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JPS6141717B2 - - Google Patents
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JPS6141717B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6141717B2
JPS6141717B2 JP5718783A JP5718783A JPS6141717B2 JP S6141717 B2 JPS6141717 B2 JP S6141717B2 JP 5718783 A JP5718783 A JP 5718783A JP 5718783 A JP5718783 A JP 5718783A JP S6141717 B2 JPS6141717 B2 JP S6141717B2
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JP
Japan
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wrist
shaft
manipulator
motor
rotation frame
Prior art date
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Application number
JP5718783A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS59182093A (en
Inventor
Seiji Kawai
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マニプレータに関し、特に、原子力
施設内又は比較的低い水圧下などで使用可能な手
首部を具えたマニプレータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a manipulator, and more particularly to a manipulator equipped with a wrist portion that can be used in a nuclear facility or under relatively low water pressure.

一般に、マニプレータは、劣悪羅な環境下での
作業、危険物の取扱い作業、又は作業者が、直接
立入れない程に狭い空間での作業などに使用され
ている。
In general, manipulators are used for work in harsh environments, work with hazardous materials, or work in spaces so narrow that workers cannot directly enter them.

「マニプレータ」の語は、本明細書中、人間の
上肢の機い能に類似した機能を有し、それ自体が
回転、屈伸、左右移動及び旋回などの機能部分を
2個以上含み、物を把握又は保持などの方法で空
間的に移動させるものの意味で使用される。した
がつて、「産業用ロボツト」の語の意味は、「マニ
プレータ」の語の意味に含まれる。また、「回
転」とは、軸の方向は変化せず軸方向を中心とす
る回転運動を意味し、「旋回」とは、軸方向を変
化させようとする動きをいう。人間の手の場合、
手首をひねるのが回転で手首を曲げるのが旋回と
なる。
In this specification, the term "manipulator" has a function similar to that of a human upper limb, and includes two or more functional parts such as rotation, bending/extending, left/right movement, and turning, and is used to control objects. It is used to mean something that is moved spatially by grasping or holding. Therefore, the meaning of the word "industrial robot" is included in the meaning of the word "manipulator." Moreover, "rotation" means a rotational movement centered on the axial direction without changing the direction of the shaft, and "swivel" means a movement that attempts to change the axial direction. In the case of human hands,
Twisting the wrist is rotation, and bending the wrist is rotation.

上記マニプレータの構造において、その肩部及
び肘相当部分は、取扱う対象物に近接していない
ので、設計上、比較的大きな寸法が許される。し
たがつて、これら肩部及び肘相当部分の関節を直
朝接駆動するモータと減速機とをこれらの関節部
位に配置することができる。
In the structure of the manipulator described above, since the shoulder portion and the portion corresponding to the elbow are not close to the object to be handled, relatively large dimensions are allowed in terms of design. Therefore, a motor and a speed reducer that directly drive the joints of the shoulder and elbow portions can be disposed at these joints.

また、上記肩部及び肘相当部分は、上記マニプ
レータ動力源を本体内に収納し、この動力源から
ワイヤロープ、金属テープ又はチエーンなどの巻
掛け媒介節を介して肩部及び肘相当部分まで動力
を伝導し、それによつて、これら肩部及び肘相当
部分の関節を駆動することも可能である。
The shoulder and elbow portions are provided with the manipulator power source housed in the main body, and power is supplied from this power source to the shoulder and elbow portions via a wrapping medium such as a wire rope, metal tape, or chain. It is also possible to transmit this and thereby drive the joints of the shoulder and elbow portions.

他方、上記肩部及び肘相当部分に比して、マニ
プレータの手首部及び指部は、良好な作業性能を
得るために、それらの外形において、小形でなけ
ればならない制約を有している。
On the other hand, compared to the shoulder and elbow portions, the wrist and finger portions of the manipulator have a restriction that their external shapes must be small in order to obtain good work performance.

したがつて、この制約条件の下において、手首
部及び指部の関節を直接駆動するためのモータ及
び減速機から成る動力源がこれらの関節部位に配
置された構造を採用すれば、これら関連の自由度
を少なくしなければならない欠点があつた。
Therefore, under these constraints, if a structure is adopted in which a power source consisting of a motor and a speed reducer for directly driving the joints of the wrist and fingers is placed at these joints, the related The drawback was that the degree of freedom had to be reduced.

また、上記制約条件の下において、手首部及び
指部の関節以外の部位にモータ及び減速機から成
る動力源を配置し、この動力源から上記巻掛け動
力伝導機構を経て手首部及び指部の関節が駆動さ
れる構造を採用すれば、この巻掛け動力伝導機構
が極めて複雑となる。しかも、上記巻掛け媒介節
は、伸び又は弛みを発生し易いため、マニプレー
タの手首部及び指部の動作が不確実となる欠点が
あつた。
In addition, under the above constraints, a power source consisting of a motor and a speed reducer is placed in a part other than the joints of the wrist and fingers, and this power source passes through the above-mentioned winding power transmission mechanism to the wrist and fingers. If a structure in which the joints are driven is adopted, this winding power transmission mechanism becomes extremely complicated. Moreover, since the winding intermediate joint is likely to stretch or loosen, there is a drawback that the operation of the wrist and finger portions of the manipulator becomes uncertain.

例えば、原子力施設で使用されることの多いマ
スタースレープ・マニプレータ(通称、マジツク
ハンド)にも、上記巻掛け動力伝導機構が採用さ
れている。このマスタースレープ・マニプレータ
の場合には、その指先に比較的繊細な動きが要求
される。しかし、この指先を動かすための動力
が、本体内に収納された動力源から上記ワイヤロ
ープ金属テープ又はチエーンなどの、伸び又は弛
みが発生し易く、また、損傷し易い巻掛丸け媒介
節により肩部及び肘相当部分の関節を経て、マス
タースレープ・マニプレータの手先まで伝導され
るのであるから、上記巻掛け媒介節に発生した伸
び又は弛みなどのために、上記手先の操作が不確
実となる事故を生じ、又は上記巻掛け媒介節がそ
の損耗のために切断され、手先の操作が不能とな
る事故を生じている。
For example, the above-mentioned winding power transmission mechanism is also used in master slave manipulators (commonly known as magic hands) that are often used in nuclear facilities. In the case of this master slave manipulator, relatively delicate movements are required at the fingertips. However, the power for moving the fingertips is transmitted from the power source housed in the main body to the wire rope metal tape or chain, which tends to stretch or loosen, and is easily damaged. Since the signal is transmitted to the hand of the master slave manipulator through the joints corresponding to the shoulder and elbow, the operation of the hand may become uncertain due to stretching or loosening of the wrapping medial joint. Accidents have occurred in which the above-mentioned winding intermediate joint has been severed due to wear and tear, resulting in an inability to operate the hands.

また、上記マスタースレープ・マニプレータの
場合において、その手首部の関節には旋回及び回
転が要求されるために、手首部は、その外形にお
いて、細径とされることを避けられない。したが
つて、上記マスタースレープ・マニプレータの手
首部の機械強度を従来以上に改善することは、極
めて困難である。
Furthermore, in the case of the master slave manipulator, the wrist joint is required to pivot and rotate, so the wrist inevitably has a small outer diameter. Therefore, it is extremely difficult to improve the mechanical strength of the wrist portion of the master slave manipulator more than before.

