(57)【要約】      （修正有）【課題】１自由度以上の伸縮、または、１自由度以上の回転、または、その両方の影響を受けずに動力を伝達する。【解決手段】直線変位補償機構、複列直線変位補償機構、多自由度直線変位補償機構、多自由度複列直線変位補償機構、遊星型回転変位補償機構、複列遊星型回転変位補償機構、多自由度遊星型回転変位補償機構、多自由度複列遊星型回転変位補償機構、差動型回転変位補償機構、複列差動型回転変位補償機構、多自由度差動型回転変位補償機構、多自由度複列差動型回転変位補償機構を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リテーナ、固定側転動体、入力側フレーム、出力側フレーム、駆動側転動体、入力側駆動棒、出力側駆動棒からなり、リテーナは、固定側転動体と駆動側転動体が自由回転すると同時に、一体となって並進するように保持することを特徴とし、必要に応じて、固定側転動体、駆動側転動体、入力側フレーム、出力側フレーム、入力側駆動棒、出力側駆動棒の一部または全部の運動を案内するための仕切板を具備する。入力側フレームは、力学的基準に固定され、出力側フレームとともに、固定側転動体と滑ることなく接し、固定側転動体に転がり運動をさせる。入力側フレームおよび出力側フレームは、適当な筐体または仕切板またはその両方に案内されて摺動する。入力側駆動棒は、出力側駆動棒とともに、駆動側転動体と滑ることなく接し、駆動側転動体に転がり運動をさせる。入力側駆動棒および出力側駆動棒は、適当な筐体または仕切板またはその両方に案内されて摺動する。入力側フレームと入力側駆動棒、および、出力側フレームと出力側駆動棒は、それぞれ平行に摺動し、入力側フレームと出力側フレームは、平行か、機械的干渉が生じない程度の角度をもって摺動する。固定側転動体と駆動側転動体はそれぞれ２以上あってもよく、その場合、それぞれ、入力側フレームと出力側フレーム、入力側駆動棒と出力側駆動棒と滑ることなく接し、転がり運動をする。リテーナは一体構造とし、すべての転動体を自由回転させると同時に一体となって並進するように保持する。以上の特徴を具備する直線変位補償機構。
【請求項２】
請求項１の直線変位補償機構を複列化した複列直線変位補償機構
【請求項３】
請求項１の直線変位補償機構を多自由度化した多自由度直線変位補償機構
【請求項４】
請求項１の直線変位補償機構を多自由度複列化した多自由度複列直線変位補償機構
【請求項５】
リテーナ、固定側転動体、入力側フレーム内輪、出力側フレーム外輪、駆動側転動体、入力側駆動内輪、出力側駆動外輪からなり、リテーナは、固定側転動体と駆動側転動体が自由回転すると同時に、一体となって公転するように保持することを特徴とし、必要に応じて、固定側転動体、駆動側転動体、入力側フレーム内輪、出力側フレーム外輪、入力側駆動内輪、出力側駆動外輪の一部または全部の回転を案内するための案内面を具備する。入力側フレーム内輪は、力学的基準に固定され、出力側フレーム外輪とともに、固定側転動体と滑ることなく接し、遊星機構をなす。入力側フレーム内輪および出力側フレーム外輪は、適当な筐体またはリテーナまたはその両方に案内されて回転する。入力側駆動内輪は、出力側駆動外輪とともに、駆動側転動体と滑ることなく接し、遊星機構をなす。入力側駆動内輪および出力側駆動外輪は、適当な筐体またはリテーナまたはその両方に案内されて回転する。固定側転動体と駆動側転動体はそれぞれ２以上あってもよく、その場合、それぞれ、入力側フレーム内輪と出力側フレーム外輪、および、入力側駆動内輪と出力側駆動外輪と滑ることなく接し、遊星機構をなす。リテーナはすべての転動体を自由回転させると同時に一体となって公転するように保持する。以上の特徴を具備する遊星型回転変位補償機構。
【請求項６】
