(57)【要約】【課題】  適用環境の制約を緩和できる直動伸縮機構及びロボットアーム機構を提供することにある。【解決手段】  本実施形態に係る直動伸縮機構は、屈曲可能に連結された板形状の複数の第１連結コマ２３と、屈曲可能に連結された横断面コ字形状の複数の第２連結コマ２４と、第１、第２連結コマ２３、２４とが接合されることにより屈曲が拘束されて柱状体が構成される、第１、第２連結コマ２３、２４の分離により柱状体が解除される、第１連結コマ２３を第２連結コマ２４に接合し柱状体を構成するとともに柱状体を支持する射出部３０とを具備し、第１連結コマ２３の少なくとも一つの第１連結コマ２５と第２連結コマ２４の少なくとも一つの第２連結コマ２６とは接合状態で曲げ関節を構成するための構造を有することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲可能に連結された板形状の複数の第１連結コマと、
屈曲可能に連結された横断面コ字形状の複数の第２連結コマと、前記第１、第２連結コマが接合されることにより屈曲が拘束されて柱状体が構成される、前記第１、第２連結コマの分離により前記柱状体が解除される、
前記第１連結コマを前記第２連結コマに接合し前記柱状体を構成するとともに前記柱状体を支持する支持部とを具備し、
前記第１連結コマの少なくとも一と前記第２連結コマの少なくとも一とは接合状態で曲げ関節を構成するための構造を有することを特徴とする直動伸縮機構。
【請求項２】
前記曲げ関節の回転軸は、前記第１、第２連結コマの屈曲回転軸に対して平行であることを特徴とする請求項１記載の直動伸縮機構。
【請求項３】
前記曲げ関節の回転軸は、前記第１、第２連結コマの屈曲回転軸に対して直交することを特徴とする請求項１記載の直動伸縮機構。
【請求項４】
前記曲げ関節の回転軸は、前記第１、第２連結コマの屈曲回転軸に対して斜めに交差することを特徴とする請求項１記載の直動伸縮機構。
【請求項５】
前記第１連結コマの少なくとも一と前記第２連結コマの少なくとも一とのそれぞれは、前記曲げ関節の回転軸で回転自在に接続された前後２部分からなることを特徴とする請求項１記載の直動伸縮機構。
【請求項６】
前記第１連結コマのうち２以上の第１連結コマと前記第２連結コマのうち２以上の第２連結コマとは接合状態で２以上の曲げ関節を構成することを特徴とする請求項１記載の直動伸縮機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は直動伸縮機構及びロボットアーム機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット装置は製造ライン、医療や介護などさまざまな現場での適用がなされており、今後更なる分野での適用が期待されている。実際の製造ラインではワークの種類も作業内容も多岐にわたっている。また介護の現場においてもその作業内容は様々である。さらに周辺環境の制約も様々である。例えば従来の多関節アーム機構では肘関節の動きが非常に大きく且つその動きは予測性が低いことから、比較的大きな空間を確保できる環境での使用に限定される。また従来の直動関節アーム機構では、直動アームが直線的に伸縮するだけであるから、障害物が散在しているような環境には適用できない場合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
目的は、適用環境の制約を緩和できる直動伸縮機構及びロボットアーム機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本実施形態に係る直動伸縮機構は、屈曲可能に連結された板形状の複数の第１連結コマと、屈曲可能に連結された横断面コ字形状の複数の第２連結コマと、前記第１、第２連結コマが接合されることにより屈曲が拘束されて柱状体が構成される、前記第１、第２連結コマの分離により前記柱状体が解除される、前記第１連結コマを前記第２連結コマに接合し前記柱状体を構成するとともに前記柱状体を支持する支持部とを具備し、前記第１連結コマの少なくとも一と前記第２連結コマの少なくとも一とは接合状態で曲げ関節を構成するための構造を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本実施形態に係る直動伸縮機構を備えるロボットアーム機構の外観斜視図である。
【図２】図２は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す断面図である。
