特許 5974416 ワイヤ駆動機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5974416

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】ワイヤ駆動機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 19/02 20060101AFI20160809BHJP

【ＦＩ】

   F16H19/02 K

   F16H19/02 H

【請求項の数】4

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2011-277754(P2011-277754)

(22)【出願日】2011年12月20日

(65)【公開番号】特開2013-130202(P2013-130202A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2014年12月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】593006630

【氏名又は名称】学校法人立命館

(74)【代理人】

【識別番号】100080182

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 三彦

(72)【発明者】

【氏名】永井 清

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 宏司

(72)【発明者】

【氏名】林 叔克

(72)【発明者】

【氏名】レ ナット タム

【審査官】 村上 聡

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０６−０５５９７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１０１９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２２８７７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

異なる所定位置に固定された状態で、それぞれ異なる移動用ワイヤの巻き取りが自在な複数のワイヤ巻取手段と、該複数のワイヤ巻取手段によってそれぞれ進退動作する前記移動用ワイヤが接続され、前記移動用ワイヤの進退動作によって移動する可動部と、前記それぞれの移動用ワイヤの長さ誤差を調整するための弾性部材と、を備えるワイヤ駆動機構であって、
前記複数のワイヤ巻取手段は、それぞれ前記可動部から離された前記それぞれの所定位置に設けられ、
前記可動部は、可動部台座と、該可動部台座に回転自在に支持され、前記それぞれの移動用ワイヤからの張力によって回転する回転体とを備え、
前記弾性部材は、前記それぞれの移動用ワイヤからの張力によって前記回転体に作用するトルクと所定の回転角度で釣り合うように復元力を生じ、
前記可動部台座上には、回転自在且つ前記それぞれの移動用ワイヤの張力が作用する方向に所定距離だけ直線移動可能な第１プーリを少なくとも１つ備え、
前記それぞれの所定位置のうち、前記第１プーリと対応する所定位置には、前記ワイヤ巻取手段が２個固定され、該２個のワイヤ巻取手段は、前記第１プーリを介してそれぞれの前記ワイヤ巻取手段に取り付けられるまでの前記移動用ワイヤの通り道の長さが変化しないように、その通り道間において前記移動用ワイヤが平行になるように配置され、前記２個のワイヤ巻取手段によって進退動作する前記移動用ワイヤは、前記第１プーリに対して回転力及び張力方向へ直線移動させるための並進力が作用するように取り付けられていることを特徴とするワイヤ駆動機構。

【請求項2】

前記可動部は、２個のリンク部材によって伸縮可能に構成されるアーム機構と、一方の前記リンク部材の一端側に回転自在に設けられ、且つ前記第１プーリの回転及び直線移動に連動するように該第１プーリと同軸に連結される第２プーリと、前記一方のリンク部材の他端側と他方のリンク部材の一端側とを回転自在に連結する連結軸に設けられ、且つ前記第２プーリと同一径を有する第３プーリと、前記第２プーリ及び前記第３プーリ間に張架される第１連動用ベルト又は第１連動用ワイヤと、前記第３プーリの回転と連動するように該第３プーリと同軸に連結され、且つ前記第３プーリと同一径を有する第４プーリと、前記他方のリンク部材の他端側に回転自在に設けられ、且つ前記４プーリと同一径を有する第５プーリと、前記第４プーリ及び前記第５プーリ間に張架される第２連動用ベルト又は第２連動用ワイヤと、前記第５プーリから出力される回転を減速させる減速機構とを有する内部動作機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ駆動機構。

【請求項3】

前記可動部台座上には、１対の第１プーリと、該１対の第１プーリの中心軸に一端がそれぞれ取り付けられる１対のワイヤと、前記１対のワイヤの他端がそれぞれ同一方向へ回転させるためのトルクを作用させるように取り付けられる第６プーリと、前記１対の第１プーリの並進運動と連動して前記移動用ワイヤの張力が作用する方向へ所定距離だけ直線移動可能な姿勢拘束部材とが設けられており、
前記所定位置に配置される前記２個のワイヤ巻取手段のうちの一方のワイヤ巻取手段に一端が取り付けられる前記移動用ワイヤは、一方の第１プーリを介して前記他方のワイヤ巻取手段に他端が取り付けられ、前記他方のワイヤ巻取手段に一端が取り付けられる前記移動用ワイヤは、他方の第１プーリを介して前記一方のワイヤ巻取手段に他端が取り付けられ、
前記２個のワイヤ巻取手段から前記１対の第１プーリ間には、一方が前記可動部の外部に固定され、他方が前記可動部台座上に設けられる１対のガイドプーリが４組設けられており、
該１対のガイドプーリは、前記一方のワイヤ巻取手段から前記一方の第１プーリを介して前記他方のワイヤ巻取手段へと案内される一方の移動用ワイヤと前記他方のワイヤ巻取手段から前記他方の第１プーリを介して前記一方のワイヤ巻取手段へと案内される他方の移動用ワイヤとの通り道の長さが前記２個のワイヤ巻取手段による前記それぞれの移動用ワイヤの巻き取り長さによって相対的に変化することなく、且つ前記１対のガイドプーリ間において前記それぞれの移動用ワイヤが平行になるように配置され、
前記第６プーリの回転は、前記回転体に伝えられることを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤ駆動機構。

【請求項4】

両側にそれぞれガイドプーリが設けられたリンク部材と、該リンク部材を前記姿勢拘束部材の移動可能方向と直交する方向へ変位させるアクチュエータとを備え、
前記１対のワイヤの一方は、前記１対の第１プーリの一方から前記第６プーリ間において一方の前記ガイドプーリを介して走行するように設けられ、前記１対のワイヤの他方は、前記１対の第１プーリの他方から前記第６プーリ間において他方の前記ガイドプーリを介して走行するように設けられることを特徴とする請求項３に記載のワイヤ駆動機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のワイヤを用いて可動部を動作させるワイヤ駆動機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から一般的なワイヤメカニズムとしては、図１４に示すように、複数のワイヤ１００が同一の可動部１０１に接続され、複数のワイヤ１００を固定されたモータ１０２等を用いて巻き取ることにより可動部１０１を移動させるものが知られている。また、可動部１０１にハンド部１０３等のような付加的な機構を設けることにより、ピックアンドプレイス等の様々な作業を行わせることができる。

【0003】

このようなワイヤメカニズムの利点としては、ワイヤを長くすることが可能であるので、ロボットアーム等を用いた場合に比べて大きな動作範囲を確保しやすいことがある。また、可動部を軽量化することができるので、高速性や高加速性にも適している。

