JP5428097B2 - Robot hand - Google Patents

Description

本発明は、マニピュレータのアーム機構に装着されるロボットハンドに関する。   The present invention relates to a robot hand attached to an arm mechanism of a manipulator.

従来から、製造分野や医療分野等の各種分野において、人間の作業を代替するマニピュレータが導入されている。かかるマニピュレータは、姿勢変更可能なアーム機構と、アーム機構の先端に装着される作業ツールとを備え、アーム機構を姿勢変更させることで、該アーム機構の先端部に装着された作業ツールを作業位置に配置できるようになっている。   Conventionally, manipulators that replace human work have been introduced in various fields such as the manufacturing field and the medical field. Such a manipulator includes an arm mechanism whose posture can be changed, and a work tool attached to the tip of the arm mechanism. By changing the posture of the arm mechanism, the work tool attached to the tip of the arm mechanism is moved to the work position. Can be placed in.

ところで、作業ツールには、作業内容に応じた種々のものが提供されており、その一つとして、被把持物を把持するロボットハンドが広く普及している。   By the way, various types of work tools according to work contents are provided, and as one of them, robot hands that hold an object to be gripped are widely used.

かかるロボットハンドは、被把持物が配置される被把持物配置予定位置周りに等間隔又は略等間隔で配置された二つ以上の把持体と、各把持体を被把持物配置予定位置の中心に向けて移動させる駆動部とを備えている。   Such a robot hand has two or more gripping bodies arranged at regular intervals or substantially equal intervals around a planned gripping object placement position at which the gripped object is placed, and each gripping body at the center of the planned gripping object placement position. And a drive unit that is moved toward the vehicle.

駆動部は、回転を出力するモータや直線的な運動を出力するアクチュエータ等の駆動源と、該駆動源の出力を受けて把持体を移動させる駆動機構とを備えている。そして、駆動機構として、先端部に把持体が連結されるレバーと、該レバーを所定の軸線周りで回転可能に支持する支持体と、レバーの基端側が作動的に連結され、レバーの回転中心となる前記軸と直交する方向（被把持物配置予定位置の中心を通る軸線方向）に移動可能に設けられた移動体とを備えたものが提供されている（例えば、特許文献１、２参照）。   The drive unit includes a drive source such as a motor that outputs rotation and an actuator that outputs linear motion, and a drive mechanism that moves the gripper in response to the output of the drive source. As a driving mechanism, a lever having a grip body connected to the tip, a support for supporting the lever so as to be rotatable around a predetermined axis, and a base end side of the lever are operatively connected to each other. And a moving body provided to be movable in a direction orthogonal to the axis (an axial direction passing through the center of the position where the object is to be grasped) is provided (for example, see Patent Documents 1 and 2). ).

そして、前記駆動部は、移動体を軸線方向に移動させるべく駆動源が支持体に直接的又は間接的に固定され、前記移動体がレバーの回転中心よりも基端側にある端部を回転可能に支持したり、レバーの途中位置に回転自在に連結されたリンク体に回転可能に連結されたりしている。そして、この種の駆動部は、直線的な運動を出力するアクチュエータ（例えば、電動シリンダやエアシリンダ）のロッドが移動体に直結されたり、駆動源であるモータの出力で回転する雄ネジ体に移動体が螺合されたりしており、駆動源の出力を受けて移動体がレバーの回転中心となる軸と直交する方向に往復動するように構成されている。   In the drive unit, the drive source is fixed directly or indirectly to the support body to move the moving body in the axial direction, and the moving body rotates the end portion on the base end side with respect to the rotation center of the lever. It is supported so as to be able to be supported, or is rotatably connected to a link body that is rotatably connected to an intermediate position of the lever. This type of drive unit is connected to a moving body of a rod of an actuator (for example, an electric cylinder or an air cylinder) that outputs a linear motion, or to a male screw body that rotates with the output of a motor that is a drive source. The moving body is screwed or the like, and the moving body is configured to reciprocate in a direction orthogonal to the axis that is the rotation center of the lever in response to the output of the drive source.

これにより、この種のロボットハンドは、駆動源の出力（駆動）で移動体を移動させることでレバーを軸線周りで回転させ、該レバーの先端部に連結された把持体を被把持物配置予定位置の中心側に移動させるようになっている。   As a result, this type of robot hand rotates the lever around the axis by moving the moving body with the output (drive) of the drive source, and the gripping body connected to the tip of the lever is to be placed on the object to be gripped. It moves to the center side of the position.

そして、この種のロボットハンドには、把持体間に設定される被把持物配置予定位置の中心を回転中心にして各把持体を回転させるように構成されたものが提供されている（例えば、特許文献２）。   This type of robot hand is provided with a configuration in which each gripping body is rotated about the center of the object-to-be-held placement position set between the gripping bodies as a rotation center (for example, Patent Document 2).

かかるロボットハンドは、把持体を回転させるときに支持体とともに駆動源が回転し、駆動源に接続された電力ケーブルやエアホース等のエネルギー供給ラインが駆動源全体の回転に伴って捩れてしまい、把持体を無制限に回転させることができないとして、エネルギー供給ラインの途中にロータリージョイントが介設されている。すなわち、上記構成のロボットハンドは、エネルギー供給ラインにロータリージョイントを介設することで、エネルギー供給ラインの捻りの発生を防止し、支持体及び駆動源の連続的な回転を許容するようになっている。   In such a robot hand, when the gripping body is rotated, the driving source is rotated together with the support body, and the energy supply line such as the power cable and the air hose connected to the driving source is twisted as the entire driving source is rotated. A rotary joint is interposed in the middle of the energy supply line, assuming that the body cannot be rotated indefinitely. In other words, the robot hand having the above-described configuration is provided with a rotary joint in the energy supply line, thereby preventing the energy supply line from being twisted and allowing continuous rotation of the support and the drive source. Yes.

特開昭６０−３９０８９号公報JP 60-39089 A 実開平３−６５６８７号公報Japanese Utility Model Publication No. 3-65687

しかしながら、駆動源に接続されるエネルギー供給ラインの途中にロータリージョイントを介設すると、トラブル原因となってしまう。すなわち、エネルギー供給ラインが電力ケーブルである場合、ロータリージョイントで接点不良が起こり易くなり、エネルギー供給ラインがエアホースである場合、ロータリージョイントでエア漏れを起こし易くなるため、これらの不具合が発生すると把持体で被把持物を把持できなくなる虞がある。   However, if a rotary joint is interposed in the middle of the energy supply line connected to the drive source, it causes a trouble. That is, when the energy supply line is a power cable, contact failure is likely to occur at the rotary joint, and when the energy supply line is an air hose, air leakage is likely to occur at the rotary joint. In this case, the object to be grasped may not be grasped.

特に、作業者が遠隔操作を行う救助用ロボット（作業者が近寄ることが困難な環境で使用するロボット）のように緊急性を要する分野で使用する場合、ロボットハンドの故障原因となる構成を排除することが要求される。また、上述の如く、エネルギー供給ラインの途中にロータリージョイントを設けると、ロボットハンド内の各構成のレイアウトを制限して大型化の原因となり、救助用ロボットのように各構成のコンパクト化が要求される分野で相応しいものにならない。   In particular, when used in fields that require urgency, such as rescue robots that are remotely operated by workers (robots used in environments where workers are difficult to approach), the configuration that causes failure of the robot hand is eliminated. It is required to do. In addition, as described above, if a rotary joint is provided in the middle of the energy supply line, the layout of each component in the robot hand is restricted, resulting in an increase in size, and each component is required to be compact as in a rescue robot. It will not be suitable in the field.

そこで、本発明は、把持体を回転させるための駆動源を定位置に設置することができ、被把持物配置予定位置周りで把持体を無制限に回転させることのできるロボットハンドを提供することを課題とする。   Therefore, the present invention provides a robot hand in which a drive source for rotating a gripping body can be installed at a fixed position, and the gripping body can be rotated around the planned position of the object to be gripped without limitation. Let it be an issue.

本発明に係るロボットハンドは、被把持物が配置される被把持物配置予定位置周りに等間隔又は略等間隔で配置された二つ以上の把持体と、各把持体を被把持物配置予定位置の中心に向けて移動させる第一駆動部と、各把持体を被把持物配置予定位置周りで回転させる第二駆動部とを備え、マニピュレータのアーム機構に装着されるロボットハンドであって、第一駆動部は、一方向に延びるスライドシャフトと、駆動源を有し、該駆動源の出力でスライドシャフトを軸線方向に往復動させるスライド手段と、先端部に把持体が連結された回転レバーと、該回転レバーをスライドシャフトと直交する方向に延びる軸線周りで回転可能に支持し、所定位置に位置した状態でスライドシャフトの一端部周りで回転自在に設けられた支持体とを備え、第二駆動部は、駆動源と、該駆動源の出力を支持体に伝達し、該支持体をスライドシャフト周りで回転させる伝達機構とを備え、スライドシャフトは、支持体に支持された回転レバーの基端部を収容する無端円環状の溝が一端部の外周に形成されていることを特徴とする。   The robot hand according to the present invention includes two or more gripping bodies that are arranged at equal intervals or substantially equal intervals around a position where the object to be gripped is placed, and each gripping body is scheduled to be placed. A robot hand that is attached to an arm mechanism of a manipulator, and includes a first drive unit that moves toward the center of the position, and a second drive unit that rotates each gripping body around a position to be gripped. The first drive unit has a slide shaft extending in one direction, a drive source, slide means for reciprocating the slide shaft in the axial direction by the output of the drive source, and a rotary lever having a gripping body connected to the tip portion And a support body rotatably supported about an axis extending in a direction orthogonal to the slide shaft and rotatably provided around one end portion of the slide shaft in a state of being positioned at a predetermined position, The two drive units include a drive source and a transmission mechanism that transmits the output of the drive source to the support and rotates the support around the slide shaft. The slide shaft is a rotation lever supported by the support. An endless annular groove for accommodating the base end portion is formed on the outer periphery of the one end portion.

上記構成のロボットハンドによれば、第一駆動部（スライド手段）の駆動源の出力でスライドシャフトが移動（スライド）すると、スライドシャフトの溝に収容された回転レバーの基端部がスライドシャフトの移動に対応して押し引きされることになる。従って、スライドシャフトが他端側にスライドすると回転レバーの基端部が引かれ、回転レバーは軸線周りで回転し、該回転レバーの先端部に連結された把持体が被把持物配置予定位置の中心側に向けて移動することになる。これとは逆に、スライドシャフトが一端側にスライドすると回転レバーの基端部が押され、回転レバーは軸線周りで回転し、該回転レバーの先端部に連結された把持体が被把持物配置予定位置の中心側から外方に向けて移動することになる。従って、被把持物配置予定位置（把持体間）に被把持物を配置した上で、上述の如く、把持体を移動させることで、把持体が被把持物を把持した状態と、被把持物の把持を解除した状態に切り替えることができる。   According to the robot hand having the above-described configuration, when the slide shaft moves (slides) by the output of the drive source of the first drive unit (slide means), the base end portion of the rotary lever housed in the groove of the slide shaft is the slide shaft. It will be pushed and pulled in response to the movement. Therefore, when the slide shaft slides to the other end side, the base end portion of the rotary lever is pulled, the rotary lever rotates around the axis, and the gripping body connected to the tip end portion of the rotary lever is located at the position where the object is to be placed. It will move toward the center. On the other hand, when the slide shaft slides to one end, the base end of the rotating lever is pushed, the rotating lever rotates around the axis, and the gripping body connected to the tip of the rotating lever places the object to be gripped. It will move outward from the center of the planned position. Therefore, after the object to be grasped is arranged at the planned object arrangement position (between the objects to be grasped), and the object to be grasped is grasped by moving the object as described above, It is possible to switch to a state where the grip is released.

また、上記構成のロボットハンドによれば、把持体が被把持物を把持した状態、或いは、被把持物の把持を解除した状態で、第二駆動部の駆動源を作動させると、伝達機構を介して駆動源の出力が支持体に伝達され、支持体がスライドシャフト周りで回転することになる。このとき、支持体に支持された回転レバーが支持体と同心で回転することになる。すなわち、上記構成のロボットハンドは、スライドシャフトの一端部に形成された無端環状の溝内に回転レバーの基端部が収容されているため、支持体が回転すると回転レバーの基端部がスライドシャフトの溝内で周方向に移動することになる。これにより、上記ロボットハンドは、被把持物の把持の有無に関係なく、支持体が無制限（連続的）に回転することができるため、該支持体に支持され回転レバーの先端部に連結された把持体についても、無制限（連続的）に回転することができる。そして、上述の如く、第一駆動部及び第二駆動部の何れの駆動源も回転する支持体に固定されないため、駆動源に電力やエアを供給するエネルギー供給ラインが捩れることがない。従って、エネルギー供給ライン上の接点不良やエア漏れ等のロボットハンドの故障原因となる構成が排除される。   Further, according to the robot hand having the above configuration, when the driving source of the second drive unit is operated in a state where the gripping body grips the object to be gripped or in a state where the gripping of the object to be gripped is released, the transmission mechanism is Thus, the output of the driving source is transmitted to the support, and the support rotates around the slide shaft. At this time, the rotating lever supported by the support rotates concentrically with the support. That is, in the robot hand having the above configuration, since the base end portion of the rotating lever is accommodated in an endless annular groove formed at one end portion of the slide shaft, the base end portion of the rotating lever slides when the support rotates. It moves in the circumferential direction within the groove of the shaft. Thus, the robot hand is supported by the support and connected to the tip of the rotary lever because the support can rotate without limitation (continuously) regardless of whether or not the object is held. The gripper can also rotate without limitation (continuously). As described above, since neither the drive source of the first drive unit nor the second drive unit is fixed to the rotating support, the energy supply line for supplying electric power or air to the drive source is not twisted. Therefore, a configuration that causes failure of the robot hand such as a contact failure on the energy supply line or air leakage is eliminated.

本発明の一態様として、前記スライドシャフトには一端面上で開放した穴が形成されるとともに該穴に撮像素子が内装され、撮像素子は、撮影中心が被把持物配置予定位置の中央と一致又は略一致するように設けられていることが好ましい。このようにすれば、把持体との配置関係が明らかな映像を得ることができ、撮像素子からの映像を基に容易に被把持物を把持することができる。また、被把持物を把持するときに被把持物の映像（撮像素子からの映像）をモニタの中央に移すことができ、状況を容易に把握することができる。   As one aspect of the present invention, the slide shaft is formed with a hole opened on one end surface, and an image pickup device is provided in the hole, and the image pickup center of the image pickup device coincides with the center of the position where the object is to be held. Or it is preferable to be provided so that it may correspond substantially. In this way, it is possible to obtain an image with a clear positional relationship with the gripping body, and to easily grip the object to be gripped based on the image from the image sensor. Further, when grasping the object to be grasped, the image of the object to be grasped (image from the image sensor) can be moved to the center of the monitor, and the situation can be easily grasped.

本発明の他態様として、第一駆動部は、スライドシャフトの他端に連設された雄ネジ体と、該雄ネジ体に螺合された螺合部材と、駆動源としてのモータと、該モータの出力を螺合部材に伝達して該螺合部材を回転させる伝達機構とを備えてもよい。このようにすれば、駆動源の出力で螺合部材が回転すると、雄ネジ体が軸線方向に移動することになる。従って、雄ネジ体に連結されたスライドシャフトも軸線方向に移動するため、把持体を移動させて被把持物の把持とその解除とを円滑に切り替えることができる。   As another aspect of the present invention, the first drive unit includes a male screw body connected to the other end of the slide shaft, a screwing member screwed into the male screw body, a motor as a drive source, A transmission mechanism that transmits the output of the motor to the screwing member to rotate the screwing member may be provided. In this way, when the screwing member is rotated by the output of the drive source, the male screw body moves in the axial direction. Therefore, since the slide shaft connected to the male screw body also moves in the axial direction, the gripping body can be moved to smoothly switch between gripping and releasing the gripped object.

本発明の別の態様として、第二駆動部の伝達機構は、駆動源としてのモータの出力トルクを所定トルク以下で支持体に伝達するトルクガードを備えていることが好ましい。このようにすれば、被把持物を把持した上で把持体を回転させようとしたときに、把持体を必要以上に回転させることを防止することができる。例えば、ドアノブを操作して閉ざされたドアを開く場合、ドアノブを把持した状態を維持しつつ、駆動源の出力を支持体に伝達すると、支持体がスライドシャフト周りで回転することになり、該支持体に支持された回転レバーについても支持体と一体的になってスライドシャフト周りで回転し、所定の負荷が作用すると、駆動源（モータ）が回転し続けても所定トルクだけが支持体に伝わることになる。   As another aspect of the present invention, the transmission mechanism of the second drive unit preferably includes a torque guard that transmits an output torque of a motor as a drive source to a support body at a predetermined torque or less. In this way, it is possible to prevent the gripping body from being rotated more than necessary when the gripping body is to be rotated after gripping the object to be gripped. For example, when opening a closed door by operating the door knob, if the output of the drive source is transmitted to the support while maintaining the state where the door knob is held, the support rotates around the slide shaft, The rotating lever supported by the support also rotates integrally with the support and rotates around the slide shaft. When a predetermined load is applied, only a predetermined torque is applied to the support even if the drive source (motor) continues to rotate. It will be transmitted.