他方、上記マスタースレープ・マニプレータに
おいて、その手首部の機械強度を向上させたもの
は、その手首部の外形が大形となり、かつ、この
手首部の旋回、回転及びその他の動作が行われる
ためには、大きな操作力が必要とされ、しかも、
マスタースレープ・マニプレータの指先の繊細な
動きが不能となる。
On the other hand, in the master slave manipulator mentioned above, the mechanical strength of the wrist part is improved because the outer shape of the wrist part is large, and the wrist part can pivot, rotate, and perform other movements. requires great operating force, and
The delicate movements of the Master Slave Manipulator's fingertips become impossible.

本発明の目的は、作業性が良く、保守性に秀れ
た手首部を具えたマニプレータを提供することで
ある。この目的を達成する本発明のマニプレータ
によれば、手部の回転及び指部の開閉のための動
力は、歯車、軸及び軸継手の連鎖から成るトルク
伝達系により媒介され、他方、手首部の旋回のた
めの動力は、リンク機構により媒介される。
An object of the present invention is to provide a manipulator with a wrist portion that is easy to work with and maintainable. According to the manipulator of the present invention that achieves this object, the power for rotating the hand and opening/closing the fingers is mediated by a torque transmission system consisting of a chain of gears, shafts, and shaft couplings; Power for turning is mediated by a linkage mechanism.

また、上記マニプレータによれば、手首部の関
節を構成する部材は各部材間に相対運動が存在す
ると否とにかかわらず、一の部材が他の部材に軸
方向において常時重なり合つた関係で組付けら
れ、各部材間にはゴム性シールリングが配装され
る。
Further, according to the manipulator, the members constituting the wrist joint are assembled in such a manner that one member always overlaps the other member in the axial direction, regardless of whether there is relative movement between the members. A rubber seal ring is provided between each member.

本発明の他の目的は、機械的強度が比較的大き
いにもかかわらず、外形が小形であつてそれによ
り作業性の秀れた手首部を具えたマニプレータを
提供することである。この目的を達成するマニプ
レータによれば、手首部以外の個所に、手部回転
及び指部開閉のためのモータ及び手首部旋回のた
めのリニアアクチユエータが配設され、手首部
は、内外2個のトルク伝達系により指部を開閉可
能とするとともに手部を回転可能とする。内側の
トルク伝達系は、巻掛け媒介機構ではなく、軸、
自在継手、スプライン継手及び減速歯車装置から
構成され、指部を開閉する。これに対して、外側
のトルク伝達系も巻掛媒介機構ではなく、歯車装
置、軸及び自在継手から構成され、手部を回転す
る。また、外側のトルク伝達系は、2自由度の旋
回が可能な枠によりマニプレータの腕部に支持さ
れている。
Another object of the present invention is to provide a manipulator having a wrist portion that has a relatively high mechanical strength but is small in external size and has excellent workability. According to a manipulator that achieves this purpose, a motor for rotating the hand and opening/closing the fingers, and a linear actuator for rotating the wrist are disposed at a location other than the wrist, and the wrist has two inner and outer parts. The fingers can be opened and closed using a separate torque transmission system, and the hand can be rotated. The inner torque transmission system is not a wrapping mechanism, but a shaft,
It consists of a universal joint, a spline joint, and a reduction gear device, and opens and closes the fingers. On the other hand, the outer torque transmission system is also not a winding mediating mechanism, but is composed of a gear system, a shaft, and a universal joint, and rotates the hand part. Further, the outer torque transmission system is supported by the arm portion of the manipulator by a frame capable of turning with two degrees of freedom.

以下、添付の第1図ないし第4図を参照しつ
つ、本発明の第1の好適な実施例を詳細に説明す
る。
Hereinafter, a first preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying FIGS. 1 to 4.

第1図に示されたマニプレータの腕殻1は、ハ
ウジングとしての機能とともに骨格としての機能
を果し、その後端側(図中、左端側)は、図示さ
れないマニプレータの肘部の関節に滑動自在な状
態で結合されている。
The arm shell 1 of the manipulator shown in FIG. 1 functions as a housing as well as a skeleton, and its rear end side (the left end side in the figure) is slidable on the elbow joint of the manipulator (not shown). are connected in a state of

腕殻1の先端側(図中、右端側)の内面には、
第1内向きフランジ2及び第2内向きフランジ3
が形成されている。第1内向きフランジ2は、第
2内向きフランジ3よりも腕殻1の先端からより
多く後退した部位に設けられている。
On the inner surface of the tip side (right end side in the figure) of arm shell 1,
First inward flange 2 and second inward flange 3
is formed. The first inward flange 2 is provided at a position farther back from the distal end of the arm shell 1 than the second inward flange 3.

以下、上記マニプレータの全体構成は、手首部
の回転機構、手部の着脱機構、指部の開閉機構、
手首部の旋回機構及び手首部のシール機構に分け
て説明される。
Hereinafter, the overall configuration of the above manipulator includes a wrist rotation mechanism, a hand attachment/detachment mechanism, a finger opening/closing mechanism,
The wrist rotating mechanism and the wrist sealing mechanism will be explained separately.

手首部の回転機構 第1内向きフランジ2には、第1モータ4が固
定されている。第1モータ4は、連続回転を出力
する逆転自在の出力軸歯車5を有している。第1
モータ4には、例えば、手首部60及び手部22
の偏荷重等により反力を受けても、その停止位置
を確実に維持し得るような構造のモータが採用さ
れる。
Wrist Rotation Mechanism A first motor 4 is fixed to the first inward flange 2 . The first motor 4 has a reversible output shaft gear 5 that outputs continuous rotation. 1st
The motor 4 includes, for example, a wrist portion 60 and a hand portion 22.
The motor is constructed so that it can reliably maintain its stopped position even if it receives a reaction force due to an unbalanced load or the like.

第2内向きフランジ3には、隔置された一対の
通常形球軸受6により中空駆動軸7が支持されて
いる。この中空駆動軸7には、その後端におい
て、減速歯車8が剛性結合されている。この逆速
歯車8は、上記出力軸歯車5と噛合する。
A hollow drive shaft 7 is supported on the second inward flange 3 by a pair of regular ball bearings 6 spaced apart. A reduction gear 8 is rigidly connected to the hollow drive shaft 7 at its rear end. This reverse speed gear 8 meshes with the output shaft gear 5.

上記中空駆動軸7の先端部には、ヨーク9が形
成されている。このヨーク9に、環状の第1継手
金具10が内嵌装されている。ヨーク9と第1継
手金具10とは、一対の枢支ピン11により結合
されている。
A yoke 9 is formed at the tip of the hollow drive shaft 7. A first annular joint fitting 10 is fitted inside the yoke 9 . The yoke 9 and the first joint fitting 10 are connected by a pair of pivot pins 11.

上記ヨーク9と直交する方向に配設されたヨー
ク12を後端に有する中空の手首中間軸13は、
一対の枢支ピン14により第1継手金具10に結
合されている。
A hollow wrist intermediate shaft 13 has a yoke 12 at its rear end disposed in a direction perpendicular to the yoke 9.
It is connected to the first joint fitting 10 by a pair of pivot pins 14 .

上記中空駆動軸7、第1継手金具10及び手首
中間軸13により外側自在継手15が構成され
る。
The hollow drive shaft 7, the first joint fitting 10, and the wrist intermediate shaft 13 constitute an outer universal joint 15.

上記手首中間軸13は、その中間部に円筒軸部
13aを有し、この円筒軸部13aにおいて、通
常形球軸受13bにより手首旋回枠31に支持さ
れている。
The wrist intermediate shaft 13 has a cylindrical shaft portion 13a at its intermediate portion, and is supported by the wrist rotation frame 31 at the cylindrical shaft portion 13a by a normal ball bearing 13b.