【図３】図３は、図２のアーム部の構造を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３のアーム部の横断面図である。
【図５】図５は、図３のアーム部を第１、第２連結コマ列に分離した図である。
【図６】図６は、図３の第１連結コマ列の構造を示す斜視図である。
【図７】図７は、図３の第２連結コマ列の構造を示す斜視図である。
【図８】図８は、図３のアーム部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る直動伸縮機構を説明する。なお、本実施形態に係る直動伸縮機構は、単独の機構（関節）として使用することができる。しかしながら、以下の説明では、本実施形態に係る直動伸縮機構を組み込んだ多関節ロボットアーム機構を例に本実施形態に係る直動伸縮機構を説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【０００７】
図１は、本実施形態に係る直動伸縮機構を備えるロボットアーム機構の外観斜視図である。図２は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す断面図である。ロボットアーム機構は、略円筒形状の基部１と基部１に接続されるアーム部２とアーム部２の先端に取り付けられる手首部４とを有する。手首部４には図示しないアダプタが設けられている。本実施形態において、アダプタは後述の第６回転軸ＲＡ６の回転部に設けられる。手首部４に設けられたアダプタには、用途に応じたロボットハンドが取り付けられる。
【０００８】
ロボットアーム機構は、複数、ここでは６つの関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。複数の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６は基部１から順番に配設される。一般的に、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３は根元３軸と呼ばれ、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６はロボットハンドの姿勢を変化させる手首３軸と呼ばれる。手首部４は第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。根元３軸を構成する関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の少なくとも一つと直動伸縮関節である。ここでは第３関節部Ｊ３が直動伸縮関節部、特に伸縮距離の比較的長い関節部として構成される。アーム部２は直動伸縮関節部Ｊ３（第３関節部Ｊ３）の伸縮部分を表している。
【０００９】
第１関節部Ｊ１は基台面に対して例えば垂直に支持される第１回転軸ＲＡ１を中心としたねじり関節である。第２関節部Ｊ２は第１回転軸ＲＡ１に対して垂直に配置される第２回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節である。第１回転軸ＲＡ１に平行にＺ軸を規定する。Ｚ軸を中心とした直交３軸のロボット座標系（Ｘ,Ｙ,Ｚ）を規定する。第３関節部Ｊ３は、第２回転軸ＲＡ２に対して垂直に配置される第３軸（移動軸）ＲＡ３を中心として直線的にアーム部２が伸縮する関節である。
【００１０】
第４関節部Ｊ４は、第４回転軸ＲＡ４を中心としたねじり関節である。第４回転軸ＲＡ４は、後述の第７関節部Ｊ７が回転していないとき、つまりアーム部２の全体が直線形状にあるとき、第３移動軸ＲＡ３と略一致する。第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して直交する第５回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ関節である。第６関節部Ｊ６は第４回転軸ＲＡ４に対して直交し、第５回転軸ＲＡ５に対して垂直に配置される第６回転軸ＲＡ６を中心とした曲げ関節である。
【００１１】
基部１を成すアーム支持部（第１支持部）１１ａは、第１関節部Ｊ１の第１回転軸ＲＡ１を中心に形成される円筒形状の中空構造を有する。第１関節部Ｊ１は図示しない固定台に取り付けられる。第１関節部Ｊ１が回転するとき、アーム部２は第１支持部１１ａの軸回転とともに左右に旋回する。なお、第１支持部１１ａが接地面に固定されていてもよい。その場合、第１支持部１１ａとは独立してアーム部２が旋回する構造に設けられる。第１支持部１１ａの上部には第２支持部１１ｂが接続される。
【００１２】