従って、把持体が把持したドアノブが回転限界まで回転したとしても、それ以上ドアノブを回転させることがないため、ドアノブを破損させてドアを開放できなくなることはない。すなわち、ドアノブの回転限度やロックの解除される回転範囲は、メーカーによって異なるため、把持体の回転範囲を一定範囲に設定すると、回転限界にあるドアノブに過度なトルクがかかって該ドアノブを破損させたり、ドアノブの回転量が不足してロックが解除できなかったりすることがあるが、上記構成によれば、把持体が無制限に回転でき、且つ把持体のトルク管理を行うようにしているため、如何なるメーカーのドアノブであっても破損させることなく開放することができる。   Therefore, even if the door knob gripped by the gripping body is rotated to the rotation limit, the door knob is not further rotated, so that the door knob is not damaged and the door cannot be opened. In other words, since the rotation limit of the doorknob and the rotation range for unlocking vary depending on the manufacturer, if the rotation range of the gripping body is set to a certain range, excessive torque is applied to the doorknob at the rotation limit and the doorknob is damaged. Or the amount of rotation of the doorknob may be insufficient and the lock may not be released, but according to the above configuration, the gripping body can rotate indefinitely and the torque management of the gripping body is performed. Any manufacturer's doorknob can be opened without damage.

以上のように、本発明のロボットハンドによれば、把持体を回転させるための駆動源を定位置に設置することができ、被把持物配置予定位置周りで把持体を無制限に回転させることができるという優れた効果を奏し得る。   As described above, according to the robot hand of the present invention, the drive source for rotating the gripping body can be installed at a fixed position, and the gripping body can be rotated around the planned object placement planned position without limitation. An excellent effect of being able to do so can be achieved.

本発明の一実施形態に係るマニピュレータを搭載した救助用ロボットの全体側面図を示す。1 shows an overall side view of a rescue robot equipped with a manipulator according to an embodiment of the present invention. FIG. 同実施形態に係る救助用ロボットのアーム機構を延ばした状態の全体図であって、（ａ）は、側面図を示し、（Ｂ）は、背面図を示す。It is the whole figure of the state which extended the arm mechanism of the rescue robot which concerns on the embodiment, (a) shows a side view, (B) shows a rear view. 同実施形態に係るアーム機構の一構成であるアーム体（第一アーム体）の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of the arm body (1st arm body) which is one structure of the arm mechanism which concerns on the embodiment is shown. 同実施形態に係るアーム機構の概略部分横断面図であって、第一アーム体の一端部及び基台を含む概略部分横断面図を示す。It is a general | schematic partial cross-sectional view of the arm mechanism which concerns on the same embodiment, Comprising: The general | schematic partial cross-sectional view containing the one end part and base of a 1st arm body is shown. 同実施形態に係るアーム機構及び作業ツールの連結ベースの一部を含む概略部分横断面図を示す。The schematic partial cross-sectional view containing a part of connection base of the arm mechanism and work tool which concern on the embodiment is shown. 同実施形態に係る作業ツールの連結ベースを除いた概略部分横断面図を示す。The schematic partial cross-sectional view except the connection base of the work tool which concerns on the embodiment is shown.

以下、本発明の一実施形態に係るマニピュレータについて、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態においては、災害現場での救助作業用に導入される救助用ロボットに採用される場合を一例に説明することとする。   Hereinafter, a manipulator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is employed in a rescue robot introduced for rescue work at a disaster site will be described as an example.

本実施形態に係る救助用ロボットは、図１及び図２に示す如く、走行台車２と、前記走行台車２上に搭載されたマニピュレータユニット３とを備えている。   The rescue robot according to the present embodiment includes a traveling carriage 2 and a manipulator unit 3 mounted on the traveling carriage 2 as shown in FIGS. 1 and 2.

走行台車２は、シャーシフレーム２０と、シャーシフレーム２０に連結された走行装置２１とを備えている。本実施形態に係る救助用ロボット１は、劣悪な環境下で走行することが要求されるため、本実施形態に係る走行台車２は、シャーシフレーム２０の前後左右の四カ所に走行装置２１としてのクローラ（無限軌道）が設けられている。かかるクローラ２１は、前後方向に間隔をおいて配置された動輪２２，２２に対してクローラベルト２３が掛け渡されたもので、動輪２２，２２の回転でクローラベルト２３を回転させて走行するようになっている。本実施形態に係るクローラ２１は、一方の動輪２２を中心にして全体が回転可能になっており、走行環境に応じて姿勢を変更させてクローラベルト２３を接地させるようになっている。   The traveling carriage 2 includes a chassis frame 20 and a traveling device 21 connected to the chassis frame 20. Since the rescue robot 1 according to the present embodiment is required to travel in an inferior environment, the traveling cart 2 according to the present embodiment is provided as a traveling device 21 at four locations on the front, rear, left, and right sides of the chassis frame 20. A crawler (endless track) is provided. The crawler 21 is configured such that a crawler belt 23 is stretched over moving wheels 22 and 22 arranged at intervals in the front-rear direction, and the crawler belt 23 is rotated by the rotation of the moving wheels 22 and 22 so as to run. It has become. The crawler 21 according to the present embodiment is rotatable as a whole around one moving wheel 22, and the crawler belt 23 is grounded by changing the posture according to the traveling environment.

前記マニピュレータユニット３は、走行台車２のシャーシフレーム２０に対して着脱可能に構成されたベース４と、ベース４上に搭載されるマニピュレータ５とを備えている。また、本実施形態に係るマニピュレータユニット３は、走行台車２に搭載された状態で前方側になるベース４の一端部に吸引装置Ｖが搭載されている。   The manipulator unit 3 includes a base 4 configured to be detachable from the chassis frame 20 of the traveling carriage 2 and a manipulator 5 mounted on the base 4. Further, the manipulator unit 3 according to the present embodiment has the suction device V mounted on one end portion of the base 4 that is on the front side when mounted on the traveling carriage 2.

前記ベース４は、走行台車２のシャーシフレーム２０上に配置されるもので、シャーシフレーム２０に対して着脱可能に構成されている。そして、ベース４の上面には、マニピュレータ５を連結するための基台４０が取り付けられている。   The base 4 is disposed on the chassis frame 20 of the traveling carriage 2 and is configured to be detachable from the chassis frame 20. A base 40 for connecting the manipulator 5 is attached to the upper surface of the base 4.

本実施形態に係る基台４０は、ベース４の上面に固定されたメイン基台４１と、走行台車２の前後方向と一致する方向に延びる連結軸４２を介してメイン基台４１に連結されたサブ基台４３とを備えている。かかるサブ基台４３は、ベース４上に搭載された駆動源（図示しない）からの駆動を受けることで、連結軸４２を中心にして傾動するようになっている。すなわち、サブ基台４３は、走行台車２の前後方向と一致する方向に対して直交する方向（左右幅方向）に傾動するようになっている。   The base 40 according to the present embodiment is connected to the main base 41 via a main base 41 fixed to the upper surface of the base 4 and a connecting shaft 42 extending in a direction coinciding with the front-rear direction of the traveling carriage 2. A sub-base 43. The sub-base 43 is tilted about the connecting shaft 42 by receiving a drive from a drive source (not shown) mounted on the base 4. That is, the sub-base 43 tilts in a direction (left-right width direction) orthogonal to a direction that coincides with the front-rear direction of the traveling carriage 2.

前記マニピュレータ５は、一方向に延びるアーム体５００，５０１を少なくとも一つ備え、基端部が基台４０に対して連結される一方、先端部に作業ツール６が装着されるアーム機構５０と、アーム機構５０を姿勢変更させるアーム駆動機構５１，５２（図３参照）とを備えている。   The manipulator 5 includes at least one arm body 500, 501 extending in one direction, the base end portion is connected to the base 40, and the arm mechanism 50 to which the work tool 6 is mounted at the front end portion; Arm driving mechanisms 51 and 52 (see FIG. 3) for changing the posture of the arm mechanism 50 are provided.

そして、アーム体５００，５０１は、両端部が一方向に対して直交する他方向に向けて延びる軸Ｓ１、Ｓ２を介して基端側の部材４０（４３）及び先端側の部材６，５０１に連結され、アーム体５００，５０１と該アーム体５００，５０１の両端部に連結された部材とが軸Ｓ１，Ｓ２を中心にして相対的に回転可能に構成されている。   The arm bodies 500 and 501 are connected to the proximal end side member 40 (43) and the distal end side members 6 and 501 via shafts S1 and S2 whose both ends extend in the other direction orthogonal to one direction. The connected arm bodies 500 and 501 and members connected to both ends of the arm bodies 500 and 501 are configured to be relatively rotatable about the axes S1 and S2.

本実施形態に係るアーム機構５０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す如く、二つのアーム体５００，５０１を備えている。各アーム体５００，５０１は、一方向に長手をなした箱状に形成されている。二つのアーム体５００，５０１は、一方の端部同士が一方向と直交する他方向に延びる軸Ｓ２周りで相対回転可能に連結されている。従って、本実施形態に係るアーム機構５０は、一方のアーム体（以下、第一アーム体という）５００が基台４０に連結され、他方のアーム体（以下、第二アーム体という）５０１に作業ツール６が装着されるようになっている。より具体的に説明すると、本実施形態に係るアーム機構５０は、第一アーム体５００の長手方向の一端部が基台４０（サブ基台４３）に対して連結され、該第一アーム体５００の長手方向の他端部が先端側の部材である第二アーム体５０１の長手方向の一端部に連結されている。また、該アーム機構５０は、第二アーム体５０１の他端部に先端側の部材である作業ツール６が連結されている。   The arm mechanism 50 according to the present embodiment includes two arm bodies 500 and 501 as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). Each arm body 500, 501 is formed in a box shape having a longitudinal direction in one direction. The two arm bodies 500 and 501 are connected so that relative rotation is possible around an axis S <b> 2 in which one end portion extends in another direction orthogonal to one direction. Therefore, in the arm mechanism 50 according to the present embodiment, one arm body (hereinafter referred to as a first arm body) 500 is connected to the base 40 and the other arm body (hereinafter referred to as a second arm body) 501 is operated. A tool 6 is attached. More specifically, in the arm mechanism 50 according to the present embodiment, one end of the first arm body 500 in the longitudinal direction is connected to the base 40 (sub-base 43), and the first arm body 500 is connected. The other end portion in the longitudinal direction of the second arm body 501 is connected to one end portion in the longitudinal direction of the second arm body 501 as a member on the distal end side. In the arm mechanism 50, the work tool 6 that is a member on the distal end side is connected to the other end of the second arm body 501.

アーム駆動機構５１，５２は、図３に示す如く、アーム機構５０を構成するアーム体５００に内装されている。本実施形態に係るマニピュレータ５は、アーム機構５０の最も基端側に位置する第一アーム体５００にアーム駆動機構５１，５２が内装されている。より具体的には、本実施形態に係るマニピュレータ５は、アーム駆動機構５１，５２を二組備えており、一方のアーム駆動機構（以下、第一アーム駆動機構という）５１が第一アーム体５００内の一端側（アーム機構５０の基端側）に配置される一方、他方のアーム駆動機構（以下、第二アーム駆動機構という）５２が第一アーム体５００内の他端側（アーム機構５０の先端側）に配置されている。   As shown in FIG. 3, the arm drive mechanisms 51 and 52 are housed in an arm body 500 that constitutes the arm mechanism 50. In the manipulator 5 according to the present embodiment, arm drive mechanisms 51 and 52 are housed in a first arm body 500 located on the most proximal side of the arm mechanism 50. More specifically, the manipulator 5 according to the present embodiment includes two sets of arm drive mechanisms 51 and 52, and one arm drive mechanism (hereinafter referred to as a first arm drive mechanism) 51 is the first arm body 500. The other arm drive mechanism (hereinafter referred to as the second arm drive mechanism) 52 is disposed on one end side (the base end side of the arm mechanism 50) of the first arm body 500. Is arranged on the tip side).

第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、一方向（第一アーム体５００の長手方向）に間隔をあけて配置されるとともに一方向と直交する他方向に延びる軸線周りで回転可能に軸支された一対の回転体（以下、一方の回転体を第一回転体５１０，５２０といい、他方の回転体を第二回転体５１１，５２１という）５１０，５２０，５１１，５２１と、第一回転体５１０，５２０と第二回転体５１１，５２１とに掛け渡される無端環状体（以下、駆動ベルトという）５１２，５２２と、駆動モータＭ１，Ｍ２に回転駆動されるスクリューシャフト５１３，５２３と、スクリューシャフト５１３，５２３に螺合されるとともに駆動ベルト５１２，５２２の一部が固着されたスライダ５１４，５２４とを備えている。   The first arm drive mechanism 51 and the second arm drive mechanism 52 are arranged around one axis (longitudinal direction of the first arm body 500) with an interval and can rotate around an axis extending in the other direction orthogonal to the one direction. A pair of rotating bodies (hereinafter, one rotating body is referred to as a first rotating body 510, 520, and the other rotating body is referred to as a second rotating body 511, 521) 510, 520, 511, 521; Endless annular bodies (hereinafter referred to as drive belts) 512 and 522 spanned between the first rotary bodies 510 and 520 and the second rotary bodies 511 and 521, and screw shafts 513 and 523 that are rotationally driven by the drive motors M1 and M2. And sliders 514 and 524, which are screwed onto the screw shafts 513 and 523 and to which part of the drive belts 512 and 522 are fixed.

第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、第一回転体５１０，５２０及び第二回転体５１１，５２１に対する駆動ベルト５１２，５２２の回転力の伝達を確実にすべく、駆動ベルト５１２，５２２に歯付きベルトが採用されている。これに伴い、第一回転体５１０，５２０及び第二回転体５１１，５２１には、歯付きプーリーが採用されている。また、第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、スクリューシャフト５１３，５２３とスライダ５１４，５２４とを螺合させるネジ構造として台形ネジが採用されている。すなわち、スクリューシャフト５１３，５２３は、台形ネジからなる雄ネジが形成され、スライダ５１４，５２４には台形ネジからなる雌ネジが形成されている。   The first arm driving mechanism 51 and the second arm driving mechanism 52 are configured to ensure that the rotational force of the driving belts 512 and 522 is transmitted to the first rotating bodies 510 and 520 and the second rotating bodies 511 and 521. , 522 is a toothed belt. Accordingly, toothed pulleys are adopted for the first rotating bodies 510 and 520 and the second rotating bodies 511 and 521. The first arm drive mechanism 51 and the second arm drive mechanism 52 employ trapezoidal screws as a screw structure for screwing the screw shafts 513 and 523 and the sliders 514 and 524 together. That is, the screw shafts 513 and 523 are formed with male screws made of trapezoidal screws, and the sliders 514 and 524 are formed with female screws made of trapezoidal screws.

そして、第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、第二回転体５１１，５２１が第一回転体５１０，５２０よりも小径に設定されている。そして、第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、駆動ベルト５１２，５２２の第一回転体５１０，５２０と第二回転体５１１，５２１との間にある二つの対向部５１２ａ，５１２ｂ，５２２ａ，５２２ｂのうちの一方の対向部５１２ａ，５２２ａの外周側が巻き掛けられ、第一回転体５１０，５２０に対する駆動ベルト５１２，５２２の巻き掛け量を半周以上にして二つの対向部５１２ａ，５１２ｂ，５２２ａ，５２２ｂを平行又は略平行にするアイドラ（以下、第一アイドラという）５１５，５２５を備えている。   In the first arm driving mechanism 51 and the second arm driving mechanism 52, the second rotating bodies 511 and 521 are set to have a smaller diameter than the first rotating bodies 510 and 520. And the 1st arm drive mechanism 51 and the 2nd arm drive mechanism 52 are two opposing parts 512a and 512b between the 1st rotary body 510 and 520 of the drive belt 512,522 and the 2nd rotary body 511,521. , 522a and 522b, the outer peripheral side of one of the opposing portions 512a and 522a is wound around, and the amount of winding of the drive belts 512 and 522 around the first rotating bodies 510 and 520 is set to a half or more, so that the two opposing portions 512a and 512b. , 522a and 522b are provided with idlers (hereinafter referred to as first idlers) 515 and 525 that make them parallel or substantially parallel.

そして、第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、スクリューシャフト５１３，５２３が対向部５１２ａ，５１２ｂ，５２２ａ，５２２ｂと平行又は略平行をなして一方の対向部５１２ａ，５２２ａの外周面と対向するように配置されている。   The first arm driving mechanism 51 and the second arm driving mechanism 52 are configured so that the screw shafts 513 and 523 are parallel or substantially parallel to the facing portions 512a, 512b, 522a, and 522b, and the outer peripheral surfaces of the one facing portions 512a and 522a. Are arranged to face each other.

第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、第一回転体５１０，５２０がアーム体５００，５０１の端部に配置されるとともに、第一回転体５１０，５２０と第二回転体５１１，５２１との間にある駆動ベルト５１２，５２２における二つの対向部５１２ａ，５１２ｂ，５２２ａ，５２２ｂのうちの他方の対向部５１２ｂ，５２２ｂの外周面が巻き掛けられて第一回転体５１０，５２０に対する駆動ベルト５１２，５２２の巻き掛け量を多くする別のアイドラ（以下、第二アイドラという）５１６，５２６を備えている。   In the first arm driving mechanism 51 and the second arm driving mechanism 52, the first rotating bodies 510 and 520 are disposed at the ends of the arm bodies 500 and 501, and the first rotating bodies 510 and 520 and the second rotating body 511 are disposed. , 521, the outer peripheral surface of the other facing portion 512b, 522b of the two facing portions 512a, 512b, 522a, 522b in the drive belts 512, 522 is wound around the first rotating body 510, 520. Other idlers (hereinafter referred to as second idlers) 516 and 526 that increase the amount of winding of the drive belts 512 and 522 are provided.

これに伴い、駆動モータＭ１，Ｍ２は、スクリューシャフト５１３，５２３に対して出力軸が同心になるように連結され、アーム体５００の両端部にある第一回転体５１０，５２０の中心間を結ぶ仮想線（図示しない）を基準にして反対側のアーム駆動機構５１，５２のスクリューシャフト５１３，５２３と対称的に配置されている。   Accordingly, the drive motors M1 and M2 are coupled so that the output shafts are concentric with the screw shafts 513 and 523, and connect between the centers of the first rotating bodies 510 and 520 at both ends of the arm body 500. They are arranged symmetrically with the screw shafts 513 and 523 of the arm drive mechanisms 51 and 52 on the opposite side with respect to an imaginary line (not shown).

