特許ウォッチ

公開番号2024118994
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-02
出願番号2023025648
出願日2023-02-21
発明の名称関節モジュール
出願人個人
代理人
主分類B25J 17/00 20060101AFI20240826BHJP(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】全体として軽量で、消費電力が少く部品点数も少なく、人間の手の動作と同じような動作が可能な回動連結アームを構築する。
【解決手段】回転軸により駆動されるアクチュエーターで次段を駆動する同一構造の関節モジュールを、複数個連結して回動自在な多関節ロボットアームを構築する。また、この同一構造の関節モジュールを前後に対向して、XY軸に移相して結合し、前部モジュールで後部モジュールを、後部モジュールで前部モジュールを相互に角度変化させる一対のXY回動関節モジュールとする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
軸端にユニバーサルジョイントを有する回転軸と、この回転力により駆動されるアクチュエータ―と、このアクチュエータ―に接合した駆動兼保持桿を有し、筐体に被駆動突起を取り付けてなる関節モジュールであって、前記ユニバーサルジョイントで、次段の関節モジュールの回転軸と結合すると共に、前記被駆動突起と前記駆動兼保持桿との接合した際に、前記被駆動突起の取り付け位置に応じた位相角度で結合される事により、回動自在な連結アームが構築される事が特徴である関節モジュール
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
回転軸と、この回転力により駆動されるアクチュエータ―と、このアクチュエータ―に接合した駆動兼保持桿を有し、筐体に被駆動突起を取り付けてなる前関節部と、この前関節部と同一構造である後関節部とをアクチュエータを位相してユニバーサルジョイントで結合すると共に、前関節部の駆動兼保持桿を後関節部の被駆動突起と、前関節部の駆動兼保持桿は後関節部の被駆動突起とそれぞれ篏合させ、前関節部で後関節部を、後関節部で前関節部を相互に角度変化させる回動自在な関節モジュール
【請求項３】
筺体内の回転軸から複数の回転軸を並列して取り出して、このそれぞれに請求項１記載の内部構造と同一構造を具備してなる請求項１記載の関節モジュール
【請求項４】
後部筺体内の回転軸から複数の回転軸を並列して取り出して、このそれぞれに請求項１記載の内部構造と同一構造を具備してなる請求項２記載の関節モジュール

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は複数個の関節モジュールを結合して回動自在な連結回動アームを構築する関節構成素子であり、主に多関節ロボットアームとして利用したり、例えばディスプレイの表示面を、任意位置に能動的に移動し保持する回動自在な位置保持アームとして利用する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ロボットアームは現在に於いて、いわゆるユニメーション型ロボットとして多用されているが、用途毎に第一関節、第二関節、第ｎ番目関節等、関節毎に違った構造の関節を都度設計製造していて、大きな非効率があった。また、近年は人間型ロボットアームが普及しているが、この人間型ロボットアームでも、各関節は同一構造と云う訳でではないので、関節毎又はロボットアーム毎に都度設計していた。
【０００３】
また、従来に於けるロボットアームは、駆動力源を各関節毎に有していたため、全体の重量が増大すると云う欠点があり、特に多関節になればなるほど、ロボットアームの自重が増大し、例えば、５個の関節を有するロボットアームでは５個の駆動力源があり、この駆動力源の多さが全体重量を増大させ、回転半径モーメントの増大が指数関数的に増大する欠点があった。
【０００４】
つまり、従来に於いてはユニメーション型、人間型ロボットを問わず、ロボット機種毎に、都度設計する非効率が行われ、更に関節数の増加に伴う駆動力源を含めた自重増大と回転半径モーメント増大という欠点を有していた。
【０００５】
自重の増大が顕著にならないような他形式の機構として、例えばワイヤー駆動や空気圧駆動のロボットアームが存在するが、これらは構造が複雑であり、部品点数も多く、費用が高い欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した様な従来のロボットアームの欠点を解消し、簡素で軽量な同一構造の関節モジュールを、簡単な手順で複数個連結可能にして、これにより多関節ロボットアームを構成する。そして、このロボットアーム内を貫通する回転軸の回転力を、各関節の角度変化の駆動力源とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
端部にユニバーサルジョイントを有する回転軸と、この回転軸の回転力を駆動源とするアクチュエーターと、このアクチュエータ―に接合して、次段の関節モジュールを角度変化させ、且つ保持する駆動兼保持桿とを内装し、前段との結合のための結合突起とを有する筐体からなるモジュール化された関節を（以下関節モジュールと称する）、任意個数連結し目的の長さにして、前記駆動兼位置保持桿で、各々関節モジュールの結合角度を任意に変化させる。
【０００８】
そしてこの関節モジュールの結合の際に、前段の駆動兼位置保持桿と次段の被駆動突起とを位相させて接合、連結する事により、回動自在な連結アームが構築されるのである。（以下回動連結アームと称する）
【０００９】
連結された各関節モジュールのアクチュエータ―を動作させるのは、この回動連結アーム内を貫通する回転軸の回転力である事が特徴であり、このアクチュエータ―に接合した駆動桿で、前段の関節モジュールと次段の関節モジュールとの結合角度を変化させ、且つ変化した当該角度の保持を行う。（以下この駆動桿を駆動兼保持桿１２５と称する）
【００１０】
前記説明は、関節モジュールの結合に際して、結合毎に一方向の位相行うものである。（請求項１）
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許