JP6131693B2 - Deceleration mechanism, drive device and robot device - Google Patents
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Description
本発明は、減速機構、駆動装置及びロボット装置に関する。 The present invention relates to a speed reduction mechanism, a drive device, and a robot device.
従来、構成部品が少なく大減速比が得られる減速機構としてハーモニックドライブ(登録商標)が知られている。この減速機構は構造が簡単で大減速比が得られ、比較的小型に出来るため、モータなどの駆動装置やロボットハンドを有するロボット装置などに用いられている。 Conventionally, Harmonic Drive (registered trademark) is known as a speed reduction mechanism that has a small number of components and can provide a large speed reduction ratio. Since this reduction mechanism has a simple structure and a large reduction ratio, and can be made relatively small, it is used in a drive device such as a motor or a robot device having a robot hand.
しかしながら、ハーモニックドライブ(登録商標)は、剛性が弱く高トルクの伝達に不向きであるといった不具合点がある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高トルクを発生させることができる減速機構、駆動装置及びロボット装置を提供することにある。
However, the Harmonic Drive (registered trademark) has a drawback that it has low rigidity and is not suitable for transmission of high torque.
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a speed reduction mechanism, a drive device, and a robot device that can generate high torque.
本発明の第一の態様に従えば、入力軸から出力軸へ回転力を伝達する減速機構であって、入力軸の一部に設けられ、入力軸と一体的に回転可能な偏心部と、一部が出力軸に対して回転力を伝達可能な回転力伝達部分となるように、かつ、偏心部の回転に伴って回転力伝達部分が順次変わるように設けられ、回転力伝達部分が順次変わることで出力軸を回転させる伝達部とを備える減速機構が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a reduction mechanism that transmits a rotational force from the input shaft to the output shaft, provided in a part of the input shaft, and an eccentric portion that can rotate integrally with the input shaft; It is provided so that a part becomes a rotational force transmission part capable of transmitting rotational force to the output shaft, and the rotational force transmission part is sequentially changed with the rotation of the eccentric part. A speed reduction mechanism including a transmission unit that rotates the output shaft by being changed is provided.
本発明の第二の態様に従えば、本発明の第一の態様に従う減速機構と、当該減速機構に設けられる入力軸を回転させる駆動部と、を備える駆動装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a drive device including the speed reduction mechanism according to the first aspect of the present invention and a drive unit that rotates an input shaft provided in the speed reduction mechanism.
本発明の第三の態様に従えば、移動体と、当該移動体を駆動する駆動装置とを備え、駆動装置として、本発明の第二の態様に従う駆動装置が搭載されているロボット装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a robot apparatus that includes a moving body and a driving device that drives the moving body, and the driving device according to the second aspect of the present invention is mounted as the driving device. Is done.
本発明によれば、高トルクを発生させることができる減速機構、駆動装置及びロボット装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a speed reduction mechanism, a drive device, and a robot device that can generate high torque.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
[第一実施形態]
図1〜図3は、本発明の第一実施形態に係る減速機構100の全体構成を示す模式図である。図1は、減速機構100の構成を示す斜視図である。図2は、図1におけるA−A線を含む断面に沿った構成を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
1 to 3 are schematic views showing the overall configuration of the
図1及び図2に示すように、減速機構100は、入力軸S1から出力軸S2へ回転力を伝達する。減速機構100は、ハウジング10と、入力側軸受20と、偏心部30と、伝達部40と、出力側軸受50とを備えている。入力軸S1は、例えば不図示のモータ装置などに接続されている。出力軸S2は、不図示の回転対象物に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3は、図2におけるB−B断面に沿った構成を示す図である。
図2及び図3に示すように、入力軸S1及び出力軸S2は、回転軸AXの軸線周りに回転する。なお、以下の説明において、回転軸AXの軸線方向をZ軸方向と表記する場合がある。このように入力軸S1及び出力軸S2は、同心に配置されている。入力軸S1及び出力軸S2は、円柱状に形成されており、回転軸AXの軸線方向に長手に形成されている。入力軸S1及び出力軸S2の形状については、円筒状、柱状、錐状など、他の形状であってもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration along the BB cross section in FIG. 2.
