(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスタスレーブ動作の入力デバイスとして作用するマスタアームであって、
サポート部材；前記サポート部材に対して回転可能に接続されたショルダ部材；エルボ部材；前記ショルダ部材と前記エルボ部材に対して回転可能に接続された上腕部材；前記エルボ部材に対して回転可能に接続された前腕部材；を備え、
前記上腕部材は、第１上腕部と第２上腕部を備え、前記第１上腕部、前記第２上腕部、前記ショルダ部材、および前記エルボ部材の接続点を直線で順次接続する仮想線によって平行四辺形が形成可能であり、
第１回転ジョイントが前記サポート部材と前記ショルダ部材との間に配置され、第２回転ジョイントが前記第１上腕部と前記ショルダ部材との間に配置され、第３回転ジョイントが前記エルボ部材と前記前腕部材との間に配置され、前記第１回転ジョイントの軸は前記第３回転ジョイントの軸と平行であり、前記第２回転ジョイントの軸は前記第１回転ジョイントの軸と前記第３回転ジョイントの軸が規定する平面に対して垂直であり、
前記第１上腕部は接続ロッドであり、前記第２上腕部はフレキシブルトランスミッション構造であり；前記フレキシブルトランスミッション構造は、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材、第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材、および、前記第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材と前記第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材との間にわたって固定接続されたフレキシブルトランスミッション伝達部材を備え；前記第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材は前記ショルダ部材に対して固定接続され、前記第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材は前記エルボ部材に対して固定接続されている
ことを特徴とするマスタアーム。
【請求項２】
前記上腕部材は水平配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のマスタアーム。
【請求項３】
前記マスタアームはさらに、回転シャフト部材と回転シャフト取付部材を備え、前記上腕部材と前記エルボ部材は、嵌合および接続して前記第３回転ジョイントを形成する回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって回転可能に接続されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のマスタアーム。
【請求項４】
前記マスタアームはさらに、回転シャフト部材と回転シャフト取付部材を備え、前記サポート部材と前記ショルダ部材は、嵌合および接続して前記第１回転ジョイントを形成する回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって回転可能に接続されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のマスタアーム。
【請求項５】
前記マスタアームはさらに、回転シャフト部材と回転シャフト取付部材を備え、前記ショルダ部材と前記上腕部材は、嵌合および接続した１以上の回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって回転可能に接続されており；前記上腕部材と前記エルボ部材は、嵌合および接続した別の１以上の回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって回転可能に接続されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のマスタアーム。
【請求項６】
前記マスタアームはさらに、前記前腕部材上に配置された姿勢調整部材を備える
ことを特徴とする請求項１記載のマスタアーム。
【請求項７】
前記マスタアームはさらに、前記上腕部材に接続された重力バランス部材を備える
ことを特徴とする請求項１記載のマスタアーム。
【請求項８】
前記重力バランス部材は釣り合い重りであり、前記釣り合い重りは前記第１上腕部の延伸部分に接続されている
ことを特徴とする請求項７記載のマスタアーム。
【請求項９】
請求項１から８いずれか１項記載の前記マスタアームを備えるロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は医療デバイスの分野に関し、具体的にはロボットアームとロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療ロボット分野、産業ロボット分野、およびマスタスレーブ動作モード分野における仮想現実技術の適用により、ロボットの入力／出力として動作するロボットアームの研究開発がより多くの関心を持たれている。マスタアームは、マスタスレーブ動作モードにおけるメイン動作入力デバイスである。このタイプの入力デバイスは、動き情報と力情報についてオペレータと直接やり取りすることができ、比較的直観的な動作制御を提供できる。
【０００３】
世界で一般に用いられているマスタアームは主に２つのタイプがある：
（１）直列構造：部品はジョイントによって直列接続されている。これはいくつかの利点を有する。例えば作業空間がより大きいこと、制御が柔軟なことである。ただし不利益もある。例えば自己重力バランスを実現できない、慣性力が大きい、剛性と調整精度が小さい、などである。
