定され他端
が支持体の所定部に固定されたテンションワイヤ、２５
はテンションワイヤ２４の所定部に配設されたリターン
スプリング、２６は一端がテンションワイヤ２４のリタ
ーンスプリング２５よりプーリシャトル２１ｂ側に当接
したポテンショメータであり、テンションワイヤ２４の
移動にともない回動する。２７は一定の電圧が与えられ
た回路であり、ポテンショメータ２６の回動にともない
抵抗値が変化し回路２７の電流値が変化する。２８は第
２指用モータの回転軸に固定された巻き取りプーリであ
る。
【００２７】
図７は本発明の実施の形態２における指操
作装置を示す斜視図である。図７において、３０は本発
明の実施の形態２における指操作装置、３１は指操作ジ
ョイスティック、３２は信号反力発生器、４１は信号反
力発生器３２に回動自在に取り付けられたジョイスティ
ック用シャフト、４２はジョイスティック用シャフト４
１の上部に取り付けられた略円筒状の筒部、４３は筒部
４２の側面に回動自在に取り付けられた舌片状の第１指
部屈伸指示部、４４は筒部４２の前面上部に進退自在に
取り付けられた矩形突起状の第２指部屈伸指示部、４５
は筒部４２の前面下部に進退自在に取り付けられた矩形
突起状の第３指部屈伸指示部、４６、４７、４８は第２
指部屈伸指示部４４、第３指部屈伸指示部４５の進退を
案内する案内部材である。
作装置を示す斜視図である。図７において、３０は本発
明の実施の形態２における指操作装置、３１は指操作ジ
ョイスティック、３２は信号反力発生器、４１は信号反
力発生器３２に回動自在に取り付けられたジョイスティ
ック用シャフト、４２はジョイスティック用シャフト４
１の上部に取り付けられた略円筒状の筒部、４３は筒部
４２の側面に回動自在に取り付けられた舌片状の第１指
部屈伸指示部、４４は筒部４２の前面上部に進退自在に
取り付けられた矩形突起状の第２指部屈伸指示部、４５
は筒部４２の前面下部に進退自在に取り付けられた矩形
突起状の第３指部屈伸指示部、４６、４７、４８は第２
指部屈伸指示部４４、第３指部屈伸指示部４５の進退を
案内する案内部材である。
【００２８】
図８は本発明の実施の形態２における指操
作装置の機構を示す機構図である。ただし、第１指部、
第２指部、第３指部の３系統のうちの１系統（ここでは
第２指部の系統）を示す。他の系統も同様の構成とな
る。
作装置の機構を示す機構図である。ただし、第１指部、
第２指部、第３指部の３系統のうちの１系統（ここでは
第２指部の系統）を示す。他の系統も同様の構成とな
る。
【００２９】
図８において、３０は指操作装置、３１は
指操作ジョイスティック、３２は信号反力発生器、４１
はシャフト、４４は第２指部屈伸指示部としての第２指
部レバーであり、これらは図７と同様のものなので、同
一の符号を付してその説明を省略する。１０１は第２指
部レバー４４の動きに応じて位置Ｐ１〜Ｐ２の範囲で左
右に移動する移動プーリ、１０２は固定プーリ、１０３
は一端が移動プーリ１０１に固定され他端が摩擦板２０
４に固定されたワイヤ、２０１はワイヤ１０３が挿通さ
れる可撓性の蛇管、２０２はワイヤ１０３が１回以上巻
き付けられたプーリ、２０３はプーリ２０２と共に回動
するポテンショメータ、２０５は一端が固定され他端が
押え板２０６に固定されたばねである。押え板２０６は
電磁石２０８の通電量に応じて前進する磁性体からな
る。２０７は押え板２０６に対向して配設された挟み
板、２０９は一端が信号反力発生器３２の固定部に固定
されたリターンスプリングである。ここで、ワイヤ１０
３、リターンスプリング２０９は３系統分あり、第１指
部、第２指部、第３指部のワイヤ、リターンスプリング
をそれぞれ第１、第２、第３のワイヤ、リターンスプリ
ングと呼称する。したがって、図７におけるワイヤ１０
３、リターンスプリング２０９は第２のワイヤ、リター
ンスプリングである。第２指部レバー４４を第２指部で
押し込むことにより、レバー４４は図７において位置Ｐ
２へ向かって右側に移動する。これに伴ってワイヤ１０
３はシャフト４１内におい上方向に移動し、プーリ２０