請求項５の遊星型回転変位補償機構を複列化した複列遊星型回転変位補償機構
【請求項７】
請求項５の遊星型回転変位補償機構を多自由度化した多自由度遊星型回転変位補償機構
【請求項８】
請求項５の遊星型回転変位補償機構を多自由度複列化した多自由度複列遊星型回転変位補償機構
【請求項９】
リテーナ、固定側転動体、入力側フレーム内輪、出力側フレーム内輪、駆動側転動体、入力側駆動外輪、出力側駆動外輪からなり、リテーナは、固定側転動体と駆動側転動体が自由回転すると同時に、一体となって公転するように保持することを特徴とし、必要に応じて、固定側転動体、駆動側転動体、入力側フレーム内輪、出力側フレーム内輪、入力側駆動外輪、出力側駆動外輪の一部または全部の回転を案内するための案内面を具備する。入力側フレーム内輪は、力学的基準に固定され、出力側フレーム内輪とともに、固定側転動体と滑ることなく接し、差動機構をなす。入力側フレーム内輪および出力側フレーム内輪は、適当な筐体またはリテーナまたはその両方に案内されて回転する。入力側駆動外輪は、出力側駆動外輪とともに、駆動側転動体と滑ることなく接し、差動機構をなす。入力側駆動外輪および出力側駆動外輪は、適当な筐体またはリテーナまたはその両方に案内されて回転する。固定側転動体と駆動側転動体はそれぞれ２以上あってもよく、その場合、それぞれ、入力側フレーム内輪と出力側フレーム内輪、および、入力側駆動外輪と出力側駆動外輪と滑ることなく接し、差動機構をなす。リテーナはすべての転動体を自由回転させると同時に一体となって公転するように保持する。以上の特徴を具備する差動型回転変位補償機構。
【請求項１０】
請求項９の差動型回転変位補償機構を複列化した複列差動型回転変位補償機構
【請求項１１】
請求項９の差動型回転変位補償機構を多自由度化した多自由度差動型回転変位補償機構
【請求項１２】
請求項９の差動型回転変位補償機構を多自由度複列化した多自由度複列差動型回転変位補償機構
【請求項１３】
請求項１から１２までの機構について、重複を許し、一部または全部を連結して構成した、変位補償機構。
【請求項１４】
請求項９の差動型回転変位補償機構、動力伝達系、フレーム外輪、駆動内輪、基準フレーム、駆動フレーム、フレーム転動体、請求項１の直線変位補償機構からなり、差動型回転変位補償機構以外は、入出力両側で各１ずつあり、構造的に対称をなす。フレーム外輪および駆動内輪は、差動型回転変位補償機構の転動体と差動機構をなす。フレーム外輪は、フレーム転動体の回転を保持し、基準フレームおよび駆動フレームの摺動を案内する。フレーム転動体は、基準フレームおよび駆動フレームと滑ることなく接し、自転と同時にフレーム外輪を並進させ、同時に、動力伝達系によって差動型回転変位補償機構のリテーナを回転駆動する。直線変位補償機構の入力側フレームは、基準フレームが兼ね、出力側フレームはフレーム外輪が兼ねる。出力側駆動棒は、駆動内輪と可動連結されることによって、入力側駆動棒の動力を伝達する。以上の特徴を具備する機構。
【請求項１５】
請求項１４の機構において、駆動内輪および直線変位補償機構を除いて動力系をなくし、かつ、差動型回転変位補償機構から駆動側転動体、入力側駆動外輪、出力側駆動外輪を除いて単なる差動機構とした機構。
【請求項１６】
請求項１４の機構において、差動型回転変位補償機構を請求項５の遊星型回転変位補償機構と置換した機構。
【請求項１７】
請求項１５の機構において、単なる差動機構を、請求項５の遊星型回転変位補償機構から駆動側転動体、入力側駆動内輪、出力側駆動外輪を除いた単なる遊星機構と置換した機構。
【請求項１８】
請求項１４の機構において、差動型回転変位補償機構および入出力両側の直線変位補償機構を複列化し、動力自由度を追加した機構。
【請求項１９】
