JPS62282886A - モジユ−ル型マニピユレ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マニピュレータに係り、特に人間の接近が困
難な原子力発電プラントの保守・点検作業、海中又は宇
宙空間における作業を遠隔操作で実現するのに好適なモ
ジュール型マニピュレータに関する。

〔従来の技術〕

従来のマニピュレータは、特開昭５９−２１４５７８号
公報に記載のように、回転型駆動ユニットは、２個の連
結ユニットと結合可能な構造となっていた。

このため１回転型駆動ユニットを複数結合して、マニピ
ュレータとするためには、ロー、ル回転型駆動ユニット
とピッチ回転型駆動ユニットの２種類を用意する必要が
あった。しかし、１つの回転型駆動ユニットが、ロール
回転にもピッチ回転にもなるよう、３個以上のユニット
と結合可能な構造にするという点については配慮されて
いなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、１つの回転型駆動ユニットがロール回
転又はピッチ回転のどちらかの回転様式しかできなかっ
たため、マニピュレータの保守には各種の回転型駆動ユ
ニットを用意する必要があった。

本発明の目的は、１つの関節モジュールが、ロール回転
又はピッチ回転のどちらにもなる構造にして、マニピュ
レータの保守性を高めることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、マニピュレータの関節において、モータの
ロータに連動して回転する関節の回転体の周上と端面の
２ケ所に他の関節と結合できる着脱面を関節に設け、ま
たモータのステータな連動してロータと相対回転運動す
る関節の回転体の周上と端面の２ケ所に他の関節と結合
できる着脱面を関節に設け、そして、これらの関節を複
数連結してマニピュレータとすることにより、達成され
る。

〔作用〕

モータのロータに連動して回転する関節の回転体の周上
と端面に設けた２つの着脱面の一方に他の関節を結合し
、モータのステータな連動してロータと相対回転運動す
る関節の回転体の周上と端面に設けた２つの着脱面の一
方に第２の他の関節を結合するこの関節は、ロール回転
、ピッチ回転またはオフセット型ロール回転のいずれか
の回転運動ができる。

〔実施例〕 以下、本発明の第１の実施例を第１図を用いて説明する
。モータ１は、ステータがピッチ回転体Ｂ１４の内側と
固定していて、ロータがモータ軸２の外側と固定されて
いて、ロータの回転とともにモータ軸２も回転する。モ
ータ軸２は、回転ぶれが生じないようモータ１の外部に
出た両側に、ベアリング４−ａ、ｂを入れている。また
、モータ軸２の回転運動をロール回転体Ａ１３に直接伝
えるため、モータ軸２とロール回転体Ａ１３に直接伝え
るため、モータ軸２とロール回転体Ａ１３とは相対回転
運動できないよう固定されている。

ベアリング４−ａ、ｂは、内軸がモータ軸２と、また外
輪がピッチ回転体Ｂ１４と各々相対回転運動できないよ
う固定しである。このためモータ軸２とピッチ回転体Ｂ
１４が相対回転運動できる。

ベアリング５−ａは、内輪がピッチ回転体Ｂ１４と、ま
た外軸がピッチ回転体Ａ１２と各々相対回転運動できな
いよう固定しである。ベアリング５−ｂは、内輪がピッ
チ回転体Ｂ１４と、また外軸がベアリング止めＢ７と各
々相対回転運動できないよう固定しである。ベアリング
５−ａ、ｂによって、ピッチ回転体Ｂ１４とピッチ回転
体Ａ１２゜ピッチ回転体Ｂ１４とベアリング止めＢ７が
各々同軸中心にして相対回転−動できる。ピッチフラン
ジＡ８は、ピッチ回転体Ａ１２の外周に固定しである。

ピッチフランジＢＩＯは、ピッチ回転体Ｂ１４の外周に
固定しである。ロール回転体Ａ１３は、ピッチ回転体Ａ
１２に固定されて、同軸中心で回転する。ロール回転体
Ｂ１５はピッチ回転体Ｂ１４に固定されて、同軸中心で
回転する。

ロールフランジＡ９は、ロール回転体Ａ１３に固定され
て、同軸中心で回転する。ロールフランジＢｌｌは、ロ
ール回転体Ｂ１５に固定されて、同軸中心で回転する。

ベアリング５−ａの４角は、ロール回転体Ａ１３．ピッ
チ回転体Ａ１２．ベアリング止めＡ６とピッチ回転体Ｂ
１４で固定されている。ベアリング５−ｂの４角は、ベ
アリング止めＢ７．ピッチ回転体Ａ１２．ロール回転体
Ｂ１５とピッチ回転体Ｂ１４で固定されている。ロール
フランジＡ９．とロールフランジＢｌｌに引張、圧縮力
がかかつてもベアリング５−ａ、ｂの４角が定しである
ので、ピッチ回転体Ａ１２とピッチ回転体Ｂ１４が分離
することはない。ベアリング止め八６は、ピッチ回転体
Ｂ１４の端面に固定して、ベアリング４−ａ、５−ａの
移動を止めている。エンコーダ３は、ピッチフランジＡ
８とピッチフランジＢＩＯ又は、ロールフランジＡ９と
ロールフランジＢｌｌの相対回転角を検出する。

