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人型ロボットアーム

国内特許コード P03A003126
整理番号 K011P12
掲載日 2003年12月22日
出願番号 特願2001-379413
公開番号 特開2003-175484
登録番号 特許第4125513号
出願日 平成13年12月13日(2001.12.13)
公開日 平成15年6月24日(2003.6.24)
登録日 平成20年5月16日(2008.5.16)
発明者
  • 星野 聖
  • 川渕 一郎
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
  • 星野 聖
  • 川渕 一郎
発明の名称 人型ロボットアーム
発明の概要 エアシリンダがアーム内にコンパクトに内蔵された7自由度の人型ロボットア-ムを提供する。肩関節1と、上腕節2と、肘関節3と、前腕節4と、手首関節5とから構成され、空気圧により駆動される7自由度人型ロボットアームにおいて、関節駆動用アクチュエータとしてのエアシリンダを上腕節と前腕節の内骨格構造部材として共用することを特徴とする人型ロボットアーム。
従来技術、競合技術の概要
空気圧は、油圧と比べて取り扱いが容易かつ安全なため、人間と協調作業をするロボットア-ムの動力源として有用である。しかしながら、空気圧は油圧と比べて圧力がかなり低いため、大きな出力を得るためには直径およびストロ-クの大きなエアシリンダを必要とする。しかし、そのような大きなエアシリンダを大きさや運動可動域が人間並みの人型ロボットア-ムに内蔵することは困難であり、また大きなエアシリンダをアーム内に収納したとしてもそれがア-ム内の空間の大部分を占有することによって、ア-ムの屈伸運動や電装品等の収納に支障を来しやすい等の問題がある。
産業上の利用分野
本発明は、エアシリンダがアーム内にコンパクトに内蔵された新しい機構からなる7自由度の人型ロボットア-ムに関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】肩関節と、上腕節と、肘関節と、前腕節と、手首関節とから構成され、空気圧により駆動される7自由度人型ロボットアームにおいて、関節駆動用アクチュエータとしてのエアシリンダを、上腕節または前腕節のうち少なくとも一方の内骨格として使用するとともに、前記上腕節および前腕節それぞれの軸線回りのねじり運動を実現するジョイントは、その節の中央に配置され、節の構造部材の一部を兼ねるエアシリンダのロッドの伸縮運動により駆動される送りねじ機構を内蔵することを特徴とする人型ロボットアーム。
【請求項2】前記送りねじ機構は、円筒空間の内壁にらせん状のカム溝を有するカム部材と、このカム部材の円筒空間内に挿入されてカム溝に嵌合し、かつ前記エアシリンダのロッド先端に取り付けられるカムフォロアより構成されることを特徴とする請求項1に記載の人型ロボットアーム。
【請求項3】前記エアシリンダのロッドは、前記カム部材の円筒空間内に納まる回転防止ガイドにより、エアシリンダに対してその軸線回りの回転運動が防止された状態で伸縮すべく構成されていることを特徴とする請求項2に記載の人型ロボットアーム。
【請求項4】前記上腕節および前腕節それぞれを、前記ねじり運動用のジョイントを挟んで連結される二つの節から構成し、一方の節に前記エアシリンダを、他方の節に前記カム部材を配置し、エアシリンダを作動させてロッドを伸縮させることによりカムフォロアを介してカム部材を回転し、その結果上腕節および前腕節それぞれを軸線回りにねじり運動させることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の人型ロボットアーム。
【請求項5】前記エアシリンダ、軸線回りのねじり運動を実現するジョイント、回転防止ガイドは同軸線上に配置し、互いの円筒部を重ねて構成したことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の人型ロボットアーム。
産業区分
  • その他運輸
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 情報と知 領域
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