JP6903259B2 - Transmission device and method - Google Patents

Description

本発明は、伝達装置及び方法に関する。 The present invention relates to a transmission device and a method.

ロボットハンドのように多くの自由度が要求される装置では、自由度の数に応じた多数のアクチュエータが必要になる。多数のアクチュエータは、装置の重量・サイズの大型化を招く。 A device that requires a large number of degrees of freedom, such as a robot hand, requires a large number of actuators according to the number of degrees of freedom. A large number of actuators increase the weight and size of the device.

アクチュエータ数を減らすために、劣駆動機構が用いられることがある。しかし、劣駆動機構は、強い非線形性を有し、姿勢によって特性が大きく変化するため、姿勢制御は困難である（非特許文献１参照）。 Inferior drive mechanisms may be used to reduce the number of actuators. However, the underactuated drive mechanism has strong non-linearity, and its characteristics change greatly depending on the attitude, so that attitude control is difficult (see Non-Patent Document 1).

また、自由度間に従属関係を持たせることで、少数アクチュエータで複数の自由度を制御することも行われている。しかし、自由度間の従属関係のような制約があると、特定の自由度のみを制御することが困難である。 Further, by giving a subordination relationship between the degrees of freedom, it is also possible to control a plurality of degrees of freedom with a small number of actuators. However, with constraints such as subordination between degrees of freedom, it is difficult to control only certain degrees of freedom.

岡山県立大学制御ロボット工学研究室，“劣駆動系の新しい非線形制御理論の構築とそのアクロバットロボッ ト制御への応用”，［online］、［平成２９年５月１日検索］、インターネット（ＵＲＬ：http://crl.cse.oka-pu.ac.jp/research_underactuate.html）Okayama Prefectural University Control Robot Engineering Laboratory, "Construction of New Nonlinear Control Theory of Inferior Drive Systems and Its Application to Acrobat Robot Control", [online], [Search on May 1, 2017], Internet (URL: URL: http://crl.cse.oka-pu.ac.jp/research_underactuate.html)

したがって、少数アクチュエータによる多自由度を、少ない制約下で実現することが望まれる。 Therefore, it is desired to realize a large number of degrees of freedom with a small number of actuators under a small number of constraints.

本発明の一実施形態に係る伝動装置は、周期運動をする第１部材と、前記周期運動の軌道に沿って設けられた複数の第２部材と、前記周期運動において生じる慣性力の変化により、前記第１部材の周期運動の動力を前記第２部材に伝える伝動位置と前記第２部材に伝えない非伝動位置との間で変位するように前記第１部材に設けられた１以上の伝動部材と、前記周期運動の１周期の間において前記周期運動を加減速させる速度制御を実行して、前記周期運動の１周期の間において前記慣性力の変化を生じさせるコントローラと、を備える。 The transmission device according to the embodiment of the present invention is based on a first member that makes a periodic motion, a plurality of second members provided along the trajectory of the periodic motion, and a change in inertial force that occurs in the periodic motion. One or more transmission members provided in the first member so as to be displaced between a transmission position in which the power of the periodic motion of the first member is transmitted to the second member and a non-transmission position in which the power is not transmitted to the second member. And a controller that executes speed control for accelerating and decelerating the periodic motion during one cycle of the periodic motion to cause a change in the inertial force during one cycle of the periodic motion.

多軸アクチュエータの構成図である。It is a block diagram of a multi-axis actuator. 伝動装置の平面図である。It is a top view of the transmission device. 制御のためのフローチャートである。It is a flowchart for control. 回転会角速度及び第２部材（展開歯）突出量の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the rotational angular velocity and the protrusion amount of a 2nd member (deployment tooth). 伝動の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of transmission. 伝動の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of transmission. 伝動の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of transmission. 第１変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification. 第２変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification. 第３変形例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd modification.

［１．伝動装置及び方法］ [1. Transmission device and method]

（１）実施形態に係る伝動装置は、周期運動（Periodic motion）をする第１部材を備える。周期運動は、同じ状態が繰り返される運動であり、例えば、回転運動又は往復運動（振動）である。ここでは、運動の１回の繰り返しを１周期という。１周期の時間は、１周期毎に異なってもよい。例えば、周期運動が回転運動であれば、１周期は１回転であり、周期運動が往復運動であれば、１周期は１往復である。 (1) The transmission device according to the embodiment includes a first member that performs periodic motion. The periodic motion is a motion in which the same state is repeated, for example, a rotary motion or a reciprocating motion (vibration). Here, one repetition of exercise is referred to as one cycle. The time of one cycle may be different for each cycle. For example, if the periodic motion is a rotary motion, one cycle is one revolution, and if the periodic motion is a reciprocating motion, one cycle is one reciprocating motion.

実施形態に係る伝動装置は、前記周期運動の軌道に沿って設けられた複数の第２部材を備える。周期運動が回転運動であれば、周期運動の軌道は円軌道となり、周期運動が直線往復運動であれば、周期運動の軌道は直線軌道となる。第１部材の周期運動の動力を複数の第２部材それぞれに伝えることができるように、複数の第２部材は、周期運動の軌道に沿って設けられる。 The transmission device according to the embodiment includes a plurality of second members provided along the trajectory of the periodic motion. If the periodic motion is a rotary motion, the trajectory of the periodic motion is a circular orbit, and if the periodic motion is a linear reciprocating motion, the trajectory of the periodic motion is a linear trajectory. The plurality of second members are provided along the trajectory of the periodic motion so that the power of the periodic motion of the first member can be transmitted to each of the plurality of second members.

実施形態に係る伝動装置は、１以上の伝動部材を備える。伝動部材は、第１部材の周期運動の動力を第２部材に伝える。伝動部材の数は、１つでもよいし、複数でもよい。複数の伝動部材の場合、１周期の間に複数回の動力伝達が可能となり、伝達効率が向上する。 The transmission device according to the embodiment includes one or more transmission members. The transmission member transmits the power of the periodic motion of the first member to the second member. The number of transmission members may be one or a plurality. In the case of a plurality of transmission members, power can be transmitted a plurality of times in one cycle, and the transmission efficiency is improved.

伝動部材は、前記周期運動において生じる慣性力の変化により、伝動位置と非伝動位置との間で変位するように前記第１部材に設けられている。周期運動において生じる慣性力は、例えば、回転運動により伝動部材に生じる遠心力としての慣性力、又は、回転運動や往復運動中の加減速により運動方向に沿って生じる慣性力である。慣性力の変化は、周期運動の速度の変化によって生じる。伝動部材は、慣性力によって変位する。例えば、慣性力が大きくなることで、伝動部材が伝動位置に変位し、慣性力が小さくなることで、伝動部材が非伝動位置に変位することができる。 The transmission member is provided on the first member so as to be displaced between a transmission position and a non-transmission position due to a change in inertial force generated in the periodic motion. The inertial force generated in the periodic motion is, for example, the inertial force as a centrifugal force generated in the transmission member by the rotary motion, or the inertial force generated along the motion direction by the acceleration / deceleration during the rotary motion or the reciprocating motion. The change in inertial force is caused by the change in the velocity of periodic motion. The transmission member is displaced by the inertial force. For example, when the inertial force increases, the transmission member is displaced to the transmission position, and when the inertial force decreases, the transmission member can be displaced to the non-transmission position.

