JPH0677914B2 - ワイヤ駆動アームにおけるワイヤ誘導機構 - Google Patents
ワイヤ駆動アームにおけるワイヤ誘導機構Info
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- JPH0677914B2 JPH0677914B2 JP1246091A JP24609189A JPH0677914B2 JP H0677914 B2 JPH0677914 B2 JP H0677914B2 JP 1246091 A JP1246091 A JP 1246091A JP 24609189 A JP24609189 A JP 24609189A JP H0677914 B2 JPH0677914 B2 JP H0677914B2
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- Japan
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0241—One-dimensional joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
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-
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-
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- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20396—Hand operated
- Y10T74/20402—Flexible transmitter [e.g., Bowden cable]
- Y10T74/20408—Constant tension sustaining
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種作業を行うロボット等のワイヤ駆動アー
ムにおいて有効に利用できるワイヤ誘導機構に関するも
のである。
ムにおいて有効に利用できるワイヤ誘導機構に関するも
のである。
［従来の技術］ 本発明者は、多種多様な作業を行う人間の上肢を、機
能、外観等の面からロボット化することを試み、それを
小型、軽量で、簡単な機構により実現すべく、研究開発
を行い、特願昭63−297556号等によりワイヤ駆動アーム
についての新規な機構の提案を行っている。
能、外観等の面からロボット化することを試み、それを
小型、軽量で、簡単な機構により実現すべく、研究開発
を行い、特願昭63−297556号等によりワイヤ駆動アーム
についての新規な機構の提案を行っている。
このようなワイヤ駆動アームでは、アーム自体を軽量化
するため、駆動源をできるだけアームの基部側に設け、
ワイヤによって先端側アーム部材におけるハンドを駆動
するが、この場合に、アームにおける肘部等の関節部分
では、その屈伸の程度の如何にかかわらず、常にその肘
部を通過するワイヤ長さを一定に保つことが必要にな
り、それによって、ワイヤ駆動のハンドがアームの関節
部分の屈曲の影響を受けないようになる。
するため、駆動源をできるだけアームの基部側に設け、
ワイヤによって先端側アーム部材におけるハンドを駆動
するが、この場合に、アームにおける肘部等の関節部分
では、その屈伸の程度の如何にかかわらず、常にその肘
部を通過するワイヤ長さを一定に保つことが必要にな
り、それによって、ワイヤ駆動のハンドがアームの関節
部分の屈曲の影響を受けないようになる。
なお、アームの肘部等の関節部分においてワイヤを急激
に屈曲させれば、その肘部を通過するワイヤ長さを一定
に保つことが可能であるが、このようなワイヤの屈曲は
現実的ではない。
に屈曲させれば、その肘部を通過するワイヤ長さを一定
に保つことが可能であるが、このようなワイヤの屈曲は
現実的ではない。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、ワイヤ駆動アームにおける肘部
等の関節部分を通過するワイヤ長さを、その関節部分の
屈伸の程度にかかわらずほぼ一定に保つことを、特に、
小型、軽量で、簡単な機構により実現することにある。
等の関節部分を通過するワイヤ長さを、その関節部分の
屈伸の程度にかかわらずほぼ一定に保つことを、特に、
小型、軽量で、簡単な機構により実現することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明は、基端側アーム部材
に関節部分で屈伸可能に連結した先端側アーム部材の先
端側に、上記関節部分よりも基端側の駆動源により駆動
されるハンド等のワイヤ駆動機構を有するワイヤ駆動ア
ームにおいて、基端側アーム部材に上記関節部分で先端
