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JP7625467B2 - robot - Google Patents
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Description

本発明は、ロボットに関する。 The present invention relates to a robot.

従来、下記特許文献1に開示されているように、第1部材(例えば上腕)と、第2部材(例えば前腕)と、両部材を連結する関節部と、を備えたロボットが知られている。関節部には、モータ及び減速機が設けられ、モータの発生する駆動力によって減速機を介して第1部材に対する第2部材の回転動作を生じさせる。 As disclosed in the following Patent Document 1, a robot is known that includes a first member (e.g., an upper arm), a second member (e.g., a forearm), and a joint that connects the first and second members. The joint is provided with a motor and a reducer, and the driving force generated by the motor causes the second member to rotate relative to the first member via the reducer.

特表2020-508035号公報Special Publication No. 2020-508035

前記特許文献1に開示されたロボットでは、第1部材及び第2部材間の回動を生じさせる駆動力を発生するモータが関節部に設けられているため、前腕である第2部材の先端に負荷がかかっている状態でモータを駆動するような場合には、大きなトルクを発生させる必要がある。つまり、第1部材及び第2部材の回転中心近傍でトルクを発生させるため、大きなトルクを生じさせる必要がある。したがって、特許文献1に開示されたロボットでは、前腕の先端にかかる負荷を想定して、大きなトルクを発生させるモータを用いる必要がある。 In the robot disclosed in Patent Document 1, a motor that generates a driving force that causes rotation between the first and second members is provided in the joint, so when driving the motor while a load is applied to the tip of the second member, which is the forearm, a large torque needs to be generated. In other words, a large torque needs to be generated in order to generate torque near the center of rotation of the first and second members. Therefore, in the robot disclosed in Patent Document 1, it is necessary to use a motor that generates a large torque, assuming the load applied to the tip of the forearm.

そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より小さなトルクで第1部材及び第2部材間の相対的な回動を生じさせることにある。 Therefore, the present invention was made in consideration of the above-mentioned conventional technology, and its purpose is to generate relative rotation between the first member and the second member with a smaller torque.

前記の目的を達成するため、本発明は、第1部材と、第2部材と、前記第1部材及び前記第2部材を互いに回動可能に結合する関節部と、前記第1部材が延びる方向に沿って延びる形状であって前記第1部材に配置される第1長尺子と、前記第1長尺子に沿って移動可能な第1短尺子と、を有する第1直動電動機と、前記第2部材に対して回動可能に且つ直接的又は間接的に結合する一端部と、前記第1短尺子に対して回動可能に結合する他端部とを有する第1リンク部材と、を備え、前記第2部材には、一方向に延びる形状の固定部材が固定され、前記第1リンク部材の前記一端部は、前記固定部材に回動可能に結合し、前記固定部材は、第2長尺子及び第2短尺子を有する第2直動電動機の前記第2長尺子によって構成されるか、前記第2長尺子に固定された第2長尺子部材によって構成されており、前記第2長尺子は、前記第2部材が延びる方向に沿って延びる形状に形成され、前記第2短尺子に回動可能に結合する一端部と、前記第1長尺子又は前記第1長尺子に固定された第1長尺子部材に回動可能に結合する他端部とを有する第2リンク部材が設けられ、前記第1直動電動機への電力供給によって前記第1長尺子に対して前記第1短尺子を移動させることにより、前記第1リンク部材を介して前記第2部材に前記関節部回りのモーメントを生じさせ、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせるとともに、前記第2直動電動機への電力供給によって、前記第2短尺子を前記第2長尺子に沿って移動させることにより、前記第2リンク部材を介して前記第1部材に前記関節部回りのモーメントを生じさせ、それによって、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせる、ロボットである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first linear motor having a first member, a second member, a joint portion that rotatably connects the first member and the second member to each other, a first long element extending along a direction in which the first member extends and disposed on the first member, and a first short element movable along the first long element, and a first link member having one end rotatably connected directly or indirectly to the second member and another end rotatably connected to the first short element, wherein a fixed member extending in one direction is fixed to the second member, the one end of the first link member is rotatably connected to the fixed member, and the fixed member is constituted by the second long element of a second linear motor having a second long element and a second short element, or is constituted by a second long element member fixed to the second long element, and the second long element a second link member is provided which is formed in a shape extending in the extension direction of the second member and has one end which is rotatably connected to the second short member and the other end which is rotatably connected to the first long member or a first long member member fixed to the first long member; by supplying power to the first linear motor, the first short member is moved relative to the first long member, thereby generating a moment around the joint in the second member via the first link member, causing a relative rotational movement between the first member and the second member; and by supplying power to the second linear motor, the second short member is moved along the second long member, thereby generating a moment around the joint in the first member via the second link member, thereby causing a relative rotational movement between the first member and the second member.

本発明では、第1部材に配置された長尺子を有する直動電動機に電力供給することによって、リンク部材を介して第2部材に関節部回りのモーメントを生じさせて第1部材及び第2部材間の相対的な回動動作を生じさせる。このため、関節部近傍で回転トルクを発生する構成に比べて、より小さなトルクで第1部材及び第2部材間の相対的な回動動作を生じさせることができる。しかも、直動電動機が第1部材に配置されていて、関節部内に収容される構成ではないため、関節部の大型化も回避できる。 In the present invention, by supplying power to a linear motor having a long element arranged on the first member, a moment is generated around the joint in the second member via the link member, causing relative rotational movement between the first member and the second member. Therefore, compared to a configuration in which a rotational torque is generated near the joint, it is possible to cause relative rotational movement between the first member and the second member with a smaller torque. Moreover, because the linear motor is arranged on the first member and is not housed within the joint, it is possible to avoid an increase in the size of the joint.

また、リンク部材が、一方向に延びる形状の固定部材に回動可能に結合しているため、例えば、第2部材がアームとして構成されたロボットに好適となる。 Furthermore , since the link member is rotatably connected to the fixed member that is shaped to extend in one direction, the second member is suitable for a robot configured as an arm, for example.

また、直動電動機及び第2直動電動機を用いて第1部材及び第2部材間の相対的な回動動作を生じさせるため、各直動電動機のトルクをより抑えることができ、直動電動機をより小型化できる。 Furthermore , since the relative rotational movement between the first member and the second member is caused by using a linear motor and a second linear motor, the torque of each linear motor can be further reduced, allowing the linear motors to be made smaller.

本発明は、第1部材と、第2部材と、前記第1部材及び前記第2部材を互いに回動可能に結合する関節部と、一方向に延びる形状であって前記第1部材に配置される第1長尺子と、前記第1長尺子に沿って移動可能な第1短尺子と、を有する第1直動電動機と、前記第2部材に対して回動可能に且つ直接的又は間接的に結合する一端部と、前記第1短尺子に対して回動可能に結合する他端部とを有する第1リンク部材と、を備え、前記第2部材には、一方向に延びる形状の固定部材が固定され、前記第1リンク部材の前記一端部は、前記固定部材に回動可能に結合しており、前記固定部材は、第2長尺子及び第2短尺子を有する第2直動電動機の前記第2長尺子によって構成されるか、前記第2長尺子に固定された第2長尺子部材によって構成されており、前記第2短尺子に回動可能に結合する一端部と、前記第1長尺子又は前記第1長尺子に固定された第1長尺子部材に回動可能に結合する他端部とを有する第2リンク部材が設けられ、前記第1直動電動機への電力供給によって、前記第1短尺子を前記第1長尺子に沿って移動させることにより、前記第1リンク部材を介して前記第2部材に前記関節部回りのモーメントを生じさせるとともに、前記第2直動電動機への電力供給によって、前記第2短尺子を前記第2長尺子に沿って移動させることにより、前記第2リンク部材を介して前記第1部材に前記関節部回りのモーメントを生じさせ、それによって、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせ、前記第1短尺子が死点を通過するタイミングが、前記第2短尺子が死点を通過するタイミングからずれるように設定されている。 The present invention provides a first linear motor having a first member, a second member, a joint portion that rotatably connects the first member and the second member to each other, a first long element that has a shape extending in one direction and is arranged on the first member, and a first short element that can move along the first long element, and a first link member having one end that is rotatably connected directly or indirectly to the second member and the other end that is rotatably connected to the first short element, wherein a fixed member that extends in one direction is fixed to the second member, the one end of the first link member is rotatably connected to the fixed member, and the fixed member is constituted by the second long element of a second linear motor having a second long element and a second short element, or is constituted by a second long element member fixed to the second long element, and the first link member is rotatably connected to the second short element. A second link member is provided having one end which can be rotatably connected to the first long element or the other end which can be rotatably connected to the first long element or a first long element member fixed to the first long element, and by supplying power to the first linear motor, the first short element is moved along the first long element, thereby generating a moment about the joint in the second member via the first link member, and by supplying power to the second linear motor, the second short element is moved along the second long element, thereby generating a moment about the joint in the first member via the second link member, thereby generating a relative rotational movement between the first member and the second member, and the timing at which the first short element passes through the dead center is set to be shifted from the timing at which the second short element passes through the dead center.

本発明では、第1部材に配置された長尺子を有する直動電動機に電力供給することによって、リンク部材を介して第2部材に関節部回りのモーメントを生じさせて第1部材及び第2部材間の相対的な回動動作を生じさせる。このため、関節部近傍で回転トルクを発生する構成に比べて、より小さなトルクで第1部材及び第2部材間の相対的な回動動作を生じさせることができる。しかも、直動電動機が第1部材に配置されていて、関節部内に収容される構成ではないため、関節部の大型化も回避できる。
また、短尺子が死点を通過するタイミングが、第2短尺子が死点を通過するタイミングからずれるように設定されている。このため、短尺子が死点を通過するタイミングでは第2短尺子は死点の位置にない。また、第2短尺子が死点を通過するタイミングでは短尺子は死点の位置にない。このため、短尺子が死点の位置にある場合でも、リンク部材を介した第1部材及び第2部材間の回動動作を継続でき、また、第2短尺子が死点の位置にある場合でも、第2リンク部材を介した第1部材及び第2部材間の回動動作を継続できる。したがって、第1部材及び第2部材間の回動動作を一連の連続した動きにできる。
In the present invention, by supplying power to a linear motor having a long element arranged on the first member, a moment is generated around the joint in the second member via the link member, causing relative rotation between the first member and the second member. Therefore, compared to a configuration in which a rotational torque is generated near the joint, it is possible to cause relative rotation between the first member and the second member with a smaller torque. Moreover, since the linear motor is arranged on the first member and is not housed in the joint, it is possible to avoid an increase in the size of the joint.
In addition, the timing at which the short element passes the dead point is set to be shifted from the timing at which the second short element passes the dead point. Therefore , the second short element is not at the dead point when the short element passes the dead point. Furthermore, the second short element is not at the dead point when the second short element passes the dead point. Therefore, even if the short element is at the dead point, the rotational movement between the first member and the second member via the link member can be continued, and even if the second short element is at the dead point, the rotational movement between the first member and the second member via the second link member can be continued. Therefore, the rotational movement between the first member and the second member can be made into a continuous series of movements.