【0004】

一方、ワイヤメカニズムでは、大きな動作範囲を移動する際に要求される高速性の他に移動先にて様々な作業を行うために高精度性が要求される。例えば、図１４のようなワイヤメカニズムを用いて、ピックアンドプレイス動作を行うような場合には、図１５に示すように位置Ｐ２及びＰ３を含む領域Ｂでは、ワーク１０４が置かれている位置Ｐ１へと移動するため、又は把持したワーク１０４を位置Ｐ４へと運ぶために高速性が要求されるが、位置Ｐ１又は位置Ｐ４を含む領域Ａではワーク１０４を正確に把持するため、又はワーク１０４を正確な場所に置くために高精度な動作が要求される。

【0005】

また、ワイヤメカニズムでは、引っ張り力しか発生できないため、可動部の動作制御には、可動部の運動成分に１を加えた数のワイヤが必要となることが知られている。従って、３次元空間の中で可動部を動かすには、位置の３成分と姿勢の３成分の計６成分に１を加えた７本のワイヤが必要になる。非特許文献１では、３次元空間において可動部に接続された７本のワイヤを巻き取るために７個のモータを用いた高速性重視のワイヤメカニズムについて開示されている。また、非特許文献１では、可動部にワイヤがｎ＋１本張られているワイヤメカニズムが、Vector Closure（ベクタークロージャー）の条件を満たせば、可動部をｎ次元空間において動作させる任意の合力を生成できることが示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】川村貞夫、崔源、田中訓、木野仁、「パラレルワイヤ駆動方式を用いた超高速ロボットＦＡＬＣＯＮの開発」、日本ロボット学会誌、Vol.15、no.1、pp.８２−８９、１９９７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、このような従来のワイヤメカニズムでは、可動部の動作制御には、可動部の運動成分に１を加えた数のワイヤが必要となるため、それぞれのワイヤの長さに不整合が生じると、ワイヤの長さ制御における位置誤差により、ワイヤの張力が過大になったり、弛んだりする。そのため、高精度な動作生成が実現し難いという問題があった。

【0008】

本発明は、上記のような種々の課題に鑑みてなされたものであって、それぞれのワイヤの長さに違いがあるような場合でも、その誤差を吸収することができるワイヤ駆動機構を提供することを目的とする。また、状況に応じて高加速性及び高精度性に適した動作を実現することができるワイヤ駆動機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、請求項１記載のワイヤ駆動機構は、異なる所定位置に固定された状態で、それぞれ異なる移動用ワイヤの巻き取りが自在な複数のワイヤ巻取手段と、該複数のワイヤ巻取手段によってそれぞれ進退動作する前記移動用ワイヤが接続され、前記移動用ワイヤの進退動作によって移動する可動部と、前記それぞれの移動用ワイヤの長さ誤差を調整するための弾性部材と、を備えるワイヤ駆動機構であって、前記複数のワイヤ巻取手段は、それぞれ前記可動部から離された前記それぞれの所定位置に設けられ、前記可動部は、可動部台座と、該可動部台座に回転自在に支持され、前記それぞれの移動用ワイヤからの張力によって回転する回転体とを備え、前記弾性部材は、前記それぞれの移動用ワイヤからの張力によって前記回転体に作用するトルクと所定の回転角度で釣り合うように復元力を生じ、前記可動部台座上には、回転自在且つ前記それぞれの移動用ワイヤの張力が作用する方向に所定距離だけ直線移動可能な第１プーリを少なくとも１つ備え、前記それぞれの所定位置のうち、前記第１プーリと対応する所定位置には、前記ワイヤ巻取手段が２個固定され、該２個のワイヤ巻取手段は、前記第１プーリを介してそれぞれの前記ワイヤ巻取手段に取り付けられるまでの前記移動用ワイヤの通り道の長さが変化しないように、その通り道間において前記移動用ワイヤが平行になるように配置され、前記２個のワイヤ巻取手段によって進退動作する前記移動用ワイヤは、前記第１プーリに対して回転力及び張力方向へ直線移動させるための並進力が作用するように取り付けられていることを特徴としている。

【0012】

請求項２記載のワイヤ駆動機構は、前記可動部が、２個のリンク部材によって伸縮可能に構成されるアーム機構と、一方の前記リンク部材の一端側に回転自在に設けられ、且つ前記第１プーリの回転及び直線移動に連動するように該第１プーリと同軸に連結される第２プーリと、前記一方のリンク部材の他端側と他方のリンク部材の一端側とを回転自在に連結する連結軸に設けられ、且つ前記第２プーリと同一径を有する第３プーリと、前記第２プーリ及び前記第３プーリ間に張架される第１連動用ベルト又は第１連動用ワイヤと、前記第３プーリの回転と連動するように該第３プーリと同軸に連結され、且つ前記第３プーリと同一径を有する第４プーリと、前記他方のリンク部材の他端側に回転自在に設けられ、且つ前記４プーリと同一径を有する第５プーリと、前記第４プーリ及び前記第５プーリ間に張架される第２連動用ベルト又は第２連動用ワイヤと、前記第５プーリから出力される回転を減速させる減速機構とを有する内部動作機構を備えることを特徴としている。

【0013】

請求項３記載のワイヤ駆動機構では、前記可動部台座上には、１対の第１プーリと、該１対の第１プーリの中心軸に一端がそれぞれ取り付けられる１対のワイヤと、前記１対のワイヤの他端がそれぞれ同一方向へ回転させるためのトルクを作用させるように取り付けられる第６プーリと、前記１対の第１プーリの並進運動と連動して前記移動用ワイヤの張力が作用する方向へ所定距離だけ直線移動可能な姿勢拘束部材とが設けられており、前記所定位置に配置される前記２個のワイヤ巻取手段のうちの一方のワイヤ巻取手段に一端が取り付けられる前記移動用ワイヤは、一方の第１プーリを介して前記他方のワイヤ巻取手段に他端が取り付けられ、前記他方のワイヤ巻取手段に一端が取り付けられる前記移動用ワイヤは、他方の第１プーリを介して前記一方のワイヤ巻取手段に他端が取り付けられ、前記２個のワイヤ巻取手段から前記１対の第１プーリ間には、一方が前記可動部の外部に固定され、他方が前記可動部台座上に設けられる１対のガイドプーリが４組設けられており、該１対のガイドプーリは、前記一方のワイヤ巻取手段から前記一方の第１プーリを介して前記他方のワイヤ巻取手段へと案内される一方の移動用ワイヤと前記他方のワイヤ巻取手段から前記他方の第１プーリを介して前記一方のワイヤ巻取手段へと案内される他方の移動用ワイヤとの通り道の長さが前記２個のワイヤ巻取手段による前記それぞれの移動用ワイヤの巻き取り長さによって相対的に変化することなく、且つ前記１対のガイドプーリ間において前記それぞれの移動用ワイヤが平行になるように配置され、前記第６プーリの回転は、前記回転体に伝えられることを特徴としている。