２は矢印Ａの方向へ左回転し（上から来たワイヤ１０３
がプーリ２０２に右巻に巻き付けられた場合）、したが
ってポテンショメータ２０３も左回転する。これによ
り、ポテンショメータ２０３の抵抗値はワイヤ１０３の
移動距離すなわち移動プーリ１０１の移動量（レバー４
４の押込み量）に応じた値となり、ポテンショメータ２
０３に所定電圧を印加すれば、移動プーリ１０１の移動
量に応じた電圧値の屈伸動作指示信号が発生する。
指操作ジョイスティック、３２は信号反力発生器、４１
はシャフト、４４は第２指部屈伸指示部としての第２指
部レバーであり、これらは図７と同様のものなので、同
一の符号を付してその説明を省略する。１０１は第２指
部レバー４４の動きに応じて位置Ｐ１〜Ｐ２の範囲で左
右に移動する移動プーリ、１０２は固定プーリ、１０３
は一端が移動プーリ１０１に固定され他端が摩擦板２０
４に固定されたワイヤ、２０１はワイヤ１０３が挿通さ
れる可撓性の蛇管、２０２はワイヤ１０３が１回以上巻
き付けられたプーリ、２０３はプーリ２０２と共に回動
するポテンショメータ、２０５は一端が固定され他端が
押え板２０６に固定されたばねである。押え板２０６は
電磁石２０８の通電量に応じて前進する磁性体からな
る。２０７は押え板２０６に対向して配設された挟み
板、２０９は一端が信号反力発生器３２の固定部に固定
されたリターンスプリングである。ここで、ワイヤ１０
３、リターンスプリング２０９は３系統分あり、第１指
部、第２指部、第３指部のワイヤ、リターンスプリング
をそれぞれ第１、第２、第３のワイヤ、リターンスプリ
ングと呼称する。したがって、図７におけるワイヤ１０
３、リターンスプリング２０９は第２のワイヤ、リター
ンスプリングである。第２指部レバー４４を第２指部で
押し込むことにより、レバー４４は図７において位置Ｐ
２へ向かって右側に移動する。これに伴ってワイヤ１０
３はシャフト４１内におい上方向に移動し、プーリ２０
２は矢印Ａの方向へ左回転し（上から来たワイヤ１０３
がプーリ２０２に右巻に巻き付けられた場合）、したが
ってポテンショメータ２０３も左回転する。これによ
り、ポテンショメータ２０３の抵抗値はワイヤ１０３の
移動距離すなわち移動プーリ１０１の移動量（レバー４
４の押込み量）に応じた値となり、ポテンショメータ２
０３に所定電圧を印加すれば、移動プーリ１０１の移動
量に応じた電圧値の屈伸動作指示信号が発生する。
【００３０】
以上のように構成された本発明の実施の形
態２におけるテンション検出機構及び指操作ジョイステ
ィックの動作について、以下説明する。尚、本実施の形
態２においては、掴み動作によって第２指部に生じる反
力を第２指ワイヤのテンションとして検出することによ
り反力信号とし（反力検出動作）、指操作ジョイスティ
ックで反力信号を基に第２指部に生じる反力を再生する
（反力印加動作）場合について説明する。
態２におけるテンション検出機構及び指操作ジョイステ
ィックの動作について、以下説明する。尚、本実施の形
態２においては、掴み動作によって第２指部に生じる反
力を第２指ワイヤのテンションとして検出することによ
り反力信号とし（反力検出動作）、指操作ジョイスティ
ックで反力信号を基に第２指部に生じる反力を再生する
（反力印加動作）場合について説明する。
【００３１】
まず、反力検出動作について説明する。反
力検出動作は指操作装置３０からの屈伸指示信号に基づ
いて動作するマニピュレータ１における掴み動作によっ
て生じる指に掛かる反力を検出するものである。第２指
用モータを第２指ワイヤ１０ｍを巻き取る方向に駆動さ
せると巻き取りプーリ２８が回転し第２指ワイヤ１０ｍ
が牽引され第２指部１０が矢印Ｉ１方向へ移動する。第
２指部１０が矢印Ｉ１方向へ移動していき工具等のマニ
ピュレータ１に掴まれる物体（図示せず）に接触し第２
指部１０に反力が生じると、第２指部１０の移動が該被
接触物により妨げられる。第２指用モータを更に駆動さ
せると第２指ワイヤ１０ｍの撓み量が少なくなってい
き、第２指ワイヤ１０ｍがテンションプーリ２１ａをＸ
１方向へ押圧する。これにともない、テンションワイヤ