請求項１６の機構において、遊星型回転変位補償機構および入出力両側の直線変位補償機構を複列化し、動力自由度を追加した機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１自由度以上の伸縮、または、１自由度以上の回転、または、その両方の影響を受けずに動力を伝達する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーアシスト装置、医療用ロボット鉗子、ロボットハンドは、機能上、形状と大きさの要求が厳しく、十分な動力をもつ動力源を関節部に直接、設置することが難しい。そのため、動力源を設置容易な箇所に設け、ワイヤーを利用して関節を駆動する方式が採られる。
【０００３】
しかし、ワイヤーの動力経路に他の関節が介在するとき、曲げ、伸び、摩擦で干渉力を受け、入力に対して忠実かつ効率的な動力伝達に支障をきたす。この問題を解決するためには、関節の回転による影響を受けることなく動力を伝達する機構が必要となる。
【０００４】
さらに、人体の関節は、回転にともなって回転中心が移動することがあり、この動きを忠実に補助する場合、回転および伸縮の影響を受けずに動力を伝達する機構も必要である。
【０００５】
直線変位と回転変位に影響を受けずに動力を伝達する機構には既知のものがあり、自動車のドライブシャフトが代表的である。等速ジョイントは、サスペンションの振動によってデフとハブの間に変位が生じても、伸縮や曲げの影響を受けることなく回転動力を伝達することができる。
【０００６】
ロボットハンドの分野では、遊星機構にもとづいて干渉力の影響を避ける機構（特許文献１）と差動機構によるもの（特許文献２）が考案されている。
【０００７】
しかし、少なくとも、回転と伸縮の両方を伴う関節を介して動力を伝達する場合、既知の発明だけでは解決が困難であり、本発明によらなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０８３６８０
【特許文献２】特願２０１１−２３２２３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
伸縮するロボットアームの先端に設置されたハンドを駆動するとき、先端に動力源を設けると、配線、配管が複雑となり、慣性モーメントが増大し、俊敏性、耐衝撃性が低下する。そのため、ロボットアームの伸縮の影響を受けずに動力を伝達する機構を採用し、ハンドの動力源を本体部分に設置することが望ましい。
【００１０】
一方、腕のパワーアシストを実現するとき、肩、ひじ、手首の回転軸に直接、動力源を設けていては、機械的干渉により可動域が制限され、安全性、俊敏性、耐衝撃性の面で問題が伴う。したがって、関節の回転の影響を受けずに動力を伝達する機構を採用し、背に動力源を集中して配置することが望ましい。
【００１１】
さらに、手指のパワーアシストを実現するとき、可動域を考慮して、指の背に沿う形でアームを配置すると、関節の回転にともなって回転中心が並進する。各関節に直接、動力源を設けると、寸法上、十分な動力を得ることができないから、関節の回転とともに回転中心を並進させ、さらに、その回転と伸縮の影響を受けずに動力を伝達する機構を採用し、前腕に配置した動力源から、各手指の関節を駆動することが望ましい。
【００１２】
このような課題は、１自由度以上の伸縮、または、１自由度以上の回転、または、その両方の影響を受けずに動力を伝達する装置を提供することで解決される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
図１は、１自由度の伸縮の影響を受けずに動力を伝達できる機構を示す。リテーナ１は、固定側転動体２と駆動側転動体５が自由回転すると同時に、一体となって並進するように保持することを特徴とし、必要に応じて、２つの転動体が逆進しようとする力によって生じるモーメントを受けるため、または、フレームと駆動棒を案内するため、またはその両方の目的のための案内面をもつ仕切板を備える。