（２）並列構造：各部品は互いに並列配置され、通常はベースに接続される。これはいくつかの利点がある。例えば剛性が高い、精度が高い、対称性がよい、構造がコンパクト、動的性能がよい、などである。ただし不利益もある。例えば占有空間が大きい、作業空間が小さい、アルゴリズムの計算が難しい、などである。
【０００４】
本発明者によれば、Ａｍｅｒｉｃａ  ＧｅｍａｑｉｃのＰｈａｎｔｏｍシリーズ（事前検出可能）と、Ｓｗｉｓｓ  Ｆｏｒｃｅ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎのｓｉｇｍａ、ｏｍｅｇａ、ｄｅｌｔａシリーズは、現在世界で広範に用いられていることが分かっている。Ａｍｅｒｉｃａ  Ｇｅｍａｔｉｃの製品は直列構造であり、Ｓｗｉｓｓ  Ｆｏｒｃｅ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎの製品は並列構造である。したがって上記課題を有している。世界にはその他のマスタアーム構造があるが、そのほとんどは特定システムのための研究開発用設計であり、一般性が乏しい。
【０００５】
本発明者によれば、中国におけるマスタアームの研究は未だ初期段階であり、国内関連技術研究者はこの領域において研究を実施している。しかし有用で影響力のある製品は生産されていない。したがって、中国がよりよい性能のマスタアームを設計するのは、非常に重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示の実施形態は、上記不利益（例えば従来のマスタアームは占有空間が大きい、剛性と調整制度が小さい）を解消するマスタアームとロボットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記技術的課題のうち少なくとも１つを解決するため、本開示の実施形態はマスタアームを提供する。前記マスタアームは：サポート部材；前記サポート部材に対して回転可能に接続されたショルダ部材；エルボ部材；前記ショルダ部材と前記エルボ部材に対して回転可能に接続された上腕部材；および前記エルボ部材に対して回転可能に接続された前腕部材を備え、
前記上腕部材は、第１上腕部と第２上腕部を備え、前記第１上腕部、前記第２上腕部、前記ショルダ部材、および前記エルボ部材の接続点を直線で順次接続する仮想線によって平行四辺形が形成可能であり、
第１回転ジョイントが前記サポート部材と前記ショルダ部材との間に配置され、第２回転ジョイントが前記第１上腕部と前記ショルダ部材との間に配置され、第３回転ジョイントが前記エルボ部材と前記前腕部材との間に配置され、前記第１回転ジョイントの軸は前記第３回転ジョイントの軸と平行であり、前記第２回転ジョイントの軸は前記第１回転ジョイントの軸と前記第３回転ジョイントの軸が規定する平面に対して垂直である。
【０００８】
オプションとして、前記マスタアームにおいて、前記第１上腕部と前記第２上腕部は、接続ロッドとして選択されている。
【０００９】
オプションとして、前記マスタアームにおいて、前記第１上腕部と前記第２上腕部はストレートであり、互いに平行である。
【００１０】
オプションとして、前記マスタアームにおいて、前記上腕部材は水平配置されている。
【００１１】
オプションとして、前記マスタアームにおいて、前記第１上腕部は接続ロッドであり、前記第２上腕部はフレキシブルトランスミッション構造であり；前記フレキシブルトランスミッション構造は、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材、第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材、および、前記第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材と前記第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材との間にわたって固定接続されたフレキシブルトランスミッション伝達部材を備え；前記第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材は前記ショルダ部材に対して固定接続され、前記第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材は前記エルボ部材に対して固定接続されている。
【００１２】
オプションとして、前記マスタアームはさらに、回転シャフト部材と回転シャフト取付部材を備え、前記上腕部材と前記エルボ部材は、嵌合および接続して第３回転ジョイントを形成する回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって回転可能に接続されている。
【００１３】
オプションとして、前記マスタアームはさらに、回転シャフト部材と回転シャフト取付部材を備え、前記サポート部材と前記ショルダ部材は、嵌合および接続して第１回転ジョイントを形成する回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって回転可能に接続されている。
【００１４】
オプションとして、前記マスタアームはさらに、回転シャフト部材と回転シャフト取付部材を備え、前記ショルダ部材と前記上腕部材は、嵌合および接続した１以上の回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって回転可能に接続されており；前記上腕部材と前記エルボ部材は、嵌合および接続した別の１以上の回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって回転可能に接続されている。