２４がプーリシャトル２１ｂによりＸ１方向へ牽引さ
れ、ポテンショメータ２６が回動する。ポテンショメー
タ２６が回動することにより回路２７の抵抗値が変化し
これにともない回路２７を流れる電流値が変化する。該
電流値を検出することにより、第２指ワイヤ１０ｍのテ
ンションを第２指部１０への反力として検出することが
できる。
力検出動作は指操作装置３０からの屈伸指示信号に基づ
いて動作するマニピュレータ１における掴み動作によっ
て生じる指に掛かる反力を検出するものである。第２指
用モータを第２指ワイヤ１０ｍを巻き取る方向に駆動さ
せると巻き取りプーリ２８が回転し第２指ワイヤ１０ｍ
が牽引され第２指部１０が矢印Ｉ１方向へ移動する。第
２指部１０が矢印Ｉ１方向へ移動していき工具等のマニ
ピュレータ１に掴まれる物体（図示せず）に接触し第２
指部１０に反力が生じると、第２指部１０の移動が該被
接触物により妨げられる。第２指用モータを更に駆動さ
せると第２指ワイヤ１０ｍの撓み量が少なくなってい
き、第２指ワイヤ１０ｍがテンションプーリ２１ａをＸ
１方向へ押圧する。これにともない、テンションワイヤ
２４がプーリシャトル２１ｂによりＸ１方向へ牽引さ
れ、ポテンショメータ２６が回動する。ポテンショメー
タ２６が回動することにより回路２７の抵抗値が変化し
これにともない回路２７を流れる電流値が変化する。該
電流値を検出することにより、第２指ワイヤ１０ｍのテ
ンションを第２指部１０への反力として検出することが
できる。
【００３２】
次に、反力印加動作について説明する。反
力印加動作は、反力検出動作によって検出された反力と
同様の反力を指操作装置３０の指に与えるものである。
マニピュレータ１から反力検出動作により検出された反
力に基づく電流が電磁石２０８に流れると、押え板２０
６は前進し、挟み板２０７と共に摩擦板２０４を押圧す
る。この押圧力は電磁石２０８を流れる電流値すなわち
反力信号の示す反力値により定まり、押圧力が大きくな
ると、ワイヤ１０３の移動がより困難になり、レバー４
４の移動がより困難になる。このようにしてロボット装
置側の反力値に応じた反力を指操作装置３０において生
じることができる。すなわち、電磁石２０８に流れる電
流を反力信号で制御することにより、ロボット装置にお
ける反力を指操作装置３０側で再生することができる。
なお、ポテンショメータ２０３は第２指部用のポテンシ
ョメータ（第２のポテンショメータ、第２の検出器）で
あり、前述したように他に、第１指部用、第３指部用の
ポテンショメータ（第１、第３のポテンショメータ、第
１、第３の検出器）がある。
力印加動作は、反力検出動作によって検出された反力と
同様の反力を指操作装置３０の指に与えるものである。
マニピュレータ１から反力検出動作により検出された反
力に基づく電流が電磁石２０８に流れると、押え板２０
６は前進し、挟み板２０７と共に摩擦板２０４を押圧す
る。この押圧力は電磁石２０８を流れる電流値すなわち
反力信号の示す反力値により定まり、押圧力が大きくな
ると、ワイヤ１０３の移動がより困難になり、レバー４
４の移動がより困難になる。このようにしてロボット装
置側の反力値に応じた反力を指操作装置３０において生
じることができる。すなわち、電磁石２０８に流れる電
流を反力信号で制御することにより、ロボット装置にお
ける反力を指操作装置３０側で再生することができる。
なお、ポテンショメータ２０３は第２指部用のポテンシ
ョメータ（第２のポテンショメータ、第２の検出器）で
あり、前述したように他に、第１指部用、第３指部用の
ポテンショメータ（第１、第３のポテンショメータ、第
１、第３の検出器）がある。
【００３３】
以上のように構成された本発明の実施の形
態２のテンション検出機構によれば、以下のような作用
が得られる。 （１）テンション検出機構２０において、第２指ワイヤ
１０ｍのテンションを第２指部１０への反力として検出
し、検出された反力に基づいて第２指部レバー４４の移
動の難易度を調節することができる。よって、マニピュ
レータ１の第２指部１０の反力に応じた反力を指操作装