As shown in FIGS. 2 and 3, the input shaft S1 and the output shaft S2 rotate around the axis of the rotation axis AX. In the following description, the axial direction of the rotation axis AX may be expressed as the Z-axis direction. Thus, the input shaft S1 and the output shaft S2 are arranged concentrically. The input shaft S1 and the output shaft S2 are formed in a columnar shape, and are formed in the longitudinal direction in the axial direction of the rotation axis AX. The shapes of the input shaft S1 and the output shaft S2 may be other shapes such as a cylindrical shape, a column shape, or a cone shape.
出力軸S2のうち入力軸S1側の端部には、拡径部60が形成されている。拡径部60は、出力軸S2の径が他の部分よりも大きくなっている部分である。したがって、拡径部60は円柱状であり、拡径部60の中心軸は上記回転軸AXに一致している。拡径部60は、出力軸S2の他の部分と一体に回転可能である。拡径部60の外周には、外周面60cが形成されている。拡径部60のうち回転軸AXの軸線方向の両端側は、丸みを帯びた形状に形成されている。
An enlarged
ハウジング10は、入力軸S1の端部、出力軸S2の端部、偏心部30及び伝達部40を囲うように形成されている。ハウジング10は、外形が例えば回転軸AXを中心とした円筒状に形成されている。
The
入力側軸受20は、入力軸S1とハウジング10との間に介挿されている。入力側軸受20は、入力軸S1がハウジング10との間で回転可能となるように当該入力軸S1を支持している。入力側軸受20としては、例えばボールベアリングなどの軸受が用いられている。
The input side bearing 20 is inserted between the input shaft S <b> 1 and the
偏心部30は、入力軸S1のうちハウジング10内の端部に設けられている。偏心部30は、円板状に形成されており、入力軸S1と一体に設けられている。偏心部30としては、例えばカムなどが用いられる。偏心部30は、軸線方向視における中心の位置が回転軸AXからずれた位置に設けられている。したがって、入力軸S1が回転することにより、偏心部30は回転軸AXの軸線周りに偏心回転するようになっている。
The
伝達部40は、入力軸S1の回転を出力軸S2に伝達する。伝達部40は、ベアリング部41と、筒状部42と、接続部43とを有している。
ベアリング部41は、偏心部30に設けられている。ベアリング部41は、偏心部30の外周面に取り付けられた内周側部材41aと、内周側部材41aに対向して配置される外周側部材41bと、当該内周側部材41aと外周側部材41bとの間に挟まれるボール部材41cとを有している。ベアリング部41の外周側部材41bは、筒状部42の第一端部42aの内周面に固定されている。このため、ベアリング部41は、筒状部42に対して偏心部30を回転可能に支持する。
The
The bearing
図4は、図2におけるC−C断面に沿った構成を示す図である。
図2〜図4に示すように、筒状部42は、出力軸S2のうち拡径部60の外周面60cを囲うように環状に形成されている。本実施形態では、筒状部42は、例えば円筒状に形成されている。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration along a CC section in FIG.