第２支持部１１ｂは第１支持部１１ａに連続する中空構造を有する。第２支持部１１ｂの一端は第１関節部Ｊ１の回転部に取り付けられる。第２支持部１１ｂの他端は開放され、第３支持部１１ｃが第２関節部Ｊ２の第２回転軸ＲＡ２において回動自在に嵌め込まれる。第３支持部１１ｃは第１支持部１１ａ及び第２支持部１１ｂに連通する鱗状の外装からなる中空構造を有する。第３支持部１１ｃは、第２関節部Ｊ２の曲げ回転に伴ってその後部が第２支持部１１ｂに収容され、また送出される。ロボットアーム機構の直動伸縮関節部Ｊ３（第３関節部Ｊ３）を構成するアーム部２の後部はその収縮により第１支持部１１ａと第２支持部１１ｂの連続する中空構造の内部に収納される。
【００１３】
第３支持部１１ｃはその後端下部において第２支持部１１ｂの開放端下部に対して第２回転軸ＲＡ２を中心として回動自在に嵌め込まれる。それにより第２回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節部としての第２関節部Ｊ２が構成される。第２関節部Ｊ２が回動するとき、アーム部２は第２回転軸ＲＡ２を中心に垂直方向に回動、つまり起伏動作をする。
【００１４】
第４関節部Ｊ４は、アーム部２の伸縮方向に沿ったアーム中心軸、つまり第３関節部Ｊ３の第３移動軸ＲＡ３に典型的には接する第４回転軸ＲＡ４を有するねじり関節である。第４関節部Ｊ４が回転すると、手首部４及び手首部４に取り付けられたロボットハンドは第４回転軸ＲＡ４を中心に回転する。第５関節部Ｊ５は、第４関節部Ｊ４の第４回転軸ＲＡ４に対して直交する第５回転軸ＲＡ５を有する曲げ関節部である。第５関節部Ｊ５が回転すると、第５関節部Ｊ５から先端にかけてロボットハンドとともに上下（第５回転軸ＲＡ５を中心に垂直方向）に回動する。第６関節部Ｊ６は、第４関節部Ｊ４の第４回転軸ＲＡ４に直交し、第５関節部Ｊ５の第５回転軸ＲＡ５に垂直な第６回転軸ＲＡ６を有する曲げ関節である。第６関節部Ｊ６が回転すると、ロボットハンドは左右に旋回する。
【００１５】
上記の通り手首部４のアダプタに取り付けられたロボットハンドは、第１、第２、第３関節部Ｊ１．Ｊ２．Ｊ３により任意位置に移動され、第４、第５、第６関節部Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６により任意姿勢に配置される。特に第３関節部Ｊ３のアーム部２の伸縮距離の長さは、基部１の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にロボットハンドを到達させることを可能にする。第３関節部Ｊ３はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直線的な伸縮動作とその伸縮距離の長さとが特徴的である。
【００１６】
図２は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す断面図である。直動伸縮機構はアーム部２と射出部３０とを有する。アーム部２は第１連結コマ列２１と第２連結コマ列２２とを有する。第１連結コマ列２１は複数の第１連結コマ２３からなる。第１連結コマ２３は略平板形に構成される。前後の第１連結コマ２３は、互いの端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。第１連結コマ列２１は内側や外側に自在に屈曲できる。
【００１７】
第２連結コマ列２２は複数の第２連結コマ２４からなる。第２連結コマ２４は横断面コ字形状の短溝状体に構成される。前後の第２連結コマ２４は、互いの底面端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。第２連結コマ列２２は内側に屈曲できる。第２連結コマ２４の断面はコ字形状であるので、第２連結コマ列２２は、隣り合う第２連結コマ２４の側板同士が衝突して、外側には屈曲しない。第１、第２連結コマ２３，２４は、その幅方向に平行な屈曲回転軸を有する。なお、第１、第２連結コマ２３、２４の第２回転軸ＲＡ２に向いた面を内面、その反対側の面を外面というものとする。第１連結コマ列２１のうち先頭の第１連結コマ２３と、第２連結コマ列２２のうち先頭の第２連結コマ２４とは結合コマ２７により接続される。例えば、結合コマ２７は第２連結コマ２４と第１連結コマ２３とを合成した形状を有している。
【００１８】
