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能動マニピュレータ装置 コモンズ

国内特許コード P170014437
整理番号 N16071
掲載日 2017年7月13日
出願番号 特願2017-036078
公開番号 特開2018-140463
出願日 平成29年2月28日(2017.2.28)
公開日 平成30年9月13日(2018.9.13)
発明者
  • 井出 翔一郎
  • 西川 敦
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 能動マニピュレータ装置 コモンズ
発明の概要 【課題】繊維状アクチュエータを用いて大きな回動角度が得られる能動マニピュレータ装置を提供する。
【解決手段】円弧状の接触部22b、24bをそれぞれ備える第1の部材22および第2の部材24と、それぞれの接触部22b、24bの円弧の中心軸間に配置され、接触部22b、24bを対向して当接させながら、第1の部材22と第2の部材24を相互に回動可能に支持するキャリア26と、キャリア26に固定され、第1の部材22の軸と同芯に設けられたプーリ28と、プーリ28と連繋して設けられ、通電を制御することにより伸縮する繊維状アクチュエータ30a、30bとを備えることを特徴とする。
【選択図】図8
従来技術、競合技術の概要


近年、合成繊維をコイル状にツイストしたSCP(super-coiled polymer)アクチュエータ(繊維状アクチュエータ)や形状記憶合金を用いたSMA(shape memory alloy)アクチュエータに代表される収縮型高トルクアクチュエータが開発されている。SCPアクチュエータは合成繊維をコイル状にツイストしたもので、コイル(繊維)を加熱することにより収縮し、冷やすと元の長さに復帰する特性を有する。このようなアクチュエータは高い出力重量比と応答性を有しており、合成繊維であるため低コストで作製することができ、低コストロボットに用いられるアクチュエータとして応用されつつある(非特許文献1~4)。

産業上の利用分野


本発明は繊維状アクチュエータを駆動源として使用する能動マニピュレータ装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
円弧状の接触部をそれぞれ備える第1の部材および第2の部材と、
前記それぞれの接触部の円弧の中心軸間に配置され、前記接触部を対向して当接させながら、前記第1の部材と第2の部材を相互に回動可能に支持するキャリアと、
前記キャリアに固定され、第1の部材の軸と同芯に設けられたプーリと、
前記プーリに連繋して設けられ、加熱・冷却により伸縮駆動される熱駆動型のアクチュエータとを備えることを特徴とする能動マニピュレータ装置。

【請求項2】
円弧状の接触部をそれぞれ備える第1の部材および第2の部材と、
前記それぞれの接触部の円弧の中心軸間に配置され、前記接触部を対向して当接させながら、前記第1の部材と第2の部材を相互に回動可能に支持するキャリアと、
前記キャリアに固定され、第1の部材の軸と同芯に設けられたプーリと、
前記プーリに連繋して設けられ、通電を制御することにより伸縮駆動される通電型のアクチュエータとを備えることを特徴とする能動マニピュレータ装置。

【請求項3】
前記熱駆動型のアクチュエータまたは通電型のアクチュエータとして、導電性の繊維状アクチュエータを備えることを特徴とする請求項1または2記載の能動マニピュレータ装置。

【請求項4】
前記接触部が、ギヤ部として形成されている請求項1~3のいずれか一項記載の能動マニピュレータ装置。

【請求項5】
前記第1の部材が円形ギヤであり、前記第2の部材が円形ギヤである請求項4記載の能動マニピュレータ装置。

【請求項6】
前記第1の部材が基板の一端側に円弧状のギヤ部を設けたものであり、前記第2の部材が基板の一端側に円弧状のギヤ部を設けたものである請求項4記載の能動マニピュレータ装置。

【請求項7】
前記プーリを介して、伸縮力が拮抗する配置に一対の熱駆動型のアクチュエータあるいは通電型のアクチュエータが設けられている請求項1~6のいずれか一項記載の能動マニピュレータ装置。

【請求項8】
前記第1の部材と前記第2の部材のそれぞれ単体を組み合わせた駆動ユニットであり、
一対の前記熱駆動型のアクチュエータまたは通電型のアクチュエータが、前記第1の部材の基板に取り付けられている請求項6記載の能動マニピュレータ装置。

【請求項9】
前記駆動ユニットが複数個連結された多関節型に形成され、
隣接する一方の駆動ユニットの基板と他方の駆動ユニットの基板とが、基板の向きを一致させた直列形または基板の向きを交差させた交差形として連結されている請求項8記載の能動マニピュレータ装置。


国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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