上記手首中間軸13の先端部には、半球殻球の
継手本体部16が形成されている。この継手本体
部16は、半球殻状の第2継手金具17により滑
動自在に支持されている。継手本体部16と第2
継手金具17とは、一対の枢支ピン18により結
合されている。
A hemispherical joint body portion 16 is formed at the distal end of the wrist intermediate shaft 13. The joint main body portion 16 is slidably supported by a second joint fitting 17 having a hemispherical shell shape. The joint body part 16 and the second
The joint fitting 17 is coupled with a pair of pivot pins 18 .

これら一対の枢支ピン18と直交する方向に配
設された一対の枢支ピン19により、上記第2継
手金具17と中空の手首軸端20とが結合され
る。
The second joint fitting 17 and the hollow wrist shaft end 20 are coupled by a pair of pivot pins 19 disposed in a direction perpendicular to the pair of pivot pins 18 .

上記手首中間軸13の継手本体部16、第2継
手金具17及び手首軸端20により自在継手21
が構成される。
A universal joint 21 is formed by the joint body portion 16 of the wrist intermediate shaft 13, the second joint fitting 17, and the wrist shaft end 20.
is configured.

上記手首軸端20に対して手部22が着脱され
る。
The hand portion 22 is attached to and detached from the wrist shaft end 20.

上記中空駆動軸7、中空手首中間軸13及び中
空の手首軸端20の内部を、フツク形の内側自在
継手23により結合された指部開閉用の回転軸2
4及び伸縮する指部開閉操作端軸25が縦貫す
る。
The inside of the hollow drive shaft 7, the hollow wrist intermediate shaft 13, and the hollow wrist shaft end 20 are connected by a hook-shaped inner universal joint 23 to a rotary shaft 2 for opening and closing the finger part.
4 and an extendable finger opening/closing operation end shaft 25 extend vertically.

上記回転軸24は、その後端側において、一対
の通常形球軸受26により中空駆動軸7に支持さ
れ、上記指部開閉操作端軸25は、その先端側に
おいて通常形球軸受27により手首軸端20に支
持されている。
The rotary shaft 24 is supported on the hollow drive shaft 7 by a pair of normal ball bearings 26 on the rear end side, and the finger opening/closing operation end shaft 25 is supported at the wrist shaft end by a normal ball bearing 27 on the distal end side. It is supported by 20 people.

上記回転軸24の中間部分には、球形外表面を
有する第1ブツシユ28が外嵌挿されている。こ
の第1ブツシユ28は、第1継手金具10の内部
に保持されており、この第1継手金具10に対し
全方向で滑動自在である。
A first bushing 28 having a spherical outer surface is fitted onto an intermediate portion of the rotating shaft 24 . The first bushing 28 is held inside the first fitting 10 and is slidable in all directions relative to the first fitting 10.

同様に、上記指部開閉操作端軸25の中間部分
には第1ブツシユ28と同一の第2ブツシユ29
が外嵌挿されている。この第2ブツシユ29は、
手首中間軸13に固着されたリング30の内部に
保持されており、このリング30に対し全方向で
滑動自在である。
Similarly, a second bushing 29 which is the same as the first bushing 28 is provided in the middle part of the finger opening/closing operation end shaft 25.
is inserted externally. This second bush 29 is
It is held inside a ring 30 fixed to the wrist intermediate shaft 13, and is slidable in all directions with respect to this ring 30.

このように、回転軸24及び指部開閉操作端軸
25の外側自在継手15及び自在継手21に対す
る取付構造により、これら自在継手15及び21
は、手部22が第2図に示されているように腕殻
1に対し一直線上に整列した状態においても、ま
た、第1図に示されているように腕殻1に対し旋
回した姿勢を維持した状態においても、回転軸2
4及び指部開閉操作端軸25に対して独立的に第
1モータ4により回転され得る。
In this way, due to the mounting structure of the rotating shaft 24 and the finger opening/closing operation end shaft 25 to the outer universal joint 15 and the universal joint 21, these universal joints 15 and 21
The hand part 22 can be in a state in which it is aligned in a straight line with respect to the arm shell 1 as shown in FIG. Even when maintaining the rotation axis 2
4 and the finger opening/closing operation end shaft 25 can be rotated independently by the first motor 4.

手部の着脱機構 上記手首軸端20の先端部中央から、指部開閉
操作端軸25の先端部を構成するスプライン軸2
5aが手首軸端20の軸方向に突出し、スプライ
ン軸25aの周囲に手部保持環部32には、複数
個の鋼球33が手部保持環部32の内周面及び外
周面に対して突出又は後退自在となるようにか
つ、手部保持環部32から脱落しないように保持
されている。
Hand Attachment and Detachment Mechanism A spline shaft 2 forming the tip of the finger opening/closing operation end shaft 25 extends from the center of the tip of the wrist shaft end 20.
5a protrudes in the axial direction of the wrist shaft end 20, and a plurality of steel balls 33 are attached to the inner and outer peripheral surfaces of the hand holding ring 32 around the spline shaft 25a. It is held so that it can freely protrude or retreat and not fall off from the hand holding ring 32.

一方、上記手部22の後端側(第1図及び第3
図参照)には、上記手部保持環部32に内嵌挿さ
れる手部中空軸34が形成されている。この手部
中空軸外周面には、長方形断面の環状溝35が形
成されている。この環状溝35を形成する壁面に
上記鋼球33が係止されることにより、手部22
は、手首軸端20に脱落不能な状態で取付けられ
る。
On the other hand, the rear end side of the hand portion 22 (FIGS. 1 and 3)
(see figure) is formed with a hand hollow shaft 34 that is inserted into the hand holding ring 32. An annular groove 35 with a rectangular cross section is formed on the outer circumferential surface of the hollow hand shaft. By locking the steel ball 33 to the wall surface forming the annular groove 35, the hand portion 22
is attached to the wrist shaft end 20 in a non-removable manner.

上記手部中空軸34の外周面には、また、環状
溝35よりも先端側に近い部位に、軸方向に長い
ストツプ溝36が形成されている。
An axially long stop groove 36 is also formed on the outer circumferential surface of the hand hollow shaft 34 at a portion closer to the distal end side than the annular groove 35.

上記手部中空軸34の周囲に、この手部中空軸
34の軸方向にスライド自在の固定用環金具37
が配設されている。この固定用環金具37は、こ
の固定用環金具37の横方向に打込まれ、上記ス
トツプ溝36の両端で停止させられるストツプピ
ン38により、上記手部中空軸34から脱落しな
い。
A fixing ring fitting 37 is provided around the hollow hand shaft 34 and is slidable in the axial direction of the hollow hand shaft 34.
is installed. The fixing ring fitting 37 is prevented from falling off the hand hollow shaft 34 by stop pins 38 which are driven in the lateral direction of the fixing ring fitting 37 and are stopped at both ends of the stop groove 36.

上記固定用環金具37と手部本体39との間に
は、圧縮コイルバネ40が配装され、この圧縮コ
イルバネ40により固定用環金具37は、手部中
空軸34の後方へ弾性的に付勢されている。
A compression coil spring 40 is disposed between the fixing ring fitting 37 and the hand main body 39, and the compression coil spring 40 elastically biases the fixing ring fitting 37 toward the rear of the hand hollow shaft 34. has been done.

上記固定用環金具37の外周面には、円環状の
外周溝41が形成されている。この外周溝41に
図示されないU字形の遠隔操作端末デバイスが取
付けられ得る。
An annular outer circumferential groove 41 is formed on the outer circumferential surface of the fixing ring fitting 37. A U-shaped remote control terminal device (not shown) can be attached to this outer circumferential groove 41 .