射出部３０は、複数の上部ローラ３１と複数の下部ローラ３２とが角筒形状のフレーム３５に支持されてなる。例えば、複数の上部ローラ３１は第１連結コマ２３の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。同様に、複数の下部ローラ３２は第２連結コマ２４の長さと略等価な間隔を隔ててアーム中心軸に沿って配列される。射出部３０の後方には、ガイドローラ４０とドライブギア５０とが第１連結コマ列２１を挟んで対向するように設けられる。ドライブギア５０は図示しない減速器を介してモータ５５に接続される。第１連結コマ２３の内面には連結方向に沿ってリニアギアが形成されている。複数の第１連結コマ２３が直線状に整列されたときに互いのリニアギアは直線状につながって、長いリニアギアを構成する。ドライブギア５０は、直線状のリニアギアにかみ合わされる。直線状につながったリニアギアはドライブギア５０とともにラックアンドピニオン機構を構成する。
【００１９】
アーム伸長時、モータ５５が駆動し、ドライブギア５０が順回転すると、第１連結コマ列２１はガイドローラ４０により、アーム中心軸と平行な姿勢となって、上部ローラ３１と下部ローラ３２との間に誘導される。第１連結コマ列２１の移動に伴い、第２連結コマ列２２は射出部３０の後方に配置された図示しないガイドレールにより射出部３０の上部ローラ３１と下部ローラ３２との間に誘導される。上部ローラ３１と下部ローラ３２との間に誘導された第１、第２連結コマ列２１，２２は互いに押圧される。これにより、第１、第２連結コマ列２１，２２による柱状体が構成される。射出部３０は、第１、第２連結コマ列２１，２２を接合して柱状体を構成するとともに、その柱状体を上下左右に支持する。第１、第２連結コマ列２１、２２の接合による柱状体が射出部３０により堅持されることで、第１、第２連結コマ列２１，２２の接合状態が保持される。第１、第２連結コマ列２１、２２の接合状態が維持されているとき、第１、第２連結コマ列２１，２２の屈曲は互いに拘束される。それにより第１、第２連結コマ列２１、２２は、一定の剛性を備えた柱状体を構成する。柱状体とは、第２連結コマ列２２に第１連結コマ列２１が接合されてなる柱状の棒体を言う。この柱状体は第２連結コマ２４が第１連結コマ２３とともに全体として様々な断面形状の筒状体に構成される。筒状体とは上下左右が天板、底板及び両側板で囲まれ、前端部と後端部とが開放された形状として定義される。第１、第２連結コマ列２１、２２の接合による柱状体は、結合コマ２７が始端となって、第３移動軸ＲＡ３に沿って直線的に第３支持部１１ｃの開口から外に向かって送り出される。
【００２０】
アーム収縮時、モータ５５が駆動し、ドライブギア５０が逆回転されると、ドライブギア５０と係合している第１連結コマ列２１が第１支持部１１ａ内に引き戻される。第１連結コマ列の移動に伴って、柱状体が第３支持部１１ｃ内に引き戻される。引き戻された柱状体は射出部３０後方で分離される。例えば、柱状体を構成する第１連結コマ列２１はガイドローラ４０とドライブギア５０とに挟まれ、柱状体を構成する第２連結コマ列２２は重力により下方に引かれ、それにより第２連結コマ列２２と第１連結コマ列２１とは互いに離反される。離反された第１、第２連結コマ列２１，２２はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰し、個々に屈曲され、第１支持部１１ａの内部に格納される。
【００２１】
本実施形態に係る直動伸縮機構は第７関節部Ｊ７を有する。アーム部２は、第７関節部Ｊ７を構成する回転関節機構を備える。例えば、第７関節部Ｊ７は、第１、第２連結コマ２３，２４の屈曲回転軸に対して平行な第７回転軸ＲＡ７を中心とした曲げ関節である。図２に示すロボットアーム機構において、第７回転軸ＲＡ７は、第２回転軸ＲＡ２に平行な回転軸である。第７関節部Ｊ７が回転すると、アーム部２の途中部分、具体的には第７関節部Ｊ７の回転軸の位置から先端にかけて、第７回転軸ＲＡ７を中心に垂直方向に回転、つまり起伏動作をする。
【００２２】
なお、第７関節部Ｊ７は、屈曲回転軸に対して平行ではない第７回転軸ＲＡ７を中心とした曲げ関節であってもよい。例えば、第７関節部Ｊ７は、第１、第２連結コマ２３，２４の屈曲回転軸と第３移動軸ＲＡ３とに対して直交する第７回転軸ＲＡ７を中心とする曲げ関節であってもよい。このとき、アーム部２の途中部分から先端にかけて、第７回転軸ＲＡ７を中心に水平方向に回転、つまり旋回動作（左右に首振り動作）をする。また、例えば、第７関節部Ｊ７は、第１、第２連結コマ２３，２４の屈曲回転軸に対して９０度未満で斜めに交差する第７回転軸ＲＡ７を中心とした曲げ関節であってもよい。このとき、アーム部２の途中部分から先端にかけて、屈曲回転軸に対して斜め方向に起伏動作または旋回動作をする。なお、アーム部２は、同一方向の回転軸を有する複数の曲げ関節を有してもよい。また、アーム部２は、異なる方向の回転軸を有する複数の曲げ関節を有してもよい。
