(57)【要約】【課題】精度の高い力覚提示装置、それを備えた多段式のパワーアシストアームおよびパワーアシスト装置を提供する。【解決手段】関節部力覚提示装置２７は、第１の油圧シリンダ１１１と第１のレバー１１２とを有する第１油圧アクチュエータ１１０と、第２の油圧シリンダ１２１と第２のレバー１２２とを有する第２の油圧アクチュエータ１２０とを備えている。第１の油圧シリンダ１１１は、軸１１３ａに揺動可能に支持されたシリンダ１１３と、シリンダ１１３内を第１空間１１４と第２空間１１５とに仕切るピストン１１６と、ピストンロッド１１７とを備えている。第２の油圧シリンダ１２１は、軸１２３ａに揺動自在に支持されたシリンダ１２３と、シリンダ１２３内を第３空間１２４と第４空間１２５とに仕切るピストン１２６と、ピストンロッド１２７とを備えている。両油圧シリンダ１１１，１２１は、第１および第２配管１１８，１１９により接続されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者によって操作され、操作回転軸回りに正逆回転自在な操作部回転機構を有する操作部と、前記操作部の操作入力に従動し、動作回転軸回りに正逆回転自在な動作部回転機構を有する動作部との間に設けられ、前記動作部における力覚を前記操作部に伝達する力覚提示装置であって、
前記動作回転軸回りに正逆回転自在に形成され、前記動作部回転機構と相対回転不能に接続された第１回転部材と、
前記動作回転軸と平行な方向に延びる軸に揺動自在に接続され、作動液を封入するための第１のシリンダと、前記第１のシリンダ内を第１空間と第２空間とに仕切る第１ピストンと、一端部が前記第１ピストンに取り付けられ、他端部が前記第１回転部材の前記動作回転軸よりも外周側にピン接合され、前記第１空間を貫く第１ピストンロッドと、を有する第１液圧シリンダと、
を有する第１の液圧アクチュエータと、
前記操作回転軸回りに正逆回転自在に形成され、前記操作部回転機構と相対回転不能に接続された第２回転部材と、
前記操作回転軸と平行な方向に延びる軸に揺動自在に接続され、作動液を封入するための第２のシリンダと、前記第２のシリンダ内を第３空間と第４空間とに仕切る第２ピストンと、一端部が前記第２ピストンに取り付けられ、他端部が前記第２回転部材の前記操作回転軸よりも外周側にピン接合され、前記第３空間を貫く第２ピストンロッドと、を有する第２液圧シリンダと、
を有する第２の液圧アクチュエータと、を少なくとも備え、
前記第１空間と前記第３空間とは第１配管を介して接続され、
前記第２空間と前記第４空間とは第２配管を介して接続されている力覚提示装置。
【請求項２】
操作者によって操作され、操作回転軸回りに正逆回転自在な操作部回転機構を有する操作部と、前記操作部の操作入力に従動し、動作回転軸回りに正逆回転自在な動作部回転機構を有する動作部との間に設けられ、前記動作部における力覚を前記操作部に伝達する力覚提示装置であって、
前記動作回転軸回りに正逆回転自在に形成され、前記動作部回転機構と相対回転不能に接続された第１回転部材と、
前記動作回転軸と平行な方向に延びる軸に揺動自在に接続され、作動液を封入するための第１のシリンダと、前記第１のシリンダ内を第１空間と第２空間とに仕切る第１ピストンと、一端部が前記第１ピストンに取り付けられ、他端部が前記第１回転部材の前記動作回転軸よりも外周側にピン接合され、前記第１空間を貫く第１ピストンロッドと、一端部が前記第１ピストンの前記第１ピストンロッドの一端部が取り付けられた面と反対側の面に取り付けられた第３ピストンロッドと、を有する第１液圧シリンダと、
を有する第１の液圧アクチュエータと、
前記操作回転軸回りに正逆回転自在に形成され、前記操作部回転機構と相対回転不能に接続された第２回転部材と、
前記操作回転軸と平行な方向に延びる軸に揺動自在に接続され、作動液を封入するための第２のシリンダと、前記第２のシリンダ内を第３空間と第４空間とに仕切る第２ピストンと、一端部が前記第２ピストンに取り付けられ、他端部が前記第２回転部材の前記操作回転軸よりも外周側にピン接合され、前記第３空間を貫く第２ピストンロッドと、一端部が前記第２ピストンの前記第２ピストンロッドの一端部が取り付けられた面と反対側の面に取り付けられた第４ピストンロッドと、を有する第２液圧シリンダと、
を有する第２の液圧アクチュエータと、を少なくとも備え、
前記第１空間は、前記第３空間または前記第４空間と第１配管を介して接続され、
前記第２空間は、前記第３空間および前記第４空間のうち、前記第１配管が接続されていない側の空間に、第２配管を介して接続されている力覚提示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の力覚提示装置であって、
前記第１回転部材は、前記動作回転軸から前記第１ピストンロッドの他端部に向かって延びる棒状体からなり、
前記第２回転部材は、前記操作回転軸から前記第２ピストンロッドの他端部に向かって延びる棒状体からなる力覚提示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記第１の液圧アクチュエータおよび第２の液圧アクチュエータは、油圧アクチュエータである力覚提示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の力覚提示装置であって、
前記第１のシリンダの直径は、前記第２のシリンダの直径と差異がある力覚提示装置。
【請求項６】
操作者によって操作される操作部と、
第１の部材および第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材との間に設けられ、前記第１の部材と前記第２の部材とを相対回転自在に接続する関節部と、
前記操作部と前記関節部との間に設けられ、前記操作部の操作入力に応じて前記関節部を回転駆動する駆動装置と、
請求項１〜５のいずれか一つに記載の力覚提示装置と、を備え、
前記関節部は前記動作部回転機構を有し、
前記操作部は前記操作部回転機構を有している、パワーアシストアーム。
【請求項７】
請求項６に記載のパワーアシストアームを２つ備えたパワーアシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作部における力覚を操作者に提示する力覚提示装置、および、それを備えたパワーアシストアームおよびパワーアシスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人の力では行うことができない作業や危険な作業を行う作業装置として、パワーアシスト装置やマニピュレータが用いられている。これらの装置は、人が操作する操作部と、人の操作に応じて動作を行う動作部と、操作部の操作量に基づき動作部を駆動する駆動機構と、動作部の動作量を操作部に伝達する力覚提示装置とを備えている。上記装置の操作者は、上記力覚提示装置により、動作部における力覚を享受することができ、精度のよい操作を行うことが可能となる。