伝動位置は、前記第１部材の周期運動の動力を前記第２部材に伝える位置である。例えば、第１部材から第２部材への動力の伝達が第１部材と第２部材との接触により行われる場合、伝動位置は、第２部材に接触することができるように、第２部材に近づいた位置である。仮に、周期運動の１周期の間において、伝動部材が常に伝動位置にある場合には、複数の第２部材全てに、動力が伝えられる。 The transmission position is a position where the power of the periodic motion of the first member is transmitted to the second member. For example, when power is transmitted from the first member to the second member by contact between the first member and the second member, the transmission position is set to the second member so that the second member can be contacted. It is a close position. If the transmission member is always in the transmission position during one cycle of the periodic motion, the power is transmitted to all of the plurality of second members.

非伝動位置は、前記第１部材の周期運動の動力を前記第２部材に伝えない位置である。例えば、第１部材から第２部材への動力の伝達が第１部材と第２部材との接触により行われる場合、非伝動位置は、第２部材に接触しないように、第２部材から離れた位置である。仮に、周期運動の１周期の間において、伝動部材が常に非伝動位置にある場合には、複数の第２部材のいずれにも、動力は伝えられない。 The non-transmission position is a position where the power of the periodic motion of the first member is not transmitted to the second member. For example, when power is transmitted from the first member to the second member by contact between the first member and the second member, the non-transmission position is separated from the second member so as not to contact the second member. The position. If the transmission member is always in the non-transmission position during one cycle of the periodic motion, the power is not transmitted to any of the plurality of second members.

実施形態に係る伝動装置は、コントローラを備える。コントローラは、前記周期運動の１周期の間において前記周期運動を加減速させる速度制御を実行する。周期運動を加減速させることで、周期運動において生じる慣性力を変化させることができる。１周期の間における慣性力の変化により、伝動部材の変位を１周期の間において生じさせることができる。１周期の間において、伝動部材が伝動位置にあるときには第２部材へ動力が伝えられ、伝動部材が非伝動位置にあるときには第２部材へ動力が伝えられないため、周期運動の軌道に沿って設けられた複数の第２部材への選択的な動力の伝達が可能である。なお、繰り返し生じる複数の周期のすべてにおいて、周期運動の加減速が生じる必要はなく、いずれかの周期において加減速が生じれば足りる。例えば、加減速は２以上の周期毎に発生してもよい。 The transmission device according to the embodiment includes a controller. The controller executes speed control for accelerating or decelerating the periodic motion during one cycle of the periodic motion. By accelerating or decelerating the periodic motion, the inertial force generated in the periodic motion can be changed. The change in inertial force during one cycle can cause displacement of the transmission member during one cycle. During one cycle, when the transmission member is in the transmission position, power is transmitted to the second member, and when the transmission member is in the non-transmission position, power is not transmitted to the second member, so that the power is transmitted along the trajectory of the periodic motion. It is possible to selectively transmit power to a plurality of provided second members. It should be noted that it is not necessary that acceleration / deceleration of the periodic motion occurs in all of the plurality of cycles that occur repeatedly, and it is sufficient if acceleration / deceleration occurs in any of the cycles. For example, acceleration / deceleration may occur every two or more cycles.

（２）前記周期運動は、前述のように、往復運動でもよいが、回転運動であるのが好ましい。 (2) As described above, the periodic motion may be a reciprocating motion, but is preferably a rotary motion.

（３）前記１以上の伝動部材は、前記回転運動の回転方向に沿って第１部材に設けられた複数の伝動部材であるのが好ましい。複数の伝動部材によって、動力が第２部材へ効率的に伝えられる。 (3) The one or more transmission members are preferably a plurality of transmission members provided on the first member along the rotation direction of the rotational movement. Power is efficiently transmitted to the second member by the plurality of transmission members.

（４）前記複数の伝動部材及び前記複数の第２部材は、前記伝動位置にある前記複数の伝動部材が、独立して動作すべき複数の第２部材に対して同時に伝動状態とならないように配置されているのが好ましい。この場合、伝動装置が複数の伝動部材を備えていても、複数の伝動部材が、独立して動作すべき複数の第２部材に対して同時に伝動状態となるのを防止できる。 (4) The plurality of transmission members and the plurality of second members are prevented from being simultaneously transmitted to the plurality of second members to be operated independently by the plurality of transmission members at the transmission positions. It is preferably arranged. In this case, even if the transmission device includes a plurality of transmission members, it is possible to prevent the plurality of transmission members from being simultaneously transmitted to the plurality of second members that should operate independently.

（５）前記コントローラは、前記複数の第２部材のうち、伝動対象として指定された第２部材には動力が伝えられ、伝動対象として指定されていない第２部材には動力が伝えられないように、前記速度制御を実行することができる。 (5) In the controller, power is transmitted to the second member designated as the transmission target among the plurality of second members, and power is not transmitted to the second member not designated as the transmission target. In addition, the speed control can be executed.

（６）前記コントローラは、前記コントローラ外部から前記伝動対象の指定を受け付けるように構成されているのが好ましい。 (6) It is preferable that the controller is configured to receive the designation of the transmission target from outside the controller.

（７）実施形態に係る方法は、周期運動をする第１部材から、前記第１部材に設けられた伝動部材を介して、前記周期運動の軌道に沿って設けられた複数の第２部材へ動力を伝える方法である。この方法においては、前記周期運動の１周期の間において、前記周期運動を加減速させることで、前記伝動部材に生じる慣性力が変化し、前記周期運動の１周期の間において、前記伝動部材が、前記慣性力の前記変化により、動力を前記第２部材に伝える伝動位置と前記第２部材に伝えない非伝動位置との間を変位する。 (7) The method according to the embodiment is from a first member that makes a periodic motion to a plurality of second members provided along the trajectory of the periodic motion via a transmission member provided in the first member. It is a way to convey power. In this method, by accelerating or decelerating the periodic motion during one cycle of the periodic motion, the inertial force generated in the transmission member changes, and the transmission member causes the transmission member during one cycle of the periodic motion. , The change in the inertial force causes a displacement between a transmission position where power is transmitted to the second member and a non-transmission position where power is not transmitted to the second member.

［２．伝動装置を備えた多軸アクチュエータ］ [2. Multi-axis actuator with transmission device]

図１は、複数の回転軸１２３を備えた多軸アクチュエータ１０の一例を示している。図１の多軸アクチュエータ１０は、ケーシング１００内に、１軸アクチュエータ１４０と伝動装置１０１とを備える。１軸アクチュエータ１４０は、一つの回転軸１４１を有し、例えば、電動モータである。 FIG. 1 shows an example of a multi-axis actuator 10 having a plurality of rotating axes 123. The multi-axis actuator 10 of FIG. 1 includes a single-axis actuator 140 and a transmission device 101 in a casing 100. The uniaxial actuator 140 has one rotating shaft 141, and is, for example, an electric motor.