すなわち、本実施形態に係るマニピュレータ５は、異なるアーム駆動機構５１，５２の駆動モータＭ１，Ｍ２とスクリューシャフト５１３，５２３とが前記仮想線を基準にした対称的な領域に配置されている。従って、本実施形態において、第一アーム駆動機構５１の駆動モータＭ１が、第二アーム駆動機構５２が配置される第一アーム体５００の他端側の領域において、第二アーム駆動機構５２の駆動ベルト５２２を挟んで該第二アーム駆動機構５２のスクリューシャフト５２３と対称的に配置され、第二アーム駆動機構５２の駆動モータＭ２が、第一アーム駆動機構５１が配置される第一アーム体５００の一端側の領域において、第一アーム駆動機構５１の駆動ベルト５１２を挟んで該第一アーム駆動機構５１のスクリューシャフト５１３と対称的に配置されている。   That is, in the manipulator 5 according to the present embodiment, the drive motors M1 and M2 of the different arm drive mechanisms 51 and 52 and the screw shafts 513 and 523 are arranged in a symmetrical region with respect to the virtual line. Therefore, in the present embodiment, the drive motor M1 of the first arm drive mechanism 51 drives the second arm drive mechanism 52 in the region on the other end side of the first arm body 500 where the second arm drive mechanism 52 is disposed. A first arm body 500 in which the first arm drive mechanism 51 is disposed is arranged symmetrically with the screw shaft 523 of the second arm drive mechanism 52 across the belt 522. Is disposed symmetrically with the screw shaft 513 of the first arm drive mechanism 51 with the drive belt 512 of the first arm drive mechanism 51 interposed therebetween.

ここで第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２のそれぞれについて具体的に説明すると、第一アーム駆動機構５１は、図４に示す如く、第一回転体５１０の回転中心となる軸（以下、第一関節軸という）Ｓ１を備えている。第一関節軸Ｓ１は、第一アーム体５００と基端側の部材である基台４０（サブ基台４３）とを相対回転可能に連結している。すなわち、第一アーム体５００と基台４０（サブ基台４３）は第一関節軸Ｓ１を介して連結されている。   Here, each of the first arm driving mechanism 51 and the second arm driving mechanism 52 will be described in detail. The first arm driving mechanism 51 has an axis (the center of rotation of the first rotating body 510 (see FIG. 4)). (Hereinafter referred to as the first joint axis) S1. The first joint axis S1 connects the first arm body 500 and a base 40 (sub-base 43) that is a member on the base end side so as to be relatively rotatable. That is, the first arm body 500 and the base 40 (sub base 43) are connected via the first joint axis S1.

ここで具体的に説明すると、第一関節軸Ｓ１は、第一アーム体５００の長手方向と直交する他方向に延びている。そして、第一関節軸Ｓ１は、第一アーム体５００内に配置された第一回転体５１０に連結されており、軸受（採番しない）を介して第一アーム体５００に対して回転自在に軸支される一方、第一アーム体５００から外方に突出して基台４０（サブ基台４３）に固定されている。すなわち、第一関節軸Ｓ１は、基端部が基台４０（サブ基台４３）に固定されて外方に延出しており、第一アーム体５００の側壁部に対して回転自在に挿通された上で、第一アーム体５００内にある先端部に第一アーム駆動機構５１の第一回転体５１０が同心で連結されている。これにより、第一アーム駆動機構５１は、駆動ベルト５１２，５２２の周回による第一回転体５１０の回転力を基台４０（サブ基台４３）に伝達し、アーム体５００，５０１を第一関節軸Ｓ１周りで回転（傾動）させるようになっている。   More specifically, the first joint axis S <b> 1 extends in the other direction orthogonal to the longitudinal direction of the first arm body 500. The first joint shaft S1 is connected to a first rotating body 510 disposed in the first arm body 500, and is rotatable with respect to the first arm body 500 via a bearing (not numbered). While being pivotally supported, it protrudes outward from the first arm body 500 and is fixed to the base 40 (sub-base 43). That is, the first joint shaft S <b> 1 has a base end portion fixed to the base 40 (sub base 43) and extends outward, and is rotatably inserted into the side wall portion of the first arm body 500. In addition, the first rotating body 510 of the first arm drive mechanism 51 is concentrically connected to the distal end portion in the first arm body 500. Thus, the first arm drive mechanism 51 transmits the rotational force of the first rotating body 510 due to the rotation of the driving belts 512 and 522 to the base 40 (sub-base 43), and the arm bodies 500 and 501 are transmitted to the first joint. It is designed to rotate (tilt) around the axis S1.

これに対し、第二アーム駆動機構５２は、図５に示す如く、第一回転体５２０の回転中心となる軸（以下、第二関節軸Ｓ２という）を備えている。第二関節軸Ｓ２は、第一アーム体５００と先端側の部材である第二アーム体５０１とを相対回転可能に連結している。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the second arm drive mechanism 52 includes an axis (hereinafter referred to as a second joint axis S2) that serves as the rotation center of the first rotating body 520. The second joint axis S2 connects the first arm body 500 and the second arm body 501 that is a member on the distal end side so as to be relatively rotatable.

具体的に説明すると、第二関節軸Ｓ２は、第一アーム体５００の長手方向と直交する他方向に延びている。すなわち、第二関節軸Ｓ２は、第一関節軸Ｓ１と同方向に延びている。第二関節軸Ｓ２は、第一アーム体５００内に配置された第一回転体５２０に同心で連結されており、第一アーム体５００（後述する中心支持軸Ｓ２’）に対して回転自在に軸支される一方、第一アーム体５００から外方に突出して先端側の第二アーム体５０１に固定されている。すなわち、第二間接軸Ｓ２は、基端部が第二アーム体５０１の側壁の外面に固定されて外方に延出しており、第一アーム体５００の側壁に対して回転自在に挿通された上で、第一アーム体５００内にある先端部に第二アーム駆動機構５２の第一回転体５２０が同心で連結されている。   More specifically, the second joint axis S <b> 2 extends in the other direction orthogonal to the longitudinal direction of the first arm body 500. That is, the second joint axis S2 extends in the same direction as the first joint axis S1. The second joint shaft S2 is concentrically connected to a first rotating body 520 disposed in the first arm body 500, and is rotatable with respect to the first arm body 500 (a center support shaft S2 ′ described later). While being pivotally supported, it protrudes outward from the first arm body 500 and is fixed to the second arm body 501 on the distal end side. That is, the second indirect shaft S2 has a proximal end fixed to the outer surface of the side wall of the second arm body 501 and extends outwardly, and is rotatably inserted into the side wall of the first arm body 500. Above, the 1st rotary body 520 of the 2nd arm drive mechanism 52 is concentrically connected with the front-end | tip part in the 1st arm body 500. FIG.

本実施形態に係る第二関節軸Ｓ２は、中空軸で構成されており、第一アーム体５００の内壁面に基端部の固定された中心支持軸Ｓ２’が同心で挿通され、軸受（採番しない）を介して中心支持軸Ｓ２’に回転自在に支持されている。なお、本実施形態において、第二関節軸Ｓ２に連結された第二アーム駆動機構５２の第一回転体５２０についても、軸受（採番しない）を介して中心支持軸Ｓ２’に回転自在に支持されている。これにより、第二アーム駆動機構５２は、駆動ベルト５２２の周回による第一回転体５２０の回転力を第二アーム体５０１の一端部に伝達し、第一アーム体５００と第二アーム体５０１とを第二関節軸Ｓ２周りで相対的に回転（傾動）させるようになっている。   The second joint shaft S2 according to the present embodiment is constituted by a hollow shaft, and a central support shaft S2 ′ having a proximal end fixed to the inner wall surface of the first arm body 500 is inserted concentrically, and a bearing (taken) is obtained. The center support shaft S2 ′ is rotatably supported by the center support shaft S2 ′. In the present embodiment, the first rotating body 520 of the second arm drive mechanism 52 connected to the second joint shaft S2 is also supported rotatably on the center support shaft S2 ′ via a bearing (not numbered). Has been. Thereby, the second arm drive mechanism 52 transmits the rotational force of the first rotating body 520 due to the rotation of the driving belt 522 to one end of the second arm body 501, and the first arm body 500, the second arm body 501, and the like. Is relatively rotated (tilted) around the second joint axis S2.

本実施形態に係るアーム機構５０は、折り畳んだ状態で、第一アーム体５００と第二アーム体５０１とが重なった姿勢になるようになっている。すなわち、アーム機構５０を構成する二つのアーム体５００，５０１（第一アーム体５００及び第二アーム体５０１）は、第一アーム体５００の先端部（他端部）の側面に第二アーム体５０１の基端部（一端部）の側面が重なり合った状態で両アーム体５００，５０１の一端部と他端部とが軸（第二関節軸Ｓ２）を介して連結されている。これにより、本実施形態に係るアーム機構５０は、第二関節軸Ｓ２を中心にして第一アーム体５００と第二アーム体５０１とを互いに傾動（回転）させることで、両アーム体５００，５０１が横方向（傾動中心となる第二関節軸Ｓ２の延びる方向）で重なり合った配置になる様に構成されている。   The arm mechanism 50 according to the present embodiment is configured such that the first arm body 500 and the second arm body 501 overlap in a folded state. That is, the two arm bodies 500 and 501 (the first arm body 500 and the second arm body 501) constituting the arm mechanism 50 are arranged on the side surface of the distal end portion (the other end portion) of the first arm body 500. One end portion and the other end portion of both arm bodies 500, 501 are connected via a shaft (second joint axis S2) in a state where the side surfaces of the base end portion (one end portion) of 501 overlap each other. As a result, the arm mechanism 50 according to the present embodiment tilts (rotates) the first arm body 500 and the second arm body 501 with respect to the second joint axis S2, whereby both arm bodies 500, 501 are provided. Are arranged so as to overlap each other in the lateral direction (the direction in which the second joint axis S2 as the center of tilting extends).

そして、本実施形態に係るアーム機構５０は、両アーム体５００，５０１が水平方向に延びた姿勢を基本姿勢に設定されている。これに伴い、第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、アーム機構５０が基本姿勢であるときのスライダ５１４，５２４の位置が原点として設定されている。従って、第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、図３に示す如く、何れも原点にあるスライダ５１４，５２４を検知するセンサ（以下、原点センサという）Ｃを備えている。   In the arm mechanism 50 according to the present embodiment, the posture in which both arm bodies 500 and 501 extend in the horizontal direction is set as the basic posture. Accordingly, the positions of the sliders 514 and 524 when the arm mechanism 50 is in the basic posture are set as the origins of the first arm driving mechanism 51 and the second arm driving mechanism 52. Accordingly, the first arm driving mechanism 51 and the second arm driving mechanism 52 each include a sensor C (hereinafter referred to as an origin sensor) C that detects the sliders 514 and 524 at the origin, as shown in FIG.

本実施形態に係るマニピュレータ５は、図５に示す如く、第二アーム体５０１の他端部に連結された作業ツール６を所定の姿勢に維持させるための姿勢調整手段５３を備えている。かかる姿勢調整手段５３は、第二アーム体５０１に内装されている。ここで姿勢調整手段５３について具体的に説明すると、姿勢調整手段５３は、第二アーム体５０１の両端部に配置された一対の回転体（以下、一方の回転体を第三回転体５３０といい、他方の回転体を第四回転体５３１という）５３０，５３１と、第二アーム体５０１の一端部に配置された第三回転体５３０と第二アーム体５０１の他端部に配置された第四回転体５３１とに掛け渡された無端環状のベルト（以下、従動ベルトという）５３２と、第四回転体５３１に対して同心で固定された太陽歯車５３３と、該第二アーム体５０１の他端部に設けられた軸（以下、第三関節軸という）Ｓ３周りで回転可能に設けられ、前記太陽歯車５３３と噛合した遊星歯車５３４とで構成されている。   As shown in FIG. 5, the manipulator 5 according to the present embodiment includes posture adjustment means 53 for maintaining the work tool 6 connected to the other end of the second arm body 501 in a predetermined posture. The posture adjusting means 53 is built in the second arm body 501. Here, the posture adjusting means 53 will be described in detail. The posture adjusting means 53 is a pair of rotating bodies (hereinafter, one rotating body is referred to as a third rotating body 530) disposed at both ends of the second arm body 501. The other rotating body is referred to as a fourth rotating body 531), 530, 531, the third rotating body 530 disposed at one end of the second arm body 501, and the second rotating body disposed at the other end of the second arm body 501. An endless annular belt (hereinafter referred to as a driven belt) 532 stretched around the four rotator 531, a sun gear 533 concentrically fixed to the fourth rotator 531, and the second arm body 501 A planetary gear 534 is provided so as to be rotatable around an axis (hereinafter referred to as a third joint axis) S3 provided at an end portion and meshed with the sun gear 533.

そして、第三回転体５３０は、第二アーム体５０１に対して回転自在に軸支される一方で、第一アーム体５００に固定された前記中心支持軸Ｓ２’に固定されている。すなわち、前記中心支持軸Ｓ２’は、基端部が第一アーム体５００の一方の側壁の内面に固定されて第一アーム体５００の他方の側壁（反対側の側壁）から外方に突出して第二アーム体５０１内に挿入された上で、第二アーム体５０１内にある先端部に第三回転体５３０が固定されている。なお、中心支持軸Ｓ２’は、上述の如く、軸受を介して第二関節軸Ｓ２を支持している。換言すれば、中心支持軸Ｓ２’は、軸受を介して第三関節軸Ｓ２に支持されており、第三関節軸Ｓ２が連結された第二アーム体５０１に対して回転自在に設けられている。   The third rotating body 530 is rotatably supported with respect to the second arm body 501, and is fixed to the center support shaft S <b> 2 ′ fixed to the first arm body 500. That is, the center support shaft S2 ′ has a base end fixed to the inner surface of one side wall of the first arm body 500 and protrudes outward from the other side wall (opposite side wall) of the first arm body 500. After being inserted into the second arm body 501, the third rotating body 530 is fixed to the tip portion in the second arm body 501. The center support shaft S2 'supports the second joint shaft S2 via the bearing as described above. In other words, the center support shaft S2 ′ is supported by the third joint shaft S2 via the bearing, and is provided rotatably with respect to the second arm body 501 to which the third joint shaft S2 is coupled. .

第四回転体５３１は、第二アーム体５０１の他端部内部に設けられた固定軸Ｓ４周りで回転自在に設けられている。かかる固定軸Ｓ４は、第二関節軸Ｓ２と平行をなすように設けられている。そして、太陽歯車５３３は、上述の如く、第四回転体５３１に対して同心で固定されているため、第四回転体５３１と同様に固定軸Ｓ４周りで回転自在になっている。そして、従動ベルト５３２には、駆動ベルト５１２，５２２と同様に歯付きベルトが採用されており、これに伴って、従動ベルト５３２が掛け渡される第三回転体５３０及び第四回転体５３１には歯付きプーリーが採用されている。   The fourth rotating body 531 is provided so as to be rotatable around a fixed axis S <b> 4 provided inside the other end of the second arm body 501. The fixed axis S4 is provided so as to be parallel to the second joint axis S2. Since the sun gear 533 is concentrically fixed with respect to the fourth rotating body 531 as described above, the sun gear 533 is rotatable around the fixed axis S4 like the fourth rotating body 531. The driven belt 532 employs a toothed belt in the same manner as the drive belts 512 and 522, and accordingly, the third rotating body 530 and the fourth rotating body 531 around which the driven belt 532 is stretched are provided. A toothed pulley is used.

そして、前記遊星歯車５３４は、作業ツール６の後述する連結ベース６０ａに対して回転自在に軸支される一方で、第二アーム体５０１に固定された第三関節軸Ｓ３を中心に回転自在に設けられている。第三関節軸Ｓ３は、太陽歯車５３３の回転中心となる固定軸Ｓ４よりも第二アーム体５０１の先端側に設けられている。かかる第三関節軸Ｓ３は、基端部が第二アーム体５０１の一方の側壁の内面に固定されて他方の側壁（反対側の側壁）から外方に延出しており、作業ツール６の連結ベース６０ａの側壁部に対して回転自在に挿通された上で連結ベース６０ａ内で抜け止めされている。そして、遊星歯車５３４は、第三関節軸Ｓ３に軸受を介して回転自在に支持された上で作業ツール６の連結ベース６０ａの外壁面に対して固定されている。なお、本実施形態に係る遊星歯車５３４には、該遊星歯車５３４とともに第三関節軸Ｓ３の挿通された筒状軸部（採番しない）が同心で連設されており、該筒状軸部が連結ベース６０ａに固定されている。   The planetary gear 534 is rotatably supported with respect to a connection base 60a (to be described later) of the work tool 6, while being rotatable about a third joint axis S3 fixed to the second arm body 501. Is provided. The third joint axis S3 is provided closer to the distal end side of the second arm body 501 than the fixed axis S4 that is the rotation center of the sun gear 533. The third joint shaft S3 has a proximal end fixed to the inner surface of one side wall of the second arm body 501 and extends outward from the other side wall (opposite side wall). After being rotatably inserted into the side wall of the base 60a, the base 60a is prevented from coming off in the connecting base 60a. The planetary gear 534 is fixed to the outer wall surface of the connection base 60a of the work tool 6 after being rotatably supported by the third joint shaft S3 via a bearing. In addition, the planetary gear 534 according to the present embodiment is concentrically connected with the planetary gear 534 and a cylindrical shaft portion (not numbered) through which the third joint shaft S3 is inserted, and the cylindrical shaft portion. Is fixed to the connection base 60a.