【０００３】
ところで、力覚提示装置には、マニピュレータのように、電気的な機構により構成されたもの（例えば、特許文献１参照）と、機械的な機構により構成されたものとがある。電気的な機構による場合、動作部には種々のセンサが設けられ、各センサは制御装置に接続されている。また、制御装置は操作部を駆動するアクチュエータに接続されている。これにより、各センサによって検知された動作部にかかる負荷に基づき、制御装置が操作部に与える負荷量を演算し、アクチュエータを運転させる。このようにして、動作部における力覚が操作部に精度よく提供される。一方、機械的な機構による場合、操作部と動作部とはリンク機構等により接続されている。これにより、動作部の動作が操作部に円滑に伝達され、操作者はあたかも直接動作しているかのような操作感を得ることができる。
【特許文献１】特開平８−２２４２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のように、特許文献１に記載された電気的な機構により構成された力覚提示装置では、センサや制御装置等を設けなければならない。そのため、装置全体が高価かつ複雑となる。また、上記力覚提示装置では、センサによって検出された負荷は、一旦、制御装置において演算され、操作部に伝達される。そのため、機械的な要素により構成された力覚提示装置に比べ、円滑性に欠ける。一方、リンク機構による力覚提示装置では、動作部と操作部とを直接リンクさせるため、配置の自由度が低くなる。そのため、伸縮や曲げ等の種々の動作部を備え、他種類の動作を行う多段式のパワーアシストアームに用いることは難しく、好ましくない。
【０００５】
そこで、本発明者らは、液圧アクチュエータを用いて動作部における力覚を操作部に提示する力覚提示装置を発明した。その一つとして、油圧ロータリアクチュエータを用いてパワーアシストアームのいわゆる関節部の力覚を操作部に伝達する力覚提示装置が挙げられる。このような力覚提示装置の油圧ロータリアクチュエータにはベーンやラックおよびピニオン等が用いられている。そして、これらにより動作部の回転動作をスラスト方向の運動に変換し、また、作動油によるスラスト方向の動作を操作部の回転動作に変換する。
【０００６】
ところが、例えば、油圧ロータリアクチュエータにラックおよびピニオンが用いられている場合、噛み合う歯のバックラッシが大きいためにガタが生じてしまうことがあり、上述の変換をスムーズに行うことができない。そのため、このような油圧ロータリアクチュエータを用いた場合、回転機構の力覚を伝達する際、操作部においてガタが生じてしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、精度の高い力覚提示装置、および、それを備えた多段式のパワーアシストアームおよびパワーアシスト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る力覚提示装置は、操作者によって操作され、操作回転軸回りに正逆回転自在な操作部回転機構を有する操作部と、前記操作部の操作入力に従動し、動作回転軸回りに正逆回転自在な動作部回転機構を有する動作部との間に設けられ、前記動作部における力覚を前記操作部に伝達する力覚提示装置であって、前記動作回転軸回りに正逆回転自在に形成され、前記動作部回転機構と相対回転不能に接続された第１回転部材と、前記動作回転軸と平行な方向に延びる軸に揺動自在に接続され、作動液を封入するための第１のシリンダと、前記第１のシリンダ内を第１空間と第２空間とに仕切る第１ピストンと、一端部が前記第１ピストンに取り付けられ、他端部が前記第１回転部材の前記動作回転軸よりも外周側にピン接合され、前記第１空間を貫く第１ピストンロッドと、を有する第１液圧シリンダと、を有する第１の液圧アクチュエータと、前記操作回転軸回りに正逆回転自在に形成され、前記操作部回転機構と相対回転不能に接続された第２回転部材と、前記操作回転軸と平行な方向に延びる軸に揺動自在に接続され、作動液を封入するための第２のシリンダと、前記第２のシリンダ内を第３空間と第４空間とに仕切る第２ピストンと、一端部が前記第２ピストンに取り付けられ、他端部が前記第２回転部材の前記操作回転軸よりも外周側にピン接合され、前記第３空間を貫く第２ピストンロッドと、を有する第２液圧シリンダと、を有する第２の液圧アクチュエータと、を少なくとも備え、前記第１空間と前記第３空間とは第１配管を介して接続され、前記第２空間と前記第４空間とは第２配管を介して接続されているものである。
【０００９】
ここで力覚とは、動作部の動作感覚をいい、力覚提示とは、例えば、動作部の回転動作に応じた回転速度、回転角度、反力等を操作部において再現することをいう。
【００１０】
上記力覚提示装置は、液圧ロータリアクチュエータではなく、第１液圧シリンダおよび第２液圧シリンダを備えている。このことにより、液圧ロータリアクチュエータを用いた場合よりも小型のシリンダを用いることができる。したがって、上記力覚提示装置によれば、回転機構用の力覚提示装置をよりコンパクトに形成することができる。また、このことにより、力覚提示に関し、応答性を向上させることができる。
【００１１】
また、一般的に、液圧シリンダは液圧ロータリアクチュエータよりも安価である。そのため、上記力覚提示装置によれば、精度のよい力覚提示装置を安価に提供することができる。また、液圧シリンダは液圧ロータリアクチュエータよりもバリエーションが豊富である。そのため、液圧シリンダを変更することにより、力覚提示量を容易に変更することが可能となる。
【００１２】
さらに、上記力覚提示装置の液圧アクチュエータは、ラックおよびピニオンを用いた液圧ロータリアクチュエータではなく、液圧シリンダと回転部材とを用いて動作部における力覚を操作部に伝達することとしている。そのため、ラックおよびピニオンの噛み合う歯のバックラッシが大きいためにガタが生じてしまうおそれもなく、液圧アクチュエータをスムーズに動作させることができる。したがって、上記力覚提示装置によれば、力覚提示の精度を向上させることができる。
【００１３】
ところで、上記力覚提示装置では、第１液圧シリンダと第２液圧シリンダとを第１配管および第２配管によって接続する際、それぞれのピストンロッド（第１ピストンロッドと第２ピストンロッドと）が貫く第１空間と第３空間とを接続する必要がある。ピストンロッドが貫く空間とそうでない空間とを接続すると、ピストンロッド分の容積差が発生するため、両シリンダ間において第１配管および第２配管を介して作動液を上手く受け渡しすることができなくなり、両液圧シリンダは動作できなくなる。そこで、発明者らは以下のような力覚提示装置を提案する。