【００１５】
オプションとして、前記マスタアームはさらに、前記前腕部材上に配置された姿勢調整部材を備える。
【００１６】
オプションとして、前記マスタアームはさらに、前記上腕部材に接続された重力バランス部材を備える。
【００１７】
オプションとして、前記マスタアームにおいて、前記重力バランス部材は釣り合い重りであり、前記釣合い重りは前記第１上腕部の延伸部分に接続されている。
【００１８】
本開示の別実施形態は、前記マスタアームを備えるロボットを開示する。
【００１９】
本開示の実施形態が提供する前記マスタアームと前記ロボットにおいて、前記マスタアームは：サポート部材；前記サポート部材に対して回転可能に接続されたショルダ部材；エルボ部材；前記ショルダ部材と前記エルボ部材に対して回転可能に接続された上腕部材；前記エルボ部材に対して接続された前腕部材；を備え、前記上腕部材は、第１上腕部と第２上腕部を備え、前記第１上腕部、前記第２上腕部、前記ショルダ部材、および前記エルボ部材の接続点を直線で順次接続する仮想線によって平行四辺形が形成可能であり、第１回転ジョイントが前記サポート部材と前記ショルダ部材によって形成され、第３回転ジョイントが前記エルボ部材と前記前腕部材によって形成され、第２回転ジョイントが前記第１上腕部と前記ショルダ部材によって形成され、前記第１回転ジョイントの軸は前記第３回転ジョイントの軸と平行であり、前記第２回転ジョイントの軸は前記第１回転ジョイントの軸と前記第３回転ジョイントの軸が規定する平面に対して垂直である。前記平行四辺形と前記ジョイント配置に基づく前記マスタアームが占有する空間はより小さく、より安定した構造と高い剛性を有し、自己重力の完全なバランスを実現できる。これにより、精度、柔軟性、マスタアーム操作の快適性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示の実施形態１に係るマスタアームの正面図である。
【００２１】
【図２ａ】上腕部材が水平状態にある場合における本開示の実施形態１に係るマスタアームの側面図である。
【００２２】
【図２ｂ】上腕部材が上方傾斜状態にある場合における本開示の実施形態１に係るマスタアームの側面図である。
【００２３】
【図２ｃ】上腕部材が下方傾斜状態にある場合における本開示の実施形態１に係るマスタアームの側面図である。
【００２４】
【図３】本開示の実施形態２に係るマスタアームの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本開示の実施形態が提供するマスタアームとロボットを、添付する図面と具体的実施形態を参照して以下詳細に説明する。本開示の利点と特徴は、以下の説明と特許請求範囲から明らかになる。図面は非常に簡易化した形態であり、からな図示も正確ではないスケーリングを用いており、本開示の実施形態を説明するに際して便利かつ明確であることのみを意図している。
【００２６】
本開示を具体的に説明する前に、まず本開示の実施形態の主要原理と概念を説明する。具体的には、第１上腕部、第２上腕部、ショルダ部材、およびエルボ部材の接続点を順次接続する仮想線によって形成する平行四辺形構造、および３つの回転ジョイント配置により、エルボ部材に接続された前腕部材の姿勢がマスタアーム移動時においてより安定し、これにより、上腕部材が動的にスイングするとき生じる、前腕部材上に配置された姿勢調整部材に対する衝撃を回避して、マスタアームの柔軟性と操作快適性を向上させる。
【００２７】
＜実施形態１＞
図１を参照する。本開示の実施形態１に係るマスタアームの正面図を示す。図１に示すように、マスタアームは以下を備える：サポート部材１；サポート部材１に対して回転可能に接続されたショルダ部材２；エルボ部材４；ショルダ部材２とエルボ部材４に対して回転可能に接続された上腕部材３；エルボ部材４に対して回転可能に接続された前腕部材５。上腕部材３は、第１上腕部３０と第２上腕部３１を備え；第１上腕部３０、第２上腕部３１、ショルダ部材２、およびエルボ部材４の接続点を直線で順次接続する仮想線によって平行四辺形が形成可能であり；第１回転ジョイントがサポート部材１とショルダ部材２との間に配置され、第３回転ジョイントがエルボ部材４と前腕部材５との間に配置され、第２回転ジョイントが第１上腕部３０とショルダ部材２との間に配置され、第１回転ジョイントの軸は前記第３回転ジョイントの軸と平行であり、第２回転ジョイントの軸は第１回転ジョイントの軸と第３回転ジョイントの軸が規定する平面に対して垂直である。望ましくは、前腕部材５は水平配置されている。この実施形態において、第１上腕部３０と第２上腕部３１はともにストレートの接続ロッドであり、第１上腕部３０と第２上腕部３１は互いに平行である。エルボ部材４は水平面に対して垂直に配置されている。本開示において、ショルダ部材２とエルボ部材４の詳細構造は、例えばＵ字型などの様々な構造タイプであってもよく、これはアプリケーションに依拠する。
【００２８】
マスタアームをより柔軟に動作可能とするため、本開示のマスタアームは３自由度を有する。自由度は、水平回転可能なショルダ回転ジョイントＲ１、垂直回転可能な上腕回転ジョイントＲ２、水平回転可能なエルボ回転ジョイントＲ３によって順次実装される。マスタアームは、３つのジョイントの移動によって、３次元動作空間を形成できる。
【００２９】