置３０で再生し、操作者に伝えることができ、実態に則
してマニピュレータを操作できる。
態２のテンション検出機構によれば、以下のような作用
が得られる。 （１）テンション検出機構２０において、第２指ワイヤ
１０ｍのテンションを第２指部１０への反力として検出
し、検出された反力に基づいて第２指部レバー４４の移
動の難易度を調節することができる。よって、マニピュ
レータ１の第２指部１０の反力に応じた反力を指操作装
置３０で再生し、操作者に伝えることができ、実態に則
してマニピュレータを操作できる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明のマニピュレータに
よれば、以下のような有利な効果が得られる。請求項１
に記載の発明によれば、以下の効果を有する。 （１）ワイヤを巻き取る方向にモータを駆動させること
により、関節部が移動する。また、ワイヤを送り出す方
向にモータを駆動させると、収縮させられた弾性体の復
元力により関節部は逆の方向に移動させることができ
る。 （２）ワイヤがフレキシブルチューブの中を通っている
ので、プーリと駆動部との間に他部材等の障害物が存在
していても駆動部からプーリへ直接ワイヤを接続させる
ことができる。 （３）モータがマニピュレータに配設されず、ロボット
の胴部等の支持体に配設されているので、各関節部にモ
ータを配設するためのスペースが不必要であり、各関節
部どうしの距離を短縮することができ、マニピュレータ
の軽量化及び小型化が容易にできる。マニピュレータを
小型化することにより、マニピュレータを有する装置全
体（例えば、ロボット）の小型化が可能であり搬送性に
優れるとともに狭い場所でも作業することができるので
作業性に優れる。また、マニピュレータを軽量化するこ
とにより、マニピュレータ全体の重量を支えている部分
（例えば、腕の根本）のモータや装置全体を移動させる
モータのトルクを小さくすることができるので、消費電
力を節約することができる。 （４）一つのモータに対して一つのプーリが配設されて
いるので、各々のモータを独立して制御することによ
り、各々の関節に他の関節から独立した動作をさせるこ
とができ、複雑な動作をさせることができ、作業性に優
れる。 （５）ワイヤのテンションを検出し、ジョイスティック
等の操作部やＣＲＴ等の表示部等の操作側にフィードバ
ックすることによって、モータによるワイヤの巻き取り
過ぎ等の事故を防ぐことができるので安全性に優れる。 （６）テンション検出機構において、ワイヤのテンショ
ンを第１乃至第３指部への反力として検出し、検出され
た反力に基づいて第１乃至第３指部屈伸指示部の移動の
難易度を調節することができる。よって、マニピュレー
タの第１乃至第３指部の反力に応じた反力を指操作装置
で再生し、操作者に伝えることができ、実態に則してマ
ニピュレータを操作できる。
よれば、以下のような有利な効果が得られる。請求項１
に記載の発明によれば、以下の効果を有する。 （１）ワイヤを巻き取る方向にモータを駆動させること
により、関節部が移動する。また、ワイヤを送り出す方
向にモータを駆動させると、収縮させられた弾性体の復
元力により関節部は逆の方向に移動させることができ
る。 （２）ワイヤがフレキシブルチューブの中を通っている
ので、プーリと駆動部との間に他部材等の障害物が存在
していても駆動部からプーリへ直接ワイヤを接続させる
ことができる。 （３）モータがマニピュレータに配設されず、ロボット
の胴部等の支持体に配設されているので、各関節部にモ
ータを配設するためのスペースが不必要であり、各関節
部どうしの距離を短縮することができ、マニピュレータ
の軽量化及び小型化が容易にできる。マニピュレータを
小型化することにより、マニピュレータを有する装置全
体（例えば、ロボット）の小型化が可能であり搬送性に
優れるとともに狭い場所でも作業することができるので
作業性に優れる。また、マニピュレータを軽量化するこ
とにより、マニピュレータ全体の重量を支えている部分
（例えば、腕の根本）のモータや装置全体を移動させる
モータのトルクを小さくすることができるので、消費電