【００１４】
本発明に係る力覚提示装置は、操作者によって操作され、操作回転軸回りに正逆回転自在な操作部回転機構を有する操作部と、前記操作部の操作入力に従動し、動作回転軸回りに正逆回転自在な動作部回転機構を有する動作部との間に設けられ、前記動作部における力覚を前記操作部に伝達する力覚提示装置であって、前記動作回転軸回りに正逆回転自在に形成され、前記動作部回転機構と相対回転不能に接続された第１回転部材と、前記動作回転軸と平行な方向に延びる軸に揺動自在に接続され、作動液を封入するための第１のシリンダと、前記第１のシリンダ内を第１空間と第２空間とに仕切る第１ピストンと、一端部が前記第１ピストンに取り付けられ、他端部が前記第１回転部材の前記動作回転軸よりも外周側にピン接合され、前記第１空間を貫く第１ピストンロッドと、一端部が前記第１ピストンの前記第１ピストンロッドの一端部が取り付けられた面と反対側の面に取り付けられた第３ピストンロッドと、を有する第１液圧シリンダと、を有する第１の液圧アクチュエータと、前記操作回転軸回りに正逆回転自在に形成され、前記操作部回転機構と相対回転不能に接続された第２回転部材と、前記操作回転軸と平行な方向に延びる軸に揺動自在に接続され、作動液を封入するための第２のシリンダと、前記第２のシリンダ内を第３空間と第４空間とに仕切る第２ピストンと、一端部が前記第２ピストンに取り付けられ、他端部が前記第２回転部材の前記操作回転軸よりも外周側にピン接合され、前記第３空間を貫く第２ピストンロッドと、一端部が前記第２ピストンの前記第２ピストンロッドの一端部が取り付けられた面と反対側の面に取り付けられた第４ピストンロッドと、を有する第２液圧シリンダと、を有する第２の液圧アクチュエータと、を少なくとも備え、前記第１空間は、前記第３空間または前記第４空間と第１配管を介して接続され、前記第２空間は、前記第３空間および前記第４空間のうち、前記第１配管が接続されていない側の空間に、第２配管を介して接続されているものである。
【００１５】
上記力覚提示装置によれば、第１液圧シリンダの第１ピストンは、一方側の面に第１ピストンロッドが取り付けられており、他方側の面に第３ピストンロッドが取り付けられている。また、第２液圧シリンダの第２ピストンも、一方側の面に第２ピストンロッドが取り付けられており、他方側の面に第４ピストンロッドが取り付けられている。つまり、第１液圧シリンダおよび第２液圧シリンダは、いわゆる両ロッドシリンダである。そのため、上記力覚提示装置によれば、第１空間と第３空間とを接続し、第２空間と第４空間とを接続してもよく、また、第１空間と第４空間とを接続し、第２空間と第３空間とを接続してもよい。いずれのような接続であっても、ピストンロッドが貫く空間どうしを接続することとなるため、第１液圧シリンダおよび第２液圧シリンダ間において、作動液をスムーズに受け渡しすることができる。また、上記力覚提示装置によっても上記効果と同様の効果を奏することができる。
【００１６】
前記第１回転部材は、前記動作回転軸から前記第１ピストンロッドの他端部に向かって延びる棒状体からなり、前記第２回転部材は、前記操作回転軸から前記第２ピストンロッドの他端部に向かって延びる棒状体からなることが好ましい。
【００１７】
このことにより、より簡単な構成により、精度の高い力覚提示装置を提供することができる。また、精度の高い力覚提示装置を安価に提供することができる。
【００１８】
前記第１の液圧アクチュエータおよび第２の液圧アクチュエータは、油圧アクチュエータであることが好ましい。
【００１９】
油圧アクチュエータを用いることにより、動作部の動作をより操作部に円滑に伝達することが可能となる。そのため、精度のよい力覚提示装置を提供することができる。
【００２０】
前記第１のシリンダの直径は、前記第２のシリンダの直径と差異があってもよい。
【００２１】
このことにより、第２のシリンダの直径が第１のシリンダの直径よりも大きいときは、動作部回転機構が大きく回動した場合であっても、操作部回転機構の動作量を低減することができる。したがって、このような力覚提示装置によれば、操作者に過大な力覚を伝達することを防止することができ、適度な力覚を提示することができる。一方、第２のシリンダの直径が第１のシリンダの直径よりも小さいときは、動作部回転機構が小さく回動した場合であっても、操作部回転機構の動作量を増加させることができる。したがって、このような力覚提示装置によれば、動作部の微細な動作感覚を操作部において増幅して再現することができるため、動作部のより微妙な操作が可能となる。
【００２２】
本発明に係るパワーアシストアームは、操作者によって操作される操作部と、第１の部材および第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材との間に設けられ、前記第１の部材と前記第２の部材とを相対回転自在に接続する関節部と、前記操作部と前記関節部との間に設けられ、前記操作部の操作入力に応じて前記関節部を回転駆動する駆動装置と、前記力覚提示装置と、を備え、前記関節部は前記動作部回転機構を有し、前記操作部は前記操作部回転機構を有しているものである。
【００２３】
上記パワーアシストアームによれば、関節部の回転動作を操作部に円滑に伝達することができる。そのため、操作者は、関節部における力覚を精度よく享受することができる。したがって、上記パワーアシストアームによれば、操作者は、関節部を精度よく回転操作することができる。
【００２４】
本発明に係るパワーアシスト装置は、前記パワーアシストアームを２つ備えたものである。
【００２５】
このことにより、双腕の力覚提示型パワーアシストアームを備えたパワーアシスト装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、精度の高い力覚提示装置、および、それを備えた多段式のパワーアシストアームおよびパワーアシスト装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらは実施例の一例であって本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
図１に示すように、実施形態１に係るパワーアシストアーム１は、操作者によって操作される操作部２と、操作部２の操作入力に従動する動作部３と、操作部２および動作部３を支持する支持部７とを備えている。なお、以下の説明では、図１の左側を前側、右側を後側と称する。
【００２９】
動作部３は、支持部７に支持される伸縮自在なアーム部４と、アーム部４の先端部に取り付けられた関節部５と、関節部５に回転自在に取り付けられたハンド部６とを備えている。
【００３０】