具体的には、サポート部材１とショルダ部材２は、嵌合して接続されショルダ回転ジョイントＲ１を形成する回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって、回転可能に接続されている。例えばショルダ部材２のサポート部材１に近い１端には、サポート部材１上に配置された回転シャフト取付部材（例：ベアリング）と嵌合して接続された回転シャフト部材が配置されており、これによりショルダ回転ジョイントＲ１を形成している。前腕部材５とエルボ部材４は、嵌合して接続されショルダ回転ジョイントＲ３を形成する回転シャフト部材と回転シャフト取付部材のグループによって、回転可能に接続されている。例えばエルボ部材４の前腕部材５に近い１端には、前腕部材５上に配置された回転シャフト取付部材（例：ベアリング）と嵌合して接続された回転シャフト部材が配置されており、これによりエルボ回転ジョイントＲ３を形成している。ショルダ部材２と上腕部材３は、嵌合して接続され上腕回転ジョイントＲ２を形成する回転シャフト部材と回転シャフト取付部材の１以上のグループによって、回転可能に接続されている。上腕部材３とエルボ部材４は、嵌合して接続され上腕回転ジョイントＲ２’を形成する回転シャフト部材と回転シャフト取付部材の１以上の別グループによって、回転可能に接続されている。例えば、ショルダ部材２とエルボ部材４はそれぞれ回転シャフト取付部材（例：ベアリング）を備える。上腕部材３に対して固定接続された回転シャフト部材は、ショルダ部材２とエルボ部材４の回転シャフト取付部材に対してそれぞれ接続され、これにより上腕部材３は回転シャフトショルダ部材２とエルボ部材４に対して回転可能に接続され、上腕回転ジョイントＲ２とＲ２’を形成している。別例として、回転シャフト取付部材（回転シャフト取付部材の具体的位置は図面において視認できず、回転シャフト取付部材と嵌合して使用できる回転シャフト部材２−１と２−２のみが視認できる）の２つのグループがショルダ部材２上に配置される。回転シャフト取付部材（回転シャフト取付部材の具体的位置は図面において視認できず、回転シャフト取付部材と嵌合して使用できる回転シャフト部材４−１と４−２のみが視認できる）の２つのグループがエルボ部材４上に配置される。第１上腕部３０の１端は、回転シャフト部材２−２によって、ショルダ部材２上に配置された回転シャフト取付部材のグループ（回転シャフト取付部材の具体的位置は図面において視認できず、回転シャフト取付部材と嵌合して使用できる回転シャフト部材２−２のみが視認できる）に対して嵌合および接続されている。第１上腕部３０の他端は、回転シャフト部材４−２によって、エルボ部材４上に配置された回転シャフト取付部材のグループに対して嵌合および接続されている。第２上腕部３１の１端は、回転シャフト部材２−１によって、ショルダ部材２上に配置された回転シャフト取付部材の別グループに対して嵌合および接続されている。第２上腕部３１の他端は、回転シャフト部材４−１によって、エルボ部材４上に配置された回転シャフト取付部材の別グループに対して嵌合および接続されている。回転シャフト取付部材は上腕部材３の端部に配置され、ショルダ部材２上またはエルボ部材４上に配置された回転シャフト部材は上腕部材３の端部に配置された回転シャフト取付部材に対して接続され、これにより上腕部材３はショルダ部材２とエルボ部材４に対して回転可能に接続されて上腕回転ジョイントを形成していることは、明らかである。
【００３０】
第１上腕部３０と第２上腕部３１はショルダ部材２に対して回転可能に接続され、これにより第１上腕回転ジョイントと第２上腕回転ジョイントを形成している。第１上腕部３０と第２上腕部３１はエルボ部材４に対して回転可能に接続され、これにより第３上腕回転ジョイントと第４上腕回転ジョイントを形成している。ショルダ部材２、第１上腕部３０、第２上腕部３１、およびエルボ部材４は、平行四辺形を形成している。平行四辺形ロッド構造の特性にしたがって、４つの上腕回転ジョイントが接続して回転し、その接続効果にしたがって、１自由度のみを提供する。したがって、４つの上腕回転ジョイントは、１自由度を形成する。
【００３１】
実施形態のマスタアームのアプリケーションにおいて、ジョイントの配置と平行四辺形構造に起因して、前腕部材５は上腕部材３の移動中において常に水平姿勢を維持し、これによりオペレータはマスタアームをより快適かつ正確に操作することができる。図２ａ〜図２ｃを参照する。図２ａは、上腕部材３が水平状態である場合における本開示の実施形態１に係るマスタアームの側面図である。この場合、前腕部材５は水平面に対して平行な姿勢である。
【００３２】
図２ｂは、上腕部材３が上方傾斜状態である場合における本開示の実施形態１に係るマスタアームの側面図である。ショルダ部材２とエルボ部材４は互いに平行かつ水平面に対して垂直を維持しているので、上腕部材３が上方傾斜状態になったとき上腕部材３の状態変化は前腕部材５の姿勢に対して影響せず、前腕部材５は水平面に対して平行な姿勢を維持する。
【００３３】
図２ｃは、上腕部材３が下方傾斜状態である場合における本開示の実施形態１に係るマスタアームの側面図である。ショルダ部材２とエルボ部材４は互いに平行かつ水平面に対して垂直を維持しているので、上腕部材３が下方傾斜状態になったとき上腕部材３の状態変化は前腕部材５の姿勢に対して影響せず、前腕部材５は水平面に対して平行な姿勢を維持する。
【００３４】
さらにマスタアームは、前腕部材５上に配置され、被検者側の手術設備の姿勢を制御する、姿勢調整部材６を備える。マスタアームの３ジョイントを調整する目的は、姿勢調整部材の正確な位置調整を最終的に実現することである。前腕部材５は常に水平配置されているので、姿勢調整部材６も水平配置され、これによりオペレータは姿勢調整部材を所望姿勢へ柔軟に調整できる。
【００３５】