側アーム部材を屈伸させるための駆動源を備え、上記ワ
イヤ駆動機構を駆動するためのワイヤがほぼ両アーム部
材の屈伸のための回転中心を通るように案内するワイヤ
ガイドプーリを、それが関節部分で伸展状態にあるワイ
ヤの先端側アーム部材の屈曲側に接する位置において、
上記駆動源により回転駆動される先端側アーム部材に回
転可能に支持させたことを特徴とするものである。
に関節部分で屈伸可能に連結した先端側アーム部材の先
端側に、上記関節部分よりも基端側の駆動源により駆動
されるハンド等のワイヤ駆動機構を有するワイヤ駆動ア
ームにおいて、基端側アーム部材に上記関節部分で先端
側アーム部材を屈伸させるための駆動源を備え、上記ワ
イヤ駆動機構を駆動するためのワイヤがほぼ両アーム部
材の屈伸のための回転中心を通るように案内するワイヤ
ガイドプーリを、それが関節部分で伸展状態にあるワイ
ヤの先端側アーム部材の屈曲側に接する位置において、
上記駆動源により回転駆動される先端側アーム部材に回
転可能に支持させたことを特徴とするものである。
［作 用］ 上記構成を有するワイヤ駆動アームにおいては、駆動源
の駆動により先端側アーム部材を回転させると、その回
転に伴ってワイヤガイドプーリの支持軸が回転移動し、
プーリの支持軸が基端側アーム部材に対して固定的であ
る場合に比してワイヤの迂回が少なくなり、関節部分を
通過するワイヤの長さを、その関節部分の屈伸の程度に
かかわらずほぼ一定に保つことが可能となる。
の駆動により先端側アーム部材を回転させると、その回
転に伴ってワイヤガイドプーリの支持軸が回転移動し、
プーリの支持軸が基端側アーム部材に対して固定的であ
る場合に比してワイヤの迂回が少なくなり、関節部分を
通過するワイヤの長さを、その関節部分の屈伸の程度に
かかわらずほぼ一定に保つことが可能となる。
従って、関節部分の動きに対してハンド等のワイヤ駆動
機構における他の関節が影響を受けることはない。
機構における他の関節が影響を受けることはない。
［実施例］ 第１図ないし第３図は、本発明に係るワイヤ誘導機構を
備えたワイヤ駆動アームの構成を示すもので、ここで
は、ワイヤ駆動アームの一例として、外観や機能の点で
人間の上肢に可及的に類似させた人間類似型上肢機構を
示し、特に、ワイヤ誘導機構をその肘部に設けた上肢機
構を示している。
備えたワイヤ駆動アームの構成を示すもので、ここで
は、ワイヤ駆動アームの一例として、外観や機能の点で
人間の上肢に可及的に類似させた人間類似型上肢機構を
示し、特に、ワイヤ誘導機構をその肘部に設けた上肢機
構を示している。
上記ワイヤ駆動アームは、第１図からわかるように、基
端側アーム部材１と先端側アーム部材２とを、肘部に相
当する関節部分３において回転可能に連結したもので、
この両アーム部材1,2の連結は、第２図及び第３図から
わかるように、基端側アーム部材１の先端から突出させ
た一対の支持部4,4に、先端側アーム部材２軸5,5により
回転可能に支持させることにより行っている。また、先
端側アーム部材２の先端６には、図示を省略している
が、ワイヤ駆動機構を構成するハンドが取付けられてい
る。
端側アーム部材１と先端側アーム部材２とを、肘部に相
当する関節部分３において回転可能に連結したもので、
この両アーム部材1,2の連結は、第２図及び第３図から
わかるように、基端側アーム部材１の先端から突出させ
た一対の支持部4,4に、先端側アーム部材２軸5,5により
回転可能に支持させることにより行っている。また、先
端側アーム部材２の先端６には、図示を省略している
が、ワイヤ駆動機構を構成するハンドが取付けられてい
る。
上記ハンドは、基端側アーム部材１またはそれよりもさ
らに基部側に設けられたモータからなる駆動源7,7,・・
（一部のみを図示）により、伝動機構としてのワイヤ8,
8,・・を介して駆動されるものである。人間類似型上肢
機構では、手首部を含めたハンドに、上肢の自由度27の
うちの約80％があり、複雑で器用な動作を行っているた
め、それを基部側に設けた駆動源７によりワイヤ８を介
して駆動しようとすると、関節部分３を非常に多くのワ
イヤ８が通過することになる。そして、それらのワイヤ
８が関節部分３を通過する際に、関節部分が屈曲動作し
ても、そのワイヤ長さが影響を受けないことが必要であ
る。
らに基部側に設けられたモータからなる駆動源7,7,・・
（一部のみを図示）により、伝動機構としてのワイヤ8,
8,・・を介して駆動されるものである。人間類似型上肢
機構では、手首部を含めたハンドに、上肢の自由度27の
うちの約80％があり、複雑で器用な動作を行っているた
め、それを基部側に設けた駆動源７によりワイヤ８を介
して駆動しようとすると、関節部分３を非常に多くのワ
イヤ８が通過することになる。そして、それらのワイヤ
８が関節部分３を通過する際に、関節部分が屈曲動作し
ても、そのワイヤ長さが影響を受けないことが必要であ
る。
上記ワイヤ８の多数を案内誘導するため、基端側アーム