アーム部４は、後端部が支持部７に固定された固定部４ａと、前端部が関節部５に取り付けられている可動部４ｂとにより構成されている。可動部４ｂの後端部は固定部４ａにスライド自在に支持されている。このような構成により、固定部４ａと可動部４ｂとは、所定方向に往復運動する直線運動機構を構成する。そして、可動部４ｂが固定部４ａに対して前後方向にスライドすることにより、アーム部４は伸縮する。
【００３１】
関節部５は、シャフト５ａ（図３参照）回りに正逆回転自在な回転機構５ｂを有している。本実施形態では、本発明に係る「第１の部材および第２の部材」は、アーム部４およびハンド部６により構成されている。つまり、関節部５は、アーム部４とハンド部６との間に設けられ、アーム部４とハンド部６とを相対回転自在に接続する。
【００３２】
ハンド部６は、基端部が関節部５に取り付けられたハンド６ａと、ハンド６ａの先端部に取り付けられた把持部６ｂとからなる。また、把持部６ｂは、ハンド６ａの先端部に固定された断面略Ｌ字状の板状体からなる固定部６ｄと、可動部６ｃとにより構成されている。可動部６ｃは、固定部６ｄの一方の面と対峙し、固定部６ｄにスライド自在に接続されている。このような構成により、固定部６ｄと可動部６ｃとは、所定方向に往復運動する直線運動機構を構成する。そして、把持部６ｂは、可動部６ｃが固定部６ｄに対してスライドすることにより、開閉することとなる。このような動作により、把持部６ｂは対象物を把持することとなる。
【００３３】
なお、固定部６ｄの形状は、Ｌ字状に限定されず、把持することが可能となるようないかなる形状であってもよい。また、把持部６ｂは、開閉動作により対象物を挟むだけでなく、例えば、つまむ、握る等の動作を行うものであってもよい。さらに、把持部６ｂは、固定部６ｄと可動部６ｃとにより構成されることに限定されない。そのため、可動部と可動部とにより構成されていてもよい。
【００３４】
操作部２は、操作ハンドル１１を備えている。操作ハンドル１１は、固定プレート１３にスライド自在かつ回転自在に取り付けられている。つまり、操作ハンドル１１は、所定方向（図１中の矢印Ａの方向）に往復運動する直線運動機構を構成すると共に、回転軸１１ａ（図３参照）回りに正逆回転自在な回転機構を構成している。固定プレート１３は、アーム部４に固定されている。操作ハンドル１１の周囲には、６軸センサ１２が取り付けられている。６軸センサ１２は、操作者によって操作ハンドル１１に前後方向または回転方向の力が加えられると、その負荷された力の大きさおよび方向を検知する。
【００３５】
また、操作部２は、把持操作部１４を備えている。把持操作部１４は、水平方向に延びる板状体１４ｂと、板状体１４ｂの後端部の上面に設けられた筒状体からなる指入れ１４ａとにより構成されている。板状体１４ｂは、回転プレート１５に所定方向（図１中の矢印Ｂの方向）にスライド自在に取り付けられている。つまり、板状体１４ｂは、所定方向（Ｂ方向）に往復運動する直線運動機構を構成している。回転プレート１５は、操作ハンドル１１に取り付けられており、操作ハンドル１１の回転に伴って回転する。また、板状体１４ｂの指入れ１４ａよりも前側には歪みゲージ１６が取り付けられている。歪みゲージ１６は、操作者により把持操作部１４に所定のＢ方向の力が加えられると、その力と方向とを検知する。
【００３６】
支持部７は、鉛直方向に延びる支柱７ａと、水平方向に延び、支柱７ａの下端部が固定された支持台７ｂとを備えている。支柱７ａにはアーム部４の固定部４ａが取り付けられている。なお、本実施形態ではアーム部４の固定部４ａは支柱７ａに固定されているが、アーム部４は関節部を介して支柱７ａに回転自在に接続されていてもよい。また、支柱７ａは、支持台７ｂに回転自在に接続されていてもよい。
【００３７】
アーム部４と操作部２との間には、操作部２の操作（操作ハンドル１１に対し、Ａ方向に力を負荷する操作）に応じてアーム部４を伸縮させるアーム部駆動装置２２と、アーム部４の伸縮動作に応じた力覚（伸縮速度、伸縮長さ、反力等）を操作部２に伝達するアーム部力覚提示装置２１とが設けられている。アーム部力覚提示装置２１は、操作ハンドル１１を、アーム部４の伸縮速度および反力に応じた速度および力で、アーム部４の伸縮長さに応じた長さ分だけＡ方向にスライドさせることにより、操作部２に力覚を提示する。
【００３８】
関節部５と操作部２との間には、操作部２の操作（操作ハンドル１１に対し、Ｃ方向に力を負荷する操作）に応じて関節部５を回転させる関節部駆動装置２４と、関節部５の回転動作に応じた力覚（回転速度、回転角度、反力等）を操作部２に伝達する関節部力覚提示装置２７とが設けられている。関節部力覚提示装置２７は、操作ハンドル１１を、関節部５の回転速度および反力に応じた回転速度および力で、関節部５の回転角度に応じた回転角度分だけＣ方向に回転させることにより、操作部２に力覚を提示する。
【００３９】
ハンド部６の把持部６ｂと操作部２との間には、操作部２の操作（把持操作部１４に対し、Ｂ方向に力を負荷する操作）に応じて把持部６ｂを開閉させる把持部駆動装置２６と、把持部６ｂの開閉動作に応じた力覚（開閉速度、開閉度合い、反力等）を操作部２に伝達する把持部力覚提示装置２５とが設けられている。把持部力覚提示装置２５は、把持操作部１４を、把持部６ｂの開閉速度および反力に応じた速度および力で、把持部６ｂの開閉度合いに応じた分だけＢ方向にスライドさせることにより、操作部２に力覚を提示する。
【００４０】
以上がパワーアシストアーム１の全体構成である。次に、各力覚提示装置２１，２７、２５について詳述する。
【００４１】
図２に示すように、アーム部力覚提示装置２１は、第１の油圧シリンダ３１および第２の油圧シリンダ４１を備えている。第１の油圧シリンダ３１は、シリンダ３３と、シリンダ３３内部を第１空間３４と第２空間３５とに仕切るピストン３６と、ピストン３６に取り付けられたピストンロッド３７により構成されている。第２の油圧シリンダ４１も第１の油圧シリンダと同様に、シリンダ４３と、シリンダ４３内部を第３空間４４と第４空間４５とに仕切るピストン４６と、ピストン４６に取り付けられたピストンロッド４７により構成されている。第１および第２の油圧シリンダ３１，４１のシリンダ３３，４３内には作動油が封入されている。
【００４２】
また、第１の油圧シリンダ３１の第１空間３４と第２の油圧シリンダ４１の第３空間４４とには第１配管３８が接続されており、第１空間３４と第３空間４４とは連通している。一方、第１の油圧シリンダ３１の第２空間３５と第２の油圧シリンダ４１の第４空間４５とには第２配管３９が接続されており、第２空間３５と第４空間４５とは連通している。また、ピストンロッド３７とアーム部４の可動部４ｂとは、図示しないリンク機構等を介して接続されている。また、ピストンロッド４７と操作ハンドル１１とは、図示しないリンク機構等を介して接続されている。
【００４３】