上記構成の姿勢調整手段５３は、第一アーム体５００及び第二アーム体５０１が相対的に回転したときに、第一アーム体５００に固定された支持軸Ｓ２’に固定された第三回転体５３０に対する従動ベルト５３２の巻き掛け位置が変化する結果、第四回転体５３１に対して従動ベルト５３２が回転力を付与し、該第四回転体５３１に固定された太陽歯車５３３が回転する。これにより、遊星歯車５３４が太陽歯車５３３の回転に連動して回転し、該遊星歯車５３４の固定された作業ツール６が第三関節軸Ｓ３周りで回転する。なお、本実施形態に係る姿勢調整手段５３は、第二アーム体５０１の回転に対応する従動ベルト５３２の移動（回転）量、太陽歯車５３３及び遊星歯車５３４のギア比を適宜設定することで、作業ツール６の姿勢を第二アーム体５０１の姿勢に連動させることができ、本実施形態においては、第一アーム体５００の基端部と第二アーム体５０１の先端部とを結ぶ仮想線に対して作業ツール６の作業中心線（本実施形態においては作業ツール６として後述のロボットハンドが採用されているため被把持物の把持中心線）が直角になるように、第二アーム体５０１の姿勢に連動させて作業ツール６の姿勢を変更させように設定されている。   The posture adjusting means 53 configured as described above has a third rotating body fixed to a support shaft S2 ′ fixed to the first arm body 500 when the first arm body 500 and the second arm body 501 rotate relatively. As a result of the change in the position where the driven belt 532 is wound around 530, the driven belt 532 imparts a rotational force to the fourth rotating body 531, and the sun gear 533 fixed to the fourth rotating body 531 rotates. Thereby, the planetary gear 534 rotates in conjunction with the rotation of the sun gear 533, and the work tool 6 to which the planetary gear 534 is fixed rotates around the third joint axis S3. The posture adjusting means 53 according to the present embodiment appropriately sets the movement (rotation) amount of the driven belt 532 corresponding to the rotation of the second arm body 501 and the gear ratio of the sun gear 533 and the planetary gear 534. The posture of the work tool 6 can be interlocked with the posture of the second arm body 501, and in this embodiment, a virtual line connecting the proximal end portion of the first arm body 500 and the distal end portion of the second arm body 501. On the other hand, the second arm body 501 is arranged so that the work center line of the work tool 6 (in this embodiment, a gripping center line of the object to be grasped because a robot hand described later is adopted as the work tool 6) is at a right angle. It is set to change the posture of the work tool 6 in conjunction with the posture.

本実施形態に係る作業ツール６は、被把持物を把持可能に構成されたロボットハンドが採用されている。   The work tool 6 according to the present embodiment employs a robot hand configured to be able to grip an object to be gripped.

かかるロボットハンド６は、図６に示す如く、被把持物が配置される被把持物配置予定位置Ａ周りに等間隔又は略等間隔で配置された二つ以上の把持体６１…と、各把持体６１…を被把持物配置予定位置Ａの中心に向けて移動させる第一駆動部６２と、各把持体６１…を被把持物配置予定位置Ａ周りで回転させる第二駆動部６３とを備える。   As shown in FIG. 6, the robot hand 6 includes two or more gripping bodies 61... That are arranged at equal intervals or substantially equal intervals around an object-positioning target position A where objects to be grasped are arranged. A first drive unit 62 that moves the bodies 61 toward the center of the object placement planned position A, and a second drive unit 63 that rotates the grip bodies 61 around the object placement planned position A. .

本実施形態に係るロボットハンド６は、把持体６１…を二つ備えている。そのため、各把持体６１…は、互いに対向するように配置されている。本実施形態の救助用ロボット１は、上述の如く、災害地でドアを開放することを一つの目的としているため、正面視円形のドアノブを把持できるように各把持体６１…は断面円弧状をなすように形成されている。そして、各把持体６１…の外周面には、前記第一駆動部６２の後述する回転レバー６６及びリンク６８を連結するための連結用リブ６１０が突設されている。各連結用リブ６１０は、片状に形成されており、把持体６１…の湾曲方向と直交する方向（把持体６１…の湾曲中心方向）に真っ直ぐに延びるように形成されている。   The robot hand 6 according to this embodiment includes two grip bodies 61. Therefore, the gripping bodies 61 are arranged so as to face each other. As described above, the rescue robot 1 according to the present embodiment is intended to open the door in a disaster area, so that each gripping body 61 has an arcuate cross section so that a circular door knob can be gripped. It is formed to make. Further, on the outer peripheral surface of each gripping body 61..., A connecting rib 610 for connecting a rotation lever 66 and a link 68 described later of the first drive unit 62 is projected. Each of the connecting ribs 610 is formed in the shape of a piece and extends straight in a direction perpendicular to the bending direction of the gripping bodies 61 (the bending center direction of the gripping bodies 61).

前記第一駆動部６２は、把持体６１…の湾曲中心方向に延びるスライドシャフト６４と、該スライドシャフト６４を軸線方向に往復動させるためスライド手段６５と、スライドシャフト６４と直交する方向に延びる軸（以下、支持軸という）Ｓ５を中心に回転可能に設けられ、把持体６１…とスライドシャフト６４とを作動的に連結させる回転レバー６６と、該回転レバー６６をスライドシャフト６４と直交する方向に延びる支持軸Ｓ５周りで回転可能に支持し、所定位置に位置した状態でスライドシャフト６４の一端部周りで回転自在に設けられた支持体６７とを備えている。   The first drive unit 62 includes a slide shaft 64 extending in the direction of the center of the gripping body 61, slide means 65 for reciprocating the slide shaft 64 in the axial direction, and an axis extending in a direction perpendicular to the slide shaft 64. A rotation lever 66 provided to be rotatable about S5 (hereinafter referred to as a support shaft) and operatively connecting the gripping bodies 61 and the slide shaft 64, and the rotation lever 66 in a direction orthogonal to the slide shaft 64 And a support body 67 that is rotatably supported around the extending support shaft S5 and is rotatably provided around one end of the slide shaft 64 in a state of being positioned at a predetermined position.

前記スライドシャフト６４は、ロボットハンド６の外装を構成するケーシング６０ｂの外側に配置される一端部の外周に無端円環状の溝６４２が形成されている。具体的には、本実施形態に係るスライドシャフト６４は、一端部に形成された大径部６４０と、該大径部６４０に連設され、該大径部６４０よりも小径な小径軸部６４１とを備えている。そして、本実施形態に係るスライドシャフト６４は、小径軸部６４１における大径部６４０の連設された一端とは反対側の他端に対してスライド手段６５の一構成となる雄ネジ体６５０が小径軸部６４１と同心をなすように連設されている。   The slide shaft 64 has an endless annular groove 642 formed on the outer periphery of one end portion disposed outside the casing 60 b constituting the exterior of the robot hand 6. Specifically, the slide shaft 64 according to the present embodiment includes a large-diameter portion 640 formed at one end portion, and a small-diameter shaft portion 641 that is connected to the large-diameter portion 640 and has a smaller diameter than the large-diameter portion 640. And. The slide shaft 64 according to the present embodiment has a male screw body 650 that constitutes one configuration of the slide means 65 with respect to the other end of the small diameter shaft portion 641 opposite to the one end where the large diameter portion 640 is connected. A small diameter shaft portion 641 is concentrically provided.

前記大径部６４０は、スライドシャフト６４の軸線（軸心）方向から見て円形状に形成されており、外周に無端円環状の溝６４２が形成されている。かかる溝６４２は、回転レバー６６の基端部（後述するローラ６６２）を収容可能に形成されている。本実施形態に係る小径軸部６４１は、段付軸状に形成されている。具体的には、本実施形態に係る第一駆動部６２は、スライドシャフト６４の小径軸部６４１に外嵌されたコイルバネ６４３と、スライドシャフト６４の小径軸部６４１が挿通されたバネ受部材６４４とを備えている。そして、コイルバネ６４３は、一端が小径軸部６４１の段部６４５に一端が受けられる一方、該コイルバネ６４３の他端がバネ受部材６４４に受けられている。   The large-diameter portion 640 is formed in a circular shape when viewed from the axis (axial center) direction of the slide shaft 64, and an endless annular groove 642 is formed on the outer periphery. The groove 642 is formed so as to accommodate a base end portion (a roller 662 described later) of the rotation lever 66. The small-diameter shaft portion 641 according to this embodiment is formed in a stepped shaft shape. Specifically, the first drive unit 62 according to this embodiment includes a coil spring 643 that is externally fitted to the small-diameter shaft portion 641 of the slide shaft 64 and a spring receiving member 644 through which the small-diameter shaft portion 641 of the slide shaft 64 is inserted. And. One end of the coil spring 643 is received by the stepped portion 645 of the small diameter shaft portion 641, and the other end of the coil spring 643 is received by the spring receiving member 644.

バネ受部材６４４は、スライドシャフト６４との関係において、スライドシャフト６４の他端側（大径部６４０のある一端側とは反対側）に移動不能である一方、スライドシャフト６４の一端側に移動可能に設けられている。すなわち、バネ受部材６４４は、スライドシャフト６４（小径軸部６４１）の外周に対して軸線方向に延びるように形成されたスリット６４６に挿入される位置決ピン６４７が取り付けられており、自然長の又は僅かに撓んだコイルバネ６４３を受けた状態で、位置決ピン６４７とスリット６４６の他端側にある端部内面とが干渉するようになっている。   The spring receiving member 644 cannot move to the other end side of the slide shaft 64 (on the side opposite to the one end side where the large-diameter portion 640 exists) in relation to the slide shaft 64, but moves to one end side of the slide shaft 64. It is provided as possible. That is, the spring receiving member 644 is provided with a positioning pin 647 inserted into a slit 646 formed so as to extend in the axial direction with respect to the outer periphery of the slide shaft 64 (small-diameter shaft portion 641). Alternatively, the positioning pin 647 interferes with the inner surface of the end portion on the other end side of the slit 646 while receiving the slightly bent coil spring 643.

これにより、コイルバネ６４３によってバネ受部材６４４とスライドシャフト６４とが互いに反対向きに付勢されたとしても、バネ受部材６４４とスライドシャフト６４とが反対方向に移動することがないが、スライドシャフト６４を他端側に移動させるような力（コイルバネ６４３を撓ませるような力）が作用したときに、スライドシャフト６４の段部６４５がコイルバネ６４３を付勢しつつ（撓ませつつ）該スライドシャフト６４が他端側に移動できるようになっている。   Thereby, even if the spring receiving member 644 and the slide shaft 64 are biased in opposite directions by the coil spring 643, the spring receiving member 644 and the slide shaft 64 do not move in the opposite directions, but the slide shaft 64 When a force (a force that bends the coil spring 643) is applied to the other end side, the step 645 of the slide shaft 64 urges (bends) the coil spring 643. Can be moved to the other end side.

そして、スライドシャフト６４は、軸線方向に移動（スライド）可能となるように、ロボットハンド６の外装を構成するケーシング６０ｂ（又は、ケーシング６０ｂに固定された支持部材）によって支持されている。   The slide shaft 64 is supported by a casing 60b (or a support member fixed to the casing 60b) constituting the exterior of the robot hand 6 so that the slide shaft 64 can move (slide) in the axial direction.

そして、スライドシャフト６４は、一端面（大径部６４０の端面）に開口した非貫通の孔（以下、非貫通孔という）６４８が軸線に沿って形成されている。すなわち、該スライドシャフト６４は、後述する撮像素子（ＣＣＤカメラ）６９及び光源７０を内装するための非貫通孔６４８が一端側に形成されている。   The slide shaft 64 has a non-through hole (hereinafter referred to as a non-through hole) 648 that is open on one end surface (the end surface of the large diameter portion 640) formed along the axis. That is, the slide shaft 64 is formed with a non-through hole 648 on one end side for interior of an image sensor (CCD camera) 69 and a light source 70 described later.

スライド手段６５は、スライドシャフト６４に連設される雄ネジ体６５０と、該雄ネジ体６５０に螺合された螺合部材６５１と、該螺合部材６５１を雄ネジ体６５０の軸線周りで回転させるスライド用駆動部６５２とを備えている。   The slide means 65 includes a male screw body 650 that is connected to the slide shaft 64, a screwing member 651 that is screwed into the male screw body 650, and the screwing member 651 that rotates about the axis of the male screw body 650. And a slide drive unit 652 to be moved.

前記雄ネジ体６５０は、上述の如く、スライドシャフト６４と同心をなすように該スライドシャフト６４の小径軸部６４１の他端に連設されている。そして、前記螺合部材６５１は、雄ネジ体６５０周りで回転自在になるようにケーシング６０ｂ（又は、ケーシング６０ｂに固定された支持部材）に対し、軸受（本実施形態においてはベアリング）を介して取り付けられている。すなわち、螺合部材６５１は一定位置で回転できるようにケーシング６０ｂに対して直接的又は間接的に軸支されている。   As described above, the male screw body 650 is connected to the other end of the small-diameter shaft portion 641 of the slide shaft 64 so as to be concentric with the slide shaft 64. And the said screwing member 651 is via a bearing (this embodiment bearing) with respect to the casing 60b (or support member fixed to the casing 60b) so that it can rotate around the external thread body 650. As shown in FIG. It is attached. That is, the screwing member 651 is pivotally supported directly or indirectly with respect to the casing 60b so that it can rotate at a fixed position.

前記スライド用駆動部６５２は、駆動源としてのモータ（以下、第一駆動モータという）Ｍ３と、該第一駆動モータＭ３の回転を螺合部材６５１に伝達する伝達機構（以下、第一伝達機構という）６５３とを備えている。本実施形態において、第一駆動モータＭ３には、ＤＣモータが採用されており、その出力軸がスライドシャフト６４（雄ネジ体６５０）と平行又は略平行になるように配置されている。   The slide drive unit 652 includes a motor (hereinafter referred to as a first drive motor) M3 as a drive source and a transmission mechanism (hereinafter referred to as a first transmission mechanism) that transmits the rotation of the first drive motor M3 to the screwing member 651. 653). In the present embodiment, a DC motor is employed as the first drive motor M3, and the output shaft thereof is disposed so as to be parallel or substantially parallel to the slide shaft 64 (male screw body 650).

前記第一伝達機構６５３は、無端環状のベルトをモータの出力軸と螺合部材６５１（或いは、これに連設された軸）に掛け渡し、第一駆動モータＭ３の出力を螺合部材６５１に伝達するようにしてもよいが、本実施形態においては、第一伝達機構６５３として歯車機構が採用されている。これに伴い、第一駆動モータＭ３の出力軸及び螺合部材６５１に歯車が取り付けられており、これらの歯車が直接的又は中間歯車を介して間接的に噛合されている。これにより、第一駆動モータＭ３の出力が歯車機構（第一伝達機構６５３）を介して螺合部材６５１に伝達され、該螺合部材６５１が雄ネジ体６５０周りで回転することで、定位置で回転する螺合部材６５１に螺合された雄ネジ体６５０が軸線方向に移動するようになっている。   The first transmission mechanism 653 spans an endless annular belt between the motor output shaft and the screwing member 651 (or a shaft connected thereto), and outputs the first drive motor M3 to the screwing member 651. In this embodiment, a gear mechanism is employed as the first transmission mechanism 653. Accordingly, gears are attached to the output shaft of the first drive motor M3 and the screwing member 651, and these gears are meshed directly or indirectly via an intermediate gear. As a result, the output of the first drive motor M3 is transmitted to the screwing member 651 via the gear mechanism (first transmission mechanism 653), and the screwing member 651 rotates around the male screw body 650. The male screw body 650 that is screwed to the screwing member 651 that rotates in the above manner moves in the axial direction.

前記回転レバー６６は、支持体６７（後述する大径環状部６７０）に対して前記支持軸Ｓ５を介して回転可能に設けられている。本実施形態に係る回転レバー６６は、回転中心（支持軸Ｓ５）が大径部６４０の径方向外方に位置しており、その回転中心から大径部６４０側に延出する第一延出部６６０と、回転中心から前方に向けて延出する第二延出部６６１とを備えている。すなわち、回転レバー６６は、第一延出部６６０及び第二延出部６６１が略直角をなすように連結されて側面視略Ｌ字状に形成され、第一延出部６６０及び第二延出部６６１の連結位置に回転中心が設定されている。   The rotating lever 66 is provided so as to be rotatable with respect to a support 67 (a large-diameter annular portion 670 described later) via the support shaft S5. The rotation lever 66 according to the present embodiment has a rotation center (support shaft S5) located radially outward of the large diameter portion 640, and a first extension extending from the rotation center to the large diameter portion 640 side. A portion 660 and a second extending portion 661 extending forward from the center of rotation are provided. That is, the rotary lever 66 is formed in a substantially L shape in a side view by connecting the first extending portion 660 and the second extending portion 661 so as to form a substantially right angle, and the first extending portion 660 and the second extending portion 661 are formed. The rotation center is set at the connecting position of the protruding portion 661.

本実施形態に係る回転レバー６６は、回転中心となる軸（支持軸Ｓ５）と同方向に延びる軸（採番しない）を中心にして回転可能なローラ６６２が、第一延出部６６０の先端部に取り付けられている。すなわち、第一延出部６６０は、先端部に大径部６４０の外周に対する接線方向に延びる軸線周りで回転自在なローラ６６２が枢着されている。そして、前記ローラ６６２は、大径部６４０の外周に形成された無端環状の溝６４２内に配置されている。なお、ローラ６６２は、大径部６４０に形成された無端環状の溝６４２を画定する一対の対向面（スライドシャフト６４の軸線方向に間隔をあけて対向する一対の対向面）に外周が接触又は略接触するように外径が設定されている。   In the rotation lever 66 according to this embodiment, a roller 662 that can rotate around an axis (not numbered) extending in the same direction as an axis (support shaft S5) serving as a rotation center is provided at the tip of the first extending portion 660. It is attached to the part. In other words, the first extension portion 660 has a roller 662 that is rotatable around an axis extending in a tangential direction with respect to the outer periphery of the large-diameter portion 640 at the tip end portion. The roller 662 is disposed in an endless annular groove 642 formed on the outer periphery of the large diameter portion 640. In addition, the roller 662 has an outer periphery in contact with a pair of opposed surfaces (a pair of opposed surfaces opposed to each other with an interval in the axial direction of the slide shaft 64) defining an endless annular groove 642 formed in the large-diameter portion 640. The outer diameter is set so as to be substantially in contact.