【００１４】
入力側フレーム３は、筐体などの力学的基準に固定され、出力側フレーム４とともに、固定側転動体２と滑ることなく接する。入力側フレーム３と出力側フレーム４は、適当な筐体または仕切板に設けた案内面に沿って摺動する。出力側フレーム４が、適当な外力により入力側フレーム３に対して変位すると、固定側転動体２は転がり運動をし、リテーナ１と駆動側転動体５を並進させる。
【００１５】
入力側駆動棒６、駆動側転動体５、出力側駆動棒７のはたらきは、それぞれ、入力側フレーム３、固定側転動体２、出力側フレーム４と等しい。ただし、入力側駆動棒６は、力学的基準には固定されておらず、入力側フレーム３に対して力を授受する。
【００１６】
入力側フレーム３と入力側駆動棒６、および、出力側フレーム４と出力側駆動棒７は、それぞれ平行である必要があるが、入力側フレーム３と出力側フレーム４は、機械的干渉が生じない程度の角度をもって摺動してもよい。また、固定側転動体２と駆動側転動体５は、回転と並進が拘束されている限り、大きさや形状が異なっていてもよく、玉軸受のように、中空のリテーナが転動体の外周を拘束する方式であってもよい。リテーナと転動体の組は２つ以上あってもよく、その場合、リテーナが一体構造であってもよい。入力側フレーム３と出力側フレーム４の間の変位は、外力によって受動的に変化させてもよいし、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、リニアアクチュエータ等でアクティブに制御してもよい。また、リテーナ１や固定側転動体２を直接駆動するものであってもよい。
【００１７】
リテーナ１の保持部分と転動体が、軸と穴による回り対偶を持つ場合、転動体の脱落を防止するため、保持部分の端部はプレスで潰崩するなどしたカシメでもよいし、チェーンのリンクを固定するような、ピンやスナップでもよく、ベアリングナットのようなリングナットでもよい。または、リテーナの仕切板と平行な２つの板を、それぞれ保持部分の端部と結合し、３つの板の内側４面の一部、または全部でフレームと駆動棒を案内すると同時に転動体の脱落を防止する方式であってもよい。
【００１８】
出力側フレーム４と出力側駆動棒７の間に負荷があり、入力側フレーム３を力学的基準として、入力側駆動棒６に力Ｆ（＞０）を加えた状態で力が釣り合っているとき（図１の右下へ向かう方向を正とする）、各部の力の釣り合いを考えれば、出力側フレーム４に支持された物体は、出力側駆動棒７から−Ｆの力を受ける。この関係は、フレーム間の変位量に関係なく成立する。したがって、入力側フレーム３と入力側駆動棒６の間に加えた力は、フレーム間の変位量に関係なく、出力側フレーム４と出力側駆動棒７の間に伝達できる。この機構を直線変位補償機構と称する。
【００１９】
図２は直線変位補償機構を複列化した機構である。複列化とは、図１のリテーナ１、入力側駆動棒６、駆動側転動体５、出力側駆動棒７からなる機構を駆動側に追加することで、駆動系の自由度を追加することを意味するものとする。図２では、複列化により、駆動系の自由度を３だけ得ており、リテーナ８は一体構造をなしている。
【００２０】
入力側のフレームまたは駆動棒と、出力側のフレームまたは駆動棒は、それぞれ機能的に同等であるため、入出力両側で、接する転動体を同じくする一対を選ぶ限り、力学的基準はいずれにとってもよい。入出力動力は、それぞれ力学的基準としたフレームに対して授受する。入力側フレーム１３を基準とした場合、入力側駆動棒Ａ１４〜入力側駆動棒Ｃ１６に加えた力は、入力側フレーム１３と出力側フレーム１７の変位量に関係なく、それぞれ、出力側フレーム１７を力学的基準として、出力側駆動棒Ａ１８〜出力側駆動棒Ｃ２０に伝達できる。この機構を複列直線変位補償機構と称する。