上記固定用環金具37の突内周面には、上記外
周溝41と対向する位置に内周溝42が形成され
ている。したがつて、上記固定用環金具37の内
周面において、内周溝42よりも先端に近い部位
には、上記鋼球33が手部保持環部32の内部へ
突出した状態でこれらの鋼球33を押圧するため
のランド部43が形成されている。このランド部
43から上記内周溝42に至る溝側壁44は、傾
斜している。
An inner circumferential groove 42 is formed on the protruding inner circumferential surface of the fixing ring fitting 37 at a position facing the outer circumferential groove 41 . Therefore, on the inner circumferential surface of the fixing ring fitting 37, the steel balls 33 are placed in a position closer to the tip than the inner circumferential groove 42, with the steel balls 33 protruding into the inside of the hand holding ring part 32. A land portion 43 for pressing the ball 33 is formed. A groove side wall 44 extending from the land portion 43 to the inner circumferential groove 42 is inclined.

上記手首軸端20の手部保持環部32及び手部
22の固定用環金具37の構造により、第1図に
示されているように、手部22が手首軸端20に
固定されている場合には、固定用環金具37は、
そのランド部43と鋼球33とが係合するように
後方にスライドされており、これに反して、手部
22が手首軸端20から抜取られる場合には、固
定用環金具37は、手部中空軸34の先端方向へ
スライドされ、それにより、ランド部43と鋼球
33との係合が解除される。第2図は、手部22
が抜取られた後の手首部の状態を示し、第3図
は、手首軸端20から抜取られた後の手部22の
状態を示している。
Due to the structure of the hand holding ring 32 of the wrist shaft end 20 and the fixing ring fitting 37 of the hand 22, the hand 22 is fixed to the wrist shaft end 20, as shown in FIG. In this case, the fixing ring fitting 37 is
The land portion 43 and the steel ball 33 are slid rearward so as to engage with each other. On the other hand, when the hand portion 22 is removed from the wrist shaft end 20, the fixing ring fitting 37 is The land portion 43 is slid toward the distal end of the hollow shaft 34, thereby releasing the engagement between the land portion 43 and the steel ball 33. FIG. 2 shows the hand part 22.
FIG. 3 shows the state of the hand 22 after it has been removed from the wrist shaft end 20.

指部の開閉機構 第3図に示されているように、手部22の軸心
には、ウオーム45が配設され、このウオーム4
5は、その両端において、一対の通常形球軸受4
6及び47により手部中空軸34及び手部本体3
9に支持されている。ウオーム45の軸心には、
指部開閉操作端軸25とスプライン嵌合するスプ
ライン孔48が形成されている。
Finger Opening/Closing Mechanism As shown in FIG. 3, a worm 45 is disposed at the axis of the hand 22.
5 has a pair of normal ball bearings 4 at both ends thereof.
6 and 47, the hand hollow shaft 34 and the hand main body 3
It is supported by 9. At the axis of the worm 45,
A spline hole 48 is formed into which the finger opening/closing operation end shaft 25 is spline-fitted.

上記ウオーム45には、その横、軸方向の対向
する位置において、一対のウオームギア49が噛
合している。これらのウオームギア49には平行
移動形の指部50の2本のリンク51がそれぞれ
が、剛性結合されている。したがつて、上記指部
50の一対の指先52は、ウオーム45の正回転
により、平行関係を維持しつつ、互いに接近する
ように駆動され、他方、ウオーム45の逆回転に
より、平行関係を維持しつつ、互いに接近するよ
うに駆動される。
A pair of worm gears 49 mesh with the worm 45 at opposing positions in the lateral and axial directions. Two links 51 of parallel-moving fingers 50 are rigidly connected to these worm gears 49, respectively. Therefore, the pair of fingertips 52 of the finger portion 50 are driven to approach each other while maintaining a parallel relationship by the forward rotation of the worm 45, and on the other hand, the pair of fingertips 52 of the finger portion 50 are driven to approach each other while maintaining a parallel relationship by the reverse rotation of the worm 45. At the same time, they are driven closer to each other.

上記ウオーム45に、自在継手23及び指部開
閉操ム端軸25を経て、トルクを伝達する回転軸
24は、手部開閉駆動用の第2モータ53の出力
軸54にスプライン結合されている。この出力軸
54は、連続正回転及び連続逆回転のいずれをも
出力し、それにより、指部50の開閉が行なわれ
る。
A rotary shaft 24 that transmits torque to the worm 45 via the universal joint 23 and the finger opening/closing operation end shaft 25 is spline-coupled to an output shaft 54 of a second motor 53 for driving the hand opening/closing. This output shaft 54 outputs both continuous forward rotation and continuous reverse rotation, thereby opening and closing the finger portion 50.

第2モータ53のステータ55は、上記減速歯
車8に剛性結合され、ステータ55には、円環状
の給電スリツプリング56及び般57が剛性結合
されている。これらの給電スリツプリング56及
び57に、一対のリード線58の一対の集電部材
58a及び58bが接触している。
A stator 55 of the second motor 53 is rigidly connected to the reduction gear 8, and an annular power supply slip ring 56 and a ring 57 are rigidly connected to the stator 55. A pair of current collecting members 58a and 58b of a pair of lead wires 58 are in contact with these power supply slip rings 56 and 57.

第2モータ53の取付構造及び給電方式のため
に、手部22がいずれかの角度での回転停止中又
は回転中のいずれの状態にあつても、第2モータ
53は、指部50の開閉操作を完全に行うことが
できる。
Due to the mounting structure and power supply method of the second motor 53, the second motor 53 can open and close the finger 50 even when the hand 22 is stopped rotating at any angle or is rotating. Fully operational.

手首部の旋回機構 第1図に示されているように、第1内向きフラ
ンジ2には、第1モータ4のほかに、複数個のリ
ニアアクチユエータが固定されている。本実施例
のマョニプレータは、2個のリニアアクチユエー
タを有しており、一方のリニアアクチユエータ5
9は、上下旋回のために使用され、他方のリニア
アクチユエータ(図示せず)は、左右旋回用のた
めに使用される。これらのリニアアクチユエータ
は、液圧シリンダ、回転モータ駆動のポールネジ
又はピニオン駆動のラツクにより構成することが
できる。
Wrist Swivel Mechanism As shown in FIG. 1, in addition to the first motor 4, a plurality of linear actuators are fixed to the first inward flange 2. The many plater of this embodiment has two linear actuators, one of which is the linear actuator 5.
9 is used for vertical rotation, and the other linear actuator (not shown) is used for left and right rotation. These linear actuators can be constituted by hydraulic cylinders, rotary motor driven pole screws or pinion driven racks.

上記一方のリニアアクチユエータ59と他方の
リニアアクチユエータとは、第4図に示されてい
るように、円環状横断面を有する手首旋回枠31
の横断面の中心の周りにほぼ90゜の角度間隔を以
つて隔置されている。2個のリニアアクチユエー
タ間の角度間隔は、ほぼ50゜ないし130゜の角度
に設定されれば、手首部60の旋回において必要
とされる力は、操作上不都合となるような方向性
を帯びない。
As shown in FIG. 4, the one linear actuator 59 and the other linear actuator are connected to a wrist rotating frame 31 having an annular cross section.
are spaced at approximately 90° angular intervals about the center of the cross section. If the angular spacing between the two linear actuators is set at an angle of approximately 50° to 130°, the force required for pivoting the wrist portion 60 will not be directed in a direction that would be inconvenient for operation. It doesn't take on any color.