【0014】

請求項４記載のワイヤ駆動機構は、両側にそれぞれガイドプーリが設けられたリンク部材と、該リンク部材を前記姿勢拘束部材の移動可能方向と直交する方向へ変位させるアクチュエータとを備え、前記１対のワイヤの一方は、前記１対の第１プーリの一方から前記第６プーリ間において一方の前記ガイドプーリを介して走行するように設けられ、前記１対のワイヤの他方は、前記１対の第１プーリの他方から前記第６プーリ間において他方の前記ガイドプーリを介して走行するように設けられることを特徴としている。

【発明の効果】

【0015】

請求項１記載のワイヤ駆動機構によれば、それぞれの移動用ワイヤの長さに誤差がある場合でも、弾性部材によってその誤差を吸収することができるので、ワイヤの張力が過大になったり、弛んだりし難く、安定した可動部の動作生成を実現することができる。

【0016】

請求項１記載のワイヤ駆動機構によれば、可動部に接続されたそれぞれの移動用ワイヤからの張力によって可動部に設けられた回転体に作用するトルクと弾性部材の復元力は、回転体が所定角度回転したところで釣り合うため、それぞれの移動用ワイヤの長さ制御における位置誤差があっても、その誤差を吸収することができるので、ワイヤの張力が過大になったり、弛んだりし難く、且つ移動用ワイヤからの張力によって可動部に加速度が生じたような場合でも可動部は移動用ワイヤに遅れることなく移動することができるので、より安定した可動部の動作生成を実現することができる。

【0017】

請求項１記載のワイヤ駆動機構によれば、所定位置に２個のワイヤ巻取手段を設けているため、可動部に作用する合力をより大きくして可動部の動作を生成することができるので、可動部の高速性や高加速性を実現することができる。

【0018】

請求項２記載のワイヤ駆動機構によれば、第１プーリが中心位置から並進移動してアーム機構が伸縮したとしても、第１連動用ベルト（第１連動用ワイヤ）及び第２連動用ベルト（第２連動用ワイヤ）を介して伝えられる回転の動きには影響しないので、第１プーリの並進位置の誤差の影響を受けることなく第１プーリの回転の動きを第５プーリから出力することができる。また、第５プーリから出力される回転を減速させる減速機構を設けているので、それぞれの移動用ワイヤの長さに誤差があるような場合でも、当該誤差により生じる第１プーリの回転誤差を減速比分だけ軽減させて出力することができる。これにより、可動部を静止させたまま、可動部上に設けた内部動作機構により微細な動作を生成することができるので、様々な動作を高精度に実現することができる。

【0019】

請求項３記載のワイヤ駆動機構によれば、可動部の姿勢については拘束し、可動部の並進動作のみを高速動作の対象とするので、可動部の高速性を維持したまま、ワイヤ巻取手段の数を軽減させることができる。また、可動部上に内部動作機構を設けることにより、姿勢制御を行うことができるので、高精度な動作を生成することができる。

【0020】

請求項４記載のワイヤ駆動機構によれば、移動用ワイヤが有する弾性によって可動部の姿勢に振動が生じた場合でも、アクチュエータによってリンク部材に力を加えることで微細に姿勢を制御することができるので、防振又は制振を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るワイヤ駆動機構の一例を示す概略模式図である。

【図2】本発明の第２の実施形態に係るワイヤ駆動機構の一例を示す概略模式図である。

【図3】本発明の第２の実施形態に係るワイヤ駆動機構の内部動作機構の一例を示す概略模式図である。

【図4】内部動作機構の一例を示す概略斜視図である。

【図5】第１プーリと第２プーリの関係について説明するための概略斜視図である。

【図6】本発明の第３の実施形態に係るワイヤ駆動機構の一例を示す概略模式図である。

【図7】本発明の第４の実施形態に係るワイヤ駆動機構の一例を示す概略模式図である。

【図8】可動部の姿勢の拘束について説明するための概略説明図である。

【図9】移動用ワイヤを案内するためのガイドプーリの構造の一例について説明するための概略斜視図である。

【図10】３次元空間を対象としたワイヤ駆動機構の外観の一例を示す概略斜視図である。

【図11】本発明の第５の実施形態に係るワイヤ駆動機構の一例を示す概略模式図であって、（ａ）は可動部上に弾性部材を設けたワイヤ駆動機構を示しており、（ｂ）は移動用ワイヤの途中に弾性部材を設けたワイヤ駆動機構を示している。

【図12】ワイヤ駆動機構の張力によって発生する力とモーメントについて説明するための概略説明図。

【図13】１本のワイヤにワイヤ巻取手段を２個用いた場合の高加速性機構における力とモーメントについて説明するための概略説明図。

【図14】従来技術におけるワイヤメカニズムの一例を示す概略模式図である。

【図15】ワイヤメカニズムを用いたピックアンドプレイス動作を説明するための概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係るワイヤ駆動機構の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明の第１の実施形態に係るワイヤ駆動機構１は、ｘ成分の１自由度の並進運動を対象としたものであり、図１に示すように、それぞれｘ軸と平行な直線上の異なる所定位置に固定された２個のワイヤ巻取手段２と、該それぞれのワイヤ巻取手段２によって進退動作する２本の移動用ワイヤ３が接続される可動部４とを備えている。

【0023】

ワイヤ巻取手段２は、移動用ワイヤ３の巻き取り又は送り出しを行うためのものであって、例えば、モータ５を回転させることにより該モータ５の回転軸６に連結されたワイヤ巻き取り用のプーリ７が回転して移動用ワイヤ３を巻き取るように構成されている。