力を節約することができる。 （４）一つのモータに対して一つのプーリが配設されて
いるので、各々のモータを独立して制御することによ
り、各々の関節に他の関節から独立した動作をさせるこ
とができ、複雑な動作をさせることができ、作業性に優
れる。 （５）ワイヤのテンションを検出し、ジョイスティック
等の操作部やＣＲＴ等の表示部等の操作側にフィードバ
ックすることによって、モータによるワイヤの巻き取り
過ぎ等の事故を防ぐことができるので安全性に優れる。 （６）テンション検出機構において、ワイヤのテンショ
ンを第１乃至第３指部への反力として検出し、検出され
た反力に基づいて第１乃至第３指部屈伸指示部の移動の
難易度を調節することができる。よって、マニピュレー
タの第１乃至第３指部の反力に応じた反力を指操作装置
で再生し、操作者に伝えることができ、実態に則してマ
ニピュレータを操作できる。
【００３５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、以下の効果を有する。 （１）ワイヤのテンションに比例してワイヤの所定部が
テンションプーリを押圧し移動させ、これにともない牽
引手段も移動し、ポテンショメータの抵抗値が変化する
ので、ポテンショメータの抵抗値の変化量を用いてワイ
ヤのテンションを検出することができる。
の効果に加え、以下の効果を有する。 （１）ワイヤのテンションに比例してワイヤの所定部が
テンションプーリを押圧し移動させ、これにともない牽
引手段も移動し、ポテンショメータの抵抗値が変化する
ので、ポテンショメータの抵抗値の変化量を用いてワイ
ヤのテンションを検出することができる。
【図１】本発明の実施の形態１におけるマニピュレータ
の要部正面図
の要部正面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるマニピュレータ
の一部破断要部側面図
の一部破断要部側面図
【図３】手部及び第１指部並びに第２指部並びに第３指
部付近の要部拡大正面図
部付近の要部拡大正面図
【図４】手部及び第１指部並びに第２指部並びに第３指
部付近の一部破断要部拡大側面図
部付近の一部破断要部拡大側面図
【図５】本発明の実施の形態１における各々のモータが
支持体に配設されている状態を示す状態図
支持体に配設されている状態を示す状態図
【図６】本発明の実施の形態２におけるテンション検出
機構の機構図
機構の機構図
【図７】本発明の実施の形態２における指操作装置を示
す斜視図
す斜視図
【図８】本発明の実施の形態２における指操作装置の機
構を示す機構図
構を示す機構図
１ マニピュレータ
２ 肩部
２ａ 肩プーリ
２ｂ 肩部材
２ｃ ワイヤ用金具
２ｄ フレキシブルチューブ固定用孔部
２ｅ ガイド部材
２ｆ 肩ワイヤ
２ｇ 肩フレキシブルチューブ
２ｈ 肩用モータ
３ 上腕部
３ａ 上腕部プーリ
３ｂ 上腕プーリ
３ｃ スラストベアリング
３ｄ 上腕ワイヤ
３ｅ 上腕フレキシブルチューブ
３ｆ フレキシブルチューブ固定部
３ｇ ガイド部材
３ｈ 上腕用モータ
４ 第１中腕部
４ａ 第１中腕プーリ
４ｂ 第１中腕部材
４ｃ フレキシブルチューブ固定部
４ｄ ガイド部材
４ｅ 第１中腕ワイヤ
４ｆ 第１中腕フレキシブルチューブ
４ｇ 第１中腕用モータ
５ 第２中腕部
５ａ 第２中腕部材
５ｂ 第２中腕プーリ
５ｃ スラストベアリング
５ｄ 第２中腕ワイヤ
５ｅ 第２中腕フレキシブルチューブ
５ｆ フレキシブルチューブ固定部
５ｇ ガイド部材
５ｈ 第２中腕用モータ
６ 下腕部
６ａ 下腕プーリ
６ｂ 下腕部材
６ｃ フレキシブルチューブ固定部
６ｄ ガイド部材
６ｅ 下腕ワイヤ
６ｆ 下腕フレキシブルチューブ
６ｇ 下腕用モータ
７ 手首部
７ａ 手首部材
７ｂ 手首プーリ
７ｃ フレキシブルチューブ固定部
７ｄ ガイド部材
７ｅ 手首ワイヤ
７ｆ 手首フレキシブルチューブ
７ｇ 手首用モータ
８ 手部
８ａ 手部材
８ｂ 回転軸
８ｃ 手部プーリ
８ｄ 軸支部
８ｅ フレキシブルチューブ固定部
８ｆ，８ｇ，８ｈ，８ｉ ガイド部材