【００２３】
以下、回転関節機構を有するアーム部２の構造について図３乃至図７を参照して説明する。ここでは、第７関節部Ｊ７は、第１、第２連結コマ２３，２４の屈曲回転軸に対して平行な第７回転軸ＲＡ７を中心とした曲げ関節とする。図３は、図２のアーム部２の構造を示す斜視図である。図４は、図３のアーム部２の第７回転軸ＲＡ７の横断面図である。図５は、図３のアーム部２を第１、第２連結コマ列２１，２２に分離した図である。図６は、第１連結コマ２５の構造を示す斜視図である。図７は、第２連結コマ２６の構造を示す斜視図である。
【００２４】
アーム部２は第１連結コマ列２１と第２連結コマ列２２とを有する。第１連結コマ列２１を構成する第１連結コマ２３のうち一つの第１連結コマ２５と第２連結コマ列２２を構成する第２連結コマ２４のうち一つの第２連結コマ２６とは、相互に接合して柱状体を構成する状態（接合状態）で曲げ関節を構成するための構造を有する。この曲げ関節は、第１連結コマ２５に構成される回転関節部２５０と、第２連結コマ２６に構成される回転関節部２６０とから構成される。
【００２５】
第１連結コマ列２１は列状に連結された第１連結コマ２３，２５により構成される。第１連結コマ２３，２５のうち回転関節部２５０を構成するものを第１連結コマ２３と区別するために別符号２５を付する。第１連結コマ２５は、回転関節部２５０を備える。回転関節部２５０は、ベース部２５１と回転部２５２とからなる。ベース部２５１は、縦断面が凸形状（逆Ｔ形状）を有する。回転部２５２は、縦断面が凹形状（Ｃ形状）を有する。ベース部２５１の凸部分は、回転部２５２の凹部分に嵌め込まれる。回転部２５２は、ベース部２５１に対して回転自在に連結される。例えば、回転部２５２とベース部２５１とは共通の回転シャフト２５３で互いに回転自在に接続されている。図４に示すように、回転シャフト２５３の一端部分には、ベアリングを介してベース部２５１が接続されている。一方、回転シャフト２５３の他端部分には、ベアリングを介して回転部２５２の片縁部分が接続されている。これにより、回転部２５２は、回転シャフト２５３を中心軸としてベース部２５１に対して回転することができる。回転シャフト２５３は、第１連結コマ２３，２５の屈曲回転軸と平行な回転軸を有する。
【００２６】
第２連結コマ列２２は列状に連結された第２連結コマ２４，２６により構成される。第２連結コマ２４，２６のうち回転関節部２６０を構成するものを第２連結コマ２４と区別するために別符号２６を付する。第２連結コマ２６は、回転関節部２６０を備える。回転関節部２６０は、ベース部２６１と回転部２６２とから構成される。ベース部２６１は、縦断面が凸形状（逆Ｔ形状）を有する。回転部２６２は、縦断面が凹形状（Ｃ形状）を有する。ベース部２６１の凸部分は回転部２６２の凹部分に嵌め込まれる。回転部２６２はベース部２６１に対して回転自在に接続されている。例えば、回転部２６２とベース部２６１とは共通の回転シャフト２６３で互いに回転自在に接続されている。例えば、図４に示すように、回転シャフト２６３の一端部分には、ベアリングを介してベース部２６１が接続されている。一方、回転シャフト２６３の他端部分には、回転部２６２の片縁部分が固定されている。
【００２７】
この第２連結コマ２６の回転関節部２６０側の回転シャフト２６３は、第１連結コマ２５の回転関節部２５０側の回転シャフト２５３に一直線上に配置される。それにより第７回転軸ＲＡ７が構成される。
【００２８】
ベース部２６１には、アクチュエータ２６４として、例えば、ステッピングモータ２６４が内蔵されている。ステッピングモータ２６４のドライブシャフトには、直接又はギア等を介して回転シャフト２６３が接続されている。ステッピングモータ２６４が順回転をするとき、アーム部２の前方部分は下方に曲がる。ステッピングモータ２６４が逆回転をするとき、アーム部２の前方部分は上方に曲がる。回転シャフト２６３は、第２連結コマ２４，２６の屈曲回転軸と平行な第７回転軸ＲＡ７を有する。
【００２９】
第１連結コマ２５は、第２連結コマ２６と、その前後の第２連結コマ２４とに跨って接合される。図４に示すように、直線状の柱状体の曲げ関節部分において、第１、第２連結コマ２５、２６は横断面が一段の階段形状を有する。第１連結コマ２５は、第２連結コマ２５と同一の横断面形状を有する。段差の高い部分（上段）の柱状体の幅に平行な面を上段面、段差の低い部分（下段）の柱状体の幅に平行な面を下段面とする。上段面は、下段面と同一の幅を有する。柱状体の厚みは、上段の厚みと下段の厚みとの合計の厚みと等価である。これにより、第１連結コマ２５の下段面は、第２連結コマ２６の上段面と嵌合し、第１連結コマ２５の上段面は、第２連結コマ２６の下段面と嵌合する。つまり、第１、第２連結コマ２５，２６は互いに嵌合する。