伝動装置１０１は、アクチュエータ１４０の回転軸１４１を入力軸として有し、複数の回転軸１２３を出力軸として有している。伝動装置１０１は、１軸アクチュエータ１４０の回転動力によって、複数の回転軸１２３それぞれを独立に回転させることができる。実施形態の多軸アクチュエータ１０は、１軸アクチュエータ１４０を一つしか備えていないが、複数の回転軸１２３を独立に回転させることができるため、複数の１軸アクチュエータ１４０と同様に機能することができる。なお、図１において、回転軸１２３の数は、３であるが、２でもよいし、３よりも多くてもよい。 The transmission device 101 has a rotation shaft 141 of the actuator 140 as an input shaft, and has a plurality of rotation shafts 123 as output shafts. The transmission device 101 can independently rotate each of the plurality of rotating shafts 123 by the rotational power of the uniaxial actuator 140. The multi-axis actuator 10 of the embodiment includes only one uniaxial actuator 140, but since a plurality of rotating shafts 123 can be rotated independently, it can function in the same manner as the plurality of uniaxial actuators 140. it can. In FIG. 1, the number of rotation axes 123 is 3, but it may be 2 or more than 3.

伝動装置１０１は、入力軸である回転軸１４１に連結された回転体（第１部材）１１０を備える。回転体１１０は、アクチュエータ１４０によって回転する。図示の回転体１１０は、円盤状に形成されており、その中心が、回転軸１４１の先端に取り付けられている。回転体１１０の外周部には、複数の伝動部材（展開歯）１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄが設けられている。図１において伝動部材の数は、４つであるが、その数は特に限定されない。伝動部材については後述する。 The transmission device 101 includes a rotating body (first member) 110 connected to a rotating shaft 141, which is an input shaft. The rotating body 110 is rotated by the actuator 140. The illustrated rotating body 110 is formed in a disk shape, and the center thereof is attached to the tip of the rotating shaft 141. A plurality of transmission members (deployment teeth) 130a, 130b, 130c, 130d are provided on the outer peripheral portion of the rotating body 110. In FIG. 1, the number of transmission members is four, but the number is not particularly limited. The transmission member will be described later.

多軸アクチュエータ１０は、内部コントローラ１５０を備える。コントローラ１５０は、１軸アクチュエータ１４０に接続されており、アクチュエータ１４０を制御する。コントローラ１５０は、アクチュエータ１４０の動作を制御するため、アクチュエータ１４０に回転指令信号を与える。回転指令信号は、例えば、アクチュエータ１４０の回転の角速度を指定する信号、及び回転量を指定する信号を含む。コントローラ１４０は、アクチュエータ１４０から、アクチュエータ１４０の回転角を示す信号を取得し、アクチュエータ１４０の回転角を監視する。 The multi-axis actuator 10 includes an internal controller 150. The controller 150 is connected to the uniaxial actuator 140 and controls the actuator 140. The controller 150 gives a rotation command signal to the actuator 140 in order to control the operation of the actuator 140. The rotation command signal includes, for example, a signal that specifies the angular velocity of rotation of the actuator 140 and a signal that specifies the amount of rotation. The controller 140 acquires a signal indicating the rotation angle of the actuator 140 from the actuator 140 and monitors the rotation angle of the actuator 140.

コントローラ１５０は、アクチュエータ１４０の速度制御により、複数の回転軸１２３それぞれの回転を制御することができる。コントローラ１５０は、外部コントローラ１５０から与えられた制御信号に基づいて、複数の回転軸１２３それぞれの回転を制御する。 The controller 150 can control the rotation of each of the plurality of rotation shafts 123 by controlling the speed of the actuator 140. The controller 150 controls the rotation of each of the plurality of rotation shafts 123 based on the control signal given from the external controller 150.

外部コントローラ２０は、複数の回転軸１２３の回転を制御するための制御信号を内部コントローラ１５０へ送信する。制御信号は、回転対象２１、回転量２２、回転角速度２３などを示す。回転対象２１は、複数の回転軸１２３のうち、回転させたい１又は複数の回転軸１２３である。回転量２２は、回転対象２１である回転軸１２３が回転すべき量を示し、例えば、回転数及び／又は回転角で表される。回転角速度２３は、回転対象２１である回転軸１２３の角速度を示す。内部コントローラ１５０は、制御信号に基づいて、アクチュエータ１４０の速度制御を実行する。 The external controller 20 transmits a control signal for controlling the rotation of the plurality of rotation shafts 123 to the internal controller 150. The control signal indicates a rotation target 21, a rotation amount 22, a rotation angular velocity 23, and the like. The rotation target 21 is one or a plurality of rotation axes 123 to be rotated among the plurality of rotation axes 123. The rotation amount 22 indicates an amount to be rotated by the rotation shaft 123, which is the rotation target 21, and is represented by, for example, the rotation speed and / or the rotation angle. The rotation angular velocity 23 indicates the angular velocity of the rotation shaft 123, which is the rotation target 21. The internal controller 150 executes speed control of the actuator 140 based on the control signal.

図２にも示すように、伝動装置１０１は、出力軸である複数の回転軸１２３それぞれを回転させる複数の受動歯車（第２部材）１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを備えている。複数の受動歯車１２０ａ〜１２０ｃそれぞれは、ケーシング１００内部において、回転軸１２３の軸方向中途に設けられている。受動歯車１２０ａ〜１２０ｃは、回転軸１２３が取り付けられる本体１２１と、本体１２０の外周に設けられた複数の歯１２２と、を備えている。なお、複数の回転軸１２３それぞれは、下端がケーシング１００内に設けられた支持部材１６０に回転自在に支持され、上端は、ケーシング１００から上方に突出している。 As shown in FIG. 2, the transmission device 101 includes a plurality of passive gears (second members) 120a, 120b, 120c for rotating each of the plurality of rotation shafts 123 which are output shafts. Each of the plurality of passive gears 120a to 120c is provided in the casing 100 in the middle of the rotating shaft 123 in the axial direction. The passive gears 120a to 120c include a main body 121 to which the rotating shaft 123 is attached, and a plurality of teeth 122 provided on the outer periphery of the main body 120. The lower end of each of the plurality of rotating shafts 123 is rotatably supported by the support member 160 provided in the casing 100, and the upper end protrudes upward from the casing 100.

受動歯車１２０ａ〜１２０ｃは、回転体１１０の回転中心１４１と同じ位置の中心を持ち、回転体１１０よりも径が大きい仮想的な円４００上に設けられている。円４００は、回転体１１１０の回転運動の円軌道３００と同心の円であり、円軌道３００に沿っている。なお、図１において複数の受動歯車１２０ａ〜１２０ｃの数は、回転軸１２３の数と同じ３であるが、回転軸１２３の数に応じた任意の数とすることができる。複数の受動歯車１２０ａ〜１２０ｃの配置については後述する。 The passive gears 120a to 120c have a center at the same position as the rotation center 141 of the rotating body 110, and are provided on a virtual circle 400 having a diameter larger than that of the rotating body 110. The circle 400 is a circle concentric with the circular orbit 300 of the rotational motion of the rotating body 1110, and is along the circular orbit 300. In FIG. 1, the number of the plurality of passive gears 120a to 120c is 3, which is the same as the number of the rotating shafts 123, but can be any number according to the number of the rotating shafts 123. The arrangement of the plurality of passive gears 120a to 120c will be described later.