【0024】

可動部４は、それぞれの移動用ワイヤ３の進退動作によって移動するものである。図１に示すように、この可動部４は、可動部台座８と、それぞれの移動用ワイヤ３の張力Ｔ１、Ｔ２によって可動部台座８上をそれぞれｘ軸方向に所定距離だけ直線移動可能な２個のラック９と、該それぞれのラック９の移動に伴って、可動部台座８に回転自在に支持される回転軸Ｏを中心に回転するピニオン１０と、該ピニオン１０と共に回転するように回転軸Ｏに連結されるプーリ等からなる回転体１１と、該回転体１１に一端が接続され、他端が可動部台座８上の壁（不図示）等に固定されたばね部材（弾性部材）１２とを有している。

【0025】

２個のラック９は、図１に示すように、それぞれピニオン１０の直径分の距離だけ間隔をあけて平行になるように可動部台座８上に設けられている。このラック９は、詳しくは図示しないが可動部台座８に設けられたリニアガイド等によって所定距離だけｘ軸方向に直線移動できるように構成されている。

【0026】

ピニオン１０は、それぞれのラック９とギアが噛み合うように可動部台座８上の回転軸Ｏに回転自在に支持されており、移動用ワイヤ３の張力が作用することによりラック９が直線移動し、それに伴って回転軸Ｏを中心に回転する。また、このピニオン１０の回転と共に回転体１１が連動して回転することにより、該回転体１１に一端が接続されているばね部材１２が伸縮して復元力ｆ_Ｉが生じる。

【0027】

このような構成を備えたワイヤ駆動機構１では、図面上左側に位置する移動用ワイヤ３の張力Ｔ１と右側に位置する移動用ワイヤ３の張力Ｔ２により発生する合力ｆの関係は、下記の数式（１）に示すように表わされ、この合力ｆによって可動部４がｘ軸方向に並進運動することになる。但し、ｆ_１は左側の移動用ワイヤ３の張力Ｔ_１によってラック９の接続点に作用する力、ベクトルｅ_１は張力Ｔ_１が作用する方向を示す単位ベクトル、ｆ_２は右側の移動用ワイヤ３の張力Ｔ_２によってラック９の接続点に作用する力、ベクトルｅ_２は張力Ｔ_２が作用する方向を示す単位ベクトルである。尚、ワイヤ駆動機構１では、ｘ成分の１自由度の並進運動を対象としているので、ベクトルｅ_１＝１、ベクトルｅ_２＝−１となり、合力ｆは数式（１）のように張力の差で表わされる。

【数1】

【0028】

また、ばね部材１２の復元力ｆ_Ｉ、及びそれぞれの移動用ワイヤ３の張力Ｔ_１、Ｔ_２との関係は、下記の数式（２）に示すように表わされる。但し、Ｒはピニオン１０の半径、Ｒ_ｋは回転体１１の半径、Ｋはばね定数、Δｘ_Ｉはばね部材１２の変位である。数式（２）に示すように、復元力ｆ_Ｉは、張力Ｔ_１と張力Ｔ_２の和にピニオン１０と回転体１１の半径比Ｒ／Ｒｋを掛けたものになる。この半径比Ｒ／Ｒｋの値は一定であるため、張力Ｔ_１と張力Ｔ_２の和を一定に保つことにより、復元力ｆ_Ｉを一定値に保つことができ、それぞれの移動用ワイヤ３に長さ誤差が生じたとしてもその誤差を吸収することができると共に回転体１１は加速動運動においても回転せずに済むので、安定した可動部４の動作生成を実現することができる。尚、半径Ｒ_ｋが小さいプーリ等を用いた場合には、ばね部材１２は剛性の大きいものを用いることになる。このようなワイヤ駆動機構１による合力ｆ及び復元力ｆ_Ｉは、数式（１）、（２）から下記の数式（３）のように表わすことができる。

【数2】

【数3】

【0029】

このワイヤ駆動機構１では、数式（３）のｗ_ｏは下記の数式（４）に示すように、階数が１である。また、それぞれの駆動用ワイヤ３の張力Ｔ_１、Ｔ_２を正の張力で同じ大きさＴ_Ｉ０とした場合には、下記の数式（５）が成り立つ。従って、本実施形態に係るワイヤ駆動機構１は、Vector Closure（ベクタークロージャー）の条件を満たすことになり、ｘ成分の１自由度の並進運動において任意の合力ｆを出力することができる。また、その場合の復元力ｆ_Ｉは、下記の数式（６）に示すように一定となる。尚、Vector Closure（ベクタークロージャー）の条件については、非特許文献１に開示されている条件を満たしているか否かを判断しており、ここではその詳細な説明については省略する。尚、ワイヤ駆動機構１では、２個のラック９をそれぞれ同一のピニオン１０と噛み合うように可動部台座８上に設けているが、ピニオン１０と同一の回転軸Ｏに回転自在に支持される半径の異なるピニオンを別途設けて、当該ピニオンに一方のラック９を噛み合わせるにように構成しても良い。

【数4】

【数5】

【数6】

【0030】

次に、本発明の第２の実施形態に係るワイヤ駆動機構１ａについて、図２〜図５を参照しつつ説明する。このワイヤ駆動機構１ａは、可動部４の高加速性・高速性を向上させるためのものであり、第１の実施形態に係るワイヤ駆動機構１と同様の構成等については、同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。

【0031】

ワイヤ駆動機構１ａは、図２に示すように、それぞれの所定位置に２個ずつワイヤ巻取手段２が固定されている。また、可動部台座８には、それぞれの移動用ワイヤ３の張力が作用するｘ軸方向に所定距離だけ直線移動可能な２個の第１プーリ１３がそれぞれの所定位置に固定された２個のワイヤ巻取手段２と対応するように設けられている。

【0032】

ワイヤ駆動機構１ａの移動用ワイヤ３は、一方のワイヤ巻取手段２から第１プーリ１３を介して他方のワイヤ巻取手段２へ取り付けられている。また、第１プーリを介してそれぞれのワイヤ巻取手段２に取り付けられるまでの移動用ワイヤ３の通り道の長さが変化しないように、その通り道間において平行になるように２個のワイヤ巻取手段２が配置されている。これにより、例えば、図２に示す左側の２個のワイヤ巻取手段１３によって生じる張力Ｔ_１と張力Ｔ_２の大きさが同じ場合には、左側の第１プーリ１３をｘ軸方向負側へ移動させるための並進力として作用し、張力Ｔ_１と張力Ｔ_２に差を設けた場合には、第１プーリ１３を回転軸Ｏ_１周りに回転させるための回転力として作用する。このような第１プーリ１３の回転は、可動部４の移動動作とは別に可動部４上でのローカルな内部動作を生成するために用いることができる。尚、本実施形態では、一方のワイヤ巻取手段２に移動用ワイヤ３の一端が取り付けられ、他方のワイヤ巻取手段２に移動用ワイヤ３の他端が取り付けられている例を示しているが、２本の移動用ワイヤ３を用いても良い。具体的には、それぞれのワイヤ巻取手段２に一端がそれぞれ取り付けられ、他端がそれぞれ第１プーリ１３に取り付けられるようにして２本の移動用ワイヤ３を用いても同様の作用を生じさせることができる。