As shown in FIGS. 2 to 4, the
回転軸AXの軸線方向について、筒状部42は、拡径部60よりも大きい寸法に形成されている。また、回転軸AXの軸線方向について、筒状部42の両端は、拡径部60の両端からはみ出すように形成されている。このように、筒状部42は、拡径部60を出力軸S2の一部として内包するように配置されている。
In the axial direction of the rotation axis AX, the
筒状部42は、内周面42cを有している。内周面42cは、一部が出力軸S2のうち拡径部60の外周面60cの一部に接触するように配置されている。内周面42cの周方向の寸法は、外周面60cの周方向の寸法よりも大きくなっている。内周面42cと外周面60cとの接触部分70(図2又は図4参照)は、入力軸S1から出力軸S2に回転を伝達するための回転力伝達部分となる。接触部分70は、外周面60cに設けられる部分(第一接触部分71)と、内周面42cに設けられる部分(第二接触部分72)とが形成される(図2又は図4参照)。
The
内周面42c及び外周面60cは、互いの間に所定の摩擦力が生じるように形成されている。内周面42cは、及び外周面60cは、周方向において摩擦係数がほぼ均一となるように形成されている。
The inner
筒状部42は、例えば網目状に形成されている。このため、筒状部42は、径方向における剛性よりも、面内方向(周方向又は軸線方向)における剛性の方が高くなっている。また、筒状部42は、径方向(内周面42cの面内方向に垂直な方向)の力に対して弾性変形可能に設けられている。筒状部42のうち周方向又は軸線方向(内周面42cに平行な方向)の力に対しては上記径方向に力を加えた場合よりも変形しにくくなっている。
The
このように、筒状部42の径方向における剛性が筒状部42の周方向における剛性よりも低い。このため、筒状部42に対して拡径部60の外周面60c側に力を加えることによって筒状部42の径を一時的に大きくすることが可能である。
Thus, the rigidity in the radial direction of the
また、出力軸S2に筒状部42を容易に高精度(例、ガタのない状態)で巻きつけることができるようになっている。なお、拡径部60のうち回転軸AXの軸線方向の両端側が丸みを帯びた形状に形成されているため、筒状部42が拡径部60の形状に沿うように湾曲された状態で押圧されることになる。
In addition, the
図2に示すように、接続部43は、筒状部42の第二端部42bに設けられている。接続部43は、ハウジング10の内部に固定されている。接続部43は、筒状部42よりも剛性の高い材料を用いて形成されている。このため、接続部43は、筒状部42に比べて外力に対して変形しにくくなっている。接続部43は、例えば環状に形成されている。本実施形態では、接続部43はリング状に形成されている。接続部43の中心は、回転軸AXに一致している。
As shown in FIG. 2, the
このように、円筒状に形成された筒状部42は、ベアリング部41と接続部43とに接続されている。このとき、接続部43の中心が回転軸AXに一致し、ベアリング部41の中心が回転軸AXに対してずれた位置に配置されているため、筒状部42は、ベアリング部41から接続部43にかけて、回転軸AXに対して傾いた状態で保持されている。
Thus, the
また、回転軸AXの軸線方向視において、拡径部60の外周面60cの一部は、ベアリング部41の外周側部材41bから外周側にはみ出すように形成されている。すなわち、拡径部60の外周面60cの一部は、ベアリング部41の外周側部材41bのうち回転軸AXから最も近い部分から外周側にはみ出すように形成されている。このため、ベアリング部41から接続部43にかけて保持された筒状部42の一部が、拡径部60の外周面60cによって押圧された状態となる。
Further, a part of the outer
このため、筒状部42は、弾性変形した状態で、かつ、内周面42cの一部が拡径部60の外周面60cの一部に接触した状態で、配置されている。つまり、筒状部42の第一接触部分71は、拡径部60(出力軸S2)の第二接触部分72との間で、弾性変形による張力を発生させた状態で、接触部分70を構成している。このように、筒状部42は、拡径部60との間で回転力を伝達可能な状態で配置されている。
For this reason, the
次に、上記のように構成された減速機構100のトルク伝達の原理を説明する。
図4に示すように、筒状部42の第一接触部分71のうち周方向の一方の端部には、拡径部60の外周面60cの接線方向に張力T1が働く。また、第一接触部分71のうち周方向の他方の端部には、外周面60cの接線方向であって張力T1の方向と反対の方向に張力T2が働く。オイラーの摩擦ベルト理論により、張力T1及び張力T2が下記[数1]を満たすとき、筒状部42と外周面60cとの間で摩擦力が生じ、筒状部42が外周面60cに対して滑りを生じることの無い状態(回転力伝達状態)で外周面60cと共に周方向に移動可能となる。この場合、筒状部42が外周面60cと共に周方向に移動することにより、筒状部42から拡径部60にトルクが伝達される。ただし、[数1]において、μは筒状部42と拡径部60との間の見かけ上の摩擦係数であり、θは筒状部42の有効巻き付き角である。
As shown in FIG. 4, a tension T <b> 1 acts on one end portion in the circumferential direction of the
このとき、トルクの伝達に寄与する有効張力は、(T1−T2)によって表される。上記[数1]に基づいて有効張力(T1−T2)を求めると、[数2]のようになる。[数2]は、T1を用いて有効張力を表す式である。
上記[数2]より、拡径部60に伝達されるトルクは張力T1によって一意に決定されることがわかる。[数2]の右辺のT1の係数部分は、筒状部42と外周面60cとの間の摩擦係数μ及び筒状部42の有効巻き付き角θにそれぞれ依存する。図6は、摩擦係数μを変化させたときの有効巻き付き角θと係数部分の値との関係を示すグラフである。
グラフの横軸は有効巻き付き角θを示しており、グラフの縦軸は係数部分の値を示している。
From the above [Equation 2], it can be seen that the torque transmitted to the
The horizontal axis of the graph indicates the effective winding angle θ, and the vertical axis of the graph indicates the value of the coefficient portion.