以下、一方のリニアアクチユエータ59の構成
及び作用について説明する。この説明は、他方の
リニアアクチユエータにも適用される。
The configuration and operation of one linear actuator 59 will be described below. This explanation also applies to the other linear actuator.

上記一方のリニアアクチユエータ59のロツド
61の先樽端部には、旋回操作端部材63が枢支
ピン62により結合されている。この旋回操作端
部材63の先端には、保持リング64が形成され
ている。この保持リング64に球形外表面を有す
る第3ブツシユ65が、全方向において滑動自在
に内装されている。この第3ブツシユ65は、上
記手首旋回枠31の内面下部に形成された溝66
の横断方向に設置された枢支ピン67に外嵌挿さ
れている。溝66の幅は、旋回操作端部材63の
厚さに対し十分な余裕を残しているので、手首旋
回枠31は、その左右旋回に際して干渉されるこ
とがない。
A swing operation end member 63 is coupled to the barrel end of the rod 61 of one of the linear actuators 59 by a pivot pin 62. A retaining ring 64 is formed at the tip of this swing operation end member 63. A third bush 65 having a spherical outer surface is housed in this retaining ring 64 so as to be slidable in all directions. This third bush 65 is connected to a groove 66 formed in the lower part of the inner surface of the wrist rotation frame 31.
It is externally fitted onto a pivot pin 67 installed in a transverse direction. Since the width of the groove 66 leaves a sufficient margin for the thickness of the swing operation end member 63, the wrist swing frame 31 is not interfered with when turning left and right.

上記手首旋回枠31は、一方のリニアアクチユ
エータ59、他方のリニアアクチユエータ及び手
首中間軸13により、外側自在継手15の中心A
を旋回中心としていずれの方向にも旋回自在とな
るように支持されている。例えば、他方のリニア
アクチユエータにより手首旋回枠31が左右方向
に旋回される場合には、第1継手金具10は、一
対の枢支ピン11を支軸として、第1ブツシユ2
8の球形外表面上を滑動しつつ、旋回される。
The wrist rotation frame 31 is connected to the center A of the outer universal joint 15 by one linear actuator 59, the other linear actuator, and the wrist intermediate shaft 13.
It is supported so that it can freely rotate in any direction with the center of rotation at . For example, when the wrist rotation frame 31 is rotated in the left-right direction by the other linear actuator, the first joint fitting 10 rotates around the first bushing 2 with the pair of pivot pins 11 as support axes.
It rotates while sliding on the spherical outer surface of 8.

上記手首旋回枠31が中心Aを中心として旋回
される。したがつて、指部開閉操作端軸25は、
手部中間軸13により、内側自在継手23の中心
Bを中心として旋回される。
The wrist rotation frame 31 is rotated around the center A. Therefore, the finger opening/closing operation end shaft 25 is
The hand intermediate shaft 13 rotates about the center B of the inner universal joint 23 .

中心Bは、中心Aからマニプレータの先端側へ
若干ずれた位置に配置されているので、指部開閉
操作端軸25の旋回角速度は、手首旋回枠31の
旋回角速度よりも大きくなる。したがつて、指部
開閉操作端軸25と一体になつて旋回される第2
ブツシユ29は、手首旋回枠31と一体になつて
旋回するリング30に対する姿勢を変えつつ、リ
ング30の内面上を滑動する。
Since the center B is located at a position slightly shifted from the center A toward the tip end of the manipulator, the rotation angular velocity of the finger opening/closing operation end shaft 25 is greater than the rotation angular velocity of the wrist rotation frame 31. Therefore, the second shaft rotates integrally with the finger opening/closing operation end shaft 25.
The bush 29 slides on the inner surface of the ring 30 while changing its attitude with respect to the ring 30, which rotates integrally with the wrist rotation frame 31.

上記の通り、指部開閉操作端軸25の旋回角速
度は、手首旋回枠31の旋回角速度よりも大きい
ので、手首旋回枠31が緩やかに少量旋回されて
も、指部開閉操作端軸25は、速く多量旋回され
得る。これにより、手首旋回枠31と腕殻1との
結合構造が簡単化されるとともに、ストロークの
より小さいリニアアクチユエータが使用され得
る。
As mentioned above, the rotation angular velocity of the finger opening/closing operation end shaft 25 is greater than the rotation angular velocity of the wrist rotation frame 31, so even if the wrist rotation frame 31 is gently rotated by a small amount, the finger opening/closing operation end shaft 25 Can be turned quickly and in large quantities. This simplifies the coupling structure between the wrist rotation frame 31 and the arm shell 1, and allows the use of a linear actuator with a smaller stroke.

また、中心Aと中心Bとの中心間距離を変える
ことにより、手首旋回枠31の旋回角速度に対す
る指部開閉操作端軸25、すなわち、手部22の
旋回角速度の倍率は、任意に変えられる。
Further, by changing the center-to-center distance between the center A and the center B, the magnification of the rotation angular velocity of the finger opening/closing operation end shaft 25, that is, the hand portion 22, relative to the rotation angular velocity of the wrist rotation frame 31 can be arbitrarily changed.

上記手首旋回枠31を全方向において旋回させ
るためのリニアアクチユエータは、手首旋回枠3
1の横断面の円形に内接する正三角形の各頂点で
旋回操作端部材が手首旋回枠31を押し引きする
ように、3個配設されてもよい。これら3個のリ
ニアアクチユエータが適当に制御されることによ
り、全方向において理想的に等しい力で手首旋回
枠31が旋回され得る。
A linear actuator for rotating the wrist rotation frame 31 in all directions is a linear actuator for rotating the wrist rotation frame 31 in all directions.
Three pivoting operation end members may be arranged so that they push and pull the wrist pivoting frame 31 at each vertex of an equilateral triangle inscribed in the circle of one cross section. By appropriately controlling these three linear actuators, the wrist rotation frame 31 can be rotated with ideally equal force in all directions.

また、2個以上のリニアアクチユエータが配置
された場合において、各リニアアクチユエータ間
の角度間隔の選定により、手首旋回枠31の旋回
に必要な旋回モーメントが旋回方向に依存して変
わり得る。したがつて、この旋回モーメントの方
向性を積極的に利用した、リニアアクチユエータ
の配置構造を採用してもよい。
Further, when two or more linear actuators are arranged, the turning moment required for turning the wrist turning frame 31 can change depending on the turning direction by selecting the angular interval between each linear actuator. . Therefore, a linear actuator arrangement structure that actively utilizes the directionality of this turning moment may be adopted.

手首部のシール機構 第1図及び第2図に示されているように、上記
手首旋回枠31の外表面31aは、球面の一部を
成すように形成され、他方、腕殻1の先端部内面
には、手首旋回枠31の外表面31aと摺動自在
に接触する第1Oリング68が嵌着されている。
Wrist Seal Mechanism As shown in FIGS. 1 and 2, the outer surface 31a of the wrist rotation frame 31 is formed to form a part of a spherical surface, while the tip of the arm shell 1 A first O-ring 68 that slidably contacts the outer surface 31a of the wrist rotation frame 31 is fitted on the inner surface.

上記手首旋回枠31の先端部には、円環状の端
板31,31bが固着されており、この端板31
bと手首中間軸13の円筒軸部13aとの間に、
これら端板31bと円筒軸部13aとの間を摺動
シールする第2Oリング69が嵌着されている。
Annular end plates 31, 31b are fixed to the tip of the wrist rotation frame 31, and the end plates 31
b and the cylindrical shaft portion 13a of the wrist intermediate shaft 13,
A second O-ring 69 is fitted to provide a sliding seal between the end plate 31b and the cylindrical shaft portion 13a.