部材１及び先端側アーム部材２には、それぞれ各ワイヤ
８を個別的に案内するワイヤガイドプーリ10,10,・・及
び11,11,・・を設けている。また、関節部分３の回転中
心に対して偏心した位置に、後述する関節用ワイヤガイ
ドプーリ12,12,・・を支持軸13により回転自在に取付け
ている。これらのワイヤガイドプーリには、それぞれ、
ワイヤ８のガイドを確実化するための小ローラ14を対設
している。なお、図中、15はワイヤガイドプーリ12に対
設する小ローラ14の支持腕である。
部材１及び先端側アーム部材２には、それぞれ各ワイヤ
８を個別的に案内するワイヤガイドプーリ10,10,・・及
び11,11,・・を設けている。また、関節部分３の回転中
心に対して偏心した位置に、後述する関節用ワイヤガイ
ドプーリ12,12,・・を支持軸13により回転自在に取付け
ている。これらのワイヤガイドプーリには、それぞれ、
ワイヤ８のガイドを確実化するための小ローラ14を対設
している。なお、図中、15はワイヤガイドプーリ12に対
設する小ローラ14の支持腕である。
基端側アーム部材１には、上記関節部分３で先端側アー
ム部材２を屈伸させるための駆動源（モータ）18を備え
ている。この駆動源18の回転軸には、傘歯車19を取付
け、この傘歯車19に噛合する傘歯車20を、基端側アーム
部材１の支持部４に回転自在に支持させ、この傘歯車20
と同軸に平歯車21を固定している。また、上記先端側ア
ーム部材２には、関節部分３の軸５と同心に固定した平
歯車22を設け、これを上記平歯車21と噛合させている。
従って、駆動源18の駆動により傘歯車19を回転させる
と、傘歯車20及び平歯車21,22を介して先端側アーム部
材２が軸５の周囲において回転駆動されることになる。
ム部材２を屈伸させるための駆動源（モータ）18を備え
ている。この駆動源18の回転軸には、傘歯車19を取付
け、この傘歯車19に噛合する傘歯車20を、基端側アーム
部材１の支持部４に回転自在に支持させ、この傘歯車20
と同軸に平歯車21を固定している。また、上記先端側ア
ーム部材２には、関節部分３の軸５と同心に固定した平
歯車22を設け、これを上記平歯車21と噛合させている。
従って、駆動源18の駆動により傘歯車19を回転させる
と、傘歯車20及び平歯車21,22を介して先端側アーム部
材２が軸５の周囲において回転駆動されることになる。
而して、ハンド駆動機構を駆動するためのワイヤ８がほ
ぼ両アーム部材1,2の屈伸のための回転中心を通るよう
に案内する上記ワイヤガイドプーリ12は、関節部分３で
伸展状態にあるワイヤ８に先端側アーム部材２の屈曲側
から接する位置において、その支持軸13を先端側アーム
部材２に取付けた平歯車22に回転可能に支持させてい
る。
ぼ両アーム部材1,2の屈伸のための回転中心を通るよう
に案内する上記ワイヤガイドプーリ12は、関節部分３で
伸展状態にあるワイヤ８に先端側アーム部材２の屈曲側
から接する位置において、その支持軸13を先端側アーム
部材２に取付けた平歯車22に回転可能に支持させてい
る。
上記構成を有するワイヤ駆動アームにおいては、駆動源
18の駆動により軸５を中心にして先端側アーム部材２を
矢印A1方向に回転させると、その先端側アーム部材２の
回転に伴って、関節部分３の回転中心に対して偏心位置
にあるワイヤガイドプーリ12の支持軸13が矢印A2方向に
回転移動する。このプーリ12の支持軸13が基端側アーム
部材１に対して固定的である場合には、上記先端側アー
ム部材２の回転に伴って、先端のワイヤ駆動機構を駆動
するワイヤ８がワイヤガイドプーリ12を迂回する分だけ
引っ張られることになるが、上述したように、ワイヤに
接するワイヤガイドプーリ12の支持軸13を基端側アーム
部材１の方に回転移動させると、その回転角度に応じて
ワイヤ経路を短縮できるので、関節部分３を通過するワ
イヤ８の長さを、その関節部分３の屈伸の程度にかかわ
らずほぼ一定に保つことが可能となる。
18の駆動により軸５を中心にして先端側アーム部材２を
矢印A1方向に回転させると、その先端側アーム部材２の
回転に伴って、関節部分３の回転中心に対して偏心位置
にあるワイヤガイドプーリ12の支持軸13が矢印A2方向に
回転移動する。このプーリ12の支持軸13が基端側アーム
部材１に対して固定的である場合には、上記先端側アー
ム部材２の回転に伴って、先端のワイヤ駆動機構を駆動
するワイヤ８がワイヤガイドプーリ12を迂回する分だけ
引っ張られることになるが、上述したように、ワイヤに
接するワイヤガイドプーリ12の支持軸13を基端側アーム
部材１の方に回転移動させると、その回転角度に応じて
ワイヤ経路を短縮できるので、関節部分３を通過するワ
イヤ８の長さを、その関節部分３の屈伸の程度にかかわ
らずほぼ一定に保つことが可能となる。
従って、関節部分３の動きに対してハンド等のワイヤ駆
動機構における他の関節が影響を受けることはない。
動機構における他の関節が影響を受けることはない。