図２において、４つの伝動部材１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄは、回転体１１０の周方向に等間隔に配置されている。つまり、図２において、周方向に隣接する伝動部材間の角度差は３６０°／４＝９０°である。 In FIG. 2, the four transmission members 130a, 130b, 130c, and 130d are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating body 110. That is, in FIG. 2, the angle difference between the transmission members adjacent in the circumferential direction is 360 ° / 4 = 90 °.

各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、例えば棒状部材であり、長手方向一端側である基部に設けられた軸１３１ａによって、回転体１１０の外周部に支持されている。軸１３１ａは、回転軸１４１と平行である。各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、軸１３１ａまわりに回転することで、長手方向他端側である先端１３１ｂが、第１位置と第２位置との間で変位する。 Each of the transmission members 130a to 130d is, for example, a rod-shaped member, and is supported on the outer peripheral portion of the rotating body 110 by a shaft 131a provided at a base portion on one end side in the longitudinal direction. The shaft 131a is parallel to the rotating shaft 141. By rotating each of the transmission members 130a to 130d around the shaft 131a, the tip 131b on the other end side in the longitudinal direction is displaced between the first position and the second position.

第１位置は、先端１３１ｂが、回転体１１０の外周部よりも径内方にある位置である。図２において、第１位置にある伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは実線で示されている。第２位置は、先端１３１ｂが、回転体１１０の外周部よりも径外方にある位置である。図２において、第２位置にある伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは２点鎖線で示されている。 The first position is a position where the tip 131b is inward in diameter with respect to the outer peripheral portion of the rotating body 110. In FIG. 2, the transmission members 130a to 130d at the first position are shown by solid lines. The second position is a position where the tip 131b is outside the diameter of the outer peripheral portion of the rotating body 110. In FIG. 2, the transmission members 130a to 130d at the second position are indicated by a two-dot chain line.

各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、第１位置へ向けて付勢部材１３２により付勢されている。付勢部材１３２は、例えば、バネ機構である。バネ機構１３２は、外力が加わっていなければ、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄの先端１３１ｂが第１位置に来るように、軸１３１ａに取り付けられている。 Each of the transmission members 130a to 130d is urged by the urging member 132 toward the first position. The urging member 132 is, for example, a spring mechanism. The spring mechanism 132 is attached to the shaft 131a so that the tips 131b of the transmission members 130a to 130d come to the first position unless an external force is applied.

各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄに対して、先端１３１ｂが第２位置へ向かう外力が加わると、軸１３１ａを中心として反時計まわりに回転して、先端１３１ｂが第２位置へ変位する。先端１３１ｂが第２位置へ来ると、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、回転体１１０の外周部から径外方に突出した状態となる。第２位置にある伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、受動歯車１２０ａ〜１２０ｃに噛み合って、回転体１１０の回転動力を、受動歯車１２０ａ〜１２０ｃに伝えることができる。つまり、第２位置にある伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、伝動位置にある。 When an external force is applied to the transmission members 130a to 130d toward the second position, the tip 131b rotates counterclockwise around the shaft 131a and the tip 131b is displaced to the second position. When the tip 131b comes to the second position, the transmission members 130a to 130d are in a state of protruding outward from the outer peripheral portion of the rotating body 110. The transmission members 130a to 130d at the second position can mesh with the passive gears 120a to 120c to transmit the rotational power of the rotating body 110 to the passive gears 120a to 120c. That is, the transmission members 130a to 130d at the second position are at the transmission position.

回転体１１０は、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが径外方に突出した状態からさらに反時計まわりに回転することを防止するストッパ１３４を備えている。ストッパ１３４は、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが反時計まわりに回転してストッパ１３４に当たることで、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄのそれ以上の回転を阻止する。 The rotating body 110 includes a stopper 134 that prevents each of the transmission members 130a to 130d from rotating counterclockwise from a state in which the transmission members 130a to 130d project outward in diameter. The stopper 134 prevents further rotation of the transmission members 130a to 130d by rotating the transmission members 130a to 130d counterclockwise and hitting the stopper 134.

各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄに対して反時計まわりに回転させる外力が加わっている間は、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが径外方に突出した状態が維持される。一方、外力が小さくなる又は無くなると、付勢部材１３２によって、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄの先端は、第１位置に復帰する。第１位置にある伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、受動歯車１２０ａ〜１２０ｃから離れた状態にあり、受動歯車１２０ａ〜１２０ｃとの噛み合いが生じないため、回転動力１１０の回転動力を、受動歯車１２０ａ〜１２０ｃに伝えない。つまり、第１位置にある伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、非伝動位置にある。 While an external force that rotates the transmission members 130a to 130d counterclockwise is applied, the transmission members 130a to 130d are maintained in a state of protruding outward in diameter. On the other hand, when the external force becomes small or disappears, the tips of the transmission members 130a to 130d are returned to the first positions by the urging member 132. Since the transmission members 130a to 130d at the first position are separated from the passive gears 120a to 120c and do not mesh with the passive gears 120a to 120c, the rotational power of the rotational power 110 is used as the rotational power of the passive gears 120a to 120c. Don't tell. That is, the transmission members 130a to 130d in the first position are in the non-transmission position.

図２において、回転体１１０が回転すると、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄには、回転体１１０の径外方に向かう遠心力が働く。遠心力は、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄを、第２位置へ向けて変位させる慣性力となる。遠心力が付勢部材１３２による付勢力よりも大きくなるように、回転体１１０が十分に高速で回転すると、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、付勢力に抗して第２位置へ変位し、受動歯車１２０ａ〜１２０ｃとの噛み合いが可能となる。回転体１００が十分に低速で回転又は回転停止すると、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、付勢力により第１位置へ復帰し、受動歯車１２０ａ〜１２０ｃとの噛み合いが生じなくなる。 In FIG. 2, when the rotating body 110 rotates, a centrifugal force acts on the transmission members 130a to 130d toward the outer diameter of the rotating body 110. The centrifugal force is an inertial force that displaces the transmission members 130a to 130d toward the second position. When the rotating body 110 rotates at a sufficiently high speed so that the centrifugal force becomes larger than the urging force by the urging member 132, the transmission members 130a to 130d are displaced to the second position against the urging force, and the passive gear It becomes possible to mesh with 120a to 120c. When the rotating body 100 rotates or stops rotating at a sufficiently low speed, the transmission members 130a to 130d return to the first position by the urging force, and meshing with the passive gears 120a to 120c does not occur.

なお、回転体１１０の回転速度の加減速を急激に行うと、加減速時の加速度の絶対値が大きくなる。遠心力のほか、加速度も伝動部材１３０ａ〜１３０ｄに慣性力を生じさせ、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄの変位を促進する。このため、回転体１１０の回転速度の加減速を急激に行うほど、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄの変位を迅速に行うことができる。各付勢部材の特性（バネ特性）は、同じでもよいし、異なっていてもよい。 If the rotational speed of the rotating body 110 is rapidly accelerated or decelerated, the absolute value of the acceleration during acceleration or deceleration becomes large. In addition to the centrifugal force, the acceleration also causes an inertial force in the transmission members 130a to 130d, and promotes the displacement of the transmission members 130a to 130d. Therefore, the more rapidly the acceleration / deceleration of the rotation speed of the rotating body 110 is performed, the faster the displacement of the transmission members 130a to 130d can be performed. The characteristics (spring characteristics) of each urging member may be the same or different.