【0033】

それぞれの第１プーリ１３の回転軸Ｏ_１及びＯ_２は、例えば、可動部台座８に設けられたリニアガイド等（不図示）によって所定距離だけｘ軸方向にも直線移動できるように構成されている。これにより、それぞれの第１プーリ１３は、移動用ワイヤ３からの張力によって回転するだけでなく、それぞれ回転軸Ｏ_１及びＯ_２と共にｘ軸方向にも直線移動できる。また、それぞれの第１プーリ１３の回転軸Ｏ_１及びＯ_２には、Ｌ字型ラック９ａがそれぞれ取り付けられている。このそれぞれのＬ字型ラック９ａは、第１プーリ１３が回転したとしても回転せずに第１プーリ１３の直線移動とのみ連動するように、回転軸Ｏ_１及びＯ_２にベアリング（不図示）等を介して取り付けられるとともに、可動部台座８に設けられたリニアガイド（不図示）によって動作が規定されている。

【0034】

また、それぞれのＬ字型ラック９ａは、可動部台座８上の回転軸Ｏに回転自在に支持されたピニオン１０とギアが噛み合うように構成されており、ピニオン１０は、Ｌ字型ラック９ａの直線移動に伴って回転軸Ｏを中心に回転する。また、このピニオン１０と連動して回転する回転体１１には、それぞれの移動用ワイヤ３の張力の和と復元力Ｆ_Ｉが釣り合うばね部材１２と共にダンパ部材１４が設けられている。これにより、回転体１１に振動が生じたような場合でもダンパ部材１４によって振動を抑制することができる。

【0035】

また、ワイヤ駆動機構１ａには、図３及び図４に示すように、可動部４上でのローカルな動作を生成するための内部動作機構１５が付加的に設けられている。この内部動作機構１５は、図３及び図４に示すように、可動部台座８と一体として移動する内部動作用台座１６上に２個のリンク部材１７、１８によって伸縮可能に構成されるアーム機構１９と、一方のリンク部材１７の一端側に位置する回転軸Ｏ１に回転自在に支持される第２プーリ２０と、一方のリンク部材１７の他端側と他方のリンク部材１８の一端側とを回転自在に連結する連結軸２１に回転自在に支持される第３プーリ２２と、第２プーリ２０及び第３プーリ２２間に張架される第１連動用ベルト２３と、第３プーリ２２と連動するように連結軸２２に回転自在に支持される第４プーリ２４と、リンク部材１８の他端側に設けられる回転軸２５に回転自在に支持される第５プーリ２６と、第４プーリ２５及び第５プーリ２６間に張架される第２連動用ベルト２７と、第５プーリ２６から出力される回転を減速させる減速機構２８とを備えている。尚、図４では、説明のために内部動作用台座１６上の左側の内部動作機構１５のみを示している。

【0036】

第２プーリ２０、第３プーリ２２、第４プーリ２４、及び第５プーリ２６はそれぞれ同一の半径を有するものであるので、第２プーリ２０の回転は、第１連動用ベルト２３及び第２連動用ベルト２７を介してそのまま第５プーリ２６へと伝わる。また、第２プーリ２０は、図５に示すように、可動部台座８上の第１プーリ１３の回転運動及び並進運動と連動するように回転軸Ｏ_１に支持されている。尚、図５では、第２プーリ２０が設けられる内部動作用台座１６は省略して図示しているが、内部動作用台座１６は、図３及び図４に示すように、第１プーリ１３がｘ軸方向に直線移動した場合でも第２プーリ２０が連動して直線移動できるように直線状のスリット２９が形成されている。

【0037】

また、第１プーリ１３のｘ軸方向への直線運動に連動して、第２プーリ２０がｘ軸方向に直線移動すると、第２プーリ２０の動きに伴って連結軸２１によって回転自在に連結されている２つのリンク部材１７、１８から構成されるアーム機構１９が伸縮する。リンク部材１７、１８は、それぞれ連結軸２１にベアリング（不図示）等を介して連結されているため、アーム機構１９が伸縮したとしても連結軸２１自体は回転しない。そのため、第１プーリ２０が可動部台座８上を直線移動して、アーム機構１９が伸縮したとしても、第１連動用ベルト２３及び第２連動用ベルト２７を介して伝えられる回転の動きには影響しないので、第１プーリ１３の並進位置の誤差の影響を受けることなく第１プーリ１３の回転の動きを第５プーリ２６から出力することができる。

【0038】

減速機構２８は、第５プーリ２６から出力される回転を減速するためのものであり、図３及び図４に示すように、歯数の異なる２つの平歯車３０、３１により構成されている。歯数の少ない方の平歯車３０は、第５プーリ２６の回転と連動するように回転軸２５に連結されている。従って、第５プーリ２６の回転は、減速機構２８によって減速された状態で平歯車３１から逆方向の回転として出力される。つまり、ワイヤ駆動機構１ａでは、第１プーリ１３の回転がそのまま第５プーリ２６まで伝わり、減速機構２８を介して減速された状態で平歯車３１から出力される。これにより、それぞれの移動用ワイヤ３の長さに誤差があるような場合でも、当該誤差により生じる第１プーリ１３の回転誤差を減速比分だけ軽減させて出力することができるので、内部動作機構１５により高精度な動作を実現することができる。尚、本実施形態に係るワイヤ駆動機構１ａでは、それぞれの所定位置にワイヤ駆動手段２を２個ずつ設けているが、全ての所定位置にワイヤ巻取手段を２つ設ける必要はなく、少なくとも高加速性を必要とする方向への移動に係わる所定位置にのみワイヤ巻取手段を２個設けておけば良い。また、本実施形態では、可動部台座８と内部動作用台座１６を別途設けた例を用いて説明したが、可動部台座８の一方の面にそれぞれの移動用ワイヤ３の長さ誤差を吸収するための機構を設け、他方の面に内部動作機構１５を設けるように構成しても良い。これにより、可動部４の省スペース化を図ることができる。