【００２１】
図３は直線変位補償機構を多自由度化した機構である。多自由度化とは、図１の直線変位補償機構を複数用いるものであって、出力側フレーム４と別の機構の入力側フレーム３を固定し、出力側駆動棒７を適当な動力伝達系で別の機構の入力側駆動棒６と可動連結する方法により、多自由度の変位に対応することを意味するものとする。図３では、Ｘ軸方向の出力側フレームとＹ軸方向の入力側フレームを中間フレーム２３として一体化し、Ｘ軸中間駆動棒２４とＹ軸中間駆動棒２６を動力伝達系２５で可動連結することにより、入力側フレーム２１と出力側フレーム２７の間に生じた２自由度変位の影響を受けることなく動力を伝達することができる。動力伝達系２５は、ラック・アンド・ピニオン機構、ベルクランクなどであってよい。この機構を多自由度直線変位補償機構と称する。
【００２２】
多自由度直線変位補償機構を複列化すると、多自由度の直線変位の影響を受けることなく、複数の自由度の動力を伝達することが可能となる。複列化した動力自由度は、全自由度を出力側に伝達してもよいし、図３を例に挙げると、Ｙ軸のフレーム間の駆動のために１つの動力自由度を使用しても構わない。つまり自由度が追加される際に、動力自由度が減少しても構わない。このように、多自由度化および、動力自由度を自由度追加部分で減ずることを許容する複列化をともなう拡張を、多自由度複列化と称する。直線変位補償機構を多自由度複列化した機構を多自由度複列直線変位補償機構と称する。
【００２３】
図４は、１自由度の回転の影響を受けずに動力を伝達できる機構を示す（４分の３断面）。リテーナ２９から出力側駆動外輪３５は、番号順に、図１のリテーナ１から出力側駆動棒７に対応し、フレームと駆動棒を縦方向に曲げて閉ループとし、無限の運動を可能としたものである。
【００２４】
入力側フレーム内輪３１を力学的基準として、入力側駆動内輪３４にトルクを加えると、入力側フレーム内輪３１と出力側フレーム外輪３２の回転変位に影響されることなく、出力側フレーム外輪３２を基準として、出力側駆動外輪３５に動力を伝達できる。ただし、遊星機構のはたらきにより、入力側駆動内輪３４の回転数は減速され、トルクは増大する。この機構を遊星型回転変位補償機構と称する。
【００２５】
遊星型回転変位補償機構の複列化により、回転変位に影響されることなく、複数の回転を伝達することができる。これを複列遊星型回転変位補償機構と称する。
【００２６】
遊星型回転変位補償機構を多自由度複列化した機構を多自由度複列遊星型回転変位補償機構と称する。
【００２７】
図５は、１自由度の回転の影響を受けずに動力を伝達できるもう一つの機構を示す（４分の３断面）。リテーナ３６から出力側駆動外輪４２は、番号順に、図１のリテーナ１から出力側駆動棒７に対応し、フレームと駆動棒を横方向に曲げて閉ループとし、無限の運動を可能としたものである。
【００２８】
入力側フレーム内輪３８を力学的基準として、入力側駆動外輪４１にトルクを加えると、入力側フレーム内輪３８と出力側フレーム内輪３９の間の回転変位に影響されることなく、出力側フレーム内輪３９を基準として、出力側駆動外輪４２に動力を伝達できる。遊星型と異なり、回転数とトルクの増減はともなわず、正確に回転を伝達する点で利点がある。この機構を差動型回転変位補償機構と称する。
【００２９】
差動型回転変位補償機構の複列化により、回転変位に影響されることなく、複数の回転動力を伝達することができる。これを複列差動型回転変位補償機構と称する。
【００３０】
差動型回転変位補償機構を多自由度複列化した機構を多自由度複列差動型回転変位補償機構と称する。
【００３１】
