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MAN TYPE ROBOT ARM

Patent code P03A003126
File No. K011P12
Posted date Dec 22, 2003
Application number P2001-379413
Publication number P2003-175484A
Patent number P4125513
Date of filing Dec 13, 2001
Date of publication of application Jun 24, 2003
Date of registration May 16, 2008
Inventor
  • (In Japanese)星野 聖
  • (In Japanese)川渕 一郎
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
  • (In Japanese)星野 聖
  • (In Japanese)川渕 一郎
Title MAN TYPE ROBOT ARM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a man type robot arm having 7 degrees of freedom of which the air cylinder is built in compactly inside an arm.
SOLUTION: In this robot arm having 7 degrees of flexibility constituted of a humeral joint 1, a brachial joint 2, an elbow joint 3, a forearm joint 4 and a wrist joint 5, and driven by air pressure, an air cylinder as joint driving actuator is used in common as an endoskeleton structural member for the brachial joint and the forearm joint.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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。

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2001379413thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) PRESTO Information and Human Activity AREA
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