ピッチフランジＡ８．ＢＩＯ，ロールフランジＡ９．Ｂ
ｌｌの各フランジは、同一形状とする。

第２図は、関節モジュール２０の外観を示す。

フランジＡ８．Ａ９．ＢＩＯ，Ｂｌｌ上のボルト穴１６
，１７，１８．１９は、各々９０度毎にある。

第３図は、関節モジュール２０のロールフランジＡ９．
ロールフランジＢｌｌに他の関節モジュールをフランジ
結合した場合の関節モジュール２０のロール回転の動き
を示している。

第４図は、関節モジュール２ｏのピッチフランジＡ８．
ピッチフランジＢＩＯの他の関節モジュールをフランジ
結合した場合の関節モジュール２０のピッチ回転の動き
を示している。

第５図は、ピッチフランジＡ８．ロールフランジＢｌｌ
に他の関節モジュールをフランジ結合したか、ピッチフ
ランジＢＩＯ，ロールフランジＡ９に他の関節モジュー
ルをフランジ結合した場合の関節モジュール２０のオフ
セット型ロール回転の動きを示す。

以上のように１種類の関節モジュール２０が、他の関節
モジュールと結合するフランジを変えることにより、ロ
ール回転、ピッチ回転及びオフセット型ロール回転の３
つの機能のうち１つを選択できるという効果がある。

第６図は、本発明の第２の実施例を示す。

走行レール２３は、作業場までマニピュレータ３０をガ
イドする。走行台車２２は、走行レール２３に従って、
マニピュレータ３０を移動させる。

走行台車２２のフランジと関節モジュール２〇−ａのピ
ッチフランジＡ８を、関節モジュール２〇−ａのピッチ
フランジＢＩＯと関節モジュール２０−ｂのロールフラ
ンジＢｌｌを、関節モジュール２０−ｂのロールフラン
ジＡ９と関節モジュール２０−ｃのピッチフランジＡ８
を、関節モジュール２０−ｃのピッチフランジＢＩＯと
関節モジュール２０−ｄのロールフランジＢｌｌを、そ
して、関節モジュール２０−ｄのロールフランジＡ９と
エンドエフェクタ２１のフランジを各々フランジ結合し
て、エンドエフェクタ２１の１自由度を含めて、５自由
度を有するマニピュレータ３０の例である。

この例では、関節モジュール２０−ａ、Ｃはピッチ回転
し、関節モジュール２０−ｄ、ｂはロール回転する。

以上のように、関節モジュール２０を複数個連結するこ
とにより、任意の位置、姿勢にエンドエフェクタ２１を
移動できるマニピュレータ３０を構成できる。また、マ
ニピュレータ３０を構成する関節モジュール２０は同一
構造であるため、１つの関節モジュール２０が故障した
場合、その故障した関節モジュール２ｏのみを交換すれ
ば、正常に動作させることができる。また、予備の関節
モジュールは１種類用意すればよく、経済的である。

第７図に１本発明の第３の実施例を示す。

この例では、第１図の実施例での、ピッチフランジＢＩ
Ｏを取り除いた構造になっているため、動作は、ロール
回転とオフセット型ロール回転しかできない。しかし、
第１図の実施例では、ロール回転、オフセット型ロール
回転は、連続的にはできなかったが、この実施例では、
連続的な回転ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、１種類の関節が、他の関節と連結場所
の変更により、ロール回転又はピッチ回転の機能を付与
することができるので、この関節を複数連結して構成し
たマニピュレータが故障したとき、故障した関節を交換
すれば正常に動作し、保守のために１種類の関節を用意
しておけばよいので、マニピュレータの保守性がよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図、第２図は第
１の実施例の斜視図、第３図は第１の実施例のロール回
転の動作を示す説明図、第４図は第１の実施例のピッチ
回転の動作を示す説明図、第５図は第１の実施例のオフ
セット型ロール回転の動作を示す説明図、第６図は第１
の実施例の関節モジュールを複数結合した第２の実施例
の斜視図、第７図は第３の実施例の斜視図である。 １・・・モータ、２・・・モータ軸、３・・・エンコー
ダ、８・・・ピッチフランジＡ、９・・・ロールフラン
ジＡ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多関節を有するマニピュレータの関節において、モ
   ータのロータに固定して、ロータの回転とともに回転す
   る関節の回転体の周上と端面の２ケ所に他の関節と結合
   できる着脱面を関節設けたことを特徴とするモジュール
   型マニピュレータ。