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公開番号2023170617
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-01
出願番号2022082499
出願日2022-05-19
発明の名称関節機構
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人
主分類B25J 17/00 20060101AFI20231124BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】関節部が回転しても線状部材の経路長変化を抑制できること。
【解決手段】関節機構は、第1リンク及び第2リンクと、第1リンク及び第2リンクを回転可能に連結する関節部と、関節部に設けられたプーリーと、第1リンク側の一端から、途中でプーリーに巻き付けられ、第2リンク側の他端まで延びる線状部材と、を備えている。関節部の伸展時と屈曲時における線状部材の経路長変化が小さくなるように、関節部の回転中心がプーリーの中心に対してオフセットしている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１リンク及び第２リンクと、
前記第１リンク及び前記第２リンクを回転可能に連結する関節部と、
前記関節部に設けられたプーリーと、
前記第１リンク側の一端から、途中で前記プーリーに巻き付けられ、前記第２リンク側の他端まで延びる線状部材と、を備え、
前記関節部の伸展時と屈曲時における前記線状部材の経路長変化が小さくなるように、前記関節部の回転中心が前記プーリーの中心に対してオフセットしている、
関節機構。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
請求項１記載の関節機構であって、
前記関節部の回転中心と前記線状部材の他端との距離をｌとし、
前記プーリーの半径をｒとし、
前記線状部材の一端及び他端を通る線と平行で前記プーリーの中心を通る線と、前記線状部材の一端と、の距離をａとし、
前記線状部材の一端及び他端を通る線に垂直で前記関節部の回転中心を通る線と、前記プーリーの中心と、の距離をｂとした場合、
以下の式により求めた差分値Δが所定値以下となるように、前記関節部の回転中心が前記プーリーの中心に対してオフセットしている、
差分値Δ＝
（（ｌ－ａ）
２
＋（ｒ－ｂ）
２
）
１／２
＋πｒ／２－（（ｌ＋ｂ）
２
＋（ｒ－ａ）
２
）
１／２
関節機構。
【請求項３】
請求項２記載の関節機構であって、
前記差分値Δが０となるように、前記関節部の回転中心が前記プーリーの中心に対してオフセットしている、関節機構。
【請求項４】
請求項２記載の関節機構であって、
ａ＝ｂとなるように、前記関節部の回転中心が前記プーリーの中心に対してオフセットしている、関節機構。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットなどの関節機構に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
第１リンク及び第２リンクと、第１リンク及び第２リンクを回転可能に連結する関節部と、関節部に設けられたプーリーと、第１リンク側の一端から、途中でプーリーに巻き付けられ、第２リンク側の他端まで延びる線状部材と、を備える関節機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６５４５７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記関節機構においては、関節部の回転に伴い線状部材の経路長が変化する虞がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、関節部が回転しても線状部材の経路長変化を抑制できる関節機構を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
第１リンク及び第２リンクと、
前記第１リンク及び前記第２リンクを回転可能に連結する関節部と、
前記関節部に設けられたプーリーと、
前記第１リンク側の一端から、途中で前記プーリーに巻き付けられ、前記第２リンク側の他端まで延びる線状部材と、を備え、
前記関節部の伸展時と屈曲時における前記線状部材の経路長変化が小さくなるように、前記関節部の回転中心が前記プーリーの中心に対してオフセットしている、
関節機構、
である。
この一態様において、
前記関節部の回転中心と前記線状部材の他端との距離をｌとし、
前記プーリーの半径をｒとし、
前記線状部材の一端及び他端を通る線と平行で前記プーリーの中心を通る線と、前記線状部材の一端と、の距離をａとし、
前記線状部材の一端及び他端を通る線に垂直で前記関節部の回転中心を通る線と、前記プーリーの中心と、の距離をｂとした場合、
以下の式により求めた差分値Δが所定値以下となるように、前記関節部の回転中心が前記プーリーの中心に対してオフセットしていてもよい。
差分値Δ＝
（（ｌ－ａ）
２
＋（ｒ－ｂ）
２
）
１／２
＋πｒ／２－（（ｌ＋ｂ）
２
＋（ｒ－ａ）
２
）
１／２
この一態様において、
前記差分値Δが０となるように、前記関節部の回転中心が前記プーリーの中心に対してオフセットしていてもよい。
この一態様において、
ａ＝ｂとなるように、前記関節部の回転中心が前記プーリーの中心に対してオフセットしていてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、関節部が回転しても線状部材の経路長変化を抑制できる関節機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施形態に係る関節機構の概略的構成を示す簡略図である。
肘関節部とプーリーとの関係を示す図である。
肘関節部の伸展時と屈曲時におけるワイヤーの経路長変化を小さくする方法を説明するための図である。
ａ＝０の場合の、ｂとプーリーの半径ｒとの関係を示す図である。
ｂ＝０の場合の、ａとプーリーの半径ｒとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る関節機構の概略的構成を示す簡略図である。本実施形態に係る関節機構１は、例えば、ロボットアームの関節機構として構成されている。関節機構１は肩関節部２と、肘関節部３と、手首関節部４と、肩関節部２と肘関節部３とを連結する第１リンク５と、肘関節部３と手首関節部４とを連結する第２リンク６と、を有している。肘関節部３は第１リンク５及び第２リンク６を回転可能に連結する。肘関節部３は、関節部の一具体例である。
（【００１１】以降は省略されています）

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