关节构造体及机器人手臂制造技术

本发明专利技术提供一种机器人手臂，其具备：被与旋转关节（３）的旋转轴同轴并且可以绕着旋转轴旋转地配设的旋转导轮（８）；配设于第一构造体（１）上，与旋转导轮（８）相同半径并且具有相同中心轴的圆弧部分的固定导引（９）；被相对地可动地配设于第二构造体（２）上的可动旋转导轮（１０），以旋转导轮（８）、可动旋转导轮（１０）、固定导引（９）的顺序跨设金属线（７）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关节构造体及机器人手臂
本专利技术涉及可以应用于机器人手臂等机械装置的关节机构中的关节构造体及具备该关节构造体的机器人手臂。
技术介绍
以往，在多关节的机器人手臂中，通常为将驱动关节的促动器配设于关节部或其附近的构造，然而此种构造中，由于在人形手臂的手腕等靠近手指的部分配设重量大的电动机等，因此手指的惯性变大，成为手指的位置控制性能提高的阻碍，或在碰撞时带来很大的冲击，在安全方面是必须考虑的。针对此种问题，开发出如下的金属线驱动方式的机器人手臂，即，在远离所要驱动的关节而靠近基部的部分配设促动器，利用金属线来传递驱动力。金属线驱动方式的机器人手臂由于可以将手指轻量化地构成，因此具有能够高速驱动等优良的特征。但是，金属线驱动方式的机器人手臂中，为了进一步减小手指侧的惯性，在安装了手臂的作为底座部的躯体部上配设促动器，在驱动手腕部等时，增长金属线的缠绕距离的情况下，就需要在途中跨越人形手臂的肘等关节而配设金属线。该情况下，当位于途中的关节的运动被驱动时，则会产生如下等问题，即，金属线的路径长度发生变化，由金属线驱动的手腕等的末梢的部分的关节的运动受到影响。针对该问题，在专利文献1(专利第3290709号公报)中，公布了具有以偏离关节的旋转中心的方式配设的一对导轮的构成。另外，专利文献2(特公平6-77914号公报)中，公布了具有旋转中心伴随着关节的运动而旋转运动的金属线导轮的构成。但是，所述专利文献1的构成中，无法完全地去除由关节的运动造成-->的金属线的路径长度的变化，途中的关节的旋转角度越大，则路径长度的变化就越大。另外，所述专利文献2的构成中，由于当伴随着关节的旋转，产生金属线导轮的旋转运动时，则在将关节弯曲的状态下，在金属线被向头端侧手臂构件的方向弯曲之前，金属线的路径被金属线导轮向与头端侧手臂构件相反的方向弯曲，因此就无法使得无论关节如何运动，都将金属线的路径保持一定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，解决所述以往的关节机构的问题，提供能够完全不受关节的运动的影响地传递驱动力的关节构造体及具备该关节构造体的机器人手臂。为了达成所述目的，本专利技术如下所示地构成。根据本专利技术的第一方式，提供一种关节构造体，其特征是，具备：第一构造体；第二构造体；将所述第一构造体与所述第二构造体连接的旋转关节；被与所述旋转关节的旋转轴同轴并且可以绕着所述旋转轴旋转地配设的旋转导轮；配设于所述第一构造体上，并且具有圆弧部分的固定导引；被相对地可动地配设于所述第二构造体上的可动旋转导轮；以所述旋转导轮、所述可动旋转导轮、所述固定导引的顺序跨设的金属线；第一驱动装置，其被设于所述第一构造体上，能够不改变所述可动旋转导轮相对于所述旋转导轮的距离地将所述第二构造体绕着所述旋转关节旋转驱动；第二驱动装置，其被设于所述第一构造体上而可以驱动所述金属线，并且通过驱动所述金属线，来移动所述可动旋转导轮，从而改变相对于所述旋转导轮的距离，利用所述第一驱动装置的驱动，不改变所述可动旋转导轮相对于所述旋转导轮的距离地将所述第二构造体绕着所述旋转关节旋转驱动。根据本专利技术，可以不受所述旋转关节的旋转运动影响，将配设于第一构造体上的第二驱动装置(例如直动式促动器)的驱动力跨越旋转关节向手腕等的末梢部分(例如手)传递。所以，可以将驱动机器人手臂的手腕等的运动的促动器之类的第二驱动装置配设于机器人手臂的基部侧，从而能够使机器人手臂的头端侧的惯性变小，对于位置控制或力控制的控制性能提高，并且能够使其高速地动-->作。