８ｊ 手ワイヤ
８ｋ 手フレキシブルチューブ
８ｌ 手用モータ
９ 第１指部
９ａ 第１指部材
９ｂ 第１指プーリ
９ｃ ねじりコイルばね
９ｄ 第１指ワイヤ
９ｅ 第１指フレキシブルチューブ
９ｆ 第１指用モータ
１０ 第２指部
１０ａ 上部第２指部材
１０ｂ 上部第２指プーリ
１０ｃ 上部ワイヤガイド部
１０ｄ 下部第２指部材
１０ｅ 下部第２指プーリ
１０ｆ 下部ワイヤガイド部
１０ｇ 指先部第２指部材
１０ｈ 指先部第２指プーリ
１０ｉ ワイヤ固定部
１０ｊ，１０ｋ，１０ｌ ねじりコイルばね
１０ｍ 第２指ワイヤ
１０ｎ 第２指フレキシブルチューブ
１０ｏ 第２指用モータ
１１ 第３指部
１１ａ 駆動第３指部
１１ｂ 従動第３指部
１１ｃ 第３指用モータ
２０ テンション検出機構
２１ａ テンションプーリ
２１ｂ プーリシャトル
２２ テンションスプリング
２３ アジャストスクリュー
２４ テンションワイヤ
２５ リターンスプリング
２６ ポテンショメータ
２７ 回路
３０ 指操作装置
３１ 指操作ジョイスティック
３２ 信号反力発生器
４１ ジョイスティック用シャフト
４２ 筒部
４３ 第１指部屈伸指示部
４４ 第２指部屈伸指示部
４５ 第３指部屈伸指示部
４６，４７，４８ 案内部材
１０１ 移動プーリ
１０２ 固定プーリ
１０３ ワイヤ
２０１ 可撓性の蛇管
２０２ プーリ
２０３ ポテンショメータ
２０４ 摩擦板
２０５ ばね
２０６ 押え板
２０７ 挟み板
２０８ 電磁石
２０９ リターンスプリング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−210393（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−8178（ＪＰ，Ａ)
実開 昭58−144582（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B25J 3/00
B25J 17/00
Claims (2)
- 【請求項１】 ロボットの胴部や工場の作業現場等の架
台等の支持体に配設され、１以上の関節部と、前記関節
部を回動させる回動機構と、を有し、 前記回動機構が、前記関節部に配設されたプーリと、一
端が前記プーリに固定され他端が前記支持体の所定部に
配設されたモータに接続された線条のワイヤと、一端が
前記プーリの側面の近傍に固定され他端が前記モータの
近傍に固定され前記ワイヤが内部を通るフレキシブルチ
ューブと、前記プーリに係合して配設され前記モータが
前記ワイヤを巻き取る際に収縮する弾性体と、を備え、 前記ワイヤの所定部に配設され前記ワイヤのテンション
を検出するテンション検出機構と、 回動自在又は進退自在に配設された第１乃至第３指部屈
伸指示部と、前記テンション検出機構において前記ワイ
ヤのテンションとして検出された反力に基づいて前記第
１乃至第３指部屈伸指示部の移動の難易度を調節する信
号反力発生器と、を有する指操作装置と、を備え、前記信号反力発生器が、前記ワイヤのテンションとして
検出された反力に基づく電流が流れる電磁石と、前記電
磁石に電流が流れると前進する磁性体からなる押え板
と、前記電磁石を流れる電流値により定まる押圧力で前
記押え板の前進により押圧される摩擦板と、前記第１乃
至第３指部屈伸指示部の動きに応じて左右に移動する移
動プーリと、一端が前記移動プーリに固定され他端が前
記摩擦板に固定されたワイヤと、を備え、 一の前記プーリに対して一の前記モータが配設されてい
ることを特徴とするマニピュレータ。 - 【請求項２】 前記テンション検出機構が、前記ワイヤ
と垂直方向に摺動自在に配設され一端が前記ワイヤの所
定部に当接したテンションプーリと、前記テンションプ
ーリを前記ワイヤ側へ牽引する牽引手段と、前記牽引手
段の所定部に配設され前記牽引手段の移動量にともなっ
て抵抗値が変化するポテンショメータと、を備えたこと
を特徴とする請求項１に記載のマニピュレータ。
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