図３および図４に示すように、関節部力覚提示装置２７は、第１の油圧アクチュエータ１１０と、第２の油圧アクチュエータ１２０とを備えている。第１の油圧アクチュエータ１１０は、第１の油圧シリンダ１１１と、第１のレバー１１２とを備えている。一方、第２の油圧アクチュエータ１２０は、第２の油圧シリンダ１２１と、第２のレバー１２２とを備えている。
【００４４】
第１の油圧シリンダ１１１は、シリンダ１１３と、シリンダ１１３内部を第１空間１１４と第２空間１１５とに仕切るピストン１１６と、ピストン１１６に取り付けられたピストンロッド１１７により構成されている。本実施形態では、ピストンロッド１１７は、第１空間１１４を貫く様に設けられている。シリンダ１１３は、関節部５のシャフト５ａと平行な方向に延びる軸１１３ａに揺動自在に支持されている。シリンダ１１３内には作動油が封入されている。
【００４５】
第２の油圧シリンダ１２１は、シリンダ１２３と、シリンダ１２３内部を第３空間１２４と第４空間１２５とに仕切るピストン１２６と、ピストン１２６に取り付けられたピストンロッド１２７により構成されている。本実施形態では、ピストンロッド１２７は、第３空間を貫くように設けられている。シリンダ１２３は、操作ハンドル１１の回転軸１１ａと平行な方向に延びる軸１２３ａに揺動自在に支持されている。シリンダ１２３内には作動油が封入されている。
【００４６】
第１の油圧シリンダ１１１の第１空間１１４と第２の油圧シリンダ１２１の第３空間１２４とには第１配管１１８が接続されており、第１空間１１４と第３空間１２４とは連通している。一方、第１の油圧シリンダ１１１の第２空間１１５と第２の油圧シリンダ１２１の第４空間１２５とには第２配管１１９が接続されており、第２空間１１５と第４空間１２５とは連通している。
【００４７】
図３に示すように、第１のレバー１１２は棒状体からなり、関節部５のシャフト５ａからピストンロッド１１７に向かって延びている。第１のレバー１１２は、ピストンロッド１１７にピン１１２ａを介して相対回転可能に接合されている。また、第１のレバー１１２は、関節部５の回転機構５ｂに相対回転不能に接続されている。
【００４８】
一方、第２のレバー１２２は棒状体からなり、操作ハンドル１１の回転軸１１ａからピストンロッド１２７に向かって延びている。第２のレバー１２２は、ピストンロッド１２７にピン１２２ａを介して相対回転可能に接合されている。また、第２のレバー１２２は、回転軸１１ａ回りに正逆回転自在な回転機構を構成する操作ハンドル１１に相対回転不能に接続されている。
【００４９】
なお、図３および図４では、第１のレバー１１２の端部とピストンロッド１１７の端部とが接合されている状態を示しているが、第１のレバー１１２とピストンロッド１１７とはそれぞれ端部ではなく中途部において接合されていてもよい。また、第２のレバー１２２とピストンロッド１２７とも同様に中途部において接合されていてもよい。
【００５０】
図５に示すように、把持部力覚提示装置２５は、第１の油圧シリンダ７１および第２の油圧シリンダ８１を備えている。第１の油圧シリンダ７１は、シリンダ７３と、シリンダ７３内部を第１空間７４と第２空間７５とに仕切るピストン７６と、ピストン７６に取り付けられたピストンロッド７７とにより構成されている。第２の油圧シリンダ８１も第１の油圧シリンダ７１と同様に、シリンダ８３と、シリンダ８３内部を第３空間８４と第４空間８５とに仕切るピストン８６と、ピストン８６に取り付けられたピストンロッド８７とにより構成されている。
【００５１】
また、第１の油圧シリンダ７１の第１空間７４と第２の油圧シリンダ８１の第３空間８４とは第１配管７８を介して接続されている。第１の油圧シリンダ７１の第２空間７５と第２の油圧シリンダ８１の第４空間８５とは第２配管７９を介して接続されている。ピストンロッド７７と把持部６ｂの可動部６ｃとは、図示しないリンク機構等を介して接続されている。また、ピストンロッド８７は操作部２の把持操作部１４の板状体１４ｂに接続されている。
【００５２】
以上が各力覚提示装置２１，２３、２５の構成である。次に、パワーアシストアーム１の動作について説明する。
【００５３】
パワーアシストアーム１は、重量物の運搬等に用いられる。そのため、まず、アーム部４を伸縮させ、関節部５を回転させることにより、把持部６ｂを重量物に近接させる。その後、把持部６ｂを開閉させて重量物を把持し、再度、アーム部４を伸縮させ、関節部５を回転させることにより、把持部６ｂを所定の位置まで移動させる。そして、所定の位置において把持部６ｂを開くと、重量物は把持部６ｂから離れ、所定の位置に載置される。このような動作により、重量物は所定の位置まで運搬される。
【００５４】
次に、動作部３のアーム部４、関節部５、ハンド部６と、操作部２との間における動作について具体的に説明する。
【００５５】
まず、アーム部４と操作部２との動作について説明する。まず、操作者により操作ハンドル１１に対してＡ方向（前方または後方）に力が負荷されると、操作ハンドル１１に取り付けられた６軸センサ１２によりその力の向きおよび大きさ等が検知される。これらのデータはアーム部駆動装置２２に伝達される。アーム部駆動装置２２は、このデータに基づき、アーム部４の伸縮速度および伸縮長さを決定し、アーム部４の可動部４ｂを前方または後方に移動させる。これにより、アーム部４は伸縮することとなる。
【００５６】
一方、アーム部４が伸縮すると、アーム部力覚提示装置２１が駆動され、操作ハンドル１１がＡ方向（前方または後方）にスライド移動する。これにより、操作者にアーム部４における力覚（伸縮の速度、伸縮長さ、反力等）を提示することができる。具体的には、アーム部４が伸縮すると、第１の油圧シリンダ３１のピストンロッド３７がアーム部４の可動部４ｂにリンクしてシリンダ３３の一方側または他方側に移動する。これにより、第１の油圧シリンダ３１が伸縮する。第１の油圧シリンダ３１が伸縮すると、第１配管３８および第２配管３９を介して、第１の油圧シリンダ３１の一方の空間から第２の油圧シリンダ４１の一方の空間に作動油が圧送されると共に、第２の油圧シリンダ４１の他方の空間から第１の油圧シリンダ３１の他方の空間に作動油が圧送される。これにより、ピストン４６およびピストンロッド４７が油圧によって第２の油圧シリンダ４１の他方の空間側へ押圧される。ここで、ピストンロッド４７は、操作ハンドル１１とリンク機構等を介して接続されている。そのため、操作ハンドル１１は、ピストンロッド４７の移動にリンクしてＡ方向（前方または後方）にスライド移動することとなる。
【００５７】
次に、把持部６ｂと操作部２との動作について説明する。まず、操作者により把持操作部１４の板状体１４ｂに対してＢ方向（上方または下方）に力が負荷されると、板状体１４ｂに取り付けられた歪みゲージ１６により力の向きおよび大きさ等が検知される。これらのデータは、把持部駆動装置２６に伝達される。把持部駆動装置２６は、このデータに基づき、把持部６ｂの開閉速度および開閉度合いを決定し、把持部６ｂの可動部６ｃをスライド移動させる。これにより、把持部６ｂは開閉することとなる。