さらにマスタアームは、上腕部材３に対して接続された重力バランス部材７を備え、これによりマスタアームの重力バランスを実現する。この実施形態において、ショルダ部材２に近い第１上腕部３０の１端は、延伸部分を有する。重力バランス部材７は釣り合い重りであり、この釣り合い重りは延伸部分に接続されている。重力バランス部材７の存在により、マスタアームはよりよい自己重力バランスを実現できる。
【００３６】
＜実施形態２＞
図３を参照する。本開示の実施形態２に係るマスタアームの正面図を示す。実施形態２は、上腕部材３の第２上腕部３１の具体的構造が実施形態１と異なる。図３に示すように、第１上腕部３０は接続ロッドであり、第２上腕部３１はフレキシブルトランスミッション構造である。フレキシブルトランスミッション構造は、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１、第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２、フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０を備える。フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０は、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１と第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２との間にわたって延伸し、これらを固定接続する。ここでいう「固定」とは以下のことである：フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０と第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１との間の摩擦、およびフレキシブルトランスミッション伝達部材３１０と第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２との間の摩擦は十分大きく、フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０と第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１との間およびフレキシブルトランスミッション伝達部材３１０と第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２との間の接触部において相対的変位は生じない。別実施形態において、「固定」とは以下のことである：フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０は２つのフレキシブルトランスミッション伝達サブ部材を備え、各フレキシブルトランスミッション伝達サブ部材は、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１と第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２の同じ側に固定されている。固定点間のフレキシブルトランスミッション伝達サブ部材の長さは、マスタアームのスイング範囲に依拠する。これら解決手段は本開示の保護範囲内である。
【００３７】
より具体的には、回転シャフト取付部材の１グループ（回転シャフト取付部材の具体的位置は図面において視認できず、回転シャフト取付部材と嵌合して使用できる回転シャフト部材２−２のみが視認できる）は、ショルダ部材２上に配置されている。回転シャフト取付部材の１グループ（回転シャフト取付部材の具体的位置は図面において視認できず、回転シャフト取付部材と嵌合して使用できる回転シャフト部材４−２のみが視認できる）は、エルボ部材４上に配置されている。第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１と、第１上腕部３０の１端は、ショルダ部材２上に配置された回転シャフト取付部材のグループと嵌合し接続した回転シャフト部材２−２によって、ショルダ部材２に対して接続され、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１はショルダ部材２に対して固定されている。第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２と、第１上腕部３０の他端は、エルボ部材４上に配置された回転シャフト取付部材のグループと嵌合し接続した回転シャフト部材４−２によって、エルボ部材４に対して接続され、第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２はエルボ部材４に対して固定されている。回転シャフト取付部材により、部材間の回転はより安定し損失が少なくなる。例えば本明細書における回転シャフト取付部材は、ベアリングとして選択されている。本開示はベアリングの選択を具体的に限定するものではなく、当業者は従来技術にしたがって特定タイプのベアリングを選択できる。さらに回転シャフト取付部材は、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１上、第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２上、および第１上腕部３０上に配置できることを認識されたい。ショルダ部材２上に配置された回転シャフト部材を、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１上に配置された対応する回転シャフト取付部材に対して接続するとともに第１上腕部３０の１端に対して接続し、エルボ部材４上に配置された回転シャフト部材を、第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２上に配置された対応する回転シャフト取付部材に対して接続するとともに第１上腕部３０の他端に対して接続することにより、対応する部材の回転可能接続を実現できる。