【0039】

次に、本発明の第３の実施形態に係るワイヤ駆動機構１ｂについて、図６を参照しつつ説明する。このワイヤ駆動機構１ｂは、一方の内部動作機構１５の平歯車３１から出力される回転力を可動部台座８ａ上で内部動作用台座１６ａをｘ軸方向に直線移動させるために用いるものであり、第２の実施形態に係るワイヤ駆動機構１ｂと同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0040】

ワイヤ駆動機構１ｂでは、内部動作用台座１６は、可動部台座８ａのｘ軸方向への直線移動とは別に可動部台座８ａ上を移動できるように可動部台座８ａにリニアガイド（不図示）等を介して取り付けられている。また、ワイヤ駆動機構１ｂは、図６に示すように、可動部台座８ａに左側の内部動作機構１５の平歯車３１と噛み合うようにラック３２がｘ軸方向と平行に設けられている。従って、可動部台座８ａの第１プーリ１３からの回転が平歯車３１まで伝わることにより、内部動作用台座１６ａは静止している可動部台座８ａ上をｘ軸方向に移動することができる。これにより、一方（左側）の内部動作機構１５を可動部台座８ａ上での内動動作用台座１６ａの移動に用いると共に、他方（右側）の内部動作機構１５については、他の作業等に用いることができるので、より様々な用途に対応することができる。

【0041】

次に、ここでは、ワイヤ駆動機構２００の張力ベクトルＴ_ｉによって発生する力とモーメントについて図１２を参照しつつ説明する。ワイヤ駆動機構２００では、ワイヤ張力ベクトルＴ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｍ）は、下記の数式（７）のように表わされる。但し、Ｔ_ｉ（スカラ）はワイヤ張力、ベクトルｅ_ｉはワイヤ張力ベクトルの方向を表す単位ベクトルである。また、Σ_Ｂは基準座標系（Ｏ_Ｂ−Ｘ_ＢＹ_ＢＺ_Ｂ）、Σ_ｗは可動部台座８のＯ_ｗを中心とする可動部台座座標系（Ｏ_ｗ−Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗ）、Ｐ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｍ）はそれぞれの移動用ワイヤ３の取り付け位置を示している。

【数7】

【0042】

このようなベクトルＴ_ｉによって発生する力とモーメントを表すベクトルＦ_ｉは、下記の数式（８）のように表わされる。但し、ベクトルｐ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｍ）は、可動部台座８のＯ_ｗ点からそれぞれの移動用ワイヤ３の取り付け位置までの位置ベクトル、ｗ_ｉはワイヤベクトルである。そして、このワイヤ駆動機構２００の可動部４に加わる合力を表すベクトルＦは、数式（９）のように表わされる。これは、数式（１０）に示すように、ワイヤ行列ｗとワイヤ張力ベクトルにより表わされる。また、数式（１０）の合力を行列Ｆの要素となるベクトルｆは可動部４に作用する力を示しており、ベクトルｎはモーメントを示している。

【数8】

【数9】

【数10】

【0043】

次に、図２で説明したような１本の移動用ワイヤ３にワイヤ巻取手段２を２個用いた高加速性を有する機構の場合について図１３を参照しつつ説明する。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の二点鎖線で囲む部分を拡大して示すものであり、このように２個のワイヤ巻取手段２を用いた場合には、それぞれのガイドプーリ４５ｂにおけるワイヤベクトルｗ_ｉ、ｗ_ｉ＋１は、数式（１１）のように表わされる。また、この場合、第１プーリ１３を介してそれぞれのガイドプーリ４５ａ、４５ｂに案内される移動用ワイヤ３は平行であり、可動部台座（不図示）の点Ｏ_ｗからそれぞれのガイドプーリ４５ｂから移動用ワイヤ３が送り出される接点までを示すそれぞれの位置ベクトルｐ_ｉとｐ_ｉ＋１の違いによるモーメント発生の効果が無視できる場合には、数式（１２）のようにみなすことができ、数式（１３）に示すような関係が成り立つことになる。

【数11】

【数12】

【数13】

【0044】

次に、本発明の第４の実施形態に係るワイヤ駆動機構１ｃについて、図７を参照しつつ説明する。ワイヤ駆動機構１〜１ｂでは、可動部４のｘ成分の１自由度の並進運動を例としていたが、ワイヤ駆動機構１〜１ｂに用いられる構成は、多自由度の場合に適用することができるものであり、ワイヤ駆動機構１ｃでは、可動部４の平面３自由度（位置の２成分、姿勢の１成分）の動きを対象としている。

【0045】

ワイヤ駆動機構１ｃは、図７に示すように、４箇所の異なる所定位置Ａ〜Ｄにそれぞれワイヤ巻取手段２が配置されており、異なる４方向からの力によって可動部４に対して合力が作用するように構成されている。図７に示すように、ワイヤ駆動機構１ｃは、所定位置Ａ〜Ｃでは、可動部４に高加速性に優れた動作を生成させるために、上述したようにワイヤ巻取手段２をそれぞれ２個設けた構造が用いられており、所定位置Ｄでは従来のように１つのワイヤ巻取手段２に移動用ワイヤ３が取り付けられた構造になっている。

【0046】

所定位置Ａの２個のワイヤ巻取手段２によって進退動作する移動用ワイヤ３が巻き付けられている第１プーリ１３に一端が取り付けられているワイヤ３３と、所定位置Ｂの２個のワイヤ巻取手段２によって進退動作する移動用ワイヤ３が巻き付けられている第１プーリ１３に取り付けられるＬ字部材３４に一端が取り付けられているワイヤ３５と、所定位置Ｃの２個のワイヤ巻取手段２によって進退動作する移動用ワイヤ３が巻き付けられている第１プーリ１３に取り付けられるＬ字型部材３４に一端が取り付けられているワイヤ３６と、所定位置Ｃのワイヤ巻取手段２によって進退動作する移動用ワイヤ３とは、ばね部材１２が接続されている回転体１１と共に連動して回転するように回転軸Ｏに支持された径のそれぞれ異なるプーリ３７、３８、３９、４０にそれぞれ取り付けられている。尚、Ｌ字型部材３４は、可動部台座８上に設けられたリニアガイド４１によって第１プーリ１３の直線運動に連動するように構成されている。