【００５８】
一方、把持部６ｂが開閉すると、把持部力覚提示装置２５が駆動され、把持操作部１４の板状体１４ｂがＢ方向（上方または下方）にスライド移動する。これにより、操作者に把持部６ｂにおける力覚（開閉の速度、開閉度合い、反力等）を提示することができる。具体的には、把持部６ｂが開閉すると、第１の油圧シリンダ７１のピストンロッド７７が把持部６ｂの可動部６ｃにリンクしてシリンダ７３の一方側または他方側に移動する。これにより、第１の油圧シリンダ７１が伸縮する。第１の油圧シリンダ７１が伸縮すると、第１配管７８および第２配管７９を介して、第１の油圧シリンダ７１の一方の空間から第２の油圧シリンダ８１の一方の空間に作動油が圧送されると共に、第２の油圧シリンダ８１の他方の空間から第１の油圧シリンダ７１の他方の空間に作動油が圧送される。これにより、ピストン８６およびピストンロッド８７が油圧によって第２の油圧シリンダ８１の他方の空間側へ押圧される。ここで、ピストンロッド８７は、把持操作部１４の板状体１４ｂに接続されている。そのため、把持操作部１４は、ピストンロッド８７の移動によりＢ方向（上方または下方）にスライド移動することとなる。
【００５９】
次に、関節部５と操作部２との動作について説明する。まず、操作者により操作ハンドル１１に対してＣ方向（周方向）に力が負荷されると、操作ハンドル１１に取り付けられた６軸センサ１２により力の向および大きさ等が検知される。これらのデータは関節部駆動装置２４（図１参照）に伝達される。関節部駆動装置２４は、このデータに基づき、関節部５の回転速度および回転角度等を決定し、関節部５の回転機構５ｂを回転駆動する。これにより、関節部５に接続されたハンド部６が旋回することとなる。
【００６０】
一方、関節部５の回転機構５ｂが回転すると、関節部力覚提示装置２７が駆動され、操作ハンドル１１がＣ方向（周方向）に回転する。これにより、操作者に関節部５における力覚（回転の速度、回転角度、反力等）を提示することができる。
【００６１】
具体的には、回転機構５ｂが回転すると、第１のレバー１１２が回転機構５ｂと共に回転する。第１の油圧シリンダ１１１のピストンロッド１１７は、第１のレバー１１２の回転にリンクしてシリンダ１１３の一方側または他方側に移動する。これにより、第１の油圧シリンダ１１１が伸縮することとなる。第１の油圧シリンダ１１１が伸縮すると、第１配管１１８および第２配管１１９を介して、第１の油圧シリンダ１１１の一方の空間から第２の油圧シリンダ１２１の一方の空間に作動油が圧送されると共に、第２の油圧シリンダ１２１の他方の空間から第１の油圧シリンダ１１１の他方の空間に作動油が圧送される。
【００６２】
第２の油圧シリンダ１２１の一方の空間に作動油が圧送されると、ピストン１２６およびピストンロッド１２７は、油圧によって他方の空間側へ押圧されて移動する。これに伴い、第２のレバー１２２は、ピストンロッド１２７にリンクして回転する。前述したように、第２のレバー１２２は回転機構を構成する操作ハンドル１１に相対回転不能に接続されている。そのため、第２のレバー１２２の回転に伴い、操作ハンドル１１はＣ方向に回転することとなる。
【００６３】
以下、第１および第２の油圧アクチュエータ１１０，１２０の詳細な動作について説明する。
【００６４】
上述したように、第１の油圧シリンダ１１１のシリンダ１１３は、関節部５のシャフト５ａと平行な方向に延びる軸１１３ａに揺動自在に支持されている。そのため、第１の油圧シリンダ１１１は、第１のレバー１１２の回転に伴って伸縮する際、軸１１３ａ回りに揺動する。一方、第２の油圧シリンダ１２１のシリンダ１２３は、操作ハンドル１１の回転軸１１ａと平行な方向に延びる軸１２３ａに揺動自在に支持されている。そのため、第２の油圧シリンダ１２１は、作動油によって駆動されて伸縮し、伸縮により第２のレバー１２２を回転駆動する際、軸１２３ａ回りに揺動する。なお、第１のレバー１１２の回転と第１の油圧シリンダ１１１の揺動との関係と、第２のレバー１２２の回転と第２の油圧シリンダ１２１の揺動との関係とは、ほぼ同様であるので、以下、第２のレバー１２２の回転と第２の油圧シリンダ１２１の揺動との関係についてのみ説明する。
【００６５】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２の油圧シリンダ１２１の揺動と第２のレバー１２２の回転との関係を表した図である。まず、作動油が第１の油圧シリンダ１１１から第２配管１１９を介して第４空間１２５に圧送された場合について説明する。第４空間１２５に作動油が圧送されると、ピストン１２６およびピストンロッド１２７が油圧により第３空間１２４側（図中右側）へ押圧され、第３空間１２４側へ移動する。これにより、第２のレバー１２２は、ピストンロッド１２７から力を受け、シリンダ１２３と離れる方向へ回転する（図６（ａ）の二点鎖線部分を参照）。このとき、第２のレバー１２２とピストンロッド１２７とを接合するピン１２２ａは、回転軸１１ａを中心とする円軌道上を移動する。このようにピン１２２ａが円運動することにより、ピストンロッド１２７は、シリンダ１２３と共に軸１２３ａ回りを矢印Ｘ方向に揺動する（図６（ａ）の二点鎖線部分を参照）。
【００６６】
さらに第４空間１２５に作動油が圧送され続けると、ピストン１２６およびピストンロッド１２７は第３空間１２４側へ移動し続ける。これにより、第２のレバー１２２は、シリンダ１２３とさらに離れる方向へ回転する（図６（ｂ）参照）。これに伴い、ピストンロッド１２７は、シリンダ１２３と共に軸１２３ａ回りをＸ方向にさらに揺動する。そして、ピストンロッド１２７は、第２のレバー１２２が直立したところで、Ｘ方向への揺動を止め（図６（ｂ）参照）、Ｘ方向と逆方向のＹ方向へ揺動を開始する（図６（ｃ）の二点鎖線部分を参照）。このとき、第２のレバー１２２は、シリンダ１２３と離れる方向へ継続して回転し続ける。そして、ピストン１２６およびピストンロッド１２７が所定の可動限界位置まで移動すると、第２のレバー１２２は回転しなくなり、シリンダ１２３の揺動も停止する（図６（ｃ）の実線部分を参照）。
【００６７】
一方、作動油が第１の油圧シリンダ１１１から第１配管１１８を介して第３空間１２４に圧送された場合、第２の油圧シリンダ１２１および第２のレバー１２２は、上述の作動油が第４空間１２５に圧送された場合と全く逆方向に動作する。
【００６８】
つまり、第３空間１２４に作動油が圧送されると、ピストン１２６およびピストンロッド１２７が油圧により第４空間１２５側（図中左側）へ押圧され、第４空間１２５側へ移動する（図６（ｃ）の二点鎖線部分を参照）。第２のレバー１２２は、ピストンロッド１２７から力を受け、シリンダ１２３と近づく方向（図６（ｃ）の矢印と逆方向）へ回転する。これに伴い、ピストンロッド１２７は、シリンダ１２３と共に軸１２３ａ回りを矢印Ｙと逆方向のＸ方向（図６（ａ）参照）に揺動する（図６（ｃ）の二点鎖線部分を参照）。