図5に示すように、例えば摩擦係数μが0.3の場合には、有効巻き付き角θが300°以上のときに係数部分の値が0.8以上となっている。このことから、摩擦係数μが0.3の場合には、有効巻き付き角θを300°以上とすることにより、第一接触部分71に作用する張力T1の80%以上の力が拡径部60(出力軸S2)のトルクに寄与することがわかる。この巻き付き角の他、図5のグラフから、例えば筒状部42と外周面60cとの間の摩擦係数を大きくするほど、係数部分の値が大きくなることが推定される。このように、トルクの大きさは第一接触部分71に作用する張力T1によって一意に決定されることになり、例えば筒状部42の移動距離などには無関係であることがわかる。
As shown in FIG. 5, for example, when the friction coefficient μ is 0.3, the value of the coefficient portion is 0.8 or more when the effective winding angle θ is 300 ° or more. From this, when the friction coefficient μ is 0.3, by setting the effective winding angle θ to 300 ° or more, the force of 80% or more of the tension T1 acting on the
また、筒状部42の変形により、筒状部42の内周面42cの一部(面の接触部分)と拡径部60の外周面60cの一部(面の接触部分)とが面同士で接触する。上記の面の接触部分は、例えば、面の円周方向に線接触による幅よりも大きい所定の幅を有する。本実施形態における減速機構100は、内周面42cを外周面60cの大部分の面に容易に接触させることが可能になるため、大きな摩擦力を生じさせて高いトルクを出力することができる。
Further, due to the deformation of the
したがって、第一接触部分71と、第二接触部分72との間には、拡径部60(出力軸S2)に対する筒状部42の巻き付き角(例、180°、180°より大きい角度、200°、300°、360°以上、など)に応じて摩擦力が働く。また、筒状部42に張力が発生しているため、内周面42cが外周面60cに押し付けられた状態となる。このため、摩擦力が一層高められることになる。
Therefore, between the
なお、筒状部42は、第一接触部分71と第二接触部分72との間の動摩擦力を超える回転力が外部から出力軸に入力された場合に、第一接触部分71と第二接触部分72との間にすべりが生じるように配置されていてもよい。これにより、一定以上のトルクの伝達を抑制することができる。この場合、入力軸S1に検出部81(図2破線部)を配置し、出力軸S2に検出部82(図2破線部)を配置することにより、上記滑りを検出することが可能となる。
In addition, the
次に、上記のように構成された減速機構100の動作を説明する。
まず、図6に示すように、筒状部42に対して張力が発生した状態で、不図示のモータ装置などによって入力軸S1を回転させる。この入力軸S1の回転により、入力軸S1と一体に設けられた偏心部30が回転軸AXを中心として偏心回転する。偏心部30の偏心回転により、偏心部30に接続されたベアリング部41の内周側部材41aは、偏心部30に従って偏心回転する。
Next, the operation of the
First, as shown in FIG. 6, the input shaft S <b> 1 is rotated by a motor device (not shown) or the like in a state where tension is generated with respect to the
これに対して、ボール部材41cを挟んで接続された外周側部材41bは、外周側が筒状部42に固定されているため、回転することはない(非回転状態)。一方、内周側部材41aが偏心回転しているため、外周側部材41bは、内周側部材41aの軌道に沿うように、回転軸AXの中心として周回移動する。このように、入力軸S1の回転により、外周側部材41bは、非回転状態で、回転軸AXを中心として周回移動する。
On the other hand, the outer
この外周側部材41bの移動により、筒状部42の内周面42cと拡径部60の外周面60cとの接触部分70が移動する。接触部分70の移動により、図7に示すように、筒状部42は、外周面60cと内周面42cとが第一接触部分71及び第二接触部分72において面同士で接触したまま、+Z方向視において反時計回りの方向に周回移動する。なお、このとき筒状部42は、Z軸周りには回転しない。
Due to the movement of the outer