【0047】

また、所定位置Ａ〜Ｃの２個のワイヤ巻取手段２から第１プーリ１３間においては、一方が可動部４の外部に設けられ、他方が可動部台座８上に設けられる一対のガイドプーリ４５ａ、４５ｂが２組設けられている。所定位置Ｄのワイヤ巻取手段２から第１プーリ１３間においては、一方が可動部４の外部に設けられ、他方が可動部台座８上に設けられる１組の一対のガイドプーリ４５ａ、４５ｂが設けられている。所定位置Ａ〜Ｃの２個のワイヤ巻取手段２から第１プーリ１３間における一対のガイドプーリ４５ａ、４５ｂは、移動用ワイヤ３が平行になるような位置に配置されている。

【0048】

このガイドプーリ４５ａ、４６ｂとしては、図９に示すような首振り機能付きのものを用いる。このガイドプーリ４５ａ、４５ｂは、図９に示すように、移動用ワイヤ３の巻き取り及び送り出しを行うための通常のプーリの回転軸５５と、移動用ワイヤ３が送り出される向きを変えるための回転軸５６との２つの回転軸を備えている。また、移動用ワイヤ３は回転軸５６上を走行する。従って、ワワイヤ駆動機構１ｃの可動部４が移動した場合には図９に仮想的に示すように、移動用ワイヤ３の送り出される向きが変わるとともに、移動用ワイヤ３のガイドプーリ４５ａ、４５ｂから送り出される接点の位置も変わることになる。

【0049】

このように構成されたワイヤ駆動機構１ｃでは、それぞれの移動用ワイヤ３の張力によって発生する力ベクトルｆとモーメントｎは、数式（１０）及び数式（１３）より、下記の数式（１４）のように表わされる。また、このようなワイヤ駆動機構１ｃにおいても、それぞれの移動用ワイヤ３の向きがVector Closure（ベクタークロージャー）の条件を満たすように配置することにより任意の合力を生成することができる。

【数14】

【0050】

ワイヤ駆動機構１ｃのように多自由度を対象とした動作において、高加速性を実現するために所定位置の全てに２個ずつワイヤ巻取手段２を配置した場合には、必要となるモータ５の数が増えてしまうため、なるべくモータ５の数を必要以上に増やすことなく可動部４の高加速性動作を実現することが望ましい。そのため、高加速性があまり要求されない可動部４の姿勢については拘束した状態で、可動部４の並進位置の制御だけを対象とすることが考えられる。

【0051】

図８に示す機構は、可動部４の姿勢について拘束するためのものである。例えば、可動部４の平面３自由度（位置の２成分、姿勢の１成分）の動きを対象とした場合には、全ての所定位置にワイヤ巻取手段２を２個ずつ配置すると、位置の２成分と姿勢の１成分の計３成分に１を加えた数の更に倍の合計８個のモータ５が必要となるが、図８に示すような機構を用いることにより、姿勢については拘束されるため、モータ５の数は、位置の２成分に１を加えた数の倍の合計６個のモータ５にすることが可能となる。同様に３次元空間の位置の３成分と姿勢の３成分の計６成分を対象とした場合には、６成分に１を加えた数の倍の合計１４個のモータ５が必要となるが、姿勢の３成分について拘束することにより、位置の３成分に１を加えた数の倍の合計８個のモータ５で可動部４の並進運動の高加速性を実現することができる。また、可動部４の姿勢に関する動作については、可動部４の姿勢を一定にした状態で、可動部４に付加的に設けた図３及び図４に示す内部動作機構１５を用いることにより姿勢制御に対応する動作を行うことができる。以下、図８に示す可動部４の姿勢を拘束するための機構について説明する。

【0052】

図８に示すように、所定位置に固定される２個のワイヤ巻取手段２ａ、２ｂには、移動用ワイヤ３ａ及び３ｂが巻き取り自在に取り付けられている。可動部台座８上には、移動用ワイヤ３ａ、３ｂが取り付けられる１対の第１プーリ１３ａ、１３ｂと、該１対の第１プーリ１３ａ、１３ｂのそれぞれの中心軸Ｏ１１、Ｏ１２に一端がそれぞれ取り付けられる１対のワイヤ４２ａ、４２ｂと、前記１対のワイヤ４２ａ、４２ｂの他端がそれぞれ同一方向へ回転させるためのトルクを作用させるように取り付けられる第６プーリ４３と、前記１対の第１プーリ４２ａ、４２ｂの並進運動と連動して前記移動用ワイヤ３ａ、３ｂの張力が作用する方向へ所定距離だけ直線移動可能な姿勢拘束部材４４とが設けられている。また、第６プーリ４３と連動して回転するようにプーリ４６が同軸上に設けられており、該プーリ４６には第６プーリ４３の回転をプーリ４７を介してばね部材１２が接続されている回転体１１に伝える伝達ワイヤ４８が取り付けられている。

【0053】

図８に示すように、一方の移動用ワイヤ３ａは、ワイヤ巻取手段２ａから一方の第１プーリ１３ａを介して他方のワイヤ巻取手段２ｂへと取り付けられており、他方の移動用ワイヤ３ｂは、ワイヤ巻取手段２ｂから他方の第１プーリ１３ｂを介してワイヤ巻取手段３ａに取り付けられている。これにより、ワイヤ巻取り手段２ａとワイヤ巻取手段２ｂによって移動用ワイヤ３ａ及び３ｂに生じる張力が同一の場合には、可動部４を移動させるための力として作用し、移動用ワイヤ３ａ及び３ｂに生じる張力に差がある場合には、第１プーリ１３ａ又は第１プーリ１３ｂを回転させるための回転力として作用する。従って、第１プーリ１３ａ又は第１プーリ１３ｂの回転を図３及び図４に示すような内部動作機構１５に伝えることができる。