図２において、受動歯車１２０ａ〜１２０ｃは、円４００上において、周方向に等間隔ではなく、不等間隔に配置されている。受動歯車１２０ａ〜１２０ｃの配置は、複数の伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが、複数の受動歯車１２０ａ〜１２０ｃに同時に噛み合わない配置になっている。このような配置は、複数の受動歯車１２０ａ〜１２０ｃが同時に回転してしまうことを回避するために有用である。 In FIG. 2, the passive gears 120a to 120c are arranged not at equal intervals in the circumferential direction but at unequal intervals on the circle 400. The passive gears 120a to 120c are arranged so that the plurality of transmission members 130a to 130d do not mesh with the plurality of passive gears 120a to 120c at the same time. Such an arrangement is useful for avoiding the simultaneous rotation of the plurality of passive gears 120a to 120c.

受動歯車１２０ａ〜１２０ｃの配置を、より具体的に説明する。図２には、回転体１１０の中心と４つの伝動部材１３０ａ〜１３０ｄそれぞれとを通る２本の仮想線Ａが示されている。図２には、この仮想線Ａ上には、一つの受動歯車１２０ｂしか配置されておらず、他の受動歯車１２０ａ，１２０ｂは、仮想線Ａから周方向に離れた位置にある。つまり、伝動部材１３０ａを通る仮想線Ａの角度を０°とすると、仮想線Ａは、０°，９０°，１８０°，２７０°を通る。受動歯車１２０ａは、０°から時計回りに３０°の位置に配置され、受動歯車１２０ｂは０°から時計回りに９０°の位置に配置され、受動歯車１２０ｃは０°から時計回りに２４０°の位置に配置されている。 The arrangement of the passive gears 120a to 120c will be described more specifically. FIG. 2 shows two virtual lines A passing through the center of the rotating body 110 and each of the four transmission members 130a to 130d. In FIG. 2, only one passive gear 120b is arranged on the virtual line A, and the other passive gears 120a and 120b are located at positions separated from the virtual line A in the circumferential direction. That is, assuming that the angle of the virtual line A passing through the transmission member 130a is 0 °, the virtual line A passes through 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °. The passive gear 120a is located 30 ° clockwise from 0 °, the passive gear 120b is located 90 ° clockwise from 0 °, and the passive gear 120c is 240 ° clockwise from 0 °. It is placed in position.

仮想線Ａ上（０°，９０°，１８０°，２７０°）に複数の受動歯車１２０ａ〜１２０ｃが配置されていると、複数の伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが、複数の受動歯車１２０ａ〜１２０ｃに同時に噛み合ってしまうが、図２では、それが回避されている。 When a plurality of passive gears 120a to 120c are arranged on the virtual line A (0 °, 90 °, 180 °, 270 °), the plurality of transmission members 130a to 130d are simultaneously placed on the plurality of passive gears 120a to 120c. It meshes, but in FIG. 2, it is avoided.

さらに、図２には、仮想線Ａの間を周方向に等分割する仮想線Ｂ，Ｃが示されている。仮想線Ｂ上には、一つの受動歯車１２０ｃだけが配置され、仮想線Ｃ上には、一つの受動歯車１２０ａだけが配置されている。このような配置により、複数の伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが、いずれか一つの受動歯車に噛み合っているときには、他の受動歯車には噛み合わなくなる。これにより、受動歯車同士の従属関係が生じず、複数の回転軸１２３を独立して回転させることができる。なお、一つの回転軸１２３が、複数の受動歯車によって回転駆動される場合、それらの受動歯車は従属関係が生じてもよく、同一の仮想線上に配置されていてもよい。 Further, FIG. 2 shows virtual lines B and C that equally divide the virtual lines A in the circumferential direction. Only one passive gear 120c is arranged on the virtual line B, and only one passive gear 120a is arranged on the virtual line C. With such an arrangement, when the plurality of transmission members 130a to 130d are meshed with any one of the passive gears, they are not meshed with the other passive gears. As a result, the passive gears do not have a dependent relationship with each other, and the plurality of rotating shafts 123 can be rotated independently. When one rotating shaft 123 is rotationally driven by a plurality of passive gears, the passive gears may have a dependency relationship or may be arranged on the same virtual line.

図３は、内部コントローラ１５０によるアクチュエータ１４０の制御手順を示している。図３のステップＳ１０において、コントローラ１５０は、外部コントローラ２０から与えられた回転対象２１を示す信号に基づいて、複数の受動歯車１２０ａ〜１２０ｃのうち、回転対象となる受動歯車１２０ａ〜１２０ｃ（回転軸１２３）を設定する。回転対象となる受動歯車１２０ａ〜１２０ｃがどれであるかによって、回転体１１０の１回転中のどこで加減速するかが変化する。なお、ここでは、図５に示す受動歯車１２０ａが、回転対象であり、他の受動歯車１２０ｂ、１２０ｃは回転対象ではないものとする。 FIG. 3 shows a control procedure of the actuator 140 by the internal controller 150. In step S10 of FIG. 3, the controller 150 has the passive gears 120a to 120c (rotational shafts) to be rotated among the plurality of passive gears 120a to 120c based on the signal indicating the rotation target 21 given from the external controller 20. 123) is set. Depending on which of the passive gears 120a to 120c to be rotated, the acceleration / deceleration in one rotation of the rotating body 110 changes. Here, it is assumed that the passive gear 120a shown in FIG. 5 is a rotation target, and the other passive gears 120b and 120c are not rotation targets.

コントローラ１５０は、ステップＳ１１において、アクチュエータ１４０を動作させ、回転体１１０を等速で時計回りに回転させる。ステップＳ１１の等速回転は、図４（ａ）におけるＳ１１及び図５（ａ）に対応する。このとき、回転体１１０の回転角速度は、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが第１位置（非伝動位置）を維持する程度に十分に低い。このため、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、第１位置（非伝動位置）にある。 In step S11, the controller 150 operates the actuator 140 to rotate the rotating body 110 clockwise at a constant speed. The constant velocity rotation in step S11 corresponds to S11 and FIG. 5 (a) in FIG. 4 (a). At this time, the rotational angular velocity of the rotating body 110 is sufficiently low that the transmission members 130a to 130d maintain the first position (non-transmission position). Therefore, the transmission members 130a to 130d are in the first position (non-transmission position).

コントローラ１５０は、ステップＳ１２において、等速回転している各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが、回転対象の受動歯車１２０ａの直前位置に来たか否かを、回転体１１０の回転角に基づいて判定する。伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが、回転対象の直前位置にある場合、コントローラ１５０は、ステップＳ１３において、回転体１１０の回転を加速させる（図４のＳ１３参照）。 In step S12, the controller 150 determines whether or not each of the transmission members 130a to 130d rotating at a constant velocity has come to the position immediately before the passive gear 120a to be rotated, based on the rotation angle of the rotating body 110. When the transmission members 130a to 130d are in the positions immediately before the rotation target, the controller 150 accelerates the rotation of the rotating body 110 in step S13 (see S13 in FIG. 4).