この筒状部42の周回移動により、筒状部42の変形が内周面42cの周方向に沿って順に行われることになる。また、この筒状部42の周回移動により、第一接触部分71と第二接触部分72との間に摩擦力が生じた状態で、当該第一接触部分71及び第二接触部分72が+Z方向視で時計回りの方向に90°ずれた位置まで徐々に変化する。
Due to the circular movement of the
外周面60cの周方向の長さは内周面42cの周方向の長さよりも短いため、第一接触部分71及び第二接触部分72の位置が+Z方向視で時計回りに90°ずれた位置まで変化した場合、第一接触部分71の変化量t1は、内周面42cにおける接触部分の変化量t2よりも小さくなる。
Since the circumferential length of the outer
このため、外周面60cと内周面42cとの間には、変化量の差分(t1−t2)だけ相対的な変位が生じる。この結果、拡径部60は、当該変化量の差分(t1−t2)に相当する回転量だけ、筒状部42の周回方向とは反対方向(図7の時計回りの方向)に回転する。
For this reason, a relative displacement is generated between the outer
入力軸S1が更に回転すると、図8に示すように、筒状部42は、外周面60cと内周面42cとが第一接触部分71及び第二接触部分72において面同士で接触したまま、+Z方向視において反時計回りの方向に周回移動する。この結果、拡径部60は、当該第一接触部分71の変化量と第二接触部分72の変化量との差分(t1−t2)に相当する回転量だけ、筒状部42の周回方向とは反対方向(図8の時計回りの方向)に回転する。
When the input shaft S1 further rotates, as shown in FIG. 8, the
入力軸S1が更に回転すると、図9に示すように、筒状部42は、外周面60cと内周面42cとが第一接触部分71及び第二接触部分72において面同士で接触したまま、+Z方向視において反時計回りの方向に周回移動する。この結果、拡径部60は、当該第一接触部分71の変化量と第二接触部分72の変化量との差分(t1−t2)に相当する回転量だけ、筒状部42の周回方向とは反対方向(図9の時計回りの方向)に回転する。
When the input shaft S1 further rotates, as shown in FIG. 9, the
入力軸S1が更に回転すると、筒状部42は外周面60cと内周面42cとが第一接触部分71及び第二接触部分72において面同士で接触したまま+Z方向視において反時計回りの方向に周回移動し、拡径部60は当該第一接触部分71の変化量と第二接触部分72の変化量との差分に相当する回転量だけ筒状部42の周回方向とは反対方向に回転する(図6参照)。
When the input shaft S1 further rotates, the
以上のように、本実施形態に係る減速機構100は、上述したような構成を備えるため、拡径部60に筒状部42が巻き付きやすく巻き付き角が大きいため、外周面60cと内周面42cとの間に大きな摩擦力を発生させることができる。これにより、高いトルクを発生させることが可能となる。
As described above, since the
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
図10は、本実施形態に係る減速機構200の構成を示す断面図である。
図10に示すように、減速機構200は、入力軸S1から出力軸S2へ回転力を伝達する。減速機構200は、ハウジング210と、入力側軸受220と、偏心部230と、伝達部240と、出力側軸受250とを備えている。ハウジング210は、円筒状に形成されている。ハウジング210の内部には、上記偏心部230、伝達部240が配置されている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the
As shown in FIG. 10, the
伝達部240は、フリクションローラー241と、メッシュベルト242と、フレキシブルカップリング243と、固定部244とを有している。フリクションローラー241は、軸受241aを介して偏心部230の外周面に固定されている。フリクションローラー241は、偏心部230に対して独立して回転可能となるように支持されている。
The
メッシュベルト242は、ハウジング210の内周面に沿って配置されており、例えば円筒状に形成されている。メッシュベルト242は、径方向に弾性変形可能に形成されている。メッシュベルト242のうち周方向の一部には、フリクションローラー241の一部が押圧されている。メッシュベルト242は、当該フリクションローラー241の一部が押圧されることにより、弾性変形した状態となっている。また、メッシュベルト242のうちフリクションローラー241の一部に接触する部分には張力が作用しているため、メッシュベルト242は、フリクションローラー241に対して回転力伝達状態となっている。
The