これに対し、第二延出部６６１の先端部は、該回転レバー６６の回転中心となる支持軸Ｓ５と同方向に延びる軸（採番しない）を中心にして回転可能となるように把持体６１…（連結用リブ６１０）に連結されている。   On the other hand, the tip of the second extending portion 661 is gripped so as to be rotatable about an axis (not numbered) extending in the same direction as the support shaft S5 that is the rotation center of the rotary lever 66. 61 (connected to the connecting rib 610).

前記支持体６７は、段付き筒状に形成され、一端部をケーシング６０ｂの外側に位置させる一方、他端側をケーシング６０ｂ内に位置させた状態で、内部にスライドシャフト６４が挿通されている。具体的には、支持体６７は、ケーシング６０ｂの外側に配置され、スライドシャフト６４の大径部６４０の外周を覆う大径環状部６７０と、該大径環状部６７０に対して同心で連設され、スライドシャフト６４の小径軸部６４１の外周を覆う小径環状部６７１とを備えている。該支持体６７は、小径環状部６７１が軸受（本実施形態においてはブッシュ）を介してケーシング６０ｂに支持されており、所定位置でスライドシャフト６４と同心で回転可能に設けられている。すなわち、支持体６７は、挿通されたスライドシャフト６４の軸線方向へ移動不能に設けられており、一定位置でスライドシャフト６４と同心で回転可能に設けられている。   The support 67 is formed in a stepped cylindrical shape, and the slide shaft 64 is inserted into the support 67 with one end positioned outside the casing 60b and the other end positioned inside the casing 60b. . Specifically, the support 67 is disposed outside the casing 60 b, and has a large-diameter annular portion 670 that covers the outer periphery of the large-diameter portion 640 of the slide shaft 64, and is concentrically connected to the large-diameter annular portion 670. And a small-diameter annular portion 671 that covers the outer periphery of the small-diameter shaft portion 641 of the slide shaft 64. The support 67 has a small-diameter annular portion 671 supported by the casing 60b via a bearing (in this embodiment, a bush), and is provided concentrically with the slide shaft 64 at a predetermined position. That is, the support 67 is provided so as not to move in the axial direction of the inserted slide shaft 64, and is provided so as to be rotatable concentrically with the slide shaft 64 at a fixed position.

該支持体６７は、小径環状部６７１がスライドシャフト６４を内挿させた状態でケーシング６０ｂに挿通されている。前記大径環状部６７０には、回転レバー６６及び後述する平行移動用のリンク６８を介設するため凹部６７２が形成されている。すなわち、大径環状部６７０は、一端面から他端側に向けて延びる凹部６７２が各回転レバー６６の配置に併せて形成されている。該凹部６７２は、支持体６７の外側に向く面、外周面及び内周面が開放部を形成しており、回転レバー６６の第一延出部６６０をスライドシャフト６４の溝６４２に導入でき、且つ該第一延出部６６０の回転（移動）を許容できるように形成されている。そして、凹部６７２を画定すべく対向する一対の面には、回転レバー６６を支持するための支持軸５及びリンク６８を枢着するための軸の両端部が支持されている。   The support 67 is inserted into the casing 60b with the small-diameter annular portion 671 having the slide shaft 64 inserted therein. The large-diameter annular portion 670 is formed with a recess 672 for interposing a rotation lever 66 and a parallel movement link 68 described later. That is, the large-diameter annular portion 670 is formed with a recess 672 extending from one end surface toward the other end in accordance with the arrangement of the rotary levers 66. The concave portion 672 has a surface facing the outside of the support 67, an outer peripheral surface and an inner peripheral surface forming an open portion, and the first extending portion 660 of the rotary lever 66 can be introduced into the groove 642 of the slide shaft 64, In addition, the first extending portion 660 is formed to allow rotation (movement). Then, both ends of the shaft for pivotally attaching the support shaft 5 and the link 68 for supporting the rotation lever 66 are supported on a pair of opposing surfaces so as to define the recess 672.

そして、該支持体６７は、大径環状部６７０がケーシング６０ｂの外面側に配置されているのに対し、小径環状部６７１がケーシング６０ｂに挿通されている。   In the support 67, the large-diameter annular portion 670 is disposed on the outer surface side of the casing 60b, while the small-diameter annular portion 671 is inserted through the casing 60b.

そして、本実施形態に係るロボットハンド６は、各把持体６１…を被把持物の把持中心に向けて移動させるときに、把持体６１…の姿勢を維持させる（概ね平行移動させる）べく、平行移動用のリンク６８を備えている。かかるリンク６８は、回転レバー６６の第二延出部６６１に対して並列になるように配置されており、前記回転レバー６６の回転中心となる支持軸Ｓ５と同方向に延びる軸（採番しない）を介して一端部が前記大径環状部６７０（支持部）に対して回転可能に連結される一方、前記回転レバー６６の回転中心となる支持軸Ｓ５と同方向に延びる別の軸（採番しない）を介して他端部が把持体６１…（連結用リブ６１０）に対して回転可能に連結されている。   The robot hand 6 according to the present embodiment is parallel in order to maintain the posture of the gripping bodies 61 when moving the gripping bodies 61 toward the gripping center of the object to be gripped (substantially translate). A moving link 68 is provided. The link 68 is arranged in parallel to the second extending portion 661 of the rotation lever 66, and extends in the same direction as the support shaft S5 serving as the rotation center of the rotation lever 66 (not numbered). ) Is rotatably connected to the large-diameter annular portion 670 (support portion), and another shaft (taken in the same direction as the support shaft S5 serving as the rotation center of the rotary lever 66). The other end is rotatably connected to the gripping body 61... (Connecting rib 610).

これにより、本実施形態に係るスライド手段６５は、スライドシャフト６４が軸線（軸心）方向に移動したときに、大径部６４０の無端環状の溝６４２内に配置されたローラ６６２がスライドシャフト６４の移動方向（軸線方向）に移動する結果、回転レバー６６が回転し、第二延出部６６１の先端部に連結された把持体６１…が回転レバー６６の回転に対応して移動するようになっている。また、本実施形態に係るスライド手段６５は、リンク６８を備えているため、回転レバー６６の回転に伴って把持体６１…が移動するとき、該把持体６１…が一定の姿勢（内側に向く湾曲面が被把持物配置予定位置Ａの中心側に向いた姿勢）で維持するようになっている。   Thereby, in the slide means 65 according to the present embodiment, when the slide shaft 64 moves in the axis line (axial center) direction, the roller 662 disposed in the endless annular groove 642 of the large-diameter portion 640 has the slide shaft 64. As a result of the movement in the moving direction (axial direction), the rotating lever 66 rotates, and the gripping bodies 61 connected to the tip of the second extending portion 661 move corresponding to the rotation of the rotating lever 66. It has become. Further, since the slide means 65 according to the present embodiment includes the link 68, when the gripping body 61 is moved in accordance with the rotation of the rotary lever 66, the gripping body 61 is in a certain posture (inwardly facing). (A posture in which the curved surface is directed to the center side of the position A of the object to be grasped) is maintained.

前記第二駆動部６３は、駆動源としての第二駆動モータＭ４と、該第二駆動モータＭ４の出力を支持体６７に伝達する伝達機構（以下、第二伝達機構という）６３０とを備えている。   The second drive unit 63 includes a second drive motor M4 as a drive source, and a transmission mechanism (hereinafter referred to as a second transmission mechanism) 630 that transmits the output of the second drive motor M4 to the support 67. Yes.

前記第二駆動モータＭ４には、ＤＣモータが採用されており、スライドシャフト６４に対して出力軸が平行になるように配置されている。これを前提に、本実施形態に係る第二伝達機構６３０は、第二駆動モータＭ４とスライドシャフト６４との間に該スライドシャフト６４と平行をなすように、一列に配置された二本の軸（以下、この二本の軸を第一連結軸６３１及び第二連結軸６３２という）６３１，６３２と、第一連結軸６３１と第二連結軸６３２とを作動的に連結したトルクガード６３３と、第二駆動モータＭ４の出力を第一連結軸６３１に伝達する第一伝達手段６３４と、第二連結軸６３２の回転を支持体６７に伝達する第二伝達手段６３５とを備えている。   The second drive motor M4 employs a DC motor and is arranged so that the output shaft is parallel to the slide shaft 64. Based on this assumption, the second transmission mechanism 630 according to the present embodiment has two shafts arranged in a row so as to be parallel to the slide shaft 64 between the second drive motor M4 and the slide shaft 64. (Hereinafter, these two shafts are referred to as a first connecting shaft 631 and a second connecting shaft 632) 631, 632, a torque guard 633 operatively connecting the first connecting shaft 631 and the second connecting shaft 632, First transmission means 634 for transmitting the output of the second drive motor M4 to the first connection shaft 631 and second transmission means 635 for transmitting the rotation of the second connection shaft 632 to the support 67 are provided.

前記第一伝達手段６３４及び第二伝達手段６３５は、何れも歯車機構で構成されている。具体的には、第一伝達機構６５３は、第二駆動モータＭ４の出力軸に連結された歯車と、該歯車に噛合するように第一連結軸６３１に連結された歯車とで構成されている。これに対し、第二伝達手段６３５は、第二連結軸６３２に連結された歯車と、該歯車に噛合するように支持体６７（小径環状部６７１）に連結された歯車とで構成されている。第二伝達手段６３５の支持体６７に連結された歯車は、スライドシャフト６４を挿通するための孔を形成すべく、ドーナツ円板状に形成されており外周に歯が形成されている。   Both the first transmission means 634 and the second transmission means 635 are constituted by a gear mechanism. Specifically, the first transmission mechanism 653 includes a gear connected to the output shaft of the second drive motor M4 and a gear connected to the first connection shaft 631 so as to mesh with the gear. . On the other hand, the second transmission means 635 includes a gear coupled to the second coupling shaft 632 and a gear coupled to the support 67 (small-diameter annular portion 671) so as to mesh with the gear. . The gear connected to the support 67 of the second transmission means 635 is formed in a donut disk shape to form a hole for inserting the slide shaft 64 and teeth are formed on the outer periphery.

これにより、本実施形態に係る第二駆動部６３は、第二駆動モータＭ４の出力が第一連結軸６３１、第二連結軸６３２、及びトルクガード６３３を介して支持体６７に伝達され、支持体６７を回転方向性なくエンドレスで回転させることができるようになっている。また、該第二駆動部６３は、トルクガード６３３を介して第二駆動モータＭ４の出力を支持体６７に伝達するようになっているため、例えば、把持体６１…による被把持物の把持が支持体６７の回転を妨げるように場合、第二駆動モータＭ４が連続的に駆動（回転）しても第二駆動モータＭ４の負荷が大きくなることがなくその支持体６７の回転状態（回転限界位置）で維持させることができるようになっている。   Thereby, the second drive unit 63 according to the present embodiment transmits the output of the second drive motor M4 to the support body 67 via the first connection shaft 631, the second connection shaft 632, and the torque guard 633, and supports it. The body 67 can be rotated endlessly without rotational directionality. Further, since the second drive unit 63 is configured to transmit the output of the second drive motor M4 to the support body 67 via the torque guard 633, for example, the gripping object 61. When the rotation of the support 67 is hindered, even if the second drive motor M4 is continuously driven (rotated), the load of the second drive motor M4 does not increase and the rotation state of the support 67 (rotation limit) Position).

そして、本実施形態に係るマニピュレータ５は、災害現場の状況や被把持物の位置の確認を行うべく、現状を撮影する（本実施形態においては動画で撮影）する撮像素子（ＣＣＤカメラ）６９を備えている。本実施形態に係るマニピュレータ５は、スライドシャフト６４の大径部６４０に形成された非貫通孔６４８内にＣＣＤカメラ６９が配置されている。そして、ＣＣＤカメラ６９は、撮影中心がスライドシャフト６４の軸心（軸線）と一致又は略一致するように配置されている。   Then, the manipulator 5 according to the present embodiment includes an image pickup device (CCD camera) 69 that shoots the current state (shoots with a moving image in the present embodiment) in order to confirm the situation of the disaster site and the position of the object to be grasped. I have. In the manipulator 5 according to the present embodiment, a CCD camera 69 is disposed in a non-through hole 648 formed in the large-diameter portion 640 of the slide shaft 64. The CCD camera 69 is arranged so that the photographing center coincides with or substantially coincides with the axis (axis line) of the slide shaft 64.

すなわち、ＣＣＤカメラ６９は、把持体６１…に被把持物を把持させるべく把持体６１…間に設定された被把持物配置予定位置Ａの中心と撮影中心（撮像中心）とが一致又は略一致するように非貫通孔６４８内に配置されている。そして、本実施形態において、災害現場で使用される救助用ロボット１を対象としているため、ＣＣＤカメラ６９による撮影を確実に行えるように光源としてＬＥＤ７０がロボットハンド６に搭載されている。   That is, the CCD camera 69 matches or substantially matches the center of the object-to-be-held placement position A set between the gripping bodies 61 to allow the gripping bodies 61 to grip the object to be gripped and the imaging center (imaging center). It arrange | positions in the non-through-hole 648 so that. In the present embodiment, since the rescue robot 1 used at the disaster site is targeted, the LED 70 is mounted on the robot hand 6 as a light source so that the photographing by the CCD camera 69 can be surely performed.

本実施形態において、光源７０は、ＣＣＤカメラ６９と同様、スライドシャフト６４（大径部６４０）の非貫通孔６４８内に配置されている。なお、上述の如く、スライドシャフト６４（大径部６４０）の非貫通孔６４８内にＣＣＤカメラ６９及び光源７０（ＬＥＤ７０）を配置するようにしているため、本実施形態のマニピュレータ５は、ＣＣＤカメラ６９及び光源７０を保護すべく、非貫通孔６４８の開口端部に透明な保護プレート７１が配置されている。   In the present embodiment, the light source 70 is disposed in the non-through hole 648 of the slide shaft 64 (large diameter portion 640), like the CCD camera 69. As described above, since the CCD camera 69 and the light source 70 (LED 70) are arranged in the non-through hole 648 of the slide shaft 64 (large diameter portion 640), the manipulator 5 of this embodiment is a CCD camera. In order to protect 69 and the light source 70, a transparent protective plate 71 is disposed at the opening end of the non-through hole 648.

該ロボットハンド６は、アーム機構５０（第二アーム体５０１）に連結される連結ベース６０ａを備えている。該連結ベース６０ａは、第一駆動部６２、第二駆動部６３、スライドシャフト６４、及びスライド手段６５が内装されるケーシング６０ｂの外面に連結されている。   The robot hand 6 includes a connection base 60a connected to the arm mechanism 50 (second arm body 501). The connection base 60a is connected to the outer surface of the casing 60b in which the first drive unit 62, the second drive unit 63, the slide shaft 64, and the slide means 65 are housed.

本実施形態に係るロボットハンド６は、ケーシング６０ｂが連結ベース６０ａに対して所定範囲で揺動可能に設けられている。すなわち、該ロボットハンド６は、把持体６１…が被把持物を把持するに際し、被把持物に対する把持体６１…の把持中心がずれて拗れが生じた場合、ケーシング６０ｂが揺動して把持中心のずれを吸収できるようになっている。なお、ケーシング６０ｂと連結ベース６０ａとを連結する連結構造が弾性を有するゴムダンパ（図示しない）を備えており、常態においてゴムダンパの弾性でケーシング６０ｂが正規の姿勢を維持し、上述のような拗れが生じたときにゴムダンパが弾性変形してケーシング６０ｂの揺動が許容されるようになっている。   In the robot hand 6 according to the present embodiment, the casing 60b is provided so as to be swingable within a predetermined range with respect to the connection base 60a. That is, when the gripping body 61... Grips the object to be gripped, the robot hand 6 swings and grips the casing 60 b when the gripping center of the gripping body 61. The center deviation can be absorbed. The coupling structure that couples the casing 60b and the coupling base 60a includes a rubber damper (not shown) having elasticity, and the casing 60b maintains a normal posture by the elasticity of the rubber damper in a normal state. When this occurs, the rubber damper is elastically deformed to allow the casing 60b to swing.

本実施形態に係る救助用ロボット１は、以上の構成からなり、次に、該救助用ロボット１の作動について説明する。   The rescue robot 1 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the rescue robot 1 will be described.

本実施形態に係る救助用ロボット１は、遠隔操作（無線制御）によって動作するようになっており、通常の走行時（作業位置にまで走行するとき）は、図１に示す如く、アーム機構５０を折り畳んだ状態（基本姿勢）にするようになっている。そして、本実施形態に係る救助用ロボット１は、第一アーム体５００の基端部と第二アーム体５０１の先端部とを結ぶ仮想線に対してロボットハンド６の中心線（ＣＣＤカメラ６９の撮影中心）が直角をなすようにロボットハンド６の姿勢が維持されるため、上述の如く、アーム機構５０を折り畳んだ状態（基本姿勢にした状態）でＣＣＤカメラ６９の撮影面が走行台車２の前方に向くことになる。従って、作業者は、ＣＣＤカメラ６９から送信（無線送信）される画像をモニタで確認しつつ救助用ロボット１を遠隔操作で走行させる。   The rescue robot 1 according to the present embodiment is operated by remote operation (wireless control), and during normal travel (when traveling to the work position), as shown in FIG. Is in a folded state (basic position). Then, the rescue robot 1 according to the present embodiment has a center line (of the CCD camera 69) of the robot hand 6 with respect to a virtual line connecting the proximal end portion of the first arm body 500 and the distal end portion of the second arm body 501. Since the posture of the robot hand 6 is maintained so that the (photographing center) forms a right angle, the photographing surface of the CCD camera 69 is in the state of the traveling carriage 2 when the arm mechanism 50 is folded (the basic posture) as described above. It will turn to the front. Accordingly, the worker causes the rescue robot 1 to travel by remote control while confirming an image transmitted from the CCD camera 69 (wireless transmission) on the monitor.