なお、以上においては、本発明の人間の上肢に可及的に
類似させた人間類似型上肢機構に適用した場合について
説明したが、その他の肩、手首、指等、屈曲、伸展動作
が伴う部分に採用が可能であり、同様な動作を行う機械
装置にも採用が可能である。
類似させた人間類似型上肢機構に適用した場合について
説明したが、その他の肩、手首、指等、屈曲、伸展動作
が伴う部分に採用が可能であり、同様な動作を行う機械
装置にも採用が可能である。
このようなワイヤ駆動アームは、ロボット、義手、各種
マニピュレータ、その他の上述した屈曲、伸展動作と同
様な動きを伴う機械装置において、有効に利用すること
ができる。
マニピュレータ、その他の上述した屈曲、伸展動作と同
様な動きを伴う機械装置において、有効に利用すること
ができる。
［発明の効果］ 以上に詳述したように、本発明のワイヤ誘導機構によれ
ば、ワイヤ駆動アームにおける肘部等の関節部分の通過
するワイヤ長さを、その関節部分の屈伸の程度にかかわ
らずほぼ一定に保つことができ、しかもそれを小型、軽
量で、簡単な機構により実現することができる。
ば、ワイヤ駆動アームにおける肘部等の関節部分の通過
するワイヤ長さを、その関節部分の屈伸の程度にかかわ
らずほぼ一定に保つことができ、しかもそれを小型、軽
量で、簡単な機構により実現することができる。
第１図は本発明に係るワイヤ駆動アームの一部を破断し
て示す側面図、第２図はその要部拡大図、第３図は同要
部拡大平面図である。 １……基端側アーム部材、 ２……先端側アーム部材、 ３……関節部分、7,18……駆動源、 ８……ワイヤ、 12……ワイヤガイドプーリ。
て示す側面図、第２図はその要部拡大図、第３図は同要
部拡大平面図である。 １……基端側アーム部材、 ２……先端側アーム部材、 ３……関節部分、7,18……駆動源、 ８……ワイヤ、 12……ワイヤガイドプーリ。
Claims (1)
- 【請求項１】基端側アーム部材に関節部分で屈伸可能に
連結した先端側アーム部材の先端側に、上記関節部分よ
りも基端側の駆動源により駆動されるハンド等のワイヤ
駆動機構を有するワイヤ駆動アームにおいて、 基端側アーム部材に上記関節部分で先端側アーム部材を
屈伸させるための駆動源を備え、 上記ワイヤ駆動機構を駆動するためのワイヤがほぼ両ア
ーム部材の屈伸のための回転中心を通るように案内する
ワイヤガイドプーリを、それが関節部分で伸展状態にあ
るワイヤの先端側アーム部材の屈曲側に接する位置にお
いて、上記駆動源により回転駆動される先端側アーム部
材に回転可能に支持させた、 ことを特徴とするワイヤ駆動アームにおけるワイヤ誘導
機構。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246091A JPH0677914B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | ワイヤ駆動アームにおけるワイヤ誘導機構 |
| US07/582,104 US5020388A (en) | 1989-09-21 | 1990-09-14 | Wire guide apparatus for wire-driven mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246091A JPH0677914B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | ワイヤ駆動アームにおけるワイヤ誘導機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03111194A JPH03111194A (ja) | 1991-05-10 |
| JPH0677914B2 true JPH0677914B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=17143359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1246091A Expired - Lifetime JPH0677914B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | ワイヤ駆動アームにおけるワイヤ誘導機構 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5020388A (ja) |
| JP (1) | JPH0677914B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007223039A (ja) * | 2004-11-22 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 関節構造体及びロボットアーム |
| KR101510020B1 (ko) * | 2013-12-18 | 2015-04-07 | 현대자동차주식회사 | 로봇팔 |