例えば、図５（ａ）に示す回転体１１０の回転角を０°とすると、回転対象の受動歯車１２０ａは、３０°の位置にある。そこで、コントローラ１５０は、図４（ａ）に示すように、３０°の手間で、回転体１１０を加速させる。加速により生じる遠心力の増大及び反時計回りの慣性力の増大により、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、展開して回転体１１０から突出し、第２位置（伝動位置）に変位する（図４（ｂ）参照）。 For example, assuming that the rotation angle of the rotating body 110 shown in FIG. 5A is 0 °, the passive gear 120a to be rotated is at a position of 30 °. Therefore, as shown in FIG. 4A, the controller 150 accelerates the rotating body 110 with a labor of 30 °. Due to the increase in the centrifugal force generated by the acceleration and the increase in the inertial force in the counterclockwise direction, the transmission members 130a to 130d expand and protrude from the rotating body 110 and are displaced to the second position (transmission position) (FIG. 4B). reference).

コントローラ１５０は、ステップＳ１４において、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが第２位置（伝動位置）を維持するように、回転体１１０を加速後の速度で時計回りに等速回転させる（図４のＳ１４参照）。これにより、３０°の位置にある伝動部材１３０ａは、同じく３０°の位置にある受動歯車１２０ａに噛み合い、受動歯車１２０ａを反時計回りに回転させる。これにより、受動歯車１２０ａに設けられた回転軸１２３が回転する。 In step S14, the controller 150 rotates the rotating body 110 clockwise at the speed after acceleration so that the transmission members 130a to 130d maintain the second position (transmission position) (see S14 in FIG. 4). .. As a result, the transmission member 130a at the 30 ° position meshes with the passive gear 120a also located at the 30 ° position, causing the passive gear 120a to rotate counterclockwise. As a result, the rotating shaft 123 provided on the passive gear 120a rotates.

コントローラ１５０は、ステップＳ１５において、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが回転対象の受動歯車１２０ａを通過して、受動歯車１２０ａの直後に来たか否かを、回転体１１０の回転角に基づいて判定する。伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが、回転対象の直後位置にある場合、コントローラ１５０は、ステップＳ１６において、回転体１１０の回転を減速させる（図４のＳ１６参照）。 In step S15, the controller 150 determines whether or not each of the transmission members 130a to 130d has passed through the passive gear 120a to be rotated and has come immediately after the passive gear 120a based on the rotation angle of the rotating body 110. When the transmission members 130a to 130d are located immediately after the rotation target, the controller 150 decelerates the rotation of the rotating body 110 in step S16 (see S16 in FIG. 4).

例えば、コントローラ１５０は、図４（ａ）に示すように、３０°の直後で、回転体１１０を減速させる。減速による遠心力の減少及び時計回りの慣性力の増大により、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、第１位置（非伝動位置）に変位し（図４（ｂ）参照）、回転体１１０側へ収納される（図５（ｃ）参照）。図５（ｄ）（ｅ）に示すように、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、受動歯車１２０ｂ，１２０ｃ近傍を通過するときには、第１位位置（非伝動位置）にあるため、受動歯車１２０ｂ、１２０ｃには回転は伝わらない。 For example, as shown in FIG. 4A, the controller 150 decelerates the rotating body 110 immediately after 30 °. Due to the decrease in centrifugal force due to deceleration and the increase in clockwise inertial force, the transmission members 130a to 130d are displaced to the first position (non-transmission position) (see FIG. 4B) and are housed in the rotating body 110 side. (See FIG. 5 (c)). As shown in FIGS. 5 (d) and 5 (e), when the transmission members 130a to 130d pass near the passive gears 120b and 120c, they are in the first position (non-transmission position). The rotation is not transmitted.

コントローラ１５０は、回転対象の受動歯車１２０ａに接続された回転軸１２３の回転角速度が、外部コントローラ２０から与えられた回転角速度２３になるように、回転体１１０の速度を適宜調整する。また、コントローラ１５０は、回転軸１２３の回転量が、外部コントローラ２０から与えられた回転量２２にあると、回転を終了させる（ステップＳ１７）。なお、コントローラ１５０は、外部コントローラ２０から回転停止指示あれば強制的に回転を停止させることもできる。 The controller 150 appropriately adjusts the speed of the rotating body 110 so that the rotation angular velocity of the rotation shaft 123 connected to the passive gear 120a to be rotated becomes the rotation angular velocity 23 given by the external controller 20. Further, the controller 150 ends the rotation when the rotation amount of the rotation shaft 123 is at the rotation amount 22 given by the external controller 20 (step S17). The controller 150 can also forcibly stop the rotation if the external controller 20 gives an instruction to stop the rotation.

図２の伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、回転体１１０に９０°間隔で設けられているため、以上の動作は、回転体１１０の９０°回転毎に生じる。すなわち、図４（ａ）（ｂ）に示すように、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、３０°付近のほか、１２０°付近、２１０°付近、３００°付近において、第２位置（伝動位置）に変位し、４つの伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが、順番に、受動歯車１２０ａだけを選択的に回転させる。すなわち、受動歯車１２０ｂ，１２０ｃは回転せず、受動歯車１２０ａだけが独立して回転する。なお、受動歯車１２０ａは、厳密には間欠的に回転するが、回転体１１０を十分に高速に回転させることで、実質的な連続回転も可能である。 Since the transmission members 130a to 130d of FIG. 2 are provided on the rotating body 110 at intervals of 90 °, the above operation occurs every 90 ° rotation of the rotating body 110. That is, as shown in FIGS. 4A and 4B, the transmission members 130a to 130d are displaced to the second position (transmission position) in the vicinity of 30 °, 120 °, 210 °, and 300 °. Then, the four transmission members 130a to 130d selectively rotate only the passive gear 120a in order. That is, the passive gears 120b and 120c do not rotate, and only the passive gears 120a rotate independently. Strictly speaking, the passive gear 120a rotates intermittently, but by rotating the rotating body 110 at a sufficiently high speed, substantially continuous rotation is possible.

このように、上記実施形態によれば、回転体１１０の１回転の間に、回転体１１０の加減速が生じ、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄの変位が生じ、伝動状態と非伝動状態とを切り替えることができる。 As described above, according to the above embodiment, acceleration / deceleration of the rotating body 110 occurs during one rotation of the rotating body 110, displacement of the transmission members 130a to 130d occurs, and the transmission state and the non-transmission state are switched. Can be done.

図４（ｃ）（ｄ）及び図６は、２つの受動歯車１２０ａ，１２０ｃが回転対象であり、受動歯車１２０ｂが回転対象でない場合を示している。この場合、回転体１１０は、図４（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、３０°直前で加速し、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが第２位置へ立ち上がり、６０°直後で減速し、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄが、第１位置へ復帰する。回転体１１０が３０°位置にあるときに、伝動部材１３０ａが受動歯車１２０ａへ回転を伝え、回転体１１０が６０°位置にあるときに、伝動部材１３０ｃが受動歯車１２０ｃへ回転を伝える。これにより、回転対象である受動歯車１２０ａ，１２０ｃが回転する。各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、受動歯車１２０ｂ近傍を通過するときには第１位置にあるため、受動歯車１２０ｂには回転は伝わらない。 4 (c) and 4 (d) and 6 show a case where the two passive gears 120a and 120c are the objects of rotation and the passive gears 120b are not the objects of rotation. In this case, as shown in FIGS. 4 (c) and 6 (a) to 6 (d), the rotating body 110 accelerates immediately before 30 °, the transmission members 130a to 130d rise to the second position, and immediately after 60 °. The transmission members 130a to 130d return to the first position. When the rotating body 110 is in the 30 ° position, the transmission member 130a transmits rotation to the passive gear 120a, and when the rotating body 110 is in the 60 ° position, the transmission member 130c transmits rotation to the passive gear 120c. As a result, the passive gears 120a and 120c, which are the objects of rotation, rotate. Since each of the transmission members 130a to 130d is in the first position when passing near the passive gear 120b, rotation is not transmitted to the passive gear 120b.