本発明は、第1部材と、第2部材と、前記第1部材及び前記第2部材を互いに回動可能に結合する関節部と、前記第1部材に沿って延びる形状の部位を有し前記第1部材に配置される第1長尺子と、前記第1長尺子における前記部位に沿って前記第1長尺子に対して相対的に移動可能な第1短尺子と、を有する第1直動電動機と、前記第2部材に沿って延びる部位を有する第2長尺子と、前記第2長尺子における前記部位に沿って前記第2長尺子に対して相対的に移動可能な第2短尺子と、を有する第2直動電動機と、前記第1短尺子に回動可能に結合する一端部と前記第2短尺子に回動可能に結合する他端部とを有するリンク部材と、を備え、前記第1直動電動機及び前記第2直動電動機への電力供給によって、前記第1短尺子が前記第1長尺子に対して相対移動するとともに前記第2短尺子が前記第2長尺子に対して相対移動することにより、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせる、ロボットである。 The present invention is a robot comprising: a first member, a second member, a joint portion connecting the first member and the second member to each other so that they can rotate; a first linear motor having a first long element having a portion extending along the first member and arranged on the first member; a first short element movable relative to the first long element along the portion of the first long element; a second linear motor having a second long element having a portion extending along the second member and a second short element movable relative to the second long element along the portion of the second long element; and a link member having one end portion rotatably connected to the first short element and the other end portion rotatably connected to the second short element; and when power is supplied to the first linear motor and the second linear motor, the first short element moves relative to the first long element and the second short element moves relative to the second long element, thereby causing a relative rotational movement between the first member and the second member.

本発明では、第1直動電動機及び第2直動電動機に電力供給することによって、第1短尺子及び第2短尺子をスライドさせると、リンク部材によって第1部材及び第2部材間の開き角度を変える力が作用し、これにより、第1部材及び第2部材間の相対的な回動動作を生じさせる。このため、関節部近傍で回転トルクを生じさせる構成に比べて、より小さなトルクで第1部材及び第2部材間の相対的な回動動作を生じさせることができる。しかも、直動電動機が第1部材に配置されるとともに第2直動電動機が第2部材に配置されていて、2つの直動電動機が関節部内に収容される構成ではないため、関節部の大型化も回避できる。 In the present invention, when the first and second short shafts are slid by supplying power to the first and second linear motors, a force that changes the opening angle between the first and second members is applied by the link member, thereby causing a relative rotational movement between the first and second members. Therefore, compared to a configuration in which a rotational torque is generated near the joint, it is possible to cause a relative rotational movement between the first and second members with a smaller torque. Moreover, since the linear motor is disposed on the first member and the second linear motor is disposed on the second member, and the two linear motors are not housed within the joint, the joint can be prevented from becoming large.

本発明は、第1部材と、第2部材と、前記第1部材及び前記第2部材を互いに回動可能に結合する関節部と、一方向に延びる形状の部位を有し前記第1部材に配置される第1長尺子と、前記第1長尺子における前記部位に沿って前記第1長尺子に対して相対的に移動可能な第1短尺子と、を有する第1直動電動機と、前記第2部材に沿って延びる部位を有する第2長尺子と、前記第2長尺子における前記部位に沿って前記第2長尺子に対して相対的に移動可能な第2短尺子と、を有する第2直動電動機と、前記第1短尺子に回動可能に結合する一端部と前記第2短尺子に回動可能に結合する他端部とを有するリンク部材と、を備え、前記第1直動電動機及び前記第2直動電動機への電力供給によって、前記第1短尺子が前記第1長尺子に対して相対移動するとともに前記第2短尺子が前記第2長尺子に対して相対移動することにより、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせ、前記第1短尺子を前記第1部材に固定された状態と固定されていない状態とを切り換え可能な第1短尺子ブレーキと、前記第2短尺子を前記第2部材に固定された状態と固定されていない状態とを切り換え可能な第2短尺子ブレーキと、をさらに備え、前記第1長尺子は、前記第1長尺子の延設方向に変位可能に支持され、前記第2長尺子は、前記第2長尺子の延設方向に変位可能に支持されている The present invention relates to a linear motor comprising: a first member, a second member, a joint portion rotatably connecting the first member and the second member to each other, a first long element having a portion extending in one direction and disposed on the first member, and a first short element movable along the portion of the first long element relative to the first long element, a second linear motor having a second long element having a portion extending along the second member, and a second short element movable along the portion of the second long element relative to the second long element, and a link member having one end rotatably connected to the first short element and the other end rotatably connected to the second short element, The linear motor further includes a first short element brake capable of switching between a state in which the first short element is fixed to the first member and a state in which the second short element is not fixed to the second member by supplying power to the first linear motor and the second linear motor, thereby causing a relative rotational movement between the first member and the second member, and a second short element brake capable of switching between a state in which the second short element is fixed to the second member and a state in which it is not fixed to the second member , wherein the first long element is supported so as to be displaceable in the extension direction of the first long element, and the second long element is supported so as to be displaceable in the extension direction of the second long element.

本発明では、第1直動電動機及び第2直動電動機に電力供給することによって、第1短尺子及び第2短尺子をスライドさせると、リンク部材によって第1部材及び第2部材間の開き角度を変える力が作用し、これにより、第1部材及び第2部材間の相対的な回動動作を生じさせる。このため、関節部近傍で回転トルクを生じさせる構成に比べて、より小さなトルクで第1部材及び第2部材間の相対的な回動動作を生じさせることができる。しかも、直動電動機が第1部材に配置されるとともに第2直動電動機が第2部材に配置されていて、2つの直動電動機が関節部内に収容される構成ではないため、関節部の大型化も回避できる。
また、第1長尺子が長手方向にスライドすると、それに応じて第1短尺子の移動範囲を広げることができ、第2長尺子が長手方向にスライドすると、それに応じて第2短尺子の移動範囲を広げることができる。したがって、第1部材及び第2部材間の相対的な回動範囲を広げることができる。
In the present invention, when the first and second short members are slid by supplying power to the first and second linear motors, a force that changes the opening angle between the first and second members is applied by the link member, thereby causing a relative rotational movement between the first and second members. Therefore, the relative rotational movement between the first and second members can be caused with a smaller torque than in a configuration in which a rotational torque is generated near the joint. Moreover, since the linear motor is disposed on the first member and the second linear motor is disposed on the second member, and the two linear motors are not housed in the joint, the joint can be prevented from becoming large.
In addition , when the first long element slides in the longitudinal direction, the range of movement of the first short element can be increased accordingly, and when the second long element slides in the longitudinal direction, the range of movement of the second short element can be increased accordingly, thereby increasing the relative rotation range between the first member and the second member.

前記第1長尺子及び前記第2長尺子は、長手方向に並ぶ複数の歯部を有しもよい。この場合、前記第1長尺子の前記複数の歯部及び前記第2長尺子の前記複数の歯部に噛み合うピニオンが設けられていてもよい。 The first and second elongated elements may have a plurality of teeth arranged in the longitudinal direction. In this case, a pinion may be provided that meshes with the plurality of teeth of the first and second elongated elements.

この態様では、第1部材に対する第1長尺子のスライド量と第2部材に対する第2長尺子のスライド量との関係をピニオンによって規定することができる。 In this embodiment, the relationship between the amount of sliding of the first elongated element relative to the first member and the amount of sliding of the second elongated element relative to the second member can be determined by the pinion.

以上説明したように、本発明によれば、より小さなトルクで第1部材及び第2部材間の相対的な回動を生じさせることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to generate relative rotation between the first and second members with a smaller torque.

第1実施形態に係るロボットを示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a robot according to a first embodiment. 前記ロボットに設けられた直動電動機の構成を説明するための図である。3A to 3C are diagrams for explaining the configuration of a linear motor provided in the robot. 前記ロボットに設けられた直動電動機の変形例の構成を説明するための図である。13A and 13B are diagrams for explaining the configuration of a modified example of a linear motor provided in the robot. (a)~(c)前記ロボットの動きを説明するための図である。5A to 5C are diagrams for explaining the movement of the robot. 第1実施形態の変形例に係るロボットを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a robot according to a modified example of the first embodiment. (a)~(c)第2実施形態に係るロボットの動きを説明する図である。13A to 13C are diagrams illustrating the movement of a robot according to a second embodiment. (a)~(b)第3実施形態に係るロボットの動きを説明する図である。13A to 13B are diagrams illustrating the movement of a robot according to a third embodiment. (a)~(b)第4実施形態に係るロボットの動きを説明する図である。13A to 13B are diagrams illustrating the movement of a robot according to a fourth embodiment. 第4実施形態に係るロボットの動きを説明する図である。13A to 13C are diagrams illustrating the movement of the robot according to the fourth embodiment. (a)~(c)第5実施形態に係るロボットの動きを説明する図である。13A to 13C are diagrams illustrating the movement of a robot according to a fifth embodiment.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 The following describes in detail the embodiment of the present invention with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1に示すように、第1実施形態に係るロボット10は、第1部材11と、第2部材12と、第1部材11及び第2部材12を互いに回動可能に結合する関節部13と、を備えている。第1部材11及び第2部材12は何れもアーム状の部材によって形成されているが、これに限られるものではない。ロボット10は、例えば、人型ロボットの一部分として構成されてもよく、あるいは多関節6軸ロボットの一部分として構成されてもよい。ロボット10が人型ロボットの一部分である場合には、例えば第1部材11が上腕を構成するとともに第2部材12が前腕を構成してもよい。また、第1部材11が前腕を構成するとともに第2部材12が上腕を構成してもよい。また、第1部材11が胴体を構成するとともに第2部材12が上腕を構成してもよい。また、第1部材11が上腕を構成するとともに第2部材12が胴体を構成してもよい。図1は、第1部材11が上腕を構成し、第2部材12が前腕を構成した場合を図示しており、第2部材12の先端にはエンドエフェクタ14が設けられている。
First Embodiment
As shown in FIG. 1, the robot 10 according to the first embodiment includes a first member 11, a second member 12, and a joint 13 that connects the first member 11 and the second member 12 to each other so as to be rotatable. Both the first member 11 and the second member 12 are formed of arm-shaped members, but the present invention is not limited to this. The robot 10 may be configured, for example, as a part of a humanoid robot, or as a part of a multi-joint six-axis robot. When the robot 10 is a part of a humanoid robot, for example, the first member 11 may constitute an upper arm and the second member 12 may constitute a forearm. Alternatively, the first member 11 may constitute a forearm and the second member 12 may constitute an upper arm. Alternatively, the first member 11 may constitute a trunk and the second member 12 may constitute an upper arm. Alternatively, the first member 11 may constitute a trunk and the second member 12 may constitute a trunk. FIG. 1 illustrates a case in which a first member 11 constitutes an upper arm, and a second member 12 constitutes a forearm, with an end effector 14 being provided at the tip of the second member 12.