そして、作業者は、ＣＣＤカメラ６９からの画像を基に、ロボットハンド６が被把持物を把持可能な配置になるようにアーム機構５０を遠隔操作する。このとき、アーム体５００，５０１に内装した第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、基端側にある第一アーム体５００及び先端側にある第二アーム体５０１を傾動させることになる。   Then, based on the image from the CCD camera 69, the operator remotely operates the arm mechanism 50 so that the robot hand 6 is arranged so that the object to be grasped can be grasped. At this time, the first arm driving mechanism 51 and the second arm driving mechanism 52 built in the arm bodies 500 and 501 tilt the first arm body 500 on the proximal end side and the second arm body 501 on the distal end side. become.

具体的には、図３に示す如く、第一アーム駆動機構５１及び第二アーム駆動機構５２は、駆動モータＭ１，Ｍ２がスクリューシャフト５１３，５２３を周方向の一方側に回転させ、これに伴ってスクリューシャフト５１３，５２３の軸線（軸心）方向に移動するスライダ５１４，５２４が駆動ベルト５１２，５２２を周方向に移動（回転）させる。その結果、駆動ベルト５１２，５２２が掛け渡された第一回転体５１０，５２０及び第二回転体５１１，５２１が回転し、第一回転体５１０，５２０の回転力が第一アーム体５００に連結された部材５０１，４０に対して伝達される。   Specifically, as shown in FIG. 3, in the first arm drive mechanism 51 and the second arm drive mechanism 52, the drive motors M1 and M2 rotate the screw shafts 513 and 523 to one side in the circumferential direction, and accordingly Thus, the sliders 514 and 524 moving in the axial line (axial center) direction of the screw shafts 513 and 523 move (rotate) the drive belts 512 and 522 in the circumferential direction. As a result, the first rotating bodies 510 and 520 and the second rotating bodies 511 and 521 around which the driving belts 512 and 522 are wound rotate, and the rotational force of the first rotating bodies 510 and 520 is connected to the first arm body 500. Is transmitted to the members 501, 40.

従って、第一アーム駆動機構５１における第一回転体５１０は、他方向に延びる軸線（第一関節軸Ｓ１）周りの回転力を基台４０（サブ基台４３）に対して作用させ、第二アーム駆動機構５２における第一回転体５２０は、他方向に延びる軸線（第二関節軸Ｓ２）周りの回転力を第二アーム体５０１に作用させる。これにより、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す如く、第一アーム体５００及び第二アーム体５０１が傾動し、折り畳まれていたアーム機構５０が延びることになる。   Accordingly, the first rotating body 510 in the first arm drive mechanism 51 causes the rotational force around the axis (first joint axis S1) extending in the other direction to act on the base 40 (sub base 43), and the second The first rotating body 520 in the arm drive mechanism 52 causes the second arm body 501 to apply a rotational force around an axis (second joint axis S2) extending in the other direction. As a result, as shown in FIGS. 2A and 2B, the first arm body 500 and the second arm body 501 tilt and the folded arm mechanism 50 extends.

そして、把持体６１…間（被把持物配置予定位置Ａ）に被把持物が位置するように、アーム機構５０の姿勢を変更させたり、走行台車２を走行させたりすることで、ロボットハンド６の配置を調整する。すなわち、ＣＣＤカメラ６９からの画像の中心に被把持物の中心が位置するように、アーム機構５０の姿勢等を変更させてロボットハンド６（ロボットハンド６）の配置を調整する。このとき、アーム機構５０の傾動や走行台車２による走行だけではロボットハンド６（把持体６１…）の配置が被把持物を把持するのに好ましい配置にならない場合、第二駆動部６３によって把持体６１…をスライドシャフト６４周りで回転させれば、把持体６１…の配置を好ましい状態にすることができる。   Then, the robot hand 6 is moved by changing the posture of the arm mechanism 50 or causing the traveling carriage 2 to travel so that the grasped object is positioned between the grasping bodies 61. Adjust the placement of That is, the posture of the arm mechanism 50 is changed so that the position of the robot hand 6 (robot hand 6) is adjusted so that the center of the object to be gripped is positioned at the center of the image from the CCD camera 69. At this time, if the arrangement of the robot hand 6 (gripping body 61...) Is not a preferable arrangement for gripping the object to be grasped only by tilting the arm mechanism 50 or traveling by the traveling carriage 2, the second driving unit 63 holds the grasping body. If 61 ... is rotated around the slide shaft 64, the arrangement of the gripping bodies 61 ... can be brought into a preferable state.

そして、把持体６１…間の被把持物配置予定位置Ａに被把持物が到達した後、各把持体６１…を被把持物側に移動させることで被把持物を把持する。具体的には、図６に示す如く、第一駆動部６２の第一駆動モータＭ３の駆動で螺合部材６５１を雄ネジ体６５０周りの一方側に回転させ、該螺合部材６５１を螺合させた雄ネジ体６５０とともにスライドシャフト６４を軸線方向の他端側に移動（スライド）させる。そうすると、大径部６４０の溝６４２に収容されたローラ６６２がスライドシャフト６４の他端側に引かれる結果、回転レバー６６が回転して把持体６１…が被把持物側に移動することになる。   And after a to-be-held object arrives at the to-be-held object arrangement | positioning position A between the holding bodies 61 ..., the to-be-held object is hold | gripped by moving each holding body 61 ... to the to-be-held object side. Specifically, as shown in FIG. 6, the screwing member 651 is rotated to one side around the male screw body 650 by the driving of the first driving motor M3 of the first driving unit 62, and the screwing member 651 is screwed. The slide shaft 64 is moved (slid) to the other end side in the axial direction together with the male screw body 650 that has been moved. Then, as a result of the roller 662 accommodated in the groove 642 of the large-diameter portion 640 being pulled to the other end side of the slide shaft 64, the rotation lever 66 is rotated and the gripping body 61 is moved to the gripped object side. .

そして、各把持体６１…が被把持物に当接すると外観上把持できたように見えるが、被把持物に対して十分な把持力（当接力）を発揮させなければ、被把持物を持ち上げたり回転させたりすることができない場合があるため、本実施形態においては、把持体６１…が被把持物に当接してから所定の把持力を発揮させるようにしている。   When each gripping body 61 ... comes into contact with the object to be gripped, it looks as if it was gripped in appearance, but if the gripping force (contacting force) is not exerted on the object to be gripped, the object to be gripped is lifted. In this embodiment, a predetermined gripping force is exerted after the gripping bodies 61 abut against the object to be gripped.

具体的には、本実施形態に係るロボットハンド６は、スライドシャフト６４の小径軸部６４１にコイルバネ６４３が外嵌され、該コイルバネ６４３の一端が小径軸部６４１の段部６４５に受けられる一方、該コイルバネ６４３の他端がバネ受部材６４４に受けられているため、スライドシャフト６４が他端側に移動しようとするとき（軸に対して引き作用が生じるとき）、把持体６１…が被把持物を把持するまでの間、引き作用に対してコイルバネ６４３が大きく弾性変形することなく対抗する結果、バネ受部材６４４がスライドシャフト６４とともに他端側に移動する。   Specifically, in the robot hand 6 according to the present embodiment, a coil spring 643 is externally fitted to the small diameter shaft portion 641 of the slide shaft 64, and one end of the coil spring 643 is received by the step portion 645 of the small diameter shaft portion 641. Since the other end of the coil spring 643 is received by the spring receiving member 644, when the slide shaft 64 tries to move to the other end side (when a pulling action is generated on the shaft), the gripping body 61 is gripped. Until the object is gripped, the coil spring 643 opposes the pulling action without being greatly elastically deformed. As a result, the spring receiving member 644 moves together with the slide shaft 64 to the other end.

そして、各把持体６１…が被把持物に当接すると、スライドシャフト６４に対する引き動作に対して抵抗が生じ、スライドシャフト６４及びバネ受部材６４４が移動を停止することになるが、この状態では、把持体６１…の移動（回転レバー６６の回転）が阻害されただけで被把持物に対する把持力は発揮していない。すなわち、把持体６１…が被把持物に当接した直後は、外観上把持体６１…が被把持物を把持したように見えるが、単に把持体６１…が被把持物に接触しているだけで被把持物に対する把持力（当接力）が十分に発揮していない状態である。   When the gripping bodies 61 abut against the object to be gripped, resistance is generated with respect to the pulling operation with respect to the slide shaft 64, and the slide shaft 64 and the spring receiving member 644 stop moving. The gripping force on the object to be grasped is not exhibited only by the movement of the gripping bodies 61 (rotation of the rotation lever 66) being hindered. That is, immediately after the gripping bodies 61 abut against the object to be gripped, the appearance of the gripping bodies 61 seems to grip the object to be gripped, but the gripping bodies 61 are simply in contact with the object to be gripped. In this state, the gripping force (contact force) for the object to be gripped is not sufficiently exhibited.

そのため、本実施形態に係るマニピュレータ５は、把持体６１…が被把持物に当接した状態であっても第一駆動モータＭ３が駆動し続けることで、コイルバネ６４３を収縮させつつスライドシャフト６４を他端側に移動させ、コイルバネ６４３が所定量縮んだときに、スライドシャフト６４の位置を検知するセンサ（採番しない）の検出結果を基に第一駆動モータＭ３の駆動を停止するようになっている。このようにすることで、コイルバネ６４３を縮ませた力の反力（コイルバネ６４３の弾性力）が回転レバー６６を回転させようとするトルクとして作用し、把持体６１…においては被把持物に対する把持力（当接力）として作用する結果、被把持物に対する把持が確実になる。   Therefore, in the manipulator 5 according to the present embodiment, the first drive motor M3 continues to drive even when the gripping bodies 61 are in contact with the object to be gripped, so that the slide shaft 64 is contracted while the coil spring 643 is contracted. When the coil spring 643 is moved to the other end side and the coil spring 643 is contracted by a predetermined amount, the drive of the first drive motor M3 is stopped based on the detection result of a sensor (not numbered) that detects the position of the slide shaft 64. ing. By doing so, the reaction force of the force contracted by the coil spring 643 (elastic force of the coil spring 643) acts as a torque to rotate the rotary lever 66, and the gripping body 61. As a result of acting as a force (abutting force), gripping of the object to be gripped is ensured.

そして、把持体６１…による被把持物の把持（実際にはコイルバネ６４３の弾性力）でスライドシャフト６４には軸線方向の一端側に向ける抵抗力（すなわち、把持体６１…による把持が解除される方向の移動力）が作用することになるが、本実施形態に係るロボットハンド６は、雄ネジ体６５０と螺合部材６５１とが台形ネジによって螺合されているため、第一駆動モータＭ３の駆動を停止してその出力軸がフリーな状態になってもスライドシャフト６４の移動が阻止される。その結果、把持体６１…は、所定の把持力を発揮させつつ被把持物の把持を維持することになる。すなわち、本実施形態に係るロボットハンド６（マニピュレータ５）は、ブレーキ機構を設けなくても把持体６１…で被把持物を把持させた状態が維持されることになる。   Then, the gripping body 61... Grips the object to be gripped (actually the elastic force of the coil spring 643), and the resistance force (that is, gripping by the gripping body 61...) Toward the one end side in the axial direction is released. In the robot hand 6 according to the present embodiment, since the male screw body 650 and the screwing member 651 are screwed together with a trapezoidal screw, the robot hand 6 according to the present embodiment has the first driving motor M3. Even if the drive is stopped and the output shaft becomes free, the movement of the slide shaft 64 is prevented. As a result, the gripping bodies 61... Maintain the gripping of the object to be gripped while exhibiting a predetermined gripping force. That is, the robot hand 6 (manipulator 5) according to the present embodiment maintains the state in which the object to be grasped is grasped by the grasping bodies 61, without providing a brake mechanism.

これに対し、ロボットハンド６による被把持物の把持の解除や把持体６１…の間隔を広げる場合には、第一駆動モータＭ３の駆動で螺合部材６５１を雄ネジ体６５０周りの他方向に回転させ、該螺合部材６５１の螺合させた雄ネジ体６５０とともにスライドシャフト６４を軸線方向の一端側に移動（スライド）させる。   On the other hand, when releasing the gripping of the object to be gripped by the robot hand 6 or increasing the interval between the gripping bodies 61..., The screwing member 651 is moved in the other direction around the male threaded body 650 by driving the first drive motor M3. The slide shaft 64 is moved (slid) to one end side in the axial direction together with the male screw body 650 screwed with the screwing member 651.

本実施形態に係るロボットハンド６は、被把持物に対する把持力を発揮させるべく、把持体６１…が被把持物を把持した状態でコイルバネ６４３が収縮しているため、上述の如く、螺合部材６５１を他方向に回転させると、スライドシャフト６４が一方向に移動するのに伴いコイルバネ６４３が自然長又は僅かに撓んだ状態にまで戻った後、スライドシャフト６４とともにバネ受部材６４４が一端側に移動することになる。そうすると、大径部６４０の溝６４２に収容されたローラ６６２が軸の一端側に押される結果、回転レバー６６が回転して把持体６１…が被把持物から離間することになり、把持体６１…による被把持物の把持が解除される。   In the robot hand 6 according to the present embodiment, the coil spring 643 contracts in a state where the gripping body 61 holds the object to be gripped in order to exert a gripping force on the object to be gripped. When the shaft 651 is rotated in the other direction, the coil spring 643 returns to a natural length or a slightly bent state as the slide shaft 64 moves in one direction, and then the spring receiving member 644 moves together with the slide shaft 64 at one end side. Will be moved to. Then, as a result of the roller 662 housed in the groove 642 of the large-diameter portion 640 being pushed toward one end of the shaft, the rotation lever 66 rotates and the gripping bodies 61 are separated from the object to be gripped. The gripping of the object to be gripped by ... is released.

従って、本実施形態に係る救助用ロボット１（マニピュレータ５）は、被把持物が異物である場合、ロボットハンド６で異物を把持した状態でアーム機構５０を傾動させたり、走行台車２を走行させたりした後、把持体６１…による被把持物の把持とその解除によって異物（被把持物）の移動や除去を行うことができる。   Therefore, the rescue robot 1 (manipulator 5) according to the present embodiment tilts the arm mechanism 50 or causes the traveling carriage 2 to travel with the robot hand 6 gripping the foreign object when the object to be gripped is a foreign object. Then, the foreign object (object to be grasped) can be moved or removed by grasping and releasing the object to be grasped by the grasping body 61.

そして、図２に示す如く、被把持物がドアノブＮである場合、すなわち、閉ざされたドアＤを開く場合においても、異物の移動や除去の場合と同様に、ロボットハンド６（把持体６１…）をドアノブＮの配置に対応させるように、ＣＣＤカメラ６９の画像を基にしてアーム機構５０を傾動させたり走行台車２で走行させたりした上で、ロボットハンド６でドアノブを把持する。ここまでの作動は、異物の移動や除去をするときと同じであるが、ドアＤのロックを解除する場合（ドアノブを回転させる場合）、ロボットハンド６（把持体６１…）でドアノブＮを把持した状態で、把持体６１…をスライドシャフト６４周りで回転させることになる。   As shown in FIG. 2, when the object to be grasped is the door knob N, that is, when the closed door D is opened, the robot hand 6 (gripping body 61... The arm mechanism 50 is tilted or traveled by the traveling carriage 2 based on the image of the CCD camera 69 so as to correspond to the arrangement of the door knob N, and then the robot hand 6 holds the door knob. The operation up to this point is the same as when moving or removing foreign matter, but when unlocking the door D (when rotating the doorknob), the robot hand 6 (gripping body 61...) Grips the doorknob N. In this state, the gripping bodies 61 are rotated around the slide shaft 64.

具体的には、図６に示す如く、スライドシャフト６４を移動させて把持体６１…で被把持物を把持した状態で位置しつつ、第二駆動モータＭ４を駆動する。そうすると、第二駆動モータＭ４の回転が伝達機構（第一伝達手段６３４：歯車機構）を介して第一連結軸６３１、トルクガード６３３及び第二連結軸６３２に伝わり、第二連結軸６３２の回転が伝達機構（第二伝達手段６３５：歯車機構）を介して支持体６７に伝達される。これにより、支持体６７がスライドシャフト６４周りで回転することになり、該支持体６７に支持された回転レバー６６及びリンク６８についても支持体６７と一体的になってスライドシャフト６４（軸線）周りで回転することになる。   Specifically, as shown in FIG. 6, the second drive motor M4 is driven while the slide shaft 64 is moved and positioned in a state where the object to be grasped is grasped by the grasping bodies 61. Then, the rotation of the second drive motor M4 is transmitted to the first connection shaft 631, the torque guard 633, and the second connection shaft 632 via the transmission mechanism (first transmission means 634: gear mechanism), and the rotation of the second connection shaft 632 is performed. Is transmitted to the support 67 through a transmission mechanism (second transmission means 635: gear mechanism). As a result, the support 67 rotates around the slide shaft 64, and the rotation lever 66 and the link 68 supported by the support 67 are also integrated with the support 67 and around the slide shaft 64 (axis). Will rotate.