図７は、３つの受動歯車１２０ａ〜１２０ｃ全てが回転対象である場合を示している。この場合、回転体１１０は、加速した後、等速状態を維持することで、各伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、第２位置を維持し、３つの受動歯車１２０ａ〜１２０ｃ全てに噛み合い、回転を伝える。 FIG. 7 shows a case where all three passive gears 120a to 120c are objects of rotation. In this case, the rotating body 110 maintains a constant velocity state after accelerating, so that the transmission members 130a to 130d maintain the second position and mesh with all three passive gears 120a to 120c to transmit rotation. ..

［３．変形例］ [3. Modification example]

図８は、伝動装置１０１の第１変形例を示している。図８の伝動装置１０１では、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄから第２部材１２０ａ〜１２０ｃへの動力伝達は、噛み合いではなく、摩擦によって行われる。このため、第２部材１２０ａ〜１２０ｃは、外周が伝動部材１３０ａ〜１３０ｄと摩擦接触する本体１２１を備え、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、第２部材１２０ａ〜１２０ｃと摩擦接触する接触子１３５を備えている。第１変形例は、動力伝達が摩擦による点以外は、図１〜図７に示す伝動装置１０１と同様である。 FIG. 8 shows a first modification of the transmission device 101. In the transmission device 101 of FIG. 8, the power transmission from the transmission members 130a to 130d to the second members 120a to 120c is performed not by meshing but by friction. Therefore, the second members 120a to 120c include a main body 121 whose outer periphery is in frictional contact with the transmission members 130a to 130d, and the transmission members 130a to 130d are provided with a contactor 135 in frictional contact with the second members 120a to 120c. There is. The first modification is the same as the transmission device 101 shown in FIGS. 1 to 7 except that the power transmission is due to friction.

図９は、伝動装置１０１の第２変形例を示している。第２変形例では、第２部材である受動歯車１２０は、仮想的な円４００上において周方向に等間隔（１２０°間隔）に配置され、伝動部材１３０ａ〜１３０ｄは、回転体１１０の周方向に不等間隔で配置されている。図９においても、回転体１１０内に、（受動歯車の数＝３）×（伝動部材の数＝３）＝９本の仮想線Ａ，Ｂ，Ｃを示した。３本の仮想線Ａは、周方向に１２０°間隔であり、３本の仮想線Ａ上には、３つの受動歯車１２０が配置されている。伝動部材１３０ａは、３本の仮想線Ａのうちの１本の仮想線Ａ上に配置されている。仮想線Ｂ，Ｃは、仮想線Ａ間を周方向に等分している。伝動部材１３０ｂは、３本の仮想線Ｂのうちの１本の仮想線Ｂ上に配置され、伝動部材１３０ｃは、３本の仮想線Ｃのうちの１本の仮想線Ｃ上に配置されている。 FIG. 9 shows a second modification of the transmission device 101. In the second modification, the passive gears 120, which are the second members, are arranged at equal intervals (120 ° intervals) in the circumferential direction on the virtual circle 400, and the transmission members 130a to 130d are arranged in the circumferential direction of the rotating body 110. Are evenly spaced. Also in FIG. 9, (number of passive gears = 3) × (number of transmission members = 3) = 9 virtual lines A, B, and C are shown in the rotating body 110. The three virtual lines A are spaced at 120 ° in the circumferential direction, and three passive gears 120 are arranged on the three virtual lines A. The transmission member 130a is arranged on one of the three virtual lines A. The virtual lines B and C divide the virtual lines A equally in the circumferential direction. The transmission member 130b is arranged on one virtual line B of the three virtual lines B, and the transmission member 130c is arranged on one virtual line C of the three virtual lines C. There is.

図９のような配置でも、図２の配置と同様に、複数の伝動部材１３０ａ〜１３０ｃが、複数の受動歯車１２０ａ〜１２０ｃに同時に噛み合うのを防止できる。 Even with the arrangement shown in FIG. 9, it is possible to prevent the plurality of transmission members 130a to 130c from meshing with the plurality of passive gears 120a to 120c at the same time, as in the arrangement shown in FIG.

図１０は、伝動装置１０１の第３変形例を示している。第３変形例では、第１部材１１１０は、周期運動として、直線往復運動をする。第３変形例では、第１部材１１１０を直線運動させるためのアクチュエータ１１４０が設けられている。第１部材１１１０は、アクチュエータ１１４０によって、直線的な軌道１３００上を往復動する。第２部材１２０ア、１２０ｂは、軌道３００に沿った仮想的な直線１４０１，１４０２上に配置されている。直線１４０１，１４０２は、軌道１３００に対して平行である。 FIG. 10 shows a third modification of the transmission device 101. In the third modification, the first member 1110 makes a linear reciprocating motion as a periodic motion. In the third modification, the actuator 1140 for linearly moving the first member 1110 is provided. The first member 1110 reciprocates on a linear trajectory 1300 by the actuator 1140. The second members 120a and 120b are arranged on virtual straight lines 1401 and 1402 along the track 300. The straight lines 1401 and 1402 are parallel to the orbit 1300.

受動歯車１２０ａは、直線１４０１上に設けられ、受動歯車１２０ｂは、直線１４０２上に設けられている。第１部材１１１０部材には、第１部材１１１０の移動方向への加速により、移動方向とは逆方向に生じる慣性力により受動歯車１２０側の位置（第２位置）へ立ち上がる伝動部材１３０が設けられている。伝動部材１３０は、図示しない付勢部材（例えば、図２の付部材１３２と同様）によって、受動歯車１２０から離れた位置（第１位置）側へ付勢されている。 The passive gear 120a is provided on the straight line 1401, and the passive gear 120b is provided on the straight line 1402. The first member 1110 member is provided with a transmission member 130 that rises to a position (second position) on the passive gear 120 side due to an inertial force generated in a direction opposite to the moving direction due to acceleration of the first member 1110 in the moving direction. ing. The transmission member 130 is urged to a position (first position) away from the passive gear 120 by an urging member (for example, the same as the urging member 132 of FIG. 2) (not shown).

図１０（ａ）に示すように、第１部材１１１０を受動歯車１２０ａの直前で加速させることで、伝動部材１３０が第２位置へ展開し、伝動部材１３０と受動歯車１２０ａとが噛み合い、第１部材１１１０の直線移動運動が、受動歯車１２０ａへ回転運動として伝えられる。第１部材１１１０を受動歯車１２０ａの直後で減速させることとで、伝動部材１３０が第１位置へ復帰する。これにより、第１部材１１１０が受動歯車１２０ｂの近傍を通過しても、受動歯車１２０ｂへは動力が伝えられない。 As shown in FIG. 10A, by accelerating the first member 1110 immediately before the passive gear 120a, the transmission member 130 expands to the second position, the transmission member 130 and the passive gear 120a mesh with each other, and the first member The linear movement of the member 1110 is transmitted to the passive gear 120a as a rotational movement. By decelerating the first member 1110 immediately after the passive gear 120a, the transmission member 130 returns to the first position. As a result, even if the first member 1110 passes in the vicinity of the passive gear 120b, power is not transmitted to the passive gear 120b.