第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１と第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２の構造は、フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０のタイプに依拠する。例えばフレキシブルトランスミッション伝達部材３１０がワイヤとして選択される場合、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１と第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２はワイヤホイールとして選択される。フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０が同期ベルトとして選択される場合、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１と第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２は同期ホイールとして選択される。フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０が第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１と第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２との間にわたって固定接続され、フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０、第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１１、および第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材３１２が第１上腕部３０によるサポート下において平行四辺形構造を形成可能であるとともに上腕部材３が移動中に剛性を満たす限りにおいて、フレキシブルトランスミッション伝達部材３１０は、ワイヤや同期ベルトに限るものではない。第１上腕部３０はショルダ部材２とエルボ部材４に対して回転可能に接続され、これにより２つの上腕回転ジョイントを形成する。平行四辺形接続ロッド構造の特性にしたがって、２つの上腕回転ジョイントは接続して回転し、その接続効果にしたがって、１自由度のみが提供される。したがって２つの上腕回転ジョイントは、１自由度を形成する。実施形態１における重力バランス部材７は本実施形態においても適用可能であり、したがって改めて説明はしない。
【００３８】
本開示はマスタアームを備えるロボットを開示する。
【００３９】
本明細書の実施形態を追加的に記載し、各実施形態は他実施形態からの差分にフォーカスし、実施形態における同一または同様の部分は各実施形態においても参照することができる。
【００４０】
まとめると、本開示が提供するマスタアームとロボットにおいて、前記マスタアームは：サポート部材；前記サポート部材に対して回転可能に接続されたショルダ部材；エルボ部材；前記ショルダ部材と前記エルボ部材に対して回転可能に接続された上腕部材；および前記エルボ部材に対して回転可能に接続された前腕部材を備え、前記上腕部材は、第１上腕部と第２上腕部を備え、前記第１上腕部、前記第２上腕部、前記ショルダ部材、および前記エルボ部材の接続点を直線で順次接続する仮想線によって平行四辺形が形成可能であり、第１回転ジョイントが前記サポート部材と前記ショルダ部材との間に配置され、第３回転ジョイントが前記エルボ部材と前記前腕部材との間に配置され、第２回転ジョイントが前記第１上腕部と前記ショルダ部材との間に配置され、前記第１回転ジョイントの軸は前記第３回転ジョイントの軸と平行であり、前記第２回転ジョイントの軸は前記第１回転ジョイントの軸と前記第３回転ジョイントの軸が規定する平面に対して垂直である。前記平行四辺形と前記ジョイント配置に基づく前記マスタアームが占有する空間はより小さく、より安定した構造と高い剛性を有し、自己重力の完全なバランスを実現できる。これにより、精度、柔軟性、マスタアーム操作の快適性を向上できる。
【００４１】
上記説明は本開示の望ましい実施形態を説明するためのみのものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。上記開示に基づく当業者による任意の変更や変形は、全て特許請求範囲の保護範囲内である。
【符号の説明】
【００４２】
１：サポート部材
２：ショルダ部材
３：上腕部材
４：エルボ部材
３０：第１上腕部
３１：第２上腕部
３１１：第１フレキシブルトランスミッションジョイント部材
３１２：第２フレキシブルトランスミッションジョイント部材
３１０：フレキシブルトランスミッション伝達部材
５：前腕部材
６：姿勢調整部材
７：重力バランス部材
２−１、２−２、４−１、４−２：回転シャフト部材
Ｒ１：ショルダ回転ジョイント
Ｒ２、Ｒ２’：上腕回転ジョイント
Ｒ３：エルボ回転ジョイント
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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