以上の機構は、多自由度化に際してフレームの固定結合と駆動部の可動連結を行ったのと同様の方法で任意に連結できる。これらを組み合わせることで、１自由度以上の伸縮、または、１自由度以上の回転、または、その両方の影響を受けずに動力を伝達することができる。
【発明の効果】
【００３２】
平歯車とラックを用いた直線変位補償機構は、１自由度の開閉把持が可能なハンドをもつ伸縮式のロボットアームに適する。ハンドの駆動用モータを本体に設置することができるため、モータの寸法要求が緩和される。これによって、ハンドの寸法に比して大きな動力が伝達できるとともに、アームの慣性モーメントを減じ、応答性の向上および軽量化が可能となる。
【００３３】
回転変位補償機構は、回転の影響を受けずに動力を伝達できるため、腕の多軸パワーアシスト装置に利用することができる。腕が貫通できるように回転変位補償機構をリング状に成型し、肩３自由度、肘１自由度の比較的、自由度が大きい構成としても、動力源を背部に集中させるレイアウトが可能となるため、広い可動範囲を確保できる。また、動力源を集中させられるため、空気圧や油圧を利用しても配線や配管が複雑とならず、相性がよい。
【００３４】
直線変位補償機構と回転変位補償機構を組み合わせれば、回転とともに回転中心が並進する関節を介して動力を伝達することができるため、指の背を覆うような構造の手指のパワーアシスト装置に適する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】直線変位補償機構の実施方法を示した説明図である。
【図２】複列直線変位補償機構の実施方法を示した説明図である。
【図３】多自由度直線変位補償機構の実施方法を示した説明図である。
【図４】遊星型回転変位補償機構の実施方法を示した４分の３断面図である。
【図５】差動型回転変位補償機構の実施方法を示した４分の３断面図である。
【図６】２自由度複列遊星型回転変位補償機構の実施方法を示した説明図である（実施例１）。
【図７】複列遊星型回転変位補償機構と複列差動型回転変位補償機構からなる２自由度複列回転変位補償機構の実施方法を示した説明図である（実施例２）。
【図８】複列差動型回転変位補償機構と直線変位補償機構からなる回転伸縮型機構の実施方法を示した説明図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３６】
図６は肘の動きを補助する２自由度複列遊星型回転変位補償機構の実施例である。フレーム内輪Ａ４３の内側を腕が貫通する形で装着し、フレーム内輪Ａ４３を上肢帯に、フレーム内輪Ｅ５６を前腕に、それぞれ適当な拘束具で固定する。
【００３７】
番号順に、フレーム内輪Ａ４３から伝達軸Ｄ５５までの部品が４列の遊星型回転変位補償機構を構成する。同様に、フレーム内輪Ｅ５６からリテーナ６３までの部品が３列の遊星型回転変位補償機構を構成し、両者の外輪のひとつが、フレーム４７として一体構造をなしている。フレーム４７は、動力伝達系６４が貫通できるように中抜き構造となっており、同時に動力伝達系６４の運動を保持する。伝達軸Ａ５２から伝達軸Ｄ５５は、フレーム内輪Ａ４３の保持を得て回転し、機械的に干渉しないように、フレーム内輪Ａ４３の円周に沿う形で配置されている。伝達軸Ｆ６１、伝達軸Ｇ６２も同様である。
【００３８】
上腕をひねる動作は、伝達軸Ａ５２の駆動により、フレーム４７がフレーム内輪Ａ４３に対して回転することによって補助される。同様に、肘を曲げる動作は、伝達軸Ｂ５３の駆動により、フレーム内輪Ｅ５６がフレーム４７に対して回転することによって補助される。    
【００３９】
回転変位補償機構のはたらきにより、両軸の動きは互いに干渉しないため、伝達軸Ａ５２と伝達軸Ｂ５３の駆動制御は互いに独立しており、制御は比較的容易である。
【００４０】