本実施形態に係るマニピュレータ５は、大径部６４０に形成された無端環状の溝６４２に回転レバー６６の端部（ローラ６６２）が収容されているため、上述の如く、支持体６７がスライドシャフト６４周りで回転すると、回転レバー６６の端部（ローラ６６２）が無端環状の溝６４２内で周方向に移動することになる。従って、回転レバー６６及びリンク６８の先端部に取り付けられた各把持体６１…もスライドシャフト６４周りで回転することになる。   In the manipulator 5 according to this embodiment, since the end portion (roller 662) of the rotation lever 66 is accommodated in the endless annular groove 642 formed in the large diameter portion 640, the support body 67 is attached to the slide shaft as described above. When rotating around 64, the end (roller 662) of the rotating lever 66 moves in the circumferential direction within the endless annular groove 642. Accordingly, the gripping bodies 61 attached to the rotary lever 66 and the tip of the link 68 also rotate around the slide shaft 64.

そして、第二駆動モータＭ４を駆動し続けると支持体６７、回転レバー６６、及び把持体６１…についてもスライドシャフト６４周りで回転し続けようとすることになるが、本実施形態において、第一連結軸６３１と第二連結軸６３２とがトルクガード６３３を介して連結されているため、所定の負荷が作用すると、第二駆動モータＭ４が回転し続けても所定トルクだけが第二連結軸６３２に伝わることになる。   If the second drive motor M4 is continuously driven, the support 67, the rotation lever 66, and the gripping body 61 ... will continue to rotate around the slide shaft 64. In the present embodiment, Since the connecting shaft 631 and the second connecting shaft 632 are connected via the torque guard 633, when a predetermined load is applied, only the predetermined torque is applied to the second connecting shaft 632 even if the second drive motor M4 continues to rotate. It will be transmitted to.

従って、把持体６１…の把持するドアノブＮが回転限界まで回転したとしても、それ以上ドアノブＮを回転させることがないため、ドアノブＮを破損させてドアＤを開放できなくなることはない。すなわち、ドアノブＮの回転限度やロックの解除される回転範囲は、メーカーによって異なるため、把持体６１…の回転範囲を一定範囲に設定すると、回転限界にあるドアノブＮに過度なトルクがかかって該ドアノブＮを破損させたり、ドアノブＮの回転量が不足してロックが解除できなかったりすることがあるが、本実施形態に係るロボットハンド６は、把持体６１…が無制限に回転でき、且つ把持体６１…のトルク管理を行うようにしているため、如何なるメーカーのドアノブＮであっても破損させることなく開放することができる。   Therefore, even if the door knob N gripped by the gripping bodies 61... Is rotated to the rotation limit, the door knob N is not rotated any further, so that the door knob N is not damaged and the door D cannot be opened. That is, since the rotation limit of the doorknob N and the rotation range in which the lock is released vary depending on the manufacturer, if the rotation range of the gripper 61 is set to a certain range, excessive torque is applied to the doorknob N at the rotation limit. Although the door knob N may be damaged or the amount of rotation of the door knob N may be insufficient and the lock may not be released, the robot hand 6 according to this embodiment can rotate the gripping body 61. Since the torque management of the body 61 is performed, the door knob N of any manufacturer can be opened without being damaged.

そして、本実施形態に係る救助用ロボット１は、ドアノブＮを把持した把持体６１…を回転させた上で、走行台車２をバックさせることでドアＤを開けることができことも可能であるが、マニピュレータユニット３に吸引装置Ｖを設けたため、吸引装置ＶでドアＤを吸引しつつ走行台車２をバックさせることでドアＤを開けることができる。このようにロボットハンド６よりも低い位置にある吸引装置ＶでドアＤを引くことで、上方に延びたアーム機構５０に大きな曲げ作用が生じにくくなる結果、アーム機構５０（アーム体５００，５０１）をコンパクト化或いはスリム化しても破損しにくくなる。   And although the rescue robot 1 which concerns on this embodiment can rotate the holding body 61 ... which hold | gripped the doorknob N, it can open the door D by making the traveling carriage 2 back. Since the suction device V is provided in the manipulator unit 3, the door D can be opened by backing the traveling carriage 2 while sucking the door D with the suction device V. Thus, pulling the door D with the suction device V located at a position lower than the robot hand 6 makes it difficult for a large bending action to occur in the upwardly extending arm mechanism 50. As a result, the arm mechanism 50 (arm bodies 500 and 501). Even if it is made compact or slim, it becomes difficult to break.

そして、ドアＤを開放した後は、異物の把持を解除する場合と同様に、第一駆動モータＭ３の駆動で螺合部材６５１を軸線周りで他方側に回転させ、スライドシャフト６４を一端側に移動させることで回転レバー６６（ローラ６６２）が一端側に押され、把持体６１…がドアノブＮから離間し、該ドアノブＮに対する把持が解除される。そして、本実施形態に係るマニピュレータ５は、把持体６１…がスライドシャフト６４周りで無制限に回転できる構成であるため、上述のようにドアノブＮを回転させた状態から把持体６１…をドアノブＮから離間させたとしても、次の作業において把持体６１…を原点復帰させるような動作を必要とせず、その状態から次ぎの対象（被把持物）を把持し、また回転させることもできる。   Then, after the door D is opened, the screwing member 651 is rotated around the axis to the other side by driving the first drive motor M3, and the slide shaft 64 is moved to one end side, as in the case of releasing the gripping of the foreign matter. By moving, the rotating lever 66 (roller 662) is pushed to one end side, the gripping bodies 61 are separated from the doorknob N, and the gripping on the doorknob N is released. The manipulator 5 according to the present embodiment has a configuration in which the gripping bodies 61 can rotate around the slide shaft 64 without limitation. Therefore, the gripping bodies 61 are removed from the doorknob N from the state in which the doorknob N is rotated as described above. Even if they are separated from each other, it is not necessary to return the origin of the gripping bodies 61 in the next operation, and the next target (object to be gripped) can be gripped and rotated from that state.

そして、アーム機構５０を畳む場合、各アーム体５００，５０１が略水平になるように、アーム機構５０を遠隔操作する。このとき、アーム体５００，５０１に内装した二組のアーム駆動機構５１，５２は、基端側にある第一アーム体５００及び先端側にある第二アーム体５０１を傾動させることになる。具体的には、各アーム駆動機構５１，５２は、駆動モータＭ１，Ｍ２がスクリューシャフト５１３，５２３を周方向の他方側に回転させ、これに伴ってスクリューシャフト５１３，５２３の軸線方向に移動するスライダ５１４，５２４が駆動ベルト５１２，５２２を周方向に移動（回転）させる。その結果、駆動ベルト５１２，５２２が掛け渡された第一回転体５１０，５２０及び第二回転体５１１，５２１が回転し、第一回転体５１０，５２０の回転力が第一アーム体５００に連結された部材に対して伝達される。   When the arm mechanism 50 is folded, the arm mechanism 50 is remotely operated so that the arm bodies 500 and 501 are substantially horizontal. At this time, the two sets of arm driving mechanisms 51 and 52 housed in the arm bodies 500 and 501 tilt the first arm body 500 on the proximal end side and the second arm body 501 on the distal end side. Specifically, in each of the arm drive mechanisms 51 and 52, the drive motors M1 and M2 rotate the screw shafts 513 and 523 to the other side in the circumferential direction, and accordingly move in the axial direction of the screw shafts 513 and 523. Sliders 514 and 524 move (rotate) the drive belts 512 and 522 in the circumferential direction. As a result, the first rotating bodies 510 and 520 and the second rotating bodies 511 and 521 around which the driving belts 512 and 522 are wound rotate, and the rotational force of the first rotating bodies 510 and 520 is connected to the first arm body 500. Transmitted to the selected member.

従って、第一アーム体５００の一端側にあるアーム駆動機構５１，５２における第一回転体５１０，５２０は、他方向に延びる第一関節軸Ｓ１（軸線）周りの回転力を基台４０（サブ基台４３）に対して作用させ、アーム体５００，５０１の他端側にあるアーム駆動機構５１，５２における第一回転体５１０，５２０は、他方向に延びる第二関節軸Ｓ２（軸線）周りの回転力を第二アーム体５０１に作用させる。これにより、二つのアーム体５００，５０１がそれぞれ軸Ｓ１，Ｓ２周りで傾動することになり、スライダ５１４，５２４が原点位置に到達する（原点センサＣがスライダ５１４，５２４を検知する）と駆動モータＭ１，Ｍ２の駆動が停止し、二つのアーム体５００，５０１が傾動して重なった姿勢に戻ることになる。   Accordingly, the first rotating bodies 510 and 520 in the arm driving mechanisms 51 and 52 on one end side of the first arm body 500 receive the rotational force around the first joint axis S1 (axis) extending in the other direction based on the base 40 (sub The first rotating bodies 510 and 520 in the arm driving mechanisms 51 and 52 on the other end side of the arm bodies 500 and 501 are made to act on the base 43) around the second joint axis S2 (axis) extending in the other direction. Is applied to the second arm body 501. As a result, the two arm bodies 500 and 501 tilt around the axes S1 and S2, respectively, and when the sliders 514 and 524 reach the origin position (the origin sensor C detects the sliders 514 and 524), the drive motor The driving of M1 and M2 is stopped, and the two arm bodies 500 and 501 are tilted to return to the overlapped posture.

以上のように、上記構成のロボットハンド６によれば、被把持物が配置される被把持物配置予定位置周りに等間隔又は略等間隔で配置された二つの把持体６１…と、各把持体６１…を被把持物配置予定位置Ａの中心に向けて移動させる第一駆動部６２と、各把持体６１…を被把持物配置予定位置Ａ周りで回転させる第二駆動部６３とを備え、第一駆動部６２は、一方向に延びるスライドシャフト６４と、駆動源としての第一駆動モータＭ３を有し、該第一駆動モータＭ３の出力でスライドシャフト６４を軸線方向に往復動させるスライド手段６５と、先端部に把持体６１が連結された回転レバー６６と、該回転レバー６６をスライドシャフト６４と直交する方向に延びる軸Ｓ５周りで回転可能に支持し、所定位置に位置した状態でスライドシャフト６４の一端部である大径部６４０周りで回転自在に設けられた支持体６７とを備え、第二駆動部６３は、駆動源としての第二駆動モータＭ４と、該第二駆動モータＭ４の出力を支持体６７に伝達し、該支持体６７をスライドシャフト６４周りで回転させる第二伝達機構６３０とを備え、スライドシャフト６４は、支持体６７に支持された回転レバー６６の基端部を収容する無端円環状の溝６４２が一端部の外周に形成されているため、第一駆動部６２（スライド手段６５）の第一駆動モータＭ３の出力でスライドシャフト６４をスライドさせることで、回転レバー６６を支持軸Ｓ５周りで正逆転させて該回転レバー６６の先端部に連結した把持体６１を移動させることができる。従って、被把持物配置予定位置Ａ（把持体６１，６１間）に被把持物を配置した上で、把持体６１を移動させることで、把持体６１…が被把持物を把持した状態と、被把持物の把持を解除した状態に切り替えることができる。   As described above, according to the robot hand 6 having the above-described configuration, the two gripping bodies 61 arranged at equal intervals or substantially equal intervals around the target object arrangement planned position where the target object is arranged, and each grip A first drive unit 62 that moves the bodies 61 toward the center of the object to be gripped arrangement position A, and a second drive unit 63 that rotates the grip bodies 61 around the object to be gripped arrangement position A. The first drive unit 62 includes a slide shaft 64 extending in one direction and a first drive motor M3 as a drive source. The slide reciprocates the slide shaft 64 in the axial direction by the output of the first drive motor M3. Means 65, a rotary lever 66 having a gripping body 61 connected to the tip, and a rotary lever 66 rotatably supported about an axis S5 extending in a direction orthogonal to the slide shaft 64, and positioned at a predetermined position. Slide The second drive unit 63 includes a second drive motor M4 as a drive source, and a second drive motor M4. The support 67 is rotatably provided around the large-diameter portion 640 that is one end of the shaft 64. And a second transmission mechanism 630 that rotates the support 67 around the slide shaft 64, and the slide shaft 64 has a base end portion of the rotary lever 66 supported by the support 67. Since the endless annular groove 642 that accommodates the first end portion is formed on the outer periphery of the one end portion, the slide shaft 64 is rotated by sliding the slide shaft 64 with the output of the first drive motor M3 of the first drive portion 62 (slide means 65). The grip body 61 connected to the tip of the rotary lever 66 can be moved by rotating the lever 66 forward and backward around the support shaft S5. Therefore, after the object to be grasped is arranged at the planned object arrangement position A (between the grasping bodies 61 and 61) and the grasping object 61 is moved, the grasping object 61. It is possible to switch to a state in which gripping of the object to be gripped is released.

また、上記構成のロボットハンドによれば、把持体６１…が被把持物を把持した状態、或いは、被把持物の把持を解除した状態で、第二駆動部６３の第二駆動モータＭ４を作動させると、第二伝達機構６３０を介して第二駆動モータＭ４の出力が支持体６７に伝達され、支持体６７がスライドシャフト６４周りで回転しようとすると、支持体６７に支持された回転レバー６６の基端部がスライドシャフト６４の一端部（大径部６４０）の無端環状の溝６４２内で周方向に移動することになり、支持体６７とともに回転レバー６６及び把持体６１がスライドシャフト６４周りで無制限に回転することができる。このように、上記構成のロボットハンド６は、第一駆動部６２及び第二駆動部６３の何れの駆動源（第一駆動モータＭ３、第二駆動モータＭ４）も回転する支持体６７に固定されることなく定位置に配置されるため、電力を供給する電線（エネルギー供給ライン）が捩れることがなく、ロボットハンド６の故障原因となるロータリージョイント（接点）をエネルギー供給ライン状に設ける必要がない。   Further, according to the robot hand having the above-described configuration, the second drive motor M4 of the second drive unit 63 is operated in a state where the gripping body 61 holds the object to be gripped or releases the gripping of the object to be gripped. Then, the output of the second drive motor M4 is transmitted to the support 67 through the second transmission mechanism 630, and when the support 67 tries to rotate around the slide shaft 64, the rotation lever 66 supported by the support 67 is obtained. Is moved in the circumferential direction within an endless annular groove 642 of one end portion (large diameter portion 640) of the slide shaft 64, and the rotation lever 66 and the gripping body 61 together with the support body 67 are moved around the slide shaft 64. Can be rotated indefinitely. As described above, the robot hand 6 having the above-described configuration is fixed to the support 67 that rotates any of the drive sources (the first drive motor M3 and the second drive motor M4) of the first drive unit 62 and the second drive unit 63. It is necessary to provide a rotary joint (contact point) that causes a failure of the robot hand 6 in the shape of the energy supply line without twisting the electric wire (energy supply line) that supplies electric power. Absent.

そして、前記スライドシャフト６４には一端面上で開放した孔である非貫通孔６４８が形成されるとともに該非貫通孔６４８に撮像素子であるＣＣＤカメラ６９が内装され、該ＣＣＤカメラ６９は、撮影中心が被把持物配置予定位置Ａの中央と一致又は略一致するように設けられているため、被把持物と把持体６１との配置関係が明らかな映像を得ることができ、撮ＣＣＤカメラ６９からの映像を基に容易に被把持物を把持することができる。また、被把持物を把持するときに被把持物の映像（ＣＣＤカメラ６９からの映像）をモニタの中央に移すことができ、状況を容易に把握することができる。   The slide shaft 64 is formed with a non-through hole 648 that is an open hole on one end surface, and a CCD camera 69 that is an image pickup element is built in the non-through hole 648. Is provided so as to coincide with or substantially coincide with the center of the object-to-be-held-arranged planned position A, an image with a clear arrangement relationship between the object to be grasped and the grasping body 61 can be obtained. The object to be grasped can be easily grasped on the basis of the above image. Further, when grasping the object to be grasped, the image of the object to be grasped (image from the CCD camera 69) can be moved to the center of the monitor, and the situation can be easily grasped.

さらに、第一駆動部６２は、スライドシャフト６４の他端に連設された雄ネジ体６５０と、該雄ネジ体６５０に螺合された螺合部材６５１と、駆動源としての第一駆動モータＭ３と、該第一駆動モータＭ３の出力を螺合部材６５１に伝達して該螺合部材６５１を回転させる第一伝達機構６５３とを備えているため、第一駆動モータＭ３の出力で螺合部材６５１を正逆転させることで雄ネジ体６５０とともにスライドシャフト６４を軸線方向の一端側及び他端側の何れにも移動させることができる。従って、雄ネジ体６５０に連結されたスライドシャフト６４を軸線方向に移動させることができるため、上述の如く、把持体６１を移動させて被把持物の把持と解除とを円滑に切り替えることができる。   Further, the first drive unit 62 includes a male screw body 650 provided continuously with the other end of the slide shaft 64, a screwing member 651 screwed into the male screw body 650, and a first drive motor as a drive source. M3 and a first transmission mechanism 653 that transmits the output of the first drive motor M3 to the screwing member 651 and rotates the screwing member 651, so that it is screwed by the output of the first drive motor M3. By reversing the member 651 forward and backward, the slide shaft 64 can be moved together with the male screw body 650 to one end side and the other end side in the axial direction. Therefore, since the slide shaft 64 connected to the male screw body 650 can be moved in the axial direction, as described above, the gripping body 61 can be moved to smoothly switch between gripping and releasing the object to be gripped. .

また、第二駆動部６３の第二伝達機構６３０は、駆動源としての第二駆動モータＭ４の出力トルクを所定トルク以下で支持体６７に伝達するトルクガード６３３を備えているため、被把持物を把持した上で把持体６１を回転させようとしたときに、把持体６１を必要以上に回転させることを防止することができる。   In addition, the second transmission mechanism 630 of the second drive unit 63 includes a torque guard 633 that transmits the output torque of the second drive motor M4 as a drive source to the support 67 with a predetermined torque or less, so that the object to be grasped It is possible to prevent the gripping body 61 from being rotated more than necessary when it is attempted to rotate the gripping body 61 after gripping.