関節部13は、第1部材11に結合される第1部位(図示省略)と、第2部材12に結合される第2部位(第2部位)とを有し、第1部位と第2部位とは互いに回転可能に結合されている。 The joint portion 13 has a first portion (not shown) that is connected to the first member 11 and a second portion (second portion) that is connected to the second member 12, and the first portion and the second portion are connected to each other so as to be rotatable.

第1部材11には、直動電動機21が配置されている。直動電動機21は、第1部材11に固定された長尺子21aと、直動電動機21への電力供給に伴う電磁気力の作用によって長尺子21aに対して移動する短尺子21bと、を有する。長尺子21aは、一方向に直線状に延びる形状であり、この延びる方向は、関節部13の回転軸心13aからずれた位置を通過している。ただしこれに限られるものではなく、長尺子21aは、関節部13の回転軸心13aを通過するように、回転軸心13aの半径方向に延びるように配置されていてもよい。 A linear motor 21 is disposed on the first member 11. The linear motor 21 has a long element 21a fixed to the first member 11, and a short element 21b that moves relative to the long element 21a due to the action of electromagnetic force caused by power supply to the linear motor 21. The long element 21a has a shape that extends linearly in one direction, and this extending direction passes through a position offset from the rotation axis 13a of the joint 13. However, this is not limited to this, and the long element 21a may be disposed to extend in the radial direction of the rotation axis 13a so as to pass through the rotation axis 13a of the joint 13.

図2に示すように、長尺子21aが複数の電機子23によって構成され、短尺子21bは複数の磁極子24によって構成されてもよい。あるいは、図3に示すように、長尺子21aが複数の磁極子24によって構成され、短尺子21bは複数の電機子23によって構成されてもよい。 As shown in FIG. 2, the long element 21a may be composed of multiple armatures 23, and the short element 21b may be composed of multiple magnetic pole pieces 24. Alternatively, as shown in FIG. 3, the long element 21a may be composed of multiple magnetic pole pieces 24, and the short element 21b may be composed of multiple armatures 23.

図2に示す構成では、図略のコイルを有する多数の電機子23が一方向に並ぶように配置されることにより、長尺子21aは第1部材11の延びる方向に沿って延びる形状に形成される。短尺子21bは、N極とS極が互い違いになるように配置された複数の磁極子24を有する構成となっている。電機子23への給電により、磁極子24及び短尺子21bを通る磁力線が生じ、これにより短尺子21bが長尺子21aにそってスライドする。図2に示す構成の直動電動機21は、例えばブラシレスモータや誘導モータ等によって構成される。 In the configuration shown in FIG. 2, a large number of armatures 23 having coils (not shown) are arranged in one direction, so that the long element 21a is formed into a shape that extends along the extension direction of the first member 11. The short element 21b is configured to have a plurality of magnetic pole pieces 24 arranged so that the north poles and south poles are staggered. When power is supplied to the armature 23, magnetic lines of force are generated that pass through the magnetic pole pieces 24 and the short element 21b, causing the short element 21b to slide along the long element 21a. The linear motor 21 configured as shown in FIG. 2 is configured, for example, by a brushless motor or an induction motor.

一方、図3に示す構成では、長尺子21aは、N極とS極が互い違いになった状態で、一方向に多数の磁極子24が並んだ構成となる。短尺子21bは、コイルを有する複数の電機子23を有する構成となる。電機子23への給電により、磁極子24及び短尺子21bを通る磁力線Mが生じ、これにより短尺子21bが長尺子21aにそってスライドする。図に示す構成の直動電動機21は、例えば、図略のブラシを通して給電する直流モータ等によって構成される。 On the other hand, in the configuration shown in Fig. 3, the long element 21a has many magnetic pole pieces 24 arranged in one direction with N poles and S poles alternated. The short element 21b has a plurality of armatures 23 each having a coil. When power is supplied to the armatures 23, magnetic field lines M passing through the magnetic pole pieces 24 and the short element 21b are generated, causing the short element 21b to slide along the long element 21a. The linear motor 21 shown in Fig. 3 is, for example, a DC motor that receives power through brushes (not shown).

図1に戻る。図1に示すように、第2部材12には、固定部材27が固定されており、ロボット10には、この固定部材27と短尺子21bとを連結するリンク部材29が設けられている。 Returning to FIG. 1, as shown in FIG. 1, a fixed member 27 is fixed to the second member 12, and the robot 10 is provided with a link member 29 that connects the fixed member 27 to the short member 21b.

固定部材27は、関節部13の回転軸心13aから、回転軸心13aの半径方向に沿って延びる長尺部27aと、長尺部27aの外端から回動方向に突出した突出部27bと、を一体的に有する部材によって構成されている。なお、長尺部27aは、回転軸心13aの半径方向に直線状に延びる形状に限られるものではなく、半径方向からそれるように曲がった形状に形成されていてもよい。この場合、突出部27bは省略されてもよい。また、長尺部27aが直線状に形成される場合においても、突出部27bが省略されてもよい。 The fixing member 27 is composed of a member having an integral long portion 27a extending from the rotation axis 13a of the joint portion 13 along the radial direction of the rotation axis 13a, and a protruding portion 27b protruding from the outer end of the long portion 27a in the rotation direction. Note that the shape of the long portion 27a is not limited to a shape extending linearly in the radial direction of the rotation axis 13a, but may be formed in a curved shape that deviates from the radial direction. In this case, the protruding portion 27b may be omitted. Furthermore, even when the long portion 27a is formed linearly, the protruding portion 27b may be omitted.

リンク部材29は、直線状に延びる棒状の部材によって構成されており、リンク部材29の一端部(第2部材12側の端部である第2端部29b)は、固定部材27の突出部27bに回動可能に結合されている。すなわち、リンク部材29は間接的に第2部材12に結合されている。リンク部材29の他端部(第1部材11側の端部である第1端部29a)は、短尺子21bに回動可能に結合されている。なお、突出部27bが省略される場合には、リンク部材29の一端部は、固定部材27の長尺部27aに回動可能に結合される。 The link member 29 is composed of a rod-shaped member extending linearly, and one end of the link member 29 (the second end 29b, which is the end on the second member 12 side) is rotatably connected to the protruding portion 27b of the fixed member 27. In other words, the link member 29 is indirectly connected to the second member 12. The other end of the link member 29 (the first end 29a, which is the end on the first member 11 side) is rotatably connected to the short member 21b. Note that when the protruding portion 27b is omitted, one end of the link member 29 is rotatably connected to the long portion 27a of the fixed member 27.

ここで、ロボット10の動きについて、図4(a)~(c)を参照しつつ、説明する。図4(a)では、12時の位置にある第1部材11では、長尺子21aの延長線が回転軸心13aに対して図の左側にずれており、第2部材12は、外端が長尺子21aの延長線に対して図の左側に位置する姿勢となっている(7時の位置)。このとき、短尺子21bは長尺子21aの内端部近傍に位置している。この状態で、長尺子21aに沿って短尺子21bを径方向の内側に移動させるように直動電動機21に電力供給が行われると、第1部材11と第2部材12のなす角度が180度に近くなる方向に、リンク部材29を介して第2部材12に関節部13回りのモーメントが生ずる。これにより、第2部材12は、図4(a)の状態から反時計回りの方向に回動する。 Now, the movement of the robot 10 will be described with reference to Figures 4(a) to (c). In Figure 4(a), the first member 11 is at the 12 o'clock position, and the extension line of the long element 21a is shifted to the left of the figure relative to the rotation axis 13a, and the second member 12 is in a position where the outer end is located to the left of the extension line of the long element 21a (7 o'clock position). At this time, the short element 21b is located near the inner end of the long element 21a. In this state, when power is supplied to the linear motor 21 so as to move the short element 21b radially inward along the long element 21a, a moment is generated around the joint 13 in the second member 12 via the link member 29 in a direction in which the angle between the first member 11 and the second member 12 approaches 180 degrees. As a result, the second member 12 rotates in the counterclockwise direction from the state shown in Figure 4(a).