また、手首旋回枠31と端板31bとの間に
は、塵又は水滴の侵入するすき間が存在しない。
Further, there is no gap between the wrist rotation frame 31 and the end plate 31b through which dust or water droplets can enter.

上記第2Oリング69は、端板31b、円筒軸
部13a及び球軸受13bにより、横断面円形の
ほぼ全周に亘つて径方向内向きの軽い圧縮力を受
けている。
The second O-ring 69 is subjected to a slight radially inward compressive force over almost the entire circumference of the circular cross section by the end plate 31b, the cylindrical shaft portion 13a, and the ball bearing 13b.

従つて、端板31bと円筒軸部13aとの間か
らの塵又は水滴の手首旋回枠31内への侵入は、
防止される。
Therefore, the intrusion of dust or water droplets into the wrist rotation frame 31 from between the end plate 31b and the cylindrical shaft portion 13a is prevented.
Prevented.

上記手首中間軸13の継手本体部16の先端部
外周面には、第3Oリング70が嵌着され、この
第3Oリング70により継手本体部16と第2継
手金具17との間が摺動シールされる。
A third O-ring 70 is fitted onto the outer circumferential surface of the distal end of the joint body 16 of the wrist intermediate shaft 13, and this third O-ring 70 provides a sliding seal between the joint body 16 and the second joint fitting 17. be done.

上記手首軸端20の内周面において、第2継手
金具17の外周面を接触する部位に、第4Oリン
グ71は、パツキンと同様瞳の態様で使用されて
いる。
On the inner circumferential surface of the wrist shaft end 20, the fourth O-ring 71 is used in the form of a pupil, similar to a gasket, at a portion that contacts the outer circumferential surface of the second joint fitting 17.

第1図及び第2図に示されているように、手首
軸端20の先端側中央部には、回転する指部開閉
操作端軸25を軸シールするための第5Oリング
72を内周面に嵌着したボス73が形成されてい
る。このボス73内に配置された上記球軸受27
とボス73の先端部73aとにより、第5Oリン
グ72は、その前後両面において、軽く押圧され
ている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a fifth O-ring 72 for sealing the rotating finger opening/closing operation end shaft 25 is provided on the inner peripheral surface of the central part of the tip side of the wrist shaft end 20. A boss 73 is formed that fits into the. The ball bearing 27 disposed within this boss 73
The fifth O-ring 72 is lightly pressed by the front and rear surfaces of the fifth O-ring 72 and the tip 73a of the boss 73.

上記の通り、手首旋回枠31の球形外表面及び
手首中間軸13の外表面形状、及び第1,2,
3,4及び5Oリング68,69,70,71及
び72により、手首部60は、外部の塵及び水滴
から完全にシールされる。
As described above, the spherical outer surface of the wrist rotation frame 31, the outer surface shape of the wrist intermediate shaft 13, and the first, second,
The 3, 4 and 5 O-rings 68, 69, 70, 71 and 72 completely seal the wrist 60 from external dust and water droplets.

本発明の他の実施例 本発明の第2の好適な実施例が第5図及び第6
図に示されている。この実施例の説明において、
第1実施例と同一泥の部材には、同一の参照番号
が使用される。
Other Embodiments of the Invention A second preferred embodiment of the invention is shown in FIGS.
As shown in the figure. In the description of this example,
The same reference numbers are used for the same mud parts as in the first embodiment.

第2実施例においては、第1実施例における外
側自在継手15の中心Aと内側自在継手23の中
心Bとが完全に一致したと考え得るように、手首
部75が構成されているので、手首軸端76が直
接、手首旋回枠31に回転一体の状態で取付けら
れている。
In the second embodiment, the wrist portion 75 is configured in such a way that the center A of the outer universal joint 15 and the center B of the inner universal joint 23 in the first embodiment can be considered to be completely aligned. The shaft end 76 is directly attached to the wrist rotation frame 31 so as to rotate integrally therewith.

上記手首軸端76の軸心を、スプラインを有す
る指部開閉操作端軸77が縦貫している。この指
部開閉操作端軸77は、伸縮軸ではない。
A finger opening/closing operation end shaft 77 having a spline extends vertically through the axis of the wrist shaft end 76 . This finger opening/closing operation end shaft 77 is not a telescopic shaft.

上記手首軸端76の後端には、ヨーク78が形
成され、このヨーク78は、中空駆動軸7の先端
に形成されたヨーク9に、円環状の第4継手金具
79及び90゜の角度間隔を以つて配置された4本
のピン80により結合されている。これらヨーク
78及び9、第4継手金具79及びピン80によ
り外側自在継手81が構成される。
A yoke 78 is formed at the rear end of the wrist shaft end 76, and this yoke 78 is connected to a yoke 9 formed at the tip of the hollow drive shaft 7 with an annular fourth joint fitting 79 and an angular interval of 90 degrees. They are connected by four pins 80 arranged with. These yokes 78 and 9, the fourth joint fitting 79, and the pin 80 constitute an outer universal joint 81.

外側自在継手81の内部を、フツク形の内側自
在継手23により結合された回転軸24及び指部
開閉操作端軸77が縦貫する。内側自在継手23
の中心と外側自在継手81の中心とは完全に一致
する。
The rotating shaft 24 and the finger opening/closing operation end shaft 77 , which are connected by the hook-shaped inner universal joint 23 , extend vertically through the inside of the outer universal joint 81 . Inner universal joint 23
The center of the outer universal joint 81 completely coincides with the center of the outer universal joint 81.

また、第5図に示されているように、上記手首
旋回枠31は、第2内向きフランジ3に当接する
ことにより旋回最大角度を規制される。
Further, as shown in FIG. 5, the wrist rotation frame 31 is restricted in its maximum rotation angle by coming into contact with the second inward flange 3.

以上、実施例により詳しく説明した本発明によ
れば、手首部の関節を構成する部材は、いずれも
軸方向にしか開口端を有しない中空構造であつ
て、各部材間に相対運動が存在すると否とによら
ず、一の部材が他の部材に軸方向で常時重なり合
うように組付けられ、各部材間は、シールリング
によりシールされるので、手首部の内部は、塵及
び水滴などに対しほぼ完全にシールされる。この
ような手首部のシール構造により、特に、マニプ
レータが原子力施設などの放射線環境下で使用さ
れる場合にも、放射線除洗作業が簡単となる。す
なわち、マニプレータの手首部の保守性が顕著に
改善される。
According to the present invention, which has been explained in detail with reference to the embodiments above, the members constituting the wrist joint are all hollow structures having open ends only in the axial direction, and if there is relative movement between each member, Regardless of whether or not one member is assembled with the other in the axial direction, each member is assembled with a seal ring, so the inside of the wrist is protected from dust and water droplets. Almost completely sealed. Such a wrist seal structure facilitates radiation cleaning work, especially when the manipulator is used in a radiation environment such as a nuclear facility. That is, the maintainability of the wrist portion of the manipulator is significantly improved.

また、上記各部材の重なり構造により、手首部
の機械的強度が比較的大きく維持される。
Further, due to the overlapping structure of each member, the mechanical strength of the wrist portion is maintained relatively high.

また、本発明によれば、指部の旋回、回転及び
開閉操作を遂行する動力源は、手首部以外の個所
に収納され、この動力源から手部及び指部に至る
内外2重のトルク伝達系は、巻掛け媒介機構を使
用しないで、軸、自在継手、歯車装置、スプライ
ン継手から構成されたので、外形が小形の手首部
を有するマニプレータが得られ、しかもこのマニ
プレータの手部及び指部は、上記トルク伝達系の
確実なトルク伝達により器用な動作を為し得る。
Furthermore, according to the present invention, the power source for turning, rotating, and opening/closing the finger is housed in a location other than the wrist, and dual internal and external torque is transmitted from this power source to the hand and fingers. Since the system was constructed from a shaft, a universal joint, a gear system, and a spline joint without using a wrapping mechanism, a manipulator having a wrist portion with a small external shape was obtained, and the hand and finger portions of this manipulator were can perform dexterous movements due to the reliable torque transmission of the torque transmission system.