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|---|---|---|---|---|
| US5246465A (en) * | 1991-04-19 | 1993-09-21 | Richard G. Rincoe | Prosthetic knee joint |
| US5375433A (en) * | 1993-10-22 | 1994-12-27 | Skalet; Christine | Interchangeable and reversible pierced ear protector kit |
| US5624398A (en) * | 1996-02-08 | 1997-04-29 | Symbiosis Corporation | Endoscopic robotic surgical tools and methods |
| JP4512194B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2010-07-28 | 株式会社日立製作所 | ロボットアーム |
| CN101890723B (zh) * | 2010-07-01 | 2011-12-21 | 北京航空航天大学 | 一种绳驱动拟人臂机器人的驱动机构 |
| JP2015054387A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | ロボットアームおよびロボット |
| JP6153484B2 (ja) * | 2014-02-24 | 2017-06-28 | オリンパス株式会社 | ワイヤ駆動装置およびマニピュレータ |
| CN104669297B (zh) * | 2015-03-11 | 2016-09-14 | 中山市奥斯精工机械科技有限公司 | 一种自动机械关节 |
| CN106181970B (zh) * | 2016-08-23 | 2018-11-27 | 上海中军哈工大企业发展有限公司 | 一种模特机器人 |
| CN116038754B (zh) * | 2023-03-28 | 2023-07-07 | 之江实验室 | 机械臂腕关节、机械臂及仿人机器人 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL300037A (ja) * | 1962-11-02 | |||
| GB1372327A (en) * | 1971-10-11 | 1974-10-30 | Commissariat Energie Atomique | Articulated manipulator |
| US4921293A (en) * | 1982-04-02 | 1990-05-01 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Multi-fingered robotic hand |
| JPS5928491U (ja) * | 1982-08-17 | 1984-02-22 | 樋口 敦規 | ロボツト用挾手 |
| DE3308474A1 (de) * | 1983-03-10 | 1984-09-13 | Norbert 1000 Berlin Schlimm | Arbeitsgeraet zum bewegen von gegenstaenden unter beibehaltung einer bestimmten ausrichtung |
| JPS62192888U (ja) * | 1986-05-26 | 1987-12-08 |
-
1989
- 1989-09-21 JP JP1246091A patent/JPH0677914B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-09-14 US US07/582,104 patent/US5020388A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007223039A (ja) * | 2004-11-22 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 関節構造体及びロボットアーム |
| KR101510020B1 (ko) * | 2013-12-18 | 2015-04-07 | 현대자동차주식회사 | 로봇팔 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5020388A (en) | 1991-06-04 |
| JPH03111194A (ja) | 1991-05-10 |
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