短尺子21bが長尺子21aの内端に来たとき、第2部材12は第1部材11に対し約180度の方向となるが、このとき、短尺子21bが径方向の外側に移動するように、直動電動機21の電力供給が制御される。これにより、短尺子21bは長尺子21aに沿って径方向の外側にスライドし始める。このときも第2部材12は反時計回りの方向に回動し続ける。短尺子21bがさらにスライドすると、第2部材12は図4(b)に示す姿勢(4時の位置)及び図4(c)に示す姿勢(2時の位置)を取り得る。このとき、リンク部材29の第2端部29bは、回転軸心13aを中心とする円周状の軌跡t1(図1参照)を描き、リンク部材29の第1端部29aは、長尺子21aに沿う直線状の軌跡t2(図1参照)を描く。つまり、長尺子21a、短尺子21b、固定部材27及びリンク部材29は、往復直線運動と円運動との間で運動を変換するクランク機構を構成している。 When the short element 21b reaches the inner end of the long element 21a, the second member 12 is at about 180 degrees with respect to the first member 11. At this time, the power supply to the linear motor 21 is controlled so that the short element 21b moves radially outward. As a result, the short element 21b starts to slide radially outward along the long element 21a. At this time, the second member 12 continues to rotate in a counterclockwise direction. When the short element 21b slides further, the second member 12 can take the position shown in FIG. 4(b) (4 o'clock position) and the position shown in FIG. 4(c) (2 o'clock position). At this time, the second end 29b of the link member 29 draws a circumferential trajectory t1 (see FIG. 1) centered on the rotation axis 13a, and the first end 29a of the link member 29 draws a linear trajectory t2 (see FIG. 1) along the long element 21a. In other words, the long member 21a, the short member 21b, the fixed member 27, and the link member 29 form a crank mechanism that converts motion between reciprocating linear motion and circular motion.

以上説明したように、本実施形態では、第1部材11に配置された長尺子21aを有する直動電動機21に電力供給することによって、リンク部材29を介して第2部材12に関節部13回りのモーメントを生じさせて第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を生じさせる。このため、関節部13近傍で回転トルクを生じさせる構成に比べて、より小さなトルクで第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を生じさせることができる。しかも、直動電動機21が第1部材11に配置されていて、関節部13内に収容される構成ではないため、関節部13の大型化も回避できる。 As described above, in this embodiment, by supplying power to the linear motor 21 having the long member 21a arranged on the first member 11, a moment is generated in the second member 12 around the joint portion 13 via the link member 29, causing a relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12. Therefore, compared to a configuration in which a rotational torque is generated near the joint portion 13, it is possible to cause a relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12 with a smaller torque. Moreover, because the linear motor 21 is arranged on the first member 11 and is not housed within the joint portion 13, an increase in size of the joint portion 13 can be avoided.

なお、図1に示すロボット10は、第2部材12に固定部材27が固定され、リンク部材29の第2端部29bが固定部材27に結合されているが、この構成に限られない。例えば、固定部材27が省略され、リンク部材29の第2端部29bは、第2部材12に直接的に結合されてもよい。 In the robot 10 shown in FIG. 1, the fixed member 27 is fixed to the second member 12, and the second end 29b of the link member 29 is connected to the fixed member 27, but this configuration is not limited to this. For example, the fixed member 27 may be omitted, and the second end 29b of the link member 29 may be directly connected to the second member 12.

また、図5に示すように、固定部材27は、突出部27bから関節部13に近づく方向に延びる内向き延出部27cを備え、リンク部材29は、この内向き延出部27cの先端に回転可能に結合していてもよい。この場合、リンク部材29の第2端部29bが描く円周状の軌跡t1の半径を小さくできる。したがって、短尺子21bのスライド量に対する回動角度の比をより大きくできる。 Also, as shown in FIG. 5, the fixing member 27 may have an inward extending portion 27c extending from the protruding portion 27b in a direction approaching the joint portion 13, and the link member 29 may be rotatably connected to the tip of this inward extending portion 27c. In this case, the radius of the circular path t1 described by the second end portion 29b of the link member 29 can be reduced. Therefore, the ratio of the rotation angle to the sliding amount of the short shaft 21b can be increased.

なお、固定部材27が内向き延出部27cを有する構成に代え、突出部27bが長尺部27aの内端部又は内端部近傍から回動方向に突出した構成としてもよい。 In addition, instead of the fixing member 27 having the inward extending portion 27c, the protruding portion 27b may be configured to protrude in the rotation direction from the inner end or the vicinity of the inner end of the long portion 27a.

(第2実施形態)
図6(a)~(c)は本発明の第2実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
6A to 6C show a second embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted.

第1実施形態のロボット10では、固定部材27が、第2部材12に固定された部材によって構成されているのに対し、第2実施形態では、固定部材27が、第2部材12に設けられた第2直動電動機31の第2長尺子31aに固定された第2長尺子部材33として構成されている。 In the robot 10 of the first embodiment, the fixed member 27 is configured by a member fixed to the second member 12, whereas in the second embodiment, the fixed member 27 is configured as a second long member member 33 fixed to the second long member 31a of the second linear motor 31 provided on the second member 12.

第2直動電動機31は、第2部材12に固定された第2長尺子31aと、第2直動電動機31への電力供給に伴う電磁気力の作用によって第2長尺子31aに沿って移動する第2短尺子31bと、を有する。第2直動電動機31は、図1に示す直動電動機21と同様の構成であり、複数の電機子と複数の磁極子とを有する。 The second linear motor 31 has a second long element 31a fixed to the second member 12, and a second short element 31b that moves along the second long element 31a due to the action of electromagnetic force caused by the supply of power to the second linear motor 31. The second linear motor 31 has a configuration similar to that of the linear motor 21 shown in FIG. 1, and has multiple armatures and multiple magnetic poles.

直動電動機21の長尺子21aは、関節部13の回転軸心13aを通過するように、回転軸心13aの半径方向に延びるように配置されており、長尺子21aの一端には、第1長尺子部材35が固定されている。なお、長尺子21aは、その延長線が回転軸心13aからずれた位置を通るように配置されてもよく、この場合には第1長尺子部材35を省略してもよい。 The long element 21a of the linear motor 21 is arranged to extend in the radial direction of the rotation axis 13a so as to pass through the rotation axis 13a of the joint 13, and a first long element member 35 is fixed to one end of the long element 21a. The long element 21a may be arranged so that its extension line passes through a position offset from the rotation axis 13a, in which case the first long element member 35 may be omitted.

第2長尺子31aも長尺子21aと同様の構成である。すなわち、第2長尺子31aは、回転軸心13aの半径方向に延びるように配置されており、第2長尺子31aの一端には、第2長尺子部材33が固定されている。なお、第2長尺子31aは、その延長線が回転軸心13aからずれた位置を通るように配置されてもよく、この場合には第2長尺子部材33を省略してもよい。 The second long element 31a has the same configuration as the long element 21a. That is, the second long element 31a is arranged to extend in the radial direction of the rotation axis 13a, and a second long element member 33 is fixed to one end of the second long element 31a. The second long element 31a may be arranged so that its extension line passes through a position offset from the rotation axis 13a, in which case the second long element member 33 may be omitted.

リンク部材29の第1端部29a(第1部材11側の端部)は、直動電動機21の短尺子21bに回動可能に結合され、リンク部材29の第2端部29b(第2部材12側の端部)は、第2長尺子部材33に回動可能に結合されている。リンク部材29の第1端部29aと短尺子21bとの結合位置は、短尺子21bのスライド時における変位軌跡t3の延長線が回転軸心13aからずれた位置を通るように配置されているが、変位軌跡t3の延長線が回転軸心13aを通るように配置されていてもよい。なお、リンク部材29の第2端部29bは、第2部材12に結合されてもよく、あるいは、第2直動電動機31の第2長尺子31aに結合されてもよい。第2端部29bは、第2長尺子31aの延長線からずれた位置に配置されているが、第2長尺子31aの延長線上に配置されていてもよい。 The first end 29a (end on the first member 11 side) of the link member 29 is rotatably connected to the short element 21b of the linear motor 21, and the second end 29b (end on the second member 12 side) of the link member 29 is rotatably connected to the second long element 33. The connection position between the first end 29a of the link member 29 and the short element 21b is arranged so that the extension line of the displacement trajectory t3 when the short element 21b slides passes through a position shifted from the rotation axis 13a, but may be arranged so that the extension line of the displacement trajectory t3 passes through the rotation axis 13a. The second end 29b of the link member 29 may be connected to the second member 12, or may be connected to the second long element 31a of the second linear motor 31. The second end 29b is arranged at a position shifted from the extension line of the second long element 31a, but may be arranged on the extension line of the second long element 31a.

第2実施形態のロボット10には、リンク部材29に加えて第2リンク部材37が設けられている。第2リンク部材37の一端部(第2部材12側の端部である第2端部37b)は、第2短尺子31bに回動可能に結合している。なお、第2リンク部材37の第2端部37bと第2短尺子31bとの結合位置は、第2短尺子31bのスライド時における変位軌跡t4の延長線が回転軸心13aからずれた位置を通るように配置されているが、変位軌跡t4の延長線が回転軸心13aを通るように配置されていてもよい。 The robot 10 of the second embodiment is provided with a second link member 37 in addition to the link member 29. One end of the second link member 37 (the second end 37b, which is the end on the second member 12 side) is rotatably connected to the second short member 31b. The connection position between the second end 37b of the second link member 37 and the second short member 31b is arranged so that an extension line of the displacement trajectory t4 when the second short member 31b slides passes through a position shifted from the rotation axis 13a, but may be arranged so that an extension line of the displacement trajectory t4 passes through the rotation axis 13a.

第2リンク部材37の他端部(第1部材11側の端部である第1端部37a)は、第1長尺子部材35に回動可能に結合している。なお、第2リンク部材37の第1端部37aは、第1部材11に結合されてもよく、あるいは、直動電動機21の長尺子21aに結合されてもよい。第1端部37aは、長尺子21aの延長線からずれた位置に配置されているが、長尺子21aの延長線上に配置されていてもよい。 The other end of the second link member 37 (first end 37a, which is the end on the first member 11 side) is rotatably connected to the first long member member 35. The first end 37a of the second link member 37 may be connected to the first member 11, or may be connected to the long member 21a of the linear motor 21. The first end 37a is positioned at a position offset from the extension line of the long member 21a, but may also be positioned on the extension line of the long member 21a.