また、本発明によれば、中空駆動部と手首軸端
とを、手首中間軸が2組の自在継手を介して結合
することにより、小ストロークのリニアアクチユ
エータを使用しても、手首部の大きな旋回を得る
ことができる。
Further, according to the present invention, by connecting the hollow drive portion and the wrist shaft end through two sets of universal joints, the wrist intermediate shaft can be connected to the wrist shaft end even if a small stroke linear actuator is used. You can get a big turn.

また、本発明によれば、有指手部又は無指手部
など種々の手部の着脱が容易であつて、この着脱
容易な構造により、手首軸端から手部へのトルク
伝達が損われない。
Further, according to the present invention, various hand parts such as a fingered hand part or a fingerless hand part can be easily attached and detached, and this easy-to-attach and detach structure prevents loss of torque transmission from the wrist shaft end to the hand part. do not have.

また、本発明によれば、手部の回転の際にステ
ータが回転する指部開閉のための第2モータは、
給電スリツプリングを介して給電されるため、上
記手部は、手首部の旋回又は非旋回位置にかかわ
らず、連続正回転及び連続逆回転が可能である。
これにより、特にネジ類の着脱が容易に行われ得
る。
Further, according to the present invention, the second motor for opening and closing the finger part, whose stator rotates when the hand part rotates, is
Since power is supplied through the power supply slip ring, the hand part is capable of continuous forward rotation and continuous reverse rotation, regardless of whether the wrist part is in a pivoted or non-swiveled position.
This makes it easy to attach and detach screws, in particular.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の第1の好適な実施例に従う
マニプレータの手首部及び手部の縦断面図であつ
て、手首部が最大限下方に旋回した状態を示す。
第2図は、上記マニプレータの手首部の縦断面図
であつて、手首部の軸心が一直線の状態を示す。
第2図において、手部は、手首部から取外されて
いる。第3図は、上記マニプレータにおいて、そ
の手首部から取外された手部の縦断面図である。
第4図は、手首旋回枠の第2図における−線
断面図である。第5図は、本発明の第2の好適な
実施例に従うマニプレータの手首部の縦断面であ
つて、この手首部が最大限下方に旋回した状態を
示す。第6図は、第5図における−線断面図
である。ただし、第6図は、手首旋回枠が旋回し
ていない位置で、−線に沿つて手首部を断面
した状態を示している。 1……腕殻、4……第1モータ、7……中空駆
動軸、13……手首中間軸、15……外側自在継
手、20……手首軸端、22……手部、23……
内側自在継手、24……回転軸、25……指部開
閉操作端軸、48……スプライン孔、50……指
部、53……第2モータ、55……ステータ、5
6及び57……給電スリツプリング、59……リ
ニアアクチユエータ、60……手首部、68,6
9,70,71及び72……Oリング、76……
手首軸端、77……スプライン軸、81……外側
自在継手。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the wrist and hand of a manipulator according to a first preferred embodiment of the present invention, with the wrist being pivoted downward to the maximum extent possible.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the wrist portion of the manipulator, showing a state in which the axes of the wrist portion are aligned in a straight line.
In FIG. 2, the hand has been removed from the wrist. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the hand section of the manipulator removed from the wrist section.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line -- in FIG. 2 of the wrist rotation frame. FIG. 5 is a longitudinal cross-section of the wrist portion of the manipulator according to the second preferred embodiment of the present invention, showing the wrist portion in a state in which the wrist portion is pivoted downward to the maximum extent. FIG. 6 is a sectional view taken along the - line in FIG. 5. However, FIG. 6 shows a cross-section of the wrist portion along the - line at a position where the wrist rotation frame is not rotated. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Arm shell, 4... First motor, 7... Hollow drive shaft, 13... Wrist intermediate shaft, 15... Outer universal joint, 20... Wrist shaft end, 22... Hand part, 23...
Inner universal joint, 24... Rotating shaft, 25... Finger opening/closing operation end shaft, 48... Spline hole, 50... Finger, 53... Second motor, 55... Stator, 5
6 and 57...Power supply slip ring, 59...Linear actuator, 60...Wrist part, 68,6
9, 70, 71 and 72... O-ring, 76...
Wrist shaft end, 77... Spline shaft, 81... Outer universal joint.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 腕殻1の突先端の内部に旋回自在に配装され
た手首旋回枠31と、手首部60又は75以外の
部位に配設された、手部22回転のための第1モ
ータ4と、指部50開閉のための第2モータ53
と、上記手首旋回枠31に2自由度の旋回を付与
するための少なくとも2個のリニアアクチユエー
タ59と、第1モータ4により歯車装置5及び8
を介して回転駆動され手部22を回転するための
中空駆動軸7と、この中空駆動軸7に外側自在継
手15により結合され、手首旋回枠31とともに
旋回自在、かつ、この手首旋回枠31に対し回転
自在の状態で支持された中空の手首中間軸31に
対し回転自在の状態で支持された中空の手首中間
軸13と、自在継手21によりこの手首中間軸1
3と結合され、手部22に直接結合される中空の
手首軸端20と、第2モータ53により直接又は
歯車装置を介して回転駆動される回転軸24と指
部開閉操作端軸25との間に構成される内側自在
継手23とから成るマニプレータにおいて、上記
手首旋回枠31は、連続した球形外表面を有し、
手首中間軸13は、手首軸端20と自在継手21
を構成する部位において、球形外表面を有し、上
記腕殻1と手首旋回枠31、手首旋回枠31と手
首中間軸13、手首中間軸13と手首軸端20と
がそれぞれの端部において常時他と嵌合するよう
に組付けられたことを特徴とするマニプレータ。 2 特許請求の範囲第1項に記載のマニプレータ
において、手首中間軸13の中空部は、手首中間
軸13の軸方向にのみ両開口端を有するとともに
手首軸端20の中空部は、手首軸端20の軸方向
にのみ両開口端を有し、上記腕殻1と手首旋回枠
31との間、手首旋回枠31と手首中間軸13と
の間、手首中間軸13と手首軸端20との間、及
び手首軸端20と指部開閉操作端軸25との間が
シールリング68,69,70,71及び72に
よりシールされたことを特徴とするマニプレー
タ。 3 特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
マニプレータにおいて、上記指部開閉操作端軸2
5の一部であつて、手首軸端20から突出した部
位に、スプラインが形成され、このスプラインと
嵌合するスプライン孔48を有する手部22が手
首軸端25に対し着脱されることを特徴とするマ
ニプレータ。 4 腕殻1の先端の内部に旋回自在に配装された
手首旋回枠31と、手首部75以外の部位に配設
されれた手部22回転のための第1モータ4と、
指部50開閉のための第2モータ53と、上記手
首旋回枠31に2自由度の旋回を付与するための
少なくとも2個のリニアアクチユエータ59と、
第1モータ4により歯車装置5及び8を介して回
転駆動され手部22を回転するための中空駆動軸
7と、手首旋回枠31とともに旋回自在、かつ、
この手首旋回枠31に対し回転自在の状態で手首
旋回枠31により支持され手部22に直接結合さ
れる中空の手首軸端76との間に構成される外側
自在継手81と、第2モータ53により直接又は
歯車装置を介して回転駆動され回転軸24と指部
開閉操作端軸77との間に構成される内側自在継
手23とから成るマニプレータにおいて、上記手
首軸端76は、手首旋回枠31に、旋回一体、か
つ、回転自在の状態で組込まれたことを特徴とす
るマニプレータ。 5 特許請求の範囲第4項に記載のマニプレータ
において、上記手首旋回枠31は、連続した球形
外表面を有するとともに、上記手首軸端76の中
空部は、この手首軸端76の軸方向にのみ両開口
端を有し、上記腕殻1と手首旋回枠31との間、
この手首旋回枠31と手首軸端76との間、及び
この手首軸端76と指部開閉操作端軸との間がシ
ールリング68,69によりシールされたことを
特徴とするマニプレータ。 6 特許請求の範囲第4項および第5項のいずれ
か1項に記載のマニプレータにおいて、上記指部
開閉操作端軸77の一部であつて、手首軸端76
から突出した部位に、スプラインが形成され、こ
のスプラインと嵌合するスプライン孔48を有す
る手部22が手首軸端77に対し着脱されること
を特徴とするマニプレータ。 7 腕殻1の先端の内部に旋回自在に配装された
手首旋回枠31と、手首部60又は75以外の部
位に配設された手部22回転のための第1モータ
4と、指部50開閉のための第2モータ53と、
上記手首旋回枠31に2自由度の旋回を付与する
ための少なくとも2個のリニアアクチユエータ5
9と、第1モータ4により歯車装置5及び8を介
して回転駆動され手部22を回転するための中空
駆動軸7と、手首旋回枠31により、この手首旋
回枠31とともに旋回自在、かつ、この手首旋回
枠31に対し回転自在の状態で支持され手部22
に直接結合される中空の手首軸端20又は76と
の間に構成される外側自在継手15又は81と、
第2モータ53により直接又は歯車装置を介して
回転駆動される回転軸24と指部開閉操作端軸2
5又は77との間に構成される内側自在継手23
とから成るマニプレータにおいて、第2モータ5
3は、そのステータ55が中空駆動部7に剛性結
合され、かつ、給電スリツプリング56及び57