フレキシブルカップリング243は、フリクションローラー241と出力軸S2とを連結している。フレキシブルカップリング243は、例えば蛇腹状に形成されている。フレキシブルカップリング243の周方向における剛性は、フリクションローラー241の回転によって変形しない程度に設定されている。これにより、フリクションローラー241の回転を出力軸S2に伝達することができるようになっている。また、回転軸AXの軸線方向においては、フレキシブルカップリング243は、変形可能に形成されている。
The
次に、上記のように構成された減速機構200の動作を説明する。
入力軸S1を回転させると、入力軸S1と一体に設けられた偏心部230が回転する。偏心部230に取り付けられたフリクションローラー241は、回転することなく、偏心部230の偏心回転により、回転軸AXの軸線周りを周回運動する。このとき、フリクションローラー241は、メッシュベルト242との間で回転力伝達状態となったまま回転軸AXの軸線周りを周回運動する。メッシュベルト242の変形による内面の周方向の寸法は、フリクションローラー241の外周の周方向の寸法より大きい。したがって、フリクションローラー241が回転軸AXの軸線周りを周回運動すると、周方向の寸法差だけフリクションローラー241が周回運動の方向と逆方向に回転する。
Next, the operation of the
When the input shaft S1 is rotated, the
この回転は、フレキシブルカップリング243を介して出力軸S2に伝達される。フレキシブルカップリング243が回転軸AXの軸線方向に変形可能であるため、フリクションローラー241の周回運動に応じて変形する。このため、フリクションローラー241の周回運動の応力が吸収される。
This rotation is transmitted to the output shaft S2 via the
以上のように、本実施形態によれば、上述したような構成を備えるため、フリクションローラー241にメッシュベルト242が巻き付きやすく、巻き付き角が大きいため、フリクションローラー241の外周面241cと、メッシュベルト242の内周面242cとの間に大きな摩擦力を発生させることができる。これにより、高いトルクを発生させることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, since the
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態を説明する。
図11は、本実施形態に係る駆動装置ACTの構成を示す断面図である。
図11に示すように、駆動装置ACTは、減速機構300と、モータ装置MTRとを備えている。駆動装置ACTは、入力軸S1を回転させ、出力軸S2へ回転力を伝達する。減速機構300は、ハウジング310と、偏心部330と、伝達部340と、出力側軸受350とを備えている。ハウジング310は、円筒状に形成されている。ハウジング310には、モータ装置MTRが取り付けられている。また、ハウジング310の内部には、上記偏心部330、伝達部340が配置されている。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the drive device ACT according to the present embodiment.
As shown in FIG. 11, the drive device ACT includes a
伝達部340は、フリクションローラー341と、メッシュベルト342と、フレキシブルカップリング343と、固定部344とを有している。伝達部340の構成については、第二実施形態と同一構成となっている。
The
以上のように、本実施形態によれば、フリクションローラー341にメッシュベルト342が巻き付きやすく、巻き付き角が大きいため、フリクションローラー341の外周面341cと、メッシュベルト342の内周面342cとの間に大きな摩擦力を発生させることができる。これにより、入力軸S1から出力軸S2に対して高いトルクを発生させることが可能となるため、小型で高トルクの出力が可能なモータ装置MTRが得られる。
As described above, according to the present embodiment, the
[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態を説明する。
図12は、第三実施形態に記載の駆動装置ACTを備えるロボット装置RBTの一部(指部分の先端)の構成を示す図である。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a part (tip of a finger portion) of a robot apparatus RBT including the driving apparatus ACT described in the third embodiment.