直動電動機21と第2直動電動機31とは、連動している。すなわち、直動電動機21及び第2直動電動機31は、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を行うときに、同時に駆動される。ただし、短尺子21bがスライド方向を反転させるタイミングと、第2短尺子31bがスライド方向を反転させるタイミングとは、互いにずれている。つまり、リンク部材29と第2長尺子部材33とが一直線となるタイミング(第2短尺子31bが死点を通過するタイミング)と、第2リンク部材37と第1長尺子部材35とが一直線となるタイミング(短尺子21bが死点を通過するタイミング)とは、互いにずれている。このため、リンク部材29及び第2リンク部材37の一方が死点となるときでも、関節部13回りのモーメントを継続して生じさせることができる。 The linear motor 21 and the second linear motor 31 are interlocked. That is, the linear motor 21 and the second linear motor 31 are driven simultaneously when the first member 11 and the second member 12 rotate relative to each other. However, the timing when the short member 21b reverses its sliding direction and the timing when the second short member 31b reverses its sliding direction are shifted from each other. That is, the timing when the link member 29 and the second long member 33 become aligned (the timing when the second short member 31b passes the dead point) and the timing when the second link member 37 and the first long member 35 become aligned (the timing when the short member 21b passes the dead point) are shifted from each other. Therefore, even when one of the link member 29 and the second link member 37 becomes the dead point, the moment around the joint 13 can be continuously generated.

図6(a)は、第1部材11と第2部材12とがほぼ一直線(約180度)となる状態を示しており、この状態から、第1部材11に対して第2部材12を折り曲げるときには、短尺子21b及び第2短尺子31bを関節部13から遠ざかる方向にスライドさせる。これにより、長尺子21a及び第2長尺子31aのなす角度が小さくなる方向に、第1部材11及び第2部材12に関節部13回りのモーメントが生じ、これにより、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を生じる。そして、図6(b)に示す姿勢となり、この姿勢からさらに回動すると、まず、第2リンク部材37と第1長尺子部材35とが直線状となるため、第2短尺子31bは死点の位置となる。このときも、リンク部材29と第2長尺子部材33とはまだ直線状になっていないため、引き続き、第1部材11及び第2部材12に関節部13回りのモーメントが生じる。したがって、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作が継続される。なお、第2直動電動機31は、第2リンク部材37及び第1長尺子部材35が一直線上になるタイミングで、第2短尺子31bのスライド方向を反転させるように電力制御されている。 6(a) shows the state where the first member 11 and the second member 12 are almost in a straight line (about 180 degrees), and when bending the second member 12 from this state relative to the first member 11, the short member 21b and the second short member 31b are slid in a direction away from the joint portion 13. As a result, a moment is generated in the first member 11 and the second member 12 about the joint portion 13 in a direction in which the angle formed by the long member 21a and the second long member 31a becomes smaller, and this causes a relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12. Then, the position shown in FIG. 6(b) is reached, and when further rotation is made from this position, the second link member 37 and the first long member 35 first become in a straight line, so that the second short member 31b is at a dead point. At this time, the link member 29 and the second long member 33 are not yet in a straight line, so a moment continues to be generated around the joint 13 in the first member 11 and the second member 12. Therefore, the relative rotation between the first member 11 and the second member 12 continues. The second linear motor 31 is power-controlled so that the sliding direction of the second short member 31b is reversed at the timing when the second link member 37 and the first long member 35 are in a straight line.

その後、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作が継続されると、次に、リンク部材29と第2長尺子部材33とが直線状となるため、短尺子21bは死点の位置となる。このとき、第2リンク部材37と第1長尺子部材35とは直線状になっていないため、引き続き、第1部材11及び第2部材12に関節部13回りのモーメントが生じる。したがって、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作が継続される。なお、直動電動機21は、リンク部材29及び第2長尺子部材33が一直線上になるタイミングで、短尺子21bのスライド方向を反転させるように電力制御されている。そして、短尺子21b及び第2短尺子31bがそれぞれ関節部35に近づく方向にスライドすると、図6(c)に示す姿勢となる。 After that, when the relative rotation between the first member 11 and the second member 12 continues, the link member 29 and the second long member 33 become linear, so that the short member 21b is at the dead center position. At this time, the second link member 37 and the first long member 35 are not linear, so a moment around the joint 13 continues to be generated in the first member 11 and the second member 12. Therefore, the relative rotation between the first member 11 and the second member 12 continues. The linear motor 21 is power-controlled so that the sliding direction of the short member 21b is reversed at the timing when the link member 29 and the second long member 33 become linear. Then, when the short member 21b and the second short member 31b each slide in a direction approaching the joint 35, they assume the posture shown in FIG. 6(c).

第2実施形態では、直動電動機21及び第2直動電動機31を用いて第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を生じさせるため、各直動電動機21、31のトルクをより抑えることができ、直動電動機21をより小型化できる。 In the second embodiment, the linear motor 21 and the second linear motor 31 are used to generate relative rotational motion between the first member 11 and the second member 12, so the torque of each linear motor 21, 31 can be further reduced, and the linear motor 21 can be made smaller.

また、短尺子21bが死点を通過するタイミングと第2短尺子31bが死点を通過するタイミングとが互いにずれている。すなわち、短尺子21bが死点を通過するタイミングでは第2短尺子31bは死点の位置にない。また、第2短尺子31bが死点を通過するタイミングでは短尺子21bは死点の位置にない。このため、短尺子21bが死点の位置にある場合でも、リンク部材29を介した第1部材11及び第2部材12間の回動動作を継続でき、また、第2短尺子31bが死点の位置にある場合でも、第2リンク部材37を介した第1部材11及び第2部材12間の回動動作を継続できる。したがって、第1部材11及び第2部材12間の回動動作を一連の連続した動きにできる。 In addition, the timing when the short member 21b passes the dead point and the timing when the second short member 31b passes the dead point are shifted from each other. That is, when the short member 21b passes the dead point, the second short member 31b is not at the dead point. Also, when the second short member 31b passes the dead point, the short member 21b is not at the dead point. Therefore, even when the short member 21b is at the dead point, the rotational movement between the first member 11 and the second member 12 via the link member 29 can be continued, and even when the second short member 31b is at the dead point, the rotational movement between the first member 11 and the second member 12 via the second link member 37 can be continued. Therefore, the rotational movement between the first member 11 and the second member 12 can be made into a continuous series of movements.

(第3実施形態)
図7(a)(b)は本発明の第3実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Third Embodiment
7A and 7B show a third embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

第3実施形態のロボット40は、第1直動電動機21と第2直動電動機31とリンク部材42とを備えている。第1直動電動機21は、第1部材11に固定された第1長尺子21aと、第1直動電動機21への電力供給に伴う電磁気力の作用によって第1長尺子21aに対して第1長尺子21aに沿って移動する第1短尺子21bと、を有する。第1直動電動機21は、図1に示す直動電動機21と同様の構成であり、複数の電機子23と複数の磁極子24とを有する。第1長尺子21aは、一方向に直線状に延びる形状であり、第1長尺子21aの延びる方向は、関節部13の回転軸心13aを通ってもよく、あるいは、回転軸心13aからずれていてもよい。 The robot 40 of the third embodiment includes a first linear motor 21, a second linear motor 31, and a link member 42. The first linear motor 21 includes a first long element 21a fixed to the first member 11, and a first short element 21b that moves along the first long element 21a with respect to the first long element 21a due to the action of electromagnetic force accompanying the supply of power to the first linear motor 21. The first linear motor 21 has a configuration similar to that of the linear motor 21 shown in FIG. 1, and includes a plurality of armatures 23 and a plurality of magnetic pole elements 24. The first long element 21a has a shape that extends linearly in one direction, and the direction in which the first long element 21a extends may pass through the rotation axis 13a of the joint portion 13, or may be offset from the rotation axis 13a.

第2直動電動機31は、第2部材12に固定された第2長尺子31aと、第2直動電動機31への電力供給に伴う電磁気力の作用によって第2長尺子31aに対して第2長尺子31aに沿って移動する第2短尺子31bと、を有する。第2直動電動機31は、図1に示す直動電動機21と同様の構成であり、複数の電機子と複数の磁極子とを有する。第2長尺子31aは、一方向に直線状に延びる形状であり、第2長尺子31aの延びる方向は、関節部13の回転軸心13aを通ってもよく、あるいは、回転軸心13aからずれていてもよい。 The second linear motor 31 has a second long element 31a fixed to the second member 12, and a second short element 31b that moves along the second long element 31a with respect to the second long element 31a due to the action of electromagnetic force accompanying the supply of power to the second linear motor 31. The second linear motor 31 has a configuration similar to that of the linear motor 21 shown in FIG. 1, and has multiple armatures and multiple magnetic poles. The second long element 31a has a shape that extends linearly in one direction, and the direction in which the second long element 31a extends may pass through the rotation axis 13a of the joint portion 13, or may be offset from the rotation axis 13a.

リンク部材42は、第1短尺子21bと第2短尺子31bとを連結している。すなわち、リンク部材42の第1端部42a(第1部材11側の端部)は、第1短尺子21bに回動可能に結合され、リンク部材42の第2端部42b(第2部材12側の端部)は、第2短尺子31bに回動可能に結合されている。 The link member 42 connects the first short member 21b and the second short member 31b. That is, the first end 42a (the end on the first member 11 side) of the link member 42 is rotatably connected to the first short member 21b, and the second end 42b (the end on the second member 12 side) of the link member 42 is rotatably connected to the second short member 31b.

第1直動電動機21と第2直動電動機31とは、連動している。すなわち、第1直動電動機21及び第2直動電動機31は、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を行うときに、同時に駆動される。第1短尺子21b及び第2短尺子31bを関節部13から遠ざかる方向にスライドさせると、第1長尺子21a及び第2長尺子31aのなす角度が小さくなる方向に、第1部材11及び第2部材12に関節部13回りのモーメントが生じる。これにより、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を生じ、図7(a)に示す姿勢から図7(b)に示す姿勢に変わる。 The first linear motor 21 and the second linear motor 31 are linked. That is, the first linear motor 21 and the second linear motor 31 are driven simultaneously when the first member 11 and the second member 12 rotate relatively. When the first short member 21b and the second short member 31b are slid in a direction away from the joint portion 13, a moment is generated in the first member 11 and the second member 12 about the joint portion 13 in a direction in which the angle formed by the first long member 21a and the second long member 31a becomes smaller. This causes a relative rotation between the first member 11 and the second member 12, and the position shown in FIG. 7(a) changes to the position shown in FIG. 7(b).