を介して給電されることを特徴とするマニプレー
タ。
[Scope of Claims] 1. A wrist rotation frame 31 rotatably disposed inside the tip of the arm shell 1, and a wrist rotation frame 31 disposed at a portion other than the wrist portion 60 or 75 for rotating the hand portion 22. A first motor 4 and a second motor 53 for opening and closing the finger portion 50
, at least two linear actuators 59 for giving two degrees of freedom of rotation to the wrist rotation frame 31, and gear devices 5 and 8 by the first motor 4.
A hollow drive shaft 7 is rotatably driven to rotate the hand portion 22 via the hollow drive shaft 7, and is connected to the hollow drive shaft 7 by an outer universal joint 15, and is rotatable together with the wrist pivot frame 31. The hollow wrist intermediate shaft 13 is rotatably supported with respect to the hollow wrist intermediate shaft 31 that is rotatably supported, and the wrist intermediate shaft 1 is connected by the universal joint 21.
3 and a hollow wrist shaft end 20 that is directly connected to the hand part 22, a rotating shaft 24 that is rotationally driven by a second motor 53 directly or through a gear device, and a finger opening/closing operation end shaft 25. In the manipulator, the wrist rotation frame 31 has a continuous spherical outer surface,
The wrist intermediate shaft 13 has a wrist shaft end 20 and a universal joint 21.
The arm shell 1 and the wrist pivot frame 31, the wrist pivot frame 31 and the wrist intermediate shaft 13, and the wrist intermediate shaft 13 and the wrist shaft end 20 are always at their respective ends. A manipulator characterized in that it is assembled so as to fit with another. 2. In the manipulator according to claim 1, the hollow portion of the wrist intermediate shaft 13 has both open ends only in the axial direction of the wrist intermediate shaft 13, and the hollow portion of the wrist shaft end 20 has both open ends at the wrist shaft end. It has both open ends only in the axial direction of the arm shell 1 and the wrist pivot frame 31, between the wrist pivot frame 31 and the wrist intermediate shaft 13, and between the wrist intermediate shaft 13 and the wrist shaft end 20. A manipulator characterized in that the space between the wrist shaft end 20 and the finger opening/closing operation end shaft 25 is sealed by seal rings 68, 69, 70, 71 and 72. 3. In the manipulator according to claim 1 or 2, the finger opening/closing operation end shaft 2
A spline is formed in a part of the wrist shaft end 20 that protrudes from the wrist shaft end 20, and the hand portion 22 having a spline hole 48 that fits with the spline can be attached to and removed from the wrist shaft end 25. A manipulator that does this. 4. A wrist rotation frame 31 rotatably disposed inside the tip of the arm shell 1, and a first motor 4 for rotating the hand 22 disposed at a portion other than the wrist 75;
a second motor 53 for opening and closing the finger portion 50; at least two linear actuators 59 for giving two degrees of freedom of rotation to the wrist rotation frame 31;
A hollow drive shaft 7 which is rotatably driven by the first motor 4 via the gear devices 5 and 8 to rotate the hand part 22 and is freely rotatable together with the wrist rotation frame 31;
An outer universal joint 81 is constructed between a hollow wrist shaft end 76 that is rotatably supported by the wrist rotation frame 31 and directly connected to the hand portion 22, and a second motor 53. In the manipulator, the inner universal joint 23 is configured between the rotary shaft 24 and the finger opening/closing operation end shaft 77, which is rotatably driven directly or through a gear device. A manipulator characterized in that the manipulator is integrated into the manipulator in a rotatable state. 5. In the manipulator according to claim 4, the wrist rotation frame 31 has a continuous spherical outer surface, and the hollow portion of the wrist shaft end 76 extends only in the axial direction of the wrist shaft end 76. having both open ends, between the arm shell 1 and the wrist rotation frame 31;
A manipulator characterized in that seal rings 68 and 69 seal between the wrist rotation frame 31 and the wrist shaft end 76, and between the wrist shaft end 76 and the finger opening/closing operation end shaft. 6. In the manipulator according to any one of claims 4 and 5, the wrist shaft end 76 is a part of the finger opening/closing operation end shaft 77.
A manipulator characterized in that a spline is formed in a portion protruding from the spline, and a hand portion 22 having a spline hole 48 that fits with the spline can be attached to and removed from a wrist shaft end 77. 7 A wrist rotation frame 31 rotatably disposed inside the tip of the arm shell 1, a first motor 4 for rotating the hand 22 disposed at a portion other than the wrist 60 or 75, and a finger section. 50, a second motor 53 for opening and closing;
At least two linear actuators 5 for giving two degrees of freedom of rotation to the wrist rotation frame 31.
9, a hollow drive shaft 7 which is rotatably driven by the first motor 4 via the gear devices 5 and 8 to rotate the hand part 22, and a wrist rotation frame 31, which can freely rotate together with the wrist rotation frame 31; The hand portion 22 is rotatably supported on the wrist rotation frame 31.
an outer universal joint 15 or 81 configured between the hollow wrist shaft end 20 or 76 that is directly coupled to the outer universal joint 15 or 81;
The rotating shaft 24 and the finger opening/closing operation end shaft 2 are rotationally driven by the second motor 53 directly or via a gear device.
Inner universal joint 23 configured between 5 or 77
In the manipulator consisting of a second motor 5
3, whose stator 55 is rigidly coupled to the hollow drive part 7 and has power supply slip rings 56 and 57.
A manipulator characterized in that it is powered via a.
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