図１０（ｂ）に示すように、第１部材１１１０を受動歯車１２０ｂの近傍で、低速で通過させ、受動歯車１２０ｂの直前で加速させることで、伝動部材１３０が第２位置へ展開し、伝動部材１３０と受動歯車１２０ｂとが噛合い、受動歯車１２０ｂが回転する。 As shown in FIG. 10B, by passing the first member 1110 in the vicinity of the passive gear 120b at a low speed and accelerating immediately before the passive gear 120b, the transmission member 130 expands to the second position and is transmitted. The member 130 and the passive gear 120b mesh with each other, and the passive gear 120b rotates.

図１０（ｃ）に示すように、第１部材１１１０を受動歯車１２０ａの直前で加速させることで、伝動部材１３０が第２位置へ展開し、伝動部材１３０と受動歯車１２０ａとが噛み合い、第１部材１１１０の直線移動運動が、受動歯車１２０ａへ回転運動として伝えられる。第１部材１１１０を受動歯車１２０ａの直後で減速させたのち、受動歯車１２０ｂの直前で再び加速させることで、伝動部材１３０が第２位置へ展開し、伝動部材１３０と受動歯車１２０ｂとが噛合い、受動歯車１２０ｂが回転する。 As shown in FIG. 10 (c), by accelerating the first member 1110 immediately before the passive gear 120a, the transmission member 130 expands to the second position, the transmission member 130 and the passive gear 120a mesh with each other, and the first member The linear movement of the member 1110 is transmitted to the passive gear 120a as a rotational movement. By decelerating the first member 1110 immediately after the passive gear 120a and then accelerating it again immediately before the passive gear 120b, the transmission member 130 expands to the second position, and the transmission member 130 and the passive gear 120b mesh with each other. , The passive gear 120b rotates.

図１０（ａ）〜（ｃ）のいずれの場合も、第１部材１１１０が図の右端までくると、左端に戻り、上記の動作を繰り返す。 In any of the cases of FIGS. 10A to 10C, when the first member 1110 reaches the right end of the drawing, it returns to the left end and repeats the above operation.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、複数の伝動部材１３０それぞれに設けられた付勢部材の特性（バネ特性）を異ならせておくことで、複数の伝動部材が異なる速度又は加速度で第２位置（伝動位置）へ変位するようにすることも可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, by making the characteristics (spring characteristics) of the urging members provided in each of the plurality of transmission members 130 different, the plurality of transmission members are displaced to the second position (transmission position) at different speeds or accelerations. It is also possible to.

１０ 多軸アクチュエータ
２０ 外部コントローラ
１０１ 伝動装置
１１０ 第１部材（回転体）
１２０ａ 第２部材（受動歯車）
１２０ｂ 第２部材（受動歯車）
１２０ｃ 第２部材（受動歯車）
１３０ａ 伝動部材
１３０ｂ 伝動部材
１３０ｃ 伝動部材
１３０ｄ 伝動部材
１４０ アクチュエータ
１５０ コントローラ
３００ 軌道 10 Multi-axis actuator 20 External controller 101 Transmission device 110 First member (rotating body)
120a 2nd member (passive gear)
120b 2nd member (passive gear)
120c 2nd member (passive gear)
130a Transmission member 130b Transmission member 130c Transmission member 130d Transmission member 140 Actuator 150 Controller 300 Orbit

Claims (7)

周期運動をする第１部材と、
前記周期運動の軌道に沿って設けられた複数の第２部材と、
前記周期運動において生じる慣性力の変化により、前記第１部材の周期運動の動力を前記第２部材に伝える伝動位置と前記第２部材に伝えない非伝動位置との間で変位するように前記第１部材に設けられた１以上の伝動部材と、
前記周期運動の１周期の間において前記周期運動を加減速させる速度制御を実行して、前記周期運動の１周期の間において前記慣性力の変化を生じさせるコントローラと、
を備える伝動装置。 The first member that makes a periodic motion and
A plurality of second members provided along the trajectory of the periodic motion, and
Due to the change in the inertial force generated in the periodic motion, the first member is displaced so as to be displaced between the transmission position where the power of the periodic motion of the first member is transmitted to the second member and the non-transmission position where the power is not transmitted to the second member. One or more transmission members provided in one member and
A controller that executes speed control for accelerating and decelerating the periodic motion during one cycle of the periodic motion to cause a change in the inertial force during one cycle of the periodic motion.
Transmission device equipped with. 前記周期運動は、回転運動である請求項１に記載の伝動装置。 The transmission device according to claim 1, wherein the periodic motion is a rotary motion. 前記１以上の伝動部材は、前記回転運動の回転方向に沿って第１部材に設けられた複数の伝動部材である請求項２に記載の伝動装置。 The transmission device according to claim 2, wherein the one or more transmission members are a plurality of transmission members provided on the first member along the rotation direction of the rotational movement. 前記複数の伝動部材及び前記複数の第２部材は、前記伝動位置にある前記複数の伝動部材が、独立して動作すべき複数の第２部材に対して同時に伝動状態とならないように配置されている請求項２に記載の伝動装置。 The plurality of transmission members and the plurality of second members are arranged so that the plurality of transmission members at the transmission position do not simultaneously enter a transmission state with respect to the plurality of second members to operate independently. The transmission device according to claim 2. 前記コントローラは、前記複数の第２部材のうち、伝動対象として指定された第２部材には動力が伝えられ、伝動対象として指定されていない第２部材には動力が伝えられないように、前記速度制御を実行する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝動装置。 In the controller, the power is transmitted to the second member designated as the transmission target among the plurality of second members, and the power is not transmitted to the second member not designated as the transmission target. The power transmission device according to any one of claims 1 to 4, which executes speed control. 前記コントローラは、前記コントローラ外部から前記伝動対象の指定を受け付けるように構成されている
請求項５に記載の伝動装置。 The transmission device according to claim 5, wherein the controller is configured to receive designation of the transmission target from outside the controller. 周期運動をする第１部材から、前記第１部材に設けられた伝動部材を介して、前記周期運動の軌道に沿って設けられた複数の第２部材へ動力を伝える方法であって、
前記周期運動の１周期の間において、前記周期運動を加減速させることで、前記伝動部材に生じる慣性力が変化し、
前記周期運動の１周期の間において、前記伝動部材が、前記慣性力の前記変化により、動力を前記第２部材に伝える伝動位置と前記第２部材に伝えない非伝動位置との間を変位する
方法。 It is a method of transmitting power from a first member having a periodic motion to a plurality of second members provided along the trajectory of the periodic motion via a transmission member provided in the first member.
By accelerating or decelerating the periodic motion during one cycle of the periodic motion, the inertial force generated in the transmission member changes.
During one cycle of the periodic motion, the transmission member is displaced between a transmission position in which power is transmitted to the second member and a non-transmission position in which power is not transmitted to the second member due to the change in inertial force. Method.

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