【００６９】
さらに第３空間１２４に作動油が圧送され続けると、ピストン１２６およびピストンロッド１２７は第４空間１２５側へ移動し続ける。これにより、第２のレバー１２２は、シリンダ１２３とさらに近づく方向へ回転する（図６（ｂ）参照）。これに伴い、ピストンロッド１２７は、シリンダ１２３と共に軸１２３ａ回りをＸ方向にさらに揺動する。そして、ピストンロッド１２７は、第２のレバー１２２が直立したところで、Ｘ方向への揺動を止め（図６（ｂ）参照）、Ｘ方向と逆方向のＹ方向へ揺動を開始する（図６（ｃ）参照）。このとき、第２のレバー１２２は、シリンダ１２３と近づく方向（図６（ａ）の矢印と逆方向）へ継続して回転し続ける。そして、ピストン１２６およびピストンロッド１２７が所定の可動限界位置まで移動すると、第２のレバー１２２は回転しなくなり、シリンダ１２３の揺動も停止する（図６（ａ）の実線部分を参照）。
【００７０】
このような動作により、第１の油圧アクチュエータ１１０では、第１のレバー１１２による正逆回転運動が、第１の油圧シリンダ１１１の直線往復運動に変換される。一方、第２の油圧アクチュエータ１２０では、第２の油圧シリンダ１２１の直線往復運動が、第２のレバー１２２の正逆回転運動に変換される。
【００７１】
以上のように、本関節部力覚提示装置２７では、油圧ロータリアクチュエータではなく、直動式の第１の油圧シリンダ１１１と第２の油圧シリンダ１２１とを備えている。そのため、油圧ロータリアクチュエータを用いた場合よりも小型のシリンダ（シリンダ１１３，１２３）を用いることができる。したがって、本力覚提示装置２７によれば、回転機構用の力覚提示装置をよりコンパクトに形成することができる。また、このことにより、力覚提示に関し、応答性を向上させることができる。
【００７２】
また、一般的に、油圧シリンダは油圧ロータリアクチュエータよりも安価である。そのため、本力覚提示装置２７によれば、精度のよい力覚提示装置を安価に提供することができる。また、油圧シリンダは油圧ロータリアクチュエータよりもバリエーションが豊富である。そのため、第１および第２油圧シリンダ１１１，１２１を変更することにより、力覚提示量を容易に変更することができる。
【００７３】
さらに、本力覚提示装置２７の第１および第２の油圧アクチュエータ１１０，１２０は、ラックおよびピニオンを用いた油圧ロータリアクチュエータではなく、第１および第２油圧シリンダ１１１，１２１と第１および第２のレバー１１２，１２２とを用いて関節部５における力覚を操作部に伝達することとしている。そのため、ラックおよびピニオンの噛み合う歯のバックラッシが大きいためにガタが生じてしまうおそれもなく、第１および第２の油圧アクチュエータ１１０，１２０をスムーズに動作させることができる。したがって、本力覚提示装置２７によれば、力覚提示の精度を向上させることができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、第１の油圧シリンダ１１１と第２の油圧シリンダ１２１とは、それぞれ反対方向向きに並ぶ様に配置されていた。しかし、図７に示すように、第１の油圧シリンダ１１１と第２の油圧シリンダ１２１とは、同一の方向向きに並ぶ様に配置されていてもよい。このような場合、両油圧シリンダ１１１，１２１として、ピストン１１６，１２６のピストンロッド１１７，１２７の一端部が取り付けられた面と反対側の面に、それぞれピストンロッド１１７ａ，１２７ａの一端部が取り付けられたいわゆる両ロッドシリンダを用いる。また、第１空間１１４と第４空間１２５とを第１配管１２８によって接続し、第２空間１１５と第３空間１２４とを第２配管１２９によって接続する。このように構成することで、両油圧シリンダ１１１，１２１を同一の方向向きに並ぶ様に配置しても上記効果と同様の効果を奏することができる。
【００７５】
また、第１および第２油圧シリンダ１１１，１２１としていわゆる両ロッドシリンダを用いた場合、両油圧シリンダ１１１，１２１を上述のような向きに配置するだけでなく、それぞれ反対方向向きに並ぶ様に配置することも勿論可能である。つまり、両ロッドシリンダを用いた場合、第１空間１１４と第３空間１２４とを接続し、第２空間１１５と第４空間１２５とを接続することも、第１空間１１４と第４空間１２５とを接続し、第２空間１１５と第３空間１２４とを接続することも可能となる。いずれのような接続であっても、ピストンロッドが貫く空間どうしを接続することとなるため、第１の油圧シリンダ１１１および第２の油圧シリンダ１２１間において、作動油をスムーズに受け渡しすることができる。
【００７６】
本力覚提示装置２７の第１および第２の油圧アクチュエータ１１０，１２０では、レバー１１２，１２２により本発明に係る第１回転部材および第２回転部材を構成している。そのため、簡単な構成により、第１および第２の油圧アクチュエータ１１０，１２０を形成することができる。したがって、本力覚提示装置２７によれば、簡単な構成により精度の高い力覚提示装置を提供することができる。また、精度の高い力覚提示装置を安価に提供することができる。
【００７７】
なお、本発明に係る第１および第２回転部材は第１および第２のレバー１１２，１２２に限られない。例えば、第１および第２回転部材を円盤形状または扇形に形成し、それぞれにピン１１２ａ，１２２ａを用いてピストンロッド１１７，１２７を接合することとしてもよい。
【００７８】
また、本実施形態では、操作ハンドル１１が回転軸１１ａ回りに正逆回転自在な回転機構を構成していたが、操作ハンドル１１の一部分が回転軸１１ａ回りに正逆回転自在な回転機構を構成していてもよい。
【００７９】
本実施形態では、力覚の提示に際し、作動液として油を用いる油圧アクチュエータ（第１および第２の油圧シリンダ１１１，１２１）を用いている。そのため、関節部５の回転動作をより操作ハンドル１１に円滑に伝達することが可能となる。これにより、精度のよい力覚提示装置２７を提供することができる。
【００８０】
なお、作動液は油に限定されない。そのため、油圧アクチュエータではなく、他の液体を用いた液圧アクチュエータを用いてもよい。
【００８１】