一方、第1短尺子21b及び第2短尺子31bをそれぞれ関節部13に近づく方向にスライドさせると、第1長尺子21a及び第2長尺子31aのなす角度が大きくなる方向に、第1部材11及び第2部材12に関節部13回りのモーメントが生じる。これにより、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を生じ、図7(b)に示す姿勢から図7(a)に示す姿勢に変わる。 On the other hand, when the first short element 21b and the second short element 31b are slid toward the joint 13, a moment is generated in the first member 11 and the second member 12 about the joint 13 in a direction in which the angle between the first long element 21a and the second long element 31a increases. This causes a relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12, changing the position shown in FIG. 7(b) to the position shown in FIG. 7(a).

第3実施形態では、第1直動電動機21及び第2直動電動機31に電力供給することによって、第1短尺子21b及び第2短尺子31bをスライドさせると、リンク部材42によって第1部材11及び第2部材12間の開き角度を変える力が作用し、これにより、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を生じさせる。このため、関節部13近傍で回転トルクを生じさせる構成に比べて、より小さなトルクで第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を生じさせることができる。しかも、直動電動機21が第1部材11に配置されるとともに第2直動電動機31が第2部材12に配置されていて、2つの直動電動機21が関節部13内に収容される構成ではないため、関節部13の大型化も回避できる。 In the third embodiment, when the first short member 21b and the second short member 31b are slid by supplying power to the first linear motor 21 and the second linear motor 31, a force that changes the opening angle between the first member 11 and the second member 12 is applied by the link member 42, thereby causing a relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12. Therefore, compared to a configuration in which a rotational torque is generated near the joint portion 13, it is possible to cause a relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12 with a smaller torque. Moreover, since the linear motor 21 is disposed on the first member 11 and the second linear motor 31 is disposed on the second member 12, and the two linear motors 21 are not housed within the joint portion 13, the joint portion 13 can be prevented from becoming large.

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第1及び第2実施形態の説明を第3実施形態に援用することができる。 Note that the explanation of other configurations, actions, and effects will be omitted, but the explanations of the first and second embodiments can be applied to the third embodiment.

(第4実施形態)
図8(a)は本発明の第4実施形態を示す。尚、ここでは第3実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Fourth Embodiment
8A shows a fourth embodiment of the present invention, in which the same components as those in the third embodiment are given the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

第3実施形態のロボット40では、第1長尺子21aが第1部材11に対して変位しないように第1部材11に固定されるとともに、第2長尺子31aが第2部材12に対して変位しないように第2部材12に固定されている。これに対し、第4実施形態のロボット40では、第1長尺子21aが第1部材11に対してスライド可能に配置されるとともに、第2長尺子31aが第2部材12に対してスライド可能に配置されている。つまり、第1長尺子21aは、第1長尺子21aの延設方向に変位可能に第1部材11に支持され、第2長尺子31aは、第2長尺子31aの延設方向に変位可能に第2部材12に支持されている。 In the robot 40 of the third embodiment, the first long element 21a is fixed to the first member 11 so as not to be displaced relative to the first member 11, and the second long element 31a is fixed to the second member 12 so as not to be displaced relative to the second member 12. In contrast, in the robot 40 of the fourth embodiment, the first long element 21a is arranged slidably relative to the first member 11, and the second long element 31a is arranged slidably relative to the second member 12. In other words, the first long element 21a is supported by the first member 11 so as to be displaceable in the extension direction of the first long element 21a, and the second long element 31a is supported by the second member 12 so as to be displaceable in the extension direction of the second long element 31a.

第1部材11には、第1長尺子21aが、第1長尺子21aの延設方向と直交する方向に移動しないようにしつつ第1長尺子21aの延設方向に移動することを許容する第1案内部45が設けられ、また、第2部材12には、第2長尺子31aが、第2長尺子31aの延設方向と直交する方向に移動しないようにしつつ第2長尺子31aの延設方向に移動することを許容する第2案内部46が設けられている。 The first member 11 is provided with a first guide portion 45 that allows the first elongated element 21a to move in the extension direction of the first elongated element 21a while preventing it from moving in a direction perpendicular to the extension direction of the first elongated element 21a, and the second member 12 is provided with a second guide portion 46 that allows the second elongated element 31a to move in the extension direction of the second elongated element 31a while preventing it from moving in a direction perpendicular to the extension direction of the second elongated element 31a.

第1長尺子21a及び第2長尺子31aは、長手方向に並ぶ複数の歯部21c、31cを有している。関節部13には、第1長尺子21aの複数の歯部21c及び第2長尺子31aの複数の歯部31cに噛み合うピニオン47が、回転軸心13aと同心状に設けられている。ピニオン47はフリーに回転可能に設けられている。 The first long element 21a and the second long element 31a have multiple teeth 21c, 31c aligned in the longitudinal direction. A pinion 47 that meshes with the multiple teeth 21c of the first long element 21a and the multiple teeth 31c of the second long element 31a is provided in the joint portion 13 concentrically with the rotation axis 13a. The pinion 47 is provided so as to be freely rotatable.

第1短尺子21bには、第1短尺子21bを第1部材11に対して一時的に固定する第1短尺子ブレーキ49が設けられ、第2短尺子31bには、第2短尺子31bを第2部材12に対して一時的に固定する第2短尺子ブレーキ50が設けられている。すなわち、第1短尺子ブレーキ49は、第1短尺子21bを第1部材11に固定された状態と固定されない状態とを切り換え可能に構成されている。第2短尺子ブレーキ50は、第2短尺子31bを第2部材12に固定された状態と固定されない状態とを切り換え可能に構成されている。 The first short piece 21b is provided with a first short piece brake 49 that temporarily fixes the first short piece 21b to the first member 11, and the second short piece 31b is provided with a second short piece brake 50 that temporarily fixes the second short piece 31b to the second member 12. That is, the first short piece brake 49 is configured to be able to switch the first short piece 21b between a state in which it is fixed to the first member 11 and a state in which it is not fixed. The second short piece brake 50 is configured to be able to switch the second short piece 31b between a state in which it is fixed to the second member 12 and a state in which it is not fixed.

第1長尺子21aには、第1長尺子21aを第1部材11に対して一時的に固定する第1長尺子ブレーキ51が設けられ、第2長尺子31aには、第2長尺子31aを第2部材12に対して一時的に固定する第2長尺子ブレーキ52が設けられている。すなわち、第1長尺子ブレーキ51は、第1長尺子21aを第1部材11に固定された状態と固定されない状態とを切り換え可能に構成されている。第2長尺子ブレーキ52は、第2長尺子31aを第2部材12に固定された状態と固定されない状態とを切り換え可能に構成されている。 The first long element 21a is provided with a first long element brake 51 that temporarily fixes the first long element 21a to the first member 11, and the second long element 31a is provided with a second long element brake 52 that temporarily fixes the second long element 31a to the second member 12. In other words, the first long element brake 51 is configured to be able to switch between a state in which the first long element 21a is fixed to the first member 11 and a state in which it is not fixed. The second long element brake 52 is configured to be able to switch between a state in which the second long element 31a is fixed to the second member 12 and a state in which it is not fixed.

第1長尺子ブレーキ51が作動して第1長尺子21aが第1部材11に対して固定されるとともに第1短尺子ブレーキ49が作動せずに第1短尺子21bが固定されておらず、かつ第2長尺子ブレーキ52が作動して第2長尺子31aが第2部材12に対して固定されるとともに第2短尺子ブレーキ50が作動せずに第2短尺子31bが固定されていない状態では、第4実施形態のロボット40は第3実施形態のロボット40と同じ動作を行う。このため、第1短尺子21b及び第2短尺子31bがそれぞれ関節部13から遠ざかる方向にスライドする場合には、図8(a)及び図8(b)に示すように、第2部材12が第1部材11に対してより折れ曲がる方向に、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作が生ずる。 In a state where the first long element brake 51 is actuated to fix the first long element 21a to the first member 11 and the first short element brake 49 is not actuated to not fix the first short element 21b, and the second long element brake 52 is actuated to fix the second long element 31a to the second member 12 and the second short element brake 50 is not actuated to not fix the second short element 31b, the robot 40 of the fourth embodiment operates in the same manner as the robot 40 of the third embodiment. Therefore, when the first short element 21b and the second short element 31b each slide in a direction away from the joint portion 13, a relative rotational movement occurs between the first member 11 and the second member 12 in a direction in which the second member 12 is bent more relative to the first member 11, as shown in Figures 8(a) and 8(b).

図8(a)に示す状態において、第1短尺子ブレーキ49が作動するとともに第2短尺子ブレーキ50が作動する一方で、第1長尺子ブレーキ51及び第2長尺子ブレーキ52が作動しない状態に切り換えられると、第1短尺子21bが第1部材11に対して固定されるとともに、第2短尺子31bが第2部材12に対して固定され、また、第1長尺子21a及び第2長尺子31aはスライド可能な状態となる。この状態で、第1直動電動機21及び第2直動電動機31に電力が供給されると、第1長尺子21aが第1短尺子21b及び第1部材11に対してスライド移動するとともに、第2長尺子31aが第2短尺子31b及び第2部材12に対してスライド移動する。これに伴い、第1部材11及び第2部材12には、リンク部材42を介して、関節部13回りに回動するモーメントが発生する。例えば、第1長尺子21a及び第2長尺子31aがそれぞれ関節部13側(ピニオン47側)にスライドすると、第2短尺子31bをリンク部材42に押さえ付ける力が働く。したがって、その反力として、第2長尺子31aを図8(a)の下向きに押す成分を含む力が発生する。このため、第2部材12は、図8(a)の状態から時計回りに回動する。これにより、ロボット40は、図9に示す状態となる。このとき、第1長尺子21a及び第2長尺子31aが図8(a)の状態に対してスライドしているため、第1短尺子21b及び第2短尺子31bの移動範囲が広がる。 8(a), when the first short element brake 49 and the second short element brake 50 are activated while the first long element brake 51 and the second long element brake 52 are switched to an inoperative state, the first short element 21b is fixed to the first member 11 and the second short element 31b is fixed to the second member 12, and the first long element 21a and the second long element 31a are slidable. In this state, when power is supplied to the first linear motor 21 and the second linear motor 31, the first long element 21a slides relative to the first short element 21b and the first member 11, and the second long element 31a slides relative to the second short element 31b and the second member 12. As a result, a moment of rotation about the joint portion 13 is generated in the first member 11 and the second member 12 via the link member 42. For example, when the first long element 21a and the second long element 31a each slide toward the joint portion 13 (the pinion 47), a force acts to press the second short element 31b against the link member 42. Therefore, a reaction force is generated that includes a component that presses the second long element 31a downward in FIG. 8(a). As a result, the second member 12 rotates clockwise from the state in FIG. 8(a). This brings the robot 40 to the state shown in FIG. 9. At this time, because the first long element 21a and the second long element 31a have slid from the state in FIG. 8(a), the range of movement of the first short element 21b and the second short element 31b is expanded.