另外，由于惯性小，因此动能也变小，碰撞时的安全性也会提高。附图说明本专利技术的这些以及其他目的和特征将由有关针对附图的优选的实施方式的如下的记述来阐明。该附图中，图1A是表示将本专利技术的第一实施方式的关节构造体应用于机器人手臂中的情况的机器人手臂的大致整体的俯视图。图1B是表示将本专利技术的第一实施方式的关节构造体应用于机器人手臂中的情况的机器人手臂的大致整体的仰视图。图2是表示本专利技术的第一实施方式的关节构造体的构造的详细情况的立体图。图3是表示作为本专利技术的第一实施方式的关节构造体的驱动装置的一个例子可以构成直动式促动器组的气动人造肌肉的构造的图。图4是表示用于驱动所述气动人造肌肉的压缩气供给驱动系统的构成的图。图5A是表示将本专利技术的第一实施方式的关节构造体应用于机器人手臂中的情况的机器人手臂的动作的侧视图。图5B是表示将本专利技术的第一实施方式的关节构造体应用于机器人手臂中的情况的机器人手臂的动作的侧视图。图6A是表示第一直动式促动器动作时的本专利技术的第一实施方式的关节构造体的金属线引导动作的图。图6B是表示第二直动式促动器动作时的本专利技术的第一实施方式的关节构造体的金属线引导动作的图。图7是表示本专利技术的第二实施方式的关节构造体的构造的详细情况的立体图。图8是表示本专利技术的第三实施方式的关节构造体的构造的详细情况的立体图。图9A是表示将本专利技术的第四实施方式的关节构造体应用于机器人手臂中的情况的机器人手臂的大致整体的侧视图。图9B是表示将本专利技术的第四实施方式的关节构造体应用于机器人手-->臂中的情况的机器人手臂的大致整体的侧视图。图10是表示本专利技术的第四实施方式的关节构造体的构造的详细情况的立体图。图11是表示本专利技术的第四实施方式的关节构造体的动作的图。图12是表示将本专利技术的第五实施方式的关节构造体应用于机器人手臂中的情况的机器人手臂的大致整体的俯视图。图13是表示本专利技术的第五实施方式的关节构造体的构造的详细情况的立体图。图14是表示本专利技术的第五实施方式的关节构造体的动作的图。图15是表示将本专利技术的第六实施方式的关节构造体应用于机器人手臂中的情况的机器人手臂的大致整体的俯视图。图16是表示本专利技术的第六实施方式的关节构造体的构造的详细情况的立体图。图17是表示本专利技术的第六实施方式的关节构造体的动作的图。图18A是表示将本专利技术的其他实施方式的关节构造体应用于机器人手臂中的情况的机器人手臂的大致整体的侧视图。图18B是表示将本专利技术的其他实施方式的关节构造体应用于机器人手臂中的情况的机器人手臂的大致整体的仰视图。图19A是本专利技术的第七实施方式的关节机构的金属线引导机构的构造，是夹子打开状态的整体图。图19B是本专利技术的第七实施方式的关节机构的金属线引导机构的构造，是夹子关闭状态的整体图。图19C是本专利技术的第七实施方式的关节机构的金属线引导机构的构造，是夹子摆动状态的整体图。图20是表示本专利技术的第七实施方式的关节机构的金属线引导机构的构造的立体图。具体实施方式在继续本专利技术的记述之前，在附图中对相同部件使用相同的参照符号。-->以下，在基于附图对本专利技术的实施方式进行详细说明之前，对本专利技术的各种方式进行说明。根据本专利技术的第一方式，提供一种关节构造体，其特征是，具备：第一构造体；第二构造体；将所述第一构造体与所述第二构造体连接的旋转关节；被与所述旋转关节的旋转轴同轴并且可以绕着所述旋转轴旋转地配设的旋转导轮；配设于所述第一构造体上，并且具有圆弧部分的固定导引；被相对地可动地配设于所述第二构造体上的可动旋转导轮；以所述旋转导轮、所述可动旋转导轮、所述固定导引的顺序跨设的金属线；第一驱动装置，其被设于所述第一构造体上，能够不改变所述可动旋转导轮相对于所述旋转导轮的距离地将所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种关节构造体，其特征是，具备：第一构造体；第二构造体；将所述第一构造体与所述第二构造体连接的旋转关节；被与所述旋转关节的旋转轴同轴并且可以绕着所述旋转轴旋转地配设的旋转导轮；配设于所述第一构造体上， 