外輪Ｃ４９、外輪Ｄ５０を、適当な動力伝達系により、それぞれ、外輪Ｆ５９、外輪Ｇ６０と可動連結すれば、２軸の回転の影響を受けることなく、伝達軸Ｆ６１、伝達軸Ｇ６２に動力を伝達することができる。必要に応じて動力自由度を増減することで、柔軟なシステム構成が可能となる。
【実施例２】
【００４１】
遊星型回転変位補償機構と差動型回転変位補償機構は、複列化によって、それぞれ、アキシアル方向、ラジアル方向に拡大する。そのため、遊星型と差動型を組み合わせて多自由度化を図ると、寸法を小さく設計できる。
【００４２】
図７は、複列遊星型回転変位補償機構と複列差動型回転変位補償機構を連結した２自由度回転変位補償機構である。伝達軸Ａ６６の駆動により、フレーム内輪Ａ６５とフレーム７０が回転し、伝達軸Ｂ６７の駆動によりフレーム７０と駆動側内輪Ｅ７１が回転するのは、実施例１と同様である。この方式によれば、フレーム中輪Ｆ７２とフレーム外輪Ｇ７３の駆動系が単純となり、省スペースの設計ができるため、パワーアシスト装置の可動範囲を拡大する上でメリットがある。
【実施例３】
【００４３】
図８は、手指のパワーアシスト装置の実施例を示す。回転と伸縮をともなう装置であり、大きく分けて、差動型回転変位補償機構、伸縮フレーム、直線変位補償機構からなり、差動型回転変位補償機構を中心として対称構造をなし、番号順に、動力伝達系８０から出力側駆動棒９０までの部品は、入出力側で各１ずつある。
【００４４】
差動型回転変位補償機構は、内リテーナ７８、中リテーナ７７、外リテーナ７６が一体となって転動体の回転を保持する形式をとる。外リテーナ７６は、動力伝達系８０の回転を受けてリテーナ全体を回転させる。フレーム外輪８１は差動型回転変位補償機構の転動体と接し、入出力両側で差動運動をする。同時に、フレーム転動体８５の回転を支え、基準フレーム８３と駆動フレーム８４の摺動を案内する。基準フレーム８３に対して駆動フレーム８４が滑ると、フレーム転動体８５が回転するとともに並進し、さらに動力伝達系８０が、差動型回転変位補償機構を回転させる。この動きは、入出力両側で対称であるため、差動型回転変位補償機構の回転にともなって、出力側の基準フレームに対して、駆動フレームも追従して動き、出力側のフレームも伸縮する。
【００４５】
番号順に、リテーナ８６から出力側駆動棒９０までの部品と、基準フレーム８３、フレーム外輪８１は直線変位補償機構を構成する。基準フレーム８３に対して入力側駆動棒８９に力を加えると、上記のフレームの伸縮の影響を受けることなく、フレーム外輪８１を基準として、出力側駆動棒９０に力が伝達される。出力側駆動棒９０は、駆動内輪８２と可動連結し、駆動内輪８２は、差動型回転変位補償機構の転動体と滑ることなく接し、入出力両側で差動運動をする。この構成は入出力両側で対称であるため、上記の回転と伸縮の影響を受けることなく動力を伝達できる。
【００４６】
入出力両側の基準フレームを、適当な拘束具により指の背に固定すれば、可動範囲を損なうことなく手指の動作が補助できる。回転と伸縮の割合は、動力伝達系８０の減速比で調整できる。
【００４７】
差動型回転変位補償機構の替わりに、遊星型回転変位補償機構を用いることもできる。図４を例にすると、入力側フレーム内輪３１をフレーム外輪８１に、出力側フレーム外輪３２を出力側のフレーム外輪８１に固定し、リテーナ２９を動力伝達系に可動連結すればよい。
【００４８】
動力の伝達が必要なければ、駆動内輪８２および、リテーナ８６から出力側駆動棒９０までの部品からなる直線変位補償機構、および差動型回転変位補償機構の内側差動機構を除けばよい。この場合は、１自由度の駆動動力により、一定の回転伸縮比率で運動を制御できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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