これにより、例えば、ドアノブＮを操作して閉ざされたドアＤを開く場合、駆動源（モータ）が回転し続けても所定トルクだけが支持体６７に伝わることになり、把持体６１が把持したドアノブＮが回転限界まで回転したとしても、それ以上ドアノブＮを回転させて破損させてドアＤを開放できなくなることはない。すなわち、ドアノブＮの回転限度やロックの解除される回転範囲は、メーカーによって異なるため、把持体６１の回転範囲を一定範囲に設定すると、回転限界にあるドアノブＮに過度なトルクがかかって該ドアノブＮを破損させたり、ドアノブＮの回転量が不足してロックが解除できなかったりすることがあるが、上記構成によれば、把持体６１が無制限に回転でき、且つ把持体６１のトルク管理を行うようにしているため、如何なるメーカーのドアノブＮであっても破損させることなく開放することができる。   Thus, for example, when the door D is opened by operating the door knob N, only a predetermined torque is transmitted to the support 67 even if the drive source (motor) continues to rotate, and the grip 61 is gripped. Even if the door knob N is rotated to the rotation limit, the door knob N is not further rotated and damaged, and the door D cannot be opened. That is, the rotation limit of the doorknob N and the rotation range in which the lock is released vary depending on the manufacturer. Therefore, when the rotation range of the gripping body 61 is set to a certain range, excessive torque is applied to the doorknob N at the rotation limit. N may be damaged, or the amount of rotation of the doorknob N may be insufficient and the lock may not be released. However, according to the above configuration, the gripping body 61 can rotate indefinitely and torque management of the gripping body 61 can be performed. As a result, the door knob N of any manufacturer can be opened without being damaged.

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加え得ることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, it can change suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention.

上記実施形態において、ロボットハンド６を救助用ロボット１に採用した場合を一例に説明したが、ロボットハンド６は、救助用ロボット１に採用されるものに限定されるものではなく、例えば、製造分野に導入される産業用ロボットや、医療分野に導入される医療用ロボット等のマニピュレータ５に搭載されても勿論よい。   In the above-described embodiment, the case where the robot hand 6 is employed in the rescue robot 1 has been described as an example. However, the robot hand 6 is not limited to that employed in the rescue robot 1, and for example, in the manufacturing field Of course, it may be mounted on a manipulator 5 such as an industrial robot introduced into the medical field or a medical robot introduced into the medical field.

上記実施形態において、把持体６１を二つ設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、把持体６１を三つ以上設け、これらを被把持物配置予定位置Ａ周りで等間隔又は略等間隔に配置してもよい。この場合、回転レバー６６も把持体６１の配置に併せて等間隔又は略等間隔で配置されて支持体６７に回転自在に支持されることは言うまでもない。   In the above embodiment, two grip bodies 61 are provided. However, the present invention is not limited to this. For example, three or more grip bodies 61 are provided, and these are arranged at regular intervals or approximately around the planned object placement position A. You may arrange | position at equal intervals. In this case, it goes without saying that the rotation lever 66 is also arranged at regular intervals or substantially regular intervals in accordance with the arrangement of the gripping body 61 and is rotatably supported by the support 67.

上記実施形態において、撮像中心を被把持物配置予定位置Ａの中心に一致又は略一致させるように撮像素子（ＣＣＤカメラ）６９をスライドシャフト６４の孔６４８に内装したが、これに限定されるものではなく、例えば、撮像素子６９の撮像中心が被把持物配置予定位置Ａの中心に対してずれた位置になるように撮像素子６９を設けるようにしてもよい。すなわち、撮像素子６９は、撮像中心が被把持物配置予定位置Ａの中心からずれた位置になるようにスライドシャフト６４の孔６４８に内装してもよいし、ロボットハンド６以外の構成に搭載してもよい。このようにロボットハンド６以外の構成に撮像素子６９を搭載する場合、スライドシャフト６４に孔６４８を設ける必要がないことは言うまでもない。但し、把持体６１と被把持物との配置を明確に把握するには、上記実施形態と同様に、撮像素子６９の撮像中心を被把持物配置予定位置Ａの中心とを一致させるようにすることが好ましいことは言うまでもない。   In the above embodiment, the image pickup device (CCD camera) 69 is built in the hole 648 of the slide shaft 64 so that the image pickup center coincides with or substantially coincides with the center of the object placement planned position A. However, the present invention is not limited to this. Instead, for example, the image pickup element 69 may be provided so that the image pickup center of the image pickup element 69 is shifted from the center of the object to be grasped arrangement position A. In other words, the imaging element 69 may be mounted in the hole 648 of the slide shaft 64 so that the imaging center is shifted from the center of the object-to-be-held-placement planned position A, or is mounted in a configuration other than the robot hand 6. May be. Needless to say, it is not necessary to provide the hole 648 in the slide shaft 64 when the imaging element 69 is mounted in a configuration other than the robot hand 6 as described above. However, in order to clearly grasp the arrangement of the grasping body 61 and the object to be grasped, the imaging center of the image sensor 69 is made to coincide with the center of the object to be grasped arrangement position A as in the above embodiment. It goes without saying that it is preferable.

上記実施形態において、スライドシャフト６４に撮像素子６９を内装すべく、スライドシャフト６４に孔として非貫通孔６４８を設けたが、撮像素子６９を内装するための孔６４８は非貫通孔に限定されるものではなく、スライドシャフト６４を貫通したものであってもよい。すなわち、スライドシャフト６４を全長に亘って中空軸状に形成してもよい。   In the above embodiment, the slide shaft 64 is provided with the non-through hole 648 as a hole in order to house the imaging element 69 in the slide shaft 64, but the hole 648 for interior of the imaging element 69 is limited to the non-through hole. It may not be a thing but the thing which penetrated the slide shaft 64 may be sufficient. That is, the slide shaft 64 may be formed in a hollow shaft shape over the entire length.

上記実施形態において、アーム機構５０を二つのアーム体５００，５０１で構成し、先端側のアーム体（第二アーム体）５０１の先端部にロボットハンド６を連結するようにしたが、これに限定されるものではなく、ロボットハンド６は、アーム体５００を一つ以上備えたアーム機構５０の先端部に装着されればよい。   In the above embodiment, the arm mechanism 50 is constituted by the two arm bodies 500 and 501, and the robot hand 6 is connected to the distal end portion of the arm body (second arm body) 501 on the distal end side. Instead, the robot hand 6 may be attached to the distal end portion of the arm mechanism 50 including one or more arm bodies 500.

また、上記実施形態において、第二駆動部６３にトルクガード６３３を介装することで被把持物に対する回転力が大きくならないようにしたが、これに限定されるものではなく、第二駆動モータＭ４の電流値から負荷状態を認識し、支持体６７を回転させる回転力（被把持物を回転させる回転力）が大きくなりすぎないようにしても勿論よい。   Moreover, in the said embodiment, although the torque guard 633 was interposed in the 2nd drive part 63 so that the rotational force with respect to a to-be-held object might not become large, it is not limited to this, The 2nd drive motor M4 Of course, it is possible to recognize the load state from the current value and prevent the rotational force for rotating the support 67 (rotational force for rotating the object to be gripped) from becoming too large.

上記実施形態において、第一駆動部６２の駆動源Ｍ３及び第二駆動部６３の駆動源Ｍ４としてＤＣモータを採用したが、これに限定されるものではなく、上述の如く、駆動源に回転を出力するものを採用する場合、駆動源はパルスモータやステッピングモータ等の各種電動モータであってもよいし、圧縮空気で駆動するエアモータであってもよい。また、上記実施形態において、駆動源Ｍ３の出力を螺合部材６５１に伝達して雄ネジ体６５０を軸線方向に移動させるように第一駆動部６２を構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、第一駆動部６２の駆動源Ｍ３（スライド手段６５）として電動シリンダやエアシリンダ等のアクチュエータを採用し、これらのロッドをスライドシャフト６４に対して同心になるように直接的又は間接的に連結するようにしてもよい。   In the above embodiment, the DC motor is adopted as the drive source M3 of the first drive unit 62 and the drive source M4 of the second drive unit 63. However, the present invention is not limited to this, and as described above, the drive source is rotated. When adopting what is output, the drive source may be various electric motors such as a pulse motor and a stepping motor, or may be an air motor driven by compressed air. Moreover, in the said embodiment, although the 1st drive part 62 was comprised so that the output of the drive source M3 might be transmitted to the screwing member 651, and the external thread body 650 may be moved to an axial direction, it is not limited to this. For example, an actuator such as an electric cylinder or an air cylinder is adopted as the drive source M3 (slide means 65) of the first drive unit 62, and these rods are directly or indirectly concentric with the slide shaft 64. May be connected to each other.

上記実施形態において、駆動源である第二駆動モータＭ４の出力を第二伝達機構６３０（第一連結軸６３１、第二連結軸６３２、トルクガード６３３）、第一伝達手段（歯車機構）６３４，第二伝達手段（歯車機構）６３５を介して支持体６７に伝達するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、単一な歯車機構を介して駆動源からの出力（回転）を支持体６７に伝達するようにしてもよい。   In the above embodiment, the output of the second drive motor M4 that is a drive source is transmitted to the second transmission mechanism 630 (first connection shaft 631, second connection shaft 632, torque guard 633), first transmission means (gear mechanism) 634. Although the transmission is made to the support 67 via the second transmission means (gear mechanism) 635, the present invention is not limited to this. For example, the output (rotation) from the drive source via the single gear mechanism. May be transmitted to the support 67.

１…救助用ロボット、２…走行台車、３…マニピュレータユニット、４…ベース、５…マニピュレータ、６…作業ツール（ロボットハンド）、２０…シャーシフレーム、２１…走行装置（クローラ）、２２…動輪、２３…クローラベルト、４０…基台、４１…メイン基台、４２…連結軸、４３…サブ基台、５０…アーム機構、５１…第一アーム駆動機構（アーム駆動機構）、５２…第二アーム駆動機構（アーム駆動機構）、５３…姿勢調整手段、６０ａ…連結ベース、６０ｂ…ケーシング、６１…把持体、６２…第一駆動部、６３…第二駆動部、６４…スライドシャフト、６５…スライド手段、６６…回転レバー、６７…支持体、６８…リンク、６９…ＣＣＤカメラ、７０…光源、７１…保護プレート、５００…第一アーム体（アーム体）、５０１…第二アーム体（アーム体）、５１０，５２０…第一回転体（回転体）、５１１，５２１…第二回転体（回転体）、５１２，５２２…駆動ベルト（無端環状体）、５１２ａ，５１２ｂ，５２２ａ，５２２ｂ…対向部、５１３，５２３…スクリューシャフト、５１４，５２４…スライダ、５１５，５２５…第一アイドラ（アイドラ）、５１６，５２６…第二アイドラ（アイドラ）、５３０…第三回転体（回転体）、５３１…第四回転体（回転体）、５３２…従動ベルト（ベルト）、５３３…太陽歯車、５３４…遊星歯車、６１０…連結用リブ、６３０…第二伝達機構、６３１…第一連結軸、６３２…第二連結軸、６３３…トルクガード、６３４…第一伝達手段（歯車機構）、６３５…第二伝達手段（歯車機構）、６４０…大径部、６４１…小径軸部、６４２…溝、６４３…コイルバネ、６４４…バネ受部材、６４５…段部、６４６…スリット、６４７…位置決ピン、６４８…非貫通孔、６５０…雄ネジ体、６５１…螺合部材、６５２…スライド用駆動部、６５３…第一伝達機構、６６０…第一延出部、６６１…第二延出部、６６２…ローラ、６７０…大径環状部、６７１…小径環状部、６７２…凹部、Ａ…被把持物配置予定位置、Ｍ１，Ｍ２…駆動モータ、Ｍ３…第一駆動モータ、Ｍ４…第二駆動モータ、Ｓ１…第一関節軸（軸）、Ｓ２…第二関節軸（軸）、Ｓ２’…支持軸、Ｓ３…第三関節軸、Ｓ４…固定軸、Ｓ５…支持軸、Ｖ…吸引装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rescue robot, 2 ... Running cart, 3 ... Manipulator unit, 4 ... Base, 5 ... Manipulator, 6 ... Work tool (robot hand), 20 ... Chassis frame, 21 ... Running device (crawler), 22 ... Driving wheel, DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Crawler belt, 40 ... Base, 41 ... Main base, 42 ... Connecting shaft, 43 ... Sub base, 50 ... Arm mechanism, 51 ... First arm drive mechanism (arm drive mechanism), 52 ... Second arm Drive mechanism (arm drive mechanism), 53 ... posture adjusting means, 60a ... connection base, 60b ... casing, 61 ... gripping body, 62 ... first drive part, 63 ... second drive part, 64 ... slide shaft, 65 ... slide Means 66: Rotating lever 67 ... Supporting body 68 ... Link 69 69 CCD camera 70 Light source 71 Protection plate 500 First arm body (arm body) 01 ... Second arm body (arm body), 510, 520 ... First rotating body (rotating body), 511, 521 ... Second rotating body (rotating body), 512, 522 ... Driving belt (endless annular body), 512a , 512b, 522a, 522b ... facing part, 513, 523 ... screw shaft, 514, 524 ... slider, 515, 525 ... first idler (idler), 516, 526 ... second idler (idler), 530 ... third rotation Body (rotating body), 531 ... Fourth rotating body (rotating body), 532 ... Driven belt (belt), 533 ... Sun gear, 534 ... Planetary gear, 610 ... Connecting rib, 630 ... Second transmission mechanism, 631 ... 1st connecting shaft, 632 ... 2nd connecting shaft, 633 ... Torque guard, 634 ... 1st transmission means (gear mechanism), 635 ... 2nd transmission means (gear mechanism), 640 ... Large diameter part, 641 Small diameter shaft portion, 642 ... groove, 643 ... coil spring, 644 ... spring receiving member, 645 ... step portion, 646 ... slit, 647 ... positioning pin, 648 ... non-through hole, 650 ... male screw body, 651 ... screwing member , 652... Slide driving unit, 653... First transmission mechanism, 660... First extension part, 661... Second extension part, 662 .. roller, 670 ... large diameter annular part, 671 ... small diameter annular part, 672. Recessed portion, A ... Planned object arrangement position, M1, M2 ... Drive motor, M3 ... First drive motor, M4 ... Second drive motor, S1 ... First joint axis (axis), S2 ... Second joint axis (axis ), S2 '... support shaft, S3 ... third joint shaft, S4 ... fixed shaft, S5 ... support shaft, V ... suction device

Claims (4)

被把持物が配置される被把持物配置予定位置周りに等間隔又は略等間隔で配置された二つ以上の把持体と、各把持体を被把持物配置予定位置の中心に向けて移動させる第一駆動部と、各把持体を被把持物配置予定位置周りで回転させる第二駆動部とを備え、マニピュレータのアーム機構に装着されるロボットハンドであって、第一駆動部は、一方向に延びるスライドシャフトと、駆動源を有し、該駆動源の出力でスライドシャフトを軸線方向に往復動させるスライド手段と、先端部に把持体が連結された回転レバーと、該回転レバーをスライドシャフトと直交する方向に延びる軸線周りで回転可能に支持し、所定位置に位置した状態でスライドシャフトの一端部周りで回転自在に設けられた支持体とを備え、第二駆動部は、駆動源と、該駆動源の出力を支持体に伝達し、該支持体をスライドシャフト周りで回転させる伝達機構とを備え、スライドシャフトは、支持体に支持された回転レバーの基端部を収容する無端円環状の溝が一端部の外周に形成されていることを特徴とするロボットハンド。   Two or more gripping bodies arranged at equal or substantially equal intervals around the planned object placement planned position where the target object is placed, and each gripping body is moved toward the center of the planned gripping object placement position A robot hand that includes a first drive unit and a second drive unit that rotates each gripping body around a planned object placement position, and is attached to an arm mechanism of a manipulator, wherein the first drive unit is unidirectional A slide shaft extending in the direction of the shaft, a slide means for reciprocating the slide shaft in the axial direction by the output of the drive source, a rotary lever having a gripping body connected to the tip, and the rotary lever as a slide shaft And a support body rotatably provided around one end of the slide shaft in a state of being positioned at a predetermined position. The drive And a transmission mechanism that rotates the support around the slide shaft, and the slide shaft has an endless annular groove that accommodates the base end of the rotary lever supported by the support. A robot hand formed on an outer periphery of one end. 前記スライドシャフトには一端面上で開放した穴が形成されるとともに該穴に撮像素子が内装され、撮像素子は、撮影中心が被把持物配置予定位置の中央と一致又は略一致するように設けられている請求項１に記載のロボットハンド。   The slide shaft has a hole that is open on one end surface, and an image sensor is built in the hole, and the image sensor is provided so that the center of photographing coincides with or substantially coincides with the center of the position where the object is to be held. The robot hand according to claim 1. 第一駆動部は、スライドシャフトの他端に連設された雄ネジ体と、該雄ネジ体に螺合された螺合部材と、駆動源としてのモータと、該モータの出力を螺合部材に伝達して該螺合部材を回転させる伝達機構とを備えている請求項１又は２に記載のロボットハンド。   The first drive unit includes a male screw body connected to the other end of the slide shaft, a screwing member screwed into the male screw body, a motor as a driving source, and a screwing member that outputs the motor. The robot hand according to claim 1, further comprising: a transmission mechanism that transmits the screw and rotates the screwing member. 第二駆動部の伝達機構は、駆動源としてのモータの出力トルクを所定トルク以下で支持体に伝達するトルクガードを備えている請求項１乃至３の何れか１項に記載のロボットハンド。   The robot hand according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmission mechanism of the second drive unit includes a torque guard that transmits an output torque of a motor as a drive source to a support body at a predetermined torque or less.

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