図12に示すように、ロボット装置RBTは、末節部101、中節部102及び関節部103を有しており、末節部101と中節部102とが関節部103を介して接続された構成になっている。関節部103には軸支持部103a及び軸部103bが設けられている。軸支持部103aは中節部102に固定されている。軸部103bは、軸支持部103aによって固定された状態で支持されている。
As illustrated in FIG. 12, the robot apparatus RBT includes a
末節部101は、接続部101a及び歯車101bを有している。接続部101aには、関節部103の軸部103bが貫通した状態になっており、当該軸部103bを回転軸として末節部101が回転可能になっている。この歯車101bは、接続部101aに固定されたベベルギアである。接続部101aは、歯車101bと一体的に回転するようになっている。
The
中節部102は、筐体102a及び駆動装置ACTを有している。駆動装置ACTは、上記実施形態に記載の駆動装置ACTを用いることができる。駆動装置ACTは、筐体102a内に設けられている。駆動装置ACTには、回転軸部材104aが取り付けられている。回転軸部材104aの先端には、歯車104bが設けられている。この歯車104bは、回転軸部材104aに固定されたベベルギアである。歯車104bは、上記の歯車101bとの間で噛み合った状態になっている。
The middle
上記のように構成されたロボット装置RBTは、駆動装置ACTの駆動によって回転軸部材104aが回転し、当該回転軸部材104aと一体的に歯車104bが回転する。
In the robot apparatus RBT configured as described above, the
歯車104bの回転は、当該歯車104bと噛み合った歯車101bに伝達され、歯車101bが回転する。当該歯車101bが回転することで接続部101aも回転し、これにより末節部101が軸部103bを中心に回転する。
The rotation of the
このように、本実施形態によれば、低電圧で高トルクの回転を出力することができる駆動装置ACTを搭載することにより、効率的に駆動力を伝達することができ、末節部101を回転させることができる。さらに本実施形態では、駆動装置ACTが効率的に駆動力を伝達することが可能な構成になっているため、安定した動作を行うことが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, by mounting the driving device ACT that can output the rotation of the high torque with the low voltage, the driving force can be efficiently transmitted, and the
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、入力軸S1出力軸S2が回転軸AXの軸線方向視において同心に配置されている構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはなく、同心とは異なる配置であってもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the input shaft S1 and the output shaft S2 are concentrically arranged when viewed in the axial direction of the rotation axis AX is described as an example. Different arrangements are possible.
また、上記実施形態においては、伝達部40の筒状部42が環状に形成されている構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。例えば、オイラーの摩擦ベルトの理論を適用可能な形状であれば、他の形状、例えば帯状に形成されていてもよいし、線状に形成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although demonstrated taking the example of the structure by which the
また、上記実施形態においては、伝達部40の筒状部42が出力軸S2の一部を内包するように配置されており、回転力伝達部分は、伝達部40の内周面に設けられる構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。例えば、出力軸S2が筒状に形成された構成であり、伝達部40が出力軸S2の内部に配置された構成であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態においては、入力軸S1に形成される偏心部30の偏心量が一定である構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。例えば、図13に示すように、偏心部430の偏心量が可変可能とする構成であってもよい。図13は、偏心部430の構成を示す断面図である。図13に示すように、偏心部430は、入力軸S1に固定される円板状の第一部材430aと、当該第一部材430aの周囲に配置される円板状の第二部材430bとを有している。第一部材430aには、中心からずれた位置に円形の開口部が形成されており、当該開口部に入力軸S1が固定される。また、第一部材430aは、第二部材430bの中心からずれた位置に形成された円形の開口部に隙間無く、かつ、回転可能に配置される。この構成により、第一部材430aを第二部材430bに対して回転させることにより、第二部材430bの中心から入力軸S1の中心までの距離が変化することになる。
Moreover, in the said embodiment, although the structure where the amount of eccentricity of the
また、上記実施形態においては、ベルト状に形成された伝達部を用いた構成を例に挙げて説明したが、これに限られることはない。図14は、変形例に係る減速機構の一部(伝達部)の構成を示す図である。図14に示すように、伝達部440が、内歯歯車441の内歯(平坦部)441aと外歯歯車442の外歯(平坦部)442aとを係合させる構成を有していてもよい。この場合、内歯441aと外歯442aとが係合する係合面が回転力伝達部分となる。
Moreover, in the said embodiment, although the structure using the transmission part formed in the belt shape was mentioned as an example and demonstrated, it is not restricted to this. FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a part (transmission unit) of a speed reduction mechanism according to a modification. As shown in FIG. 14, the
30、230、330、430…偏心部 40、240、340、440…伝達部 41…ベアリング部 42…筒状部 43…接続部 60…拡径部 60c…外周面 70…接触部分 71…第一接触部分 72…第二接触部分 81…検出部 82…検出部 100、200、300…減速機構 241、341…フリクションローラー 242、342…メッシュベルト 243、343…フレキシブルカップリング 244、344…固定部 S1…入力軸 S2…出力軸 AX…回転軸 ACT…駆動装置 MTR…モータ装置 RBT…ロボット装置
30, 230, 330, 430 ...