また、本実施形態では、第１および第２の油圧シリンダ１１１，１２１ではボア径の等しいシリンダ１１３，１２３を用いることとしていた。しかし、第１および第２の油圧シリンダ１１１，１２１に、それぞれボア径の異なるシリンダを用いてもよい。例えば、図８に示すように、第２の油圧シリンダ１２１のシリンダ１２３を、第１の油圧シリンダ１１１のシリンダ１１３よりもボア径の大きなシリンダにより構成してもよい。このようなシリンダ１２３を用いることにより、操作部２の動作量（操作ハンドル１１の回転量）を低減することが可能となる。したがって、このような力覚提示装置２７によれば、操作者に過大な力覚を伝達することを防止することができ、適度な力覚を提示することができる。また、図示を省略するが、第２の油圧シリンダ１２１のシリンダ１２３を、第１の油圧シリンダ１１１のシリンダ１１３よりもボア径の小さなシリンダにより構成してもよい。このようなシリンダ１２３を用いることにより、操作部２の動作量（操作ハンドル１１の回転量）を増加させることが可能となる。したがって、このような力覚提示装置２７によれば、関節部５の微細な動作感覚を操作部２において増幅して再現することができるため、関節部５のより微妙な操作が可能となる。
【００８２】
本パワーアシストアーム１は、以上のような効果を奏する関節部力覚提示装置２７を備えることにより、関節部５の回転動作を操作部２の操作ハンドル１１に円滑に伝達することができる。そのため、操作者は、関節部５における力覚（回転速度、回転角度、反力等）を精度よく享受することができる。したがって、本パワーアシストアーム１によれば、操作者は、関節部５を好適に回転操作することができる。
【００８３】
なお、本実施形態に係るパワーアシストアーム１は、動作部３としてアーム部４、関節部５、把持部６ｂを備えていた。しかし、動作部３はこれらに限定されない。例えば、図９に示すように、動作部３としてアーム部４を捻るための捻り機構９１や、アーム部４を上下方向に回動してアーム部４を起伏させるための関節部９２や、アーム部４を水平方向に旋回させるための旋回機構９３を加え、これらの動作部３と操作部２との間に駆動装置および油圧アクチュエータを用いた力覚提示装置を備えていてもよい。このようなパワーアシストアーム１によれば、把持部６ｂの可動範囲が広がるため、重量物の運搬等だけでなく、組み立て作業、除去・撤去作業等、他目的に使用可能となる。
【００８４】
また、本実施形態では、本発明に係る「第１の部材および第２の部材」は、アーム部４およびハンド部６により構成されていた。しかし、本発明に係る第１および第２の部材はこれらに限られない。つまり、関節部５は、アーム部４とハンド部６とを接続するものに限られない。関節部５は、例えば、アーム部４を複数備えたパワーアシストアーム１においてアーム部４とアーム部４とを接続するものであってももちろんよい。この場合、第１および第２の部材はいずれもアーム部４により構成されることとなる。
【００８５】
さらに、本実施形態に係るパワーアシストアーム１では、支持部７は地面に固定されていた。しかし、支持部７は可動式の支持台であってもよい。また、駆動装置を設け、支持部７を自走可能としてもよい。このようなパワーアシストアーム１によれば、決まった現場だけでなく、事故現場や災害現場等の外部の任意の現場において使用することが可能となる。
【００８６】
また、本実施形態に係るパワーアシストアーム１によれば、力覚提示装置２１，２５，２７の全てにおいて油圧シリンダを用いている。そのため、同種の部材を用いることにより、全体としてコストの軽減を図ることが可能となる。
【００８７】
さらに、図１０に示すように、本発明によれば、本パワーアシストアーム１を２つ用いることにより、双腕のパワーアシストアーム１を備えたパワーアシスト装置１００を提供することができる。当該パワーアシスト装置１００によれば、両アーム１を用いることにより、より人間の動作に近い動作を行うことが可能となる。したがって、当該パワーアシスト装置１００は、幅広い用途に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明したように、本発明は、力覚提示装置、および、それを備えた多段式のパワーアシストアームおよびパワーアシスト装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】実施形態に係るパワーアシストアームの構成図である。
【図２】図１のアーム部力覚提示装置の詳細を示す図である。
【図３】図１の関節部力覚提示装置を示す図である。
【図４】図３の関節部力覚提示装置の詳細図である。
【図５】図１の把持部力覚提示装置の詳細を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２の油圧シリンダの揺動と第２のレバーの回転との関係を表した図である。
【図７】変形例に係る関節部力覚提示装置の詳細図である。
【図８】変形例に係る関節部力覚提示装置の詳細図である。
【図９】変形例に係るパワーアシストアームの構成図である。
【図１０】実施形態に係るパワーアシスト装置の構成図である。
【符号の説明】
【００９０】
１        パワーアシストアーム
２        操作部
３        動作部
４        アーム部
５        関節部
５ａ      シャフト（動作回転軸）
５ｂ      回転機構（動作部回転機構）
６        ハンド部
６ｂ      把持部
１１      操作ハンドル（操作部、操作部回転機構）
１１ａ    回転軸（操作回転軸）
２４      関節部駆動装置
２７      関節部力覚提示装置
１００    パワーアシスト装置
１１０    第１の油圧アクチュエータ（第１の液圧アクチュエータ）
１１１    第１の油圧シリンダ（第１液圧シリンダ）
１１２    第１のレバー（第１回転部材）
１１３    シリンダ（第１のシリンダ）
１１３ａ  軸
１１４    第１空間
１１５    第２空間
１１６    ピストン（第１ピストン）
１１７    ピストンロッド（第１ピストンロッド）
１１７    ピストンロッド（第３ピストンロッド）
１１８    第１配管
１１９    第２配管
１２０    第２の油圧アクチュエータ（第２の液圧アクチュエータ）
１２１    第２の油圧シリンダ（第２液圧シリンダ）
１２２    第２のレバー（第２回転部材）
１２３    シリンダ（第２のシリンダ）
１２３ａ  軸
１２４    第３空間
１２５    第４空間
１２６    ピストン（第２ピストン）
１２７    ピストンロッド（第２ピストンロッド）
１２７ａ  ピストンロッド（第４ピストンロッド）
１２８    第１配管
１２９    第２配管
【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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【図９】
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【図１０】
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