并且具有圆弧部分的固定导引；被相对地可动地配设于所述第二构造体上的可动旋转导轮；以所述旋转导轮、所述可动旋转导轮、所述固定导引的顺序跨设的金属线；第一驱动装置，其被设于所述第一构造体上，能够不改变所述可动旋转导轮相对 于所述旋转导轮的距离地将所述第二构造体绕着所述旋转关节旋转驱动；第二驱动装置，其被设于所述第一构造体上而可以驱动所述金属线，并且通过驱动所述金属线，来移动所述可动旋转导轮，从而改变相对于所述旋转导轮的距离，利用所述第一驱动装 置的驱动，不改变所述可动旋转导轮相对于所述旋转导轮的距离地将所述第二构造体绕着所述旋转关节旋转驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-11-22 337067/20041.一种关节构造体，其特征是，具备：第一构造体；第二构造体；将所述第一构造体与所述第二构造体连接的旋转关节；被与所述旋转关节的旋转轴同轴并且可以绕着所述旋转轴旋转地配设的旋转导轮；配设于所述第一构造体上，并且具有圆弧部分的固定导引；被相对地可动地配设于所述第二构造体上的可动旋转导轮；以所述旋转导轮、所述可动旋转导轮、所述固定导引的顺序跨设的金属线；第一驱动装置，其被设于所述第一构造体上，能够不改变所述可动旋转导轮相对于所述旋转导轮的距离地将所述第二构造体绕着所述旋转关节旋转驱动；第二驱动装置，其被设于所述第一构造体上而可以驱动所述金属线，并且通过驱动所述金属线，来移动所述可动旋转导轮，从而改变相对于所述旋转导轮的距离，利用所述第一驱动装置的驱动，不改变所述可动旋转导轮相对于所述旋转导轮的距离地将所述第二构造体绕着所述旋转关节旋转驱动。2.根据权利要求1所述的关节构造体，其中，所述固定导引是作为固定于所述第一构造体上的构件的一部分而构成的。3.根据权利要求1所述的关节构造体，其中，所述可动旋转导轮是将导引槽位于与包含所述旋转导轮的导引槽的平面相同面内的第一可动旋转导轮、导引槽位于与包含所述固定导引的导引槽的平面相同面内的第二可动旋转导轮一体化构成的构造。4.根据权利要求1所述的关节构造体，其中，所述可动旋转导轮具有：位于与包含所述旋转导轮的导引槽的平面相同面内的第一导引槽、位于与包含所述固定导引的导引槽的平面相同面内的第二导引槽。5.一种关节构造体，其特征是，具备：第一构造体；第二构造体；将所述第一构造体与所述第二构造体连接的旋转关节；第一旋转导轮和第二旋转导轮，其被与所述旋转关节的旋转轴同轴并且可以绕着所述旋转轴旋转地分别配设于所述第一构造体或第二构造体上，并且可以相互相对地旋转；被相对地可动地配设于所述第二构造体上的可动旋转导轮；被可以自由旋转地配设于所述第二构造体上的辅助旋转导轮；金属线，其被以所述第一旋转导轮、所述可动旋转导轮、所述第二旋转导轮、所述辅助旋转导轮的顺序跨设，并且将两个端部固定于所述第二驱动装置上；第一驱动装置，其被设于所述第一构造体上，能够不改变所述可动旋转导轮相对于所述第一及第二旋转导轮的距离地将所述第二构造体绕着所述旋转关节旋转驱动；第二驱动装置，其被设于所述第一构造体上而可以驱动所述金属线，并且通过驱动所述金属线，来移动所述可动旋转导轮，从而改变相对于所述第一及第二旋转导轮的距离，利用所述第一驱动装置的驱动，不改变所述可动旋转导轮相对于所述第一及第二旋转导轮的距离地将所述第二构造体绕着所述旋转关节旋转驱动。6.一种关节构造体，其特征是，具备：第一构造体；第二构造体；将所述第一构造体与所述第二构造体连接的旋转关节；被与所述旋转关节的旋转轴同轴并且可以绕着所述旋转轴旋转地配设的第三旋转导轮；被可以自由旋转地配设于所述第二构造体上的第四旋转导轮；被相对地可动地配设于所述第二构造体上...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎安直，浅井胜彦，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]