Claims (13)
前記入力軸の一部に設けられ、前記入力軸と一体的に回転可能な偏心部と、
一部が前記出力軸に対して回転力を伝達可能な回転力伝達部分となるように、かつ、前記偏心部の回転に伴って前記回転力伝達部分が順次変わるように設けられ、前記回転力伝達部分が順次変わることで前記出力軸を回転させる伝達部と
を備え、
前記伝達部は環状に形成され、前記出力軸の一部を内包するように配置されており、
前記回転力伝達部分は、前記伝達部の内周面に設けられている減速機構。 A speed reduction mechanism that transmits rotational force from the input shaft to the output shaft,
An eccentric portion provided on a part of the input shaft and rotatable integrally with the input shaft;
The rotational force transmission part is provided so that a part thereof is a rotational force transmission part capable of transmitting rotational force to the output shaft, and the rotational force transmission part is sequentially changed as the eccentric part rotates. A transmission part that rotates the output shaft by sequentially changing the transmission part ,
The transmission part is formed in an annular shape and is arranged so as to include a part of the output shaft,
The rotational force transmitting portion, the speed reduction mechanism that provided on the inner peripheral surface of the transmission portion.
請求項1に記載の減速機構。 The speed reduction mechanism according to claim 1, wherein the input shaft and the output shaft are arranged concentrically when viewed in the axial direction of the rotating shaft.
請求項1又は請求項2に記載の減速機構。 The speed reduction mechanism according to claim 1, wherein the transmission portion is arranged such that the rotational force transmission portion moves in a circumferential direction of the inner peripheral surface as the eccentric portion rotates.
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の減速機構。 The transmission unit, the deceleration according to any one of claims 1 to 3, which is arranged to move in a non-rotational state in the rotation direction of the input shaft with the rotation of the eccentric portion mechanism.
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の減速機構。 The speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 4 , wherein the transmission portion is arranged such that the rotational force transmission portion presses the output shaft in a radial direction of the output shaft.
請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の減速機構。 The transmission portion slips between the rotational force transmission portion and the output shaft when a rotational force exceeding the dynamic friction force between the rotational force transmission portion and the output shaft is input from the outside to the output shaft. The speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 5 , wherein the speed reduction mechanism is arranged so as to occur.
請求項6に記載の減速機構。 The speed reduction mechanism according to claim 6 , wherein the output shaft is provided with a detection unit that detects the slip.
請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の減速機構。 The speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 7 , wherein the transmission portion has a flat portion at least in part and can be arranged so that the flat portion becomes the rotational force transmission portion. .
請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載の減速機構。 The speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 8 , wherein the transmission portion is formed such that the rotational force transmission portion has elasticity.
請求項1から請求項9のうちいずれか一項に記載の減速機構。 The speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 9 , wherein the transmission unit is formed in a mesh shape.
請求項1から請求項10のうちいずれか一項に記載の減速機構。 The speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 10 , wherein the eccentric part is coupled to the transmission part via a bearing part.
前記入力軸を回転させる駆動部と、
を備える駆動装置。 The speed reduction mechanism according to any one of claims 1 to 11 , a drive unit that rotates the input shaft,
A drive device comprising:
前記移動体を駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置として、請求項12に記載の駆動装置が搭載されている
ロボット装置。 A moving object,
A driving device for driving the movable body,
A robot apparatus in which the drive apparatus according to claim 12 is mounted as the drive apparatus.
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