したがって、第4実施形態では、第1長尺子21aが長手方向にスライドするとともに第2長尺子31aが長手方向にスライドすることにより、第1短尺子21bの移動範囲を広げることができる。したがって、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動範囲を広げることができる。 Therefore, in the fourth embodiment, the first long element 21a slides in the longitudinal direction and the second long element 31a slides in the longitudinal direction, thereby widening the range of movement of the first short element 21b. Therefore, the relative rotation range between the first member 11 and the second member 12 can be widened.

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第1~第3実施形態の説明を第4実施形態に援用することができる。 Note that the explanation of other configurations, actions, and effects will be omitted, but the explanations of the first to third embodiments can be applied to the fourth embodiment.

(第5実施形態)
図10(a)(b)は本発明の第5実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Fifth Embodiment
10A and 10B show a fifth embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

第3実施形態のロボット40では、第1短尺子21bと第2短尺子31bとがリンク部材42で連結され、第1短尺子21b及び第2短尺子31bをスライドさせることによって、第2部材12に関節部13回りのモーメントを生じさせる。この動作は、第5実施形態のロボット60でも同様である。さらに、第5実施形態のロボット60では、第1直動電動機21の第1長尺子21aのスライドによって回動するピニオン62により、第2部材12に固定された回動部材64を回動させることによって、第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作を生じさせることもできる。 In the robot 40 of the third embodiment, the first short member 21b and the second short member 31b are connected by a link member 42, and by sliding the first short member 21b and the second short member 31b, a moment is generated in the second member 12 around the joint portion 13. This operation is similar to that of the robot 60 of the fifth embodiment. Furthermore, in the robot 60 of the fifth embodiment, a pinion 62 that rotates due to the sliding of the first long member 21a of the first linear motor 21 rotates a rotating member 64 fixed to the second member 12, thereby generating a relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12.

具体的に、第1長尺子21aは、第3実施形態と異なり、第1部材11に固定されているわけではなく、第4実施形態と同様に、第1部材11に対して第1長尺子21aの延設方向にスライド可能に配置されている。そして、第1長尺子21aには、第1長尺子21aを第1部材11に対して一時的に固定する長尺子ブレーキ51が設けられている。また、第1長尺子21aには、延出方向に並ぶ複数の歯部21cが設けられている。一方、第1短尺子21bには、第1短尺子21bを第1部材11に対して一時的に固定する短尺子ブレーキ49が設けられている。 Specifically, unlike the third embodiment, the first long element 21a is not fixed to the first member 11, but is arranged to be slidable relative to the first member 11 in the extension direction of the first long element 21a, as in the fourth embodiment. The first long element 21a is provided with a long element brake 51 that temporarily fixes the first long element 21a to the first member 11. The first long element 21a is also provided with a plurality of teeth 21c aligned in the extension direction. Meanwhile, the first short element 21b is provided with a short element brake 49 that temporarily fixes the first short element 21b to the first member 11.

第1部材11には、第1長尺子21aの歯部21cに噛み合うようにピニオン62が設けられており、このピニオン62は、第1長尺子21aのスライドによって回転する。 The first member 11 is provided with a pinion 62 that meshes with the teeth 21c of the first long element 21a, and this pinion 62 rotates as the first long element 21a slides.

関節部13には、円弧状の外周部を有する回動部材64が設けられ、回動部材64の外周部には、ピニオン62に噛み合う歯部64aが形成されている。 The joint portion 13 is provided with a rotating member 64 having an arc-shaped outer periphery, and the outer periphery of the rotating member 64 is formed with teeth 64a that mesh with the pinion 62.

したがって、短尺子ブレーキ49が作動し且つ長尺子ブレーキ51が作動していない状態で第1直動電動機21に電力が供給されると、第1長尺子21aが第1短尺子21bに対してスライドし、これに伴い、ピニオン62が回転する。なお、このとき、第2直動電動機31には給電しなくてよい。ピニオン62が回転すると、回動部材64が関節部13の回動軸心13a回りに回動するため、第2部材12は第1部材11に対して相対的に回動する。したがって、図10(a)の状態から図10(b)の状態に、第2部材12を回動させることができる。 Therefore, when power is supplied to the first linear motor 21 with the short-length brake 49 operating and the long-length brake 51 not operating, the first long-length member 21a slides relative to the first short-length member 21b, and the pinion 62 rotates accordingly. At this time, it is not necessary to supply power to the second linear motor 31. When the pinion 62 rotates, the rotating member 64 rotates around the rotation axis 13a of the joint portion 13, so that the second member 12 rotates relative to the first member 11. Therefore, the second member 12 can be rotated from the state shown in FIG. 10(a) to the state shown in FIG. 10(b).

一方、長尺子ブレーキ51が作動し且つ短尺子ブレーキ49が作動していない状態で第1直動電動機21及び第2直動電動機31に電力が供給されると、第1短尺子21bが第1長尺子21aに対してスライドするとともに、第2短尺子31bが第2長尺子31aに対してスライドする。この場合、第3実施形態と同様の原理で、第2部材12を第1部材11に対して相対的に回動させる。したがって、図10(a)の状態から図10(c)の状態に、第2部材12を回動させることができる。 On the other hand, when power is supplied to the first linear motor 21 and the second linear motor 31 with the long element brake 51 operating and the short element brake 49 not operating, the first short element 21b slides relative to the first long element 21a, and the second short element 31b slides relative to the second long element 31a. In this case, the second member 12 is rotated relative to the first member 11 using the same principle as in the third embodiment. Therefore, the second member 12 can be rotated from the state shown in FIG. 10(a) to the state shown in FIG. 10(c).

第5実施形態では、第1短尺子21bが第1部材に固定された状態で第1直動電動機21に電力が供給されたときには、ピニオン62及び回動部材64を介して第2部材12に関節部13回りのモーメントが生じて第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作が生じる。また、第1長尺子21aが第1部材11に固定されるともに第1短尺子21bが固定されない状態で第1直動電動機21及び第2直動電動機31に電力が供給されると、第1短尺子21b及び第2短尺子31bのスライドによってリンク部材42を介して第2部材12に関節部13回りのモーメントが生じ、これにより第1部材11及び第2部材12間の相対的な回動動作が生じる。第1直動電動機21が第1部材11に配置されていて、関節部13内に収容される構成ではなく、また、第2直動電動機31が第2部材12に配置されていて、関節部13内に収容される構成ではないため、関節部13の大型化を回避できる。 In the fifth embodiment, when power is supplied to the first linear motor 21 with the first short member 21b fixed to the first member, a moment is generated in the second member 12 around the joint 13 via the pinion 62 and the rotating member 64, causing a relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12. When power is supplied to the first linear motor 21 and the second linear motor 31 with the first long member 21a fixed to the first member 11 and the first short member 21b not fixed, a moment is generated in the second member 12 around the joint 13 via the link member 42 due to the sliding of the first short member 21b and the second short member 31b, causing a relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12. The first linear motor 21 is disposed on the first member 11 and is not housed within the joint 13, and the second linear motor 31 is disposed on the second member 12 and is not housed within the joint 13, which prevents the joint 13 from becoming too large.

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第1及び第2実施形態の説明を第5実施形態に援用することができる。 Note that the explanation of other configurations, actions, and effects will be omitted, but the explanations of the first and second embodiments can be applied to the fifth embodiment.

10 :ロボット
11 :第1部材
12 :第2部材
13 :関節部
13a :回転軸心
21 :第1直動電動機
21 :直動電動機
21a :第1長尺子
21a :長尺子
21b :第1短尺子
21b :短尺子
21c :歯部
27 :固定部材
29 :リンク部材
29a :第1端部
29b :第2端部
31 :第2直動電動機
31a :第2長尺子
31b :第2短尺子
31c :歯部
37 :第2リンク部材
37a :第1端部
37b :第2端部
40 :ロボット
42 :リンク部材
42a :第1端部
42b :第2端部
47 :ピニオン
49 :第1可動ブレーキ
50 :第2可動ブレーキ
51 :第1固定ブレーキ
52 :第2固定ブレーキ
60 :ロボット
62 :ピニオン
64 :回動部材
64a :歯部
10: Robot 11: First member 12: Second member 13: Joint portion 13a: Rotation axis 21: First linear motor 21: Direct motor 21a: First long piece 21a: Long piece 21b: First short piece 21b: Short piece 21c: Tooth portion 27: Fixed member 29: Link member 29a :First end 29b :Second end 31 :Second linear motor 31a :Second long element 31b :Second short element 31c :Tooth part 37 :Second link member 37a :First end 37b :Second End 40: Robot 42: Link member 42a: First end 42b: Second end 47: Pinion 49 : First movable brake 50 : Second movable brake 51 : First fixed brake 52 : Second fixed brake 60 : Robot 62 : Pinion 64 : Rotating member 64a : Tooth portion

Claims (5)