【００３０】
第１、第２連結コマ列２１，２２の接合による柱状体において、回転シャフト２６３は厚み中央に設けられる。回転シャフト２５３は、柱状体の厚み方向と長さ方向とに関して、回転シャフト２６３と同位置に設けられる。これにより、第１、第２連結コマ列２１，２２が接合された状態で、回転シャフト２５３は、回転シャフト２６３と同じ回転軸を有する。第１連結コマ２５の回転関節部２５０には、回転シャフト２５３を回転させるための駆動機構を有さない。しかしながら、回転シャフト２５３が回転シャフト２６３と同一の回転軸を有し、第１、第２連結コマ列２１，２２が互いに接合されていることで、回転部２５２は回転部２６２と共に回転シャフト２５３を中心に回転することができる。ベース部２６１に内蔵されたステッピングモータ２６４が駆動することで、アーム部２の回転関節部２５０、２６０から先端部分にかけて第７回転軸ＲＡ７を中心に上下に起伏させることができる。なお、ここでは、第７関節部Ｊ７は、第２連結コマ２６に内蔵されたステッピングモータ２４６により駆動されるとした。しかしながら、ステッピングモータ２４６は、第１連結コマ２５側に内蔵されていてもよい。また、２つのステッピングモータ２４６が、第１、第２連結コマ２５，２６にそれぞれ内蔵され、連動して動作させてもよい。
【００３１】
第７関節部Ｊ７の上下に起伏する角度θ１は、回転関節部２５０，２６０の構造で制限される。例えば、角度θ１は、回転部２５２，２６２がベース部２５１，２６１の裾部の両縁部分に接触する角度に制限される。図８に示すように、ベース部２５１，２６１の裾部の両縁部分が厚み方向に平行に切り欠かれている場合、角度θ１は約９０度に制限される。例えば、ベース部２５１，２６１の裾部の両縁部分は横断面が山形状となるようテーパー状に切り欠かれている場合、角度θ１の可動範囲を上下それぞれに９０度を超える角度、例えば１２０度まで拡大することができる。
【００３２】
以上説明した本実施形態に係る直動伸縮機構によれば、直線的に伸縮するアーム部２に曲げ関節を組み込むことができる。例えば、曲げ関節が第１、第２連結コマ２３，２４の屈曲回転軸に平行な回転軸を有するとき、アーム部２の曲げ関節から先端にかけて上下に起伏させることができる。また、曲げ関節が第１、第２連結コマ２３，２４の屈曲回転軸と第３移動軸ＲＡ３とに直交する回転軸を有するとき、アーム部２の曲げ関節から先端にかけて左右に旋回させることができる。これにより、手首部４のアダプタに取り付けられたロボットハンドを直線以外の経路で目標位置に到達させることができる。例えば、第３支持部１１ｃの開口と目標位置とを結ぶ直線上に障害物がある場合であっても、障害物を上方から又は下方から避けてロボットハンドを目標位置に到達させることができる。したがって、本実施形態に係る直動伸縮機構によれば、適用環境の制約を緩和できる。また、直動伸縮機構は、複数の曲げ関節を備えてもよい。複数の曲げ関節各々は、同一方向の回転軸を有してもよいし、異方向の回転軸を有してもよい。複数の曲げ関節を備える直動伸縮機構は、単一の曲げ関節を備える直動伸縮機構よりも複雑な経路で手首部４のアダプタに取り付けられたロボットハンドを目標位置に到達させることができる。したがって、複数の曲げ関節を備える直動伸縮機構は、単一の曲げ関節を備える直動伸縮機構よりも、さらに適用環境の制約を緩和できる。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１…基部、２…アーム部、４…手首部、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６、Ｊ７…回転関節部、Ｊ３…直動伸縮関節部、１１ａ…第１支持部、１１ｂ…第２支持部、１１ｃ…第３支持部、２１…第１連結コマ列、２２…第２連結コマ列、２３、２５…第１連結コマ、２４，２６…第２連結コマ、２７…結合コマ、３０…射出部、３１…上部ローラ、３２…下部ローラ、５０…ドライブギア、５５…モータ。
【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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