第1部材と、
第2部材と、
前記第1部材及び前記第2部材を互いに回動可能に結合する関節部と、
前記第1部材が延びる方向に沿って延びる形状であって前記第1部材に配置される第1長尺子と、前記第1長尺子に沿って移動可能な第1短尺子と、を有する第1直動電動機と、
前記第2部材に対して回動可能に且つ直接的又は間接的に結合する一端部と、前記第1短尺子に対して回動可能に結合する他端部とを有する第1リンク部材と、を備え、
前記第2部材には、一方向に延びる形状の固定部材が固定され、
前記第1リンク部材の前記一端部は、前記固定部材に回動可能に結合し、
前記固定部材は、第2長尺子及び第2短尺子を有する第2直動電動機の前記第2長尺子によって構成されるか、前記第2長尺子に固定された第2長尺子部材によって構成されており、
前記第2長尺子は、前記第2部材が延びる方向に沿って延びる形状に形成され、
前記第2短尺子に回動可能に結合する一端部と、前記第1長尺子又は前記第1長尺子に固定された第1長尺子部材に回動可能に結合する他端部とを有する第2リンク部材が設けられ、
前記第1直動電動機への電力供給によって前記第1長尺子に対して前記第1短尺子を移動させることにより、前記第1リンク部材を介して前記第2部材に前記関節部回りのモーメントを生じさせ、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせるとともに、前記第2直動電動機への電力供給によって、前記第2短尺子を前記第2長尺子に沿って移動させることにより、前記第2リンク部材を介して前記第1部材に前記関節部回りのモーメントを生じさせ、それによって、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせる、ロボット。
A first member;
A second member; and
a joint portion that rotatably couples the first member and the second member to each other;
a first linear motor having a first long element extending along a direction in which the first member extends and disposed on the first member, and a first short element movable along the first long element;
a first link member having one end rotatably connected directly or indirectly to the second member and another end rotatably connected to the first short member;
A fixing member having a shape extending in one direction is fixed to the second member,
The one end of the first link member is pivotally coupled to the fixed member,
the fixed member is constituted by a second long element of a second linear motor having a second long element and a second short element, or is constituted by a second long element member fixed to the second long element,
The second elongated element is formed in a shape extending along the extension direction of the second member,
a second link member having one end rotatably connected to the second short element and the other end rotatably connected to the first long element or a first long element member fixed to the first long element;
A robot in which the first short element is moved relative to the first long element by supplying power to the first linear motor, thereby generating a moment around the joint in the second member via the first link member, causing a relative rotational movement between the first member and the second member, and the second short element is moved along the second long element by supplying power to the second linear motor, thereby generating a moment around the joint in the first member via the second link member, thereby causing a relative rotational movement between the first member and the second member.
第1部材と、
第2部材と、
前記第1部材及び前記第2部材を互いに回動可能に結合する関節部と、
一方向に延びる形状であって前記第1部材に配置される第1長尺子と、前記第1長尺子に沿って移動可能な第1短尺子と、を有する第1直動電動機と、
前記第2部材に対して回動可能に且つ直接的又は間接的に結合する一端部と、前記第1短尺子に対して回動可能に結合する他端部とを有する第1リンク部材と、を備え、
前記第2部材には、一方向に延びる形状の固定部材が固定され、
前記第1リンク部材の前記一端部は、前記固定部材に回動可能に結合しており、
前記固定部材は、第2長尺子及び第2短尺子を有する第2直動電動機の前記第2長尺子によって構成されるか、前記第2長尺子に固定された第2長尺子部材によって構成されており、
前記第2短尺子に回動可能に結合する一端部と、前記第1長尺子又は前記第1長尺子に固定された第1長尺子部材に回動可能に結合する他端部とを有する第2リンク部材が設けられ、
前記第1直動電動機への電力供給によって、前記第1短尺子を前記第1長尺子に沿って移動させることにより、前記第1リンク部材を介して前記第2部材に前記関節部回りのモーメントを生じさせるとともに、前記第2直動電動機への電力供給によって、前記第2短尺子を前記第2長尺子に沿って移動させることにより、前記第2リンク部材を介して前記第1部材に前記関節部回りのモーメントを生じさせ、それによって、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせ、
前記第1短尺子が死点を通過するタイミングが、前記第2短尺子が死点を通過するタイミングからずれるように設定されている、ロボット。
A first member;
A second member;
a joint portion that rotatably couples the first member and the second member to each other;
a first linear motor having a first long element that is shaped to extend in one direction and that is disposed on the first member, and a first short element that is movable along the first long element;
a first link member having one end rotatably connected directly or indirectly to the second member and another end rotatably connected to the first short member;
A fixing member having a shape extending in one direction is fixed to the second member,
The one end of the first link member is rotatably coupled to the fixed member,
the fixed member is constituted by a second long element of a second linear motor having a second long element and a second short element, or is constituted by a second long element member fixed to the second long element,
a second link member having one end rotatably connected to the second short element and the other end rotatably connected to the first long element or a first long element member fixed to the first long element;
supplying power to the first linear motor to move the first short element along the first long element, thereby generating a moment around the joint in the second member via the first link member, and supplying power to the second linear motor to move the second short element along the second long element, thereby generating a moment around the joint in the first member via the second link member, thereby generating a relative rotational movement between the first member and the second member;
The robot is configured so that a timing at which the first short element passes through the dead point is shifted from a timing at which the second short element passes through the dead point.
第1部材と、
第2部材と、
前記第1部材及び前記第2部材を互いに回動可能に結合する関節部と、
前記第1部材に沿って延びる形状の部位を有し前記第1部材に配置される第1長尺子と、前記第1長尺子における前記部位に沿って前記第1長尺子に対して相対的に移動可能な第1短尺子と、を有する第1直動電動機と、
前記第2部材に沿って延びる部位を有する第2長尺子と、前記第2長尺子における前記部位に沿って前記第2長尺子に対して相対的に移動可能な第2短尺子と、を有する第2直動電動機と、
前記第1短尺子に回動可能に結合する一端部と前記第2短尺子に回動可能に結合する他端部とを有するリンク部材と、を備え、
前記第1直動電動機及び前記第2直動電動機への電力供給によって、前記第1短尺子が前記第1長尺子に対して相対移動するとともに前記第2短尺子が前記第2長尺子に対して相対移動することにより、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせる、ロボット。
A first member;
A second member; and
a joint portion that rotatably couples the first member and the second member to each other;
a first linear motor including a first long element having a portion extending along the first member and disposed on the first member, and a first short element movable relative to the first long element along the portion of the first long element;
a second linear motor including a second long element having a portion extending along the second member, and a second short element movable relative to the second long element along the portion of the second long element;
a link member having one end rotatably connected to the first short member and another end rotatably connected to the second short member,
A robot in which, by supplying power to the first linear motor and the second linear motor, the first short element moves relative to the first long element and the second short element moves relative to the second long element, thereby causing relative rotational movement between the first member and the second member.
第1部材と、
第2部材と、
前記第1部材及び前記第2部材を互いに回動可能に結合する関節部と、
一方向に延びる形状の部位を有し前記第1部材に配置される第1長尺子と、前記第1長尺子における前記部位に沿って前記第1長尺子に対して相対的に移動可能な第1短尺子と、を有する第1直動電動機と、
前記第2部材に沿って延びる部位を有する第2長尺子と、前記第2長尺子における前記部位に沿って前記第2長尺子に対して相対的に移動可能な第2短尺子と、を有する第2直動電動機と、
前記第1短尺子に回動可能に結合する一端部と前記第2短尺子に回動可能に結合する他端部とを有するリンク部材と、を備え、
前記第1直動電動機及び前記第2直動電動機への電力供給によって、前記第1短尺子が前記第1長尺子に対して相対移動するとともに前記第2短尺子が前記第2長尺子に対して相対移動することにより、前記第1部材及び前記第2部材間の相対的な回動動作を生じさせ、
前記第1短尺子を前記第1部材に固定された状態と固定されていない状態とを切り換え可能な第1短尺子ブレーキと、
前記第2短尺子を前記第2部材に固定された状態と固定されていない状態とを切り換え可能な第2短尺子ブレーキと、をさらに備え、
前記第1長尺子は、前記第1長尺子の延設方向に変位可能に支持され、
前記第2長尺子は、前記第2長尺子の延設方向に変位可能に支持されている、ロボット。
A first member;
A second member;
a joint portion that rotatably couples the first member and the second member to each other;
a first linear motor including a first long element having a portion extending in one direction and disposed on the first member, and a first short element movable relative to the first long element along the portion of the first long element;
a second linear motor including a second long element having a portion extending along the second member, and a second short element movable relative to the second long element along the portion of the second long element;
a link member having one end rotatably connected to the first short member and another end rotatably connected to the second short member,
When power is supplied to the first linear motor and the second linear motor, the first short element moves relative to the first long element and the second short element moves relative to the second long element, thereby generating a relative rotational movement between the first member and the second member.
a first short member brake capable of switching the first short member between a state in which the first short member is fixed to the first member and a state in which the first short member is not fixed to the first member;
a second short member brake capable of switching the second short member between a state in which the second short member is fixed to the second member and a state in which the second short member is not fixed to the second member;
The first elongated element is supported so as to be displaceable in an extending direction of the first elongated element,
The second elongated element is supported so as to be displaceable in an extending direction of the second elongated element.
請求項4に記載のロボットにおいて、
前記第1長尺子及び前記第2長尺子は、長手方向に並ぶ複数の歯部を有し、
前記第1長尺子の前記複数の歯部及び前記第2長尺子の前記複数の歯部に噛み合うピニオンが設けられている、ロボット。
The robot according to claim 4,
The first elongated element and the second elongated element have a plurality of teeth arranged in a longitudinal direction,
A robot comprising a pinion that meshes with the plurality of teeth of the first elongated element and the plurality of teeth of the second elongated element.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001060542A1 (en) 2000-02-17 2001-08-23 Sanoh Kogyo Kabushiki Kaisha Bending machine
JP2020508035A (en) 2017-02-16 2020-03-12 ハロディ ロボティクス アー/エス Humanoid direct drive robot

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59166479A (en) * 1983-03-11 1984-09-19 新明和工業株式会社 articulated robot

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001060542A1 (en) 2000-02-17 2001-08-23 Sanoh Kogyo Kabushiki Kaisha Bending machine
JP2020508035A (en) 2017-02-16 2020-03-12 ハロディ ロボティクス アー/エス Humanoid direct drive robot

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