【0054】

また、２個のワイヤ巻取手段２から１対の第１プーリ１３ａ、１３ｂ間には、一方が前記可動部４の外部に固定され、他方が可動部台座８上に設けられる一対のガイドプーリ４５ａ、４５ｂが４組設けられている。該一対のガイドプーリ４５ａ、４５ｂは、２個のワイヤ巻取手段２によって巻き取られるそれぞれの移動用ワイヤ３ａ、３ｂの巻き取り長さによって移動用ワイヤ３ａ、３ｂの通り道の長さが相対的に変化することなく、且つ一対のガイドプーリ４５ａ、４５ｂ間においてそれぞれの移動用ワイヤ３ａ、３ｂが平行な状態になるように配置されている。具体的には、図８に仮想的に示す直線Ｌ１及びＬ２上にそれぞれガイドプーリ４５ａ及びガイドプーリ４５ｂが位置し、ガイドプーリ４５ａ及びガイドプーリ４５ｂ間のそれぞれの移動用ワイヤ３ａ、３ｂが平行となるようにガイドプーリ４５ａ及びガイドプーリ４５ｂが設けられている。また、それぞれの移動用ワイヤ３ａ、３ｂは、ワイヤ巻取手段２ａ、２ｂと同様に可動部４の外側に固定された複数の固定ガイドプーリ４９によって一定の通り道の長さを保った状態で可動部４に設けられたガイドプーリ４５ａへと案内される。これにより、可動部４の姿勢が拘束された状態で、並進移動した場合でもそれぞれの移動用ワイヤ３ａ、３ｂの通り道の長さが相対的に変化しない。また、一対のガイドプーリ４５ａ、４５ｂを同一の半径を有するものとし、図８に示すようにそれぞれ同じ外周方向側から移動用ワイヤ３ａ及び３ｂが接するように配置することにより、可動部４が並進運動したような場合でも、一対のガイドプーリ４５ａ及び４５ｂに接している移動用ワイヤ３ａの長さの和及び移動用ワイヤ３ｂの長さの和は変化しないものとすることができる。

【0055】

また、図８に示すように、姿勢拘束部材４４上には、両側にそれぞれガイドプーリ５０、５１が設けられたリンク部材５２と、該リンク部材５２を可動部台座８上での姿勢拘束部材４４の移動可能な直線方向と直交する方向に変位させるためのアクチュエータ５３とが設けられている。そして、第１プーリ１３ａから第６プーリ４３間におけるワイヤ４２ａは、姿勢拘束部材４４上に回転自在に支持されたガイドプーリ５４に案内されてリンク部材５２の一端側に設けられたガイドプーリ５０を介して走行する。また、第１プーリ１３ｂから第６プーリ４３間におけるワイヤ４２ｂは、姿勢拘束部材４４上に回転自在に支持されたガイドプーリ５４に案内されてリンク部材５２の他端側に設けられたガイドプーリ５１を介して走行する。これにより、それぞれの移動用ワイヤ３ａ、３ｂが有する弾性によって可動部４の姿勢に振動が生じた場合でも、アクチュエータ５３によってリンク部材５２に力を加えることで微細に姿勢を制御することができるので、防振又は制振を図ることができる。また、このように可動部４の姿勢の一部又は全てを拘束させる場合には、その拘束した運動方向以外の運動方向を対象にVector Closure（ベクタークロージャー）の条件を満たすように移動用ワイヤ３を配置すれば良い。

【0056】

また、可動部４は、その姿勢が拘束された状態で並進運動するため、移動用ワイヤ３ａ、３ｂの向きは２方向に変わりうる。そのため、ガイドプーリ４５ａ、４５ｂには、図９に示すような首振り機能付きのものを用いる。これにより、可動部４がどの方向に並進移動した場合でも、それぞれの移動用ワイヤ３ａ、３ｂのガイドプーリ４５ａからガイドプーリ４５ｂ間の通り道の長さが相対的に変化しないようにすることができる。

【0057】

図１０は、図８に示す機構を適用した３次元空間を対象とするワイヤ駆動機構１ｄの外観を示すものである。所定箇所に固定された支柱５７に支持されるボックス５８には、図８に示すワイヤ巻取手段２ａ、２ｂ及び移動用ワイヤ３ａ、３ｂを可動部４に備えられるガイドプーリ４５ａ、４５ｂへと案内するための固定ガイドプーリ４９等が設けられている。また、移動用ワイヤ３ａ、３ｂが可動部４内へと案内される箇所には、図９に示すようなガイドプーリ４５ａが設けられている。これにより移動用ワイヤ３ａ、３ｂは、可動部４内から巻き取り又は送り出しされる際に可動部４の外周面等に接触することなく案内することができるので、移動用ワイヤ３ａ、３ｂの磨耗を防止することができる。また、可動部４内に設けられる内部動作機構１５によってハンド部５９を動作させるよう構成されている。

【0058】

次に、本発明の第５の実施形態に係るワイヤ駆動機構１ｄ及び１ｅについて、図１１を参照しつつ説明する。ワイヤ駆動機構１ｄは、図１１（ａ）に示すように、駆動用ワイヤ３が直接ばね部材１２を介して可動部４上に設けられる第１プーリ１３に接続されたものである。また、ワイヤ駆動機構１ｅは、図１１（ｂ）に示すように、駆動用ワイヤ３が直接ばね部材１２を介して可動部４の外周部に接続されたものである。ワイヤ駆動機構１ｄ及び１ｅのどちらの場合も、同様にそれぞれの移動用ワイヤ３の長さ誤差をばね部材１２によって吸収することができる。

【0059】

ワイヤ駆動機構１ｄでは、加速度運動においては、加速度方向と逆向きに慣性力が作用し、可動部４は、第１プーリ１３からばね部材１２が伸びた分だけ遅れて動くことになる。つまり、左側への加速度運動の場合には回転軸Ｏ１に比べてＯが遅れながら付いていくことになる。同様にワイヤ駆動機構１ｅでも、加速度運動においては、加速度方向と逆向きに慣性力が作用し、可動部４は、ばね部材１２が伸びた分だけ遅れて動くことになる。尚、必要に応じてばね部材１２と共にダンパ部材を設けるように構成しても良い。また、本実施形態では、１自由度の並進運動を対象とした例を示しているが、異なる所定位置に固定されるワイヤ巻取手段２によって進退動作する移動用ワイヤ３の本数を増やすことにより、多自由度の場合にも適用することは、当然可能である。

【0060】

尚、本発明の実施の形態は上述の形態に限るものではなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本発明に係るワイヤ駆動機構は、様々な作業を行うためのロボットの駆動機構として有効に利用することができる。

【符号の説明】

【0062】

１、１ａ〜１ｅ ワイヤ駆動機構
２、２ａ、２ｂ ワイヤ巻取手段
３、３ａ、３ｂ 移動用ワイヤ
４ 可動部
８、８ａ 可動部用台座
１１ 回転体
１２ ばね部材（弾性部材）
１３、１３ａ、１３ｂ 第１プーリ
１５ 内部動作機構
１７、１８ リンク部材
１９ アーム機構
２０ 第２プーリ
２１ 連結軸
２２ 第３プーリ
２３ 第１連動用ベルト
２４ 第４プーリ
２６ 第５プーリ
２７ 第２連動用ベルト
２８ 減速機構
４２ａ、４２ｂ 一対のワイヤ
４３ 第６プーリ
４４ 姿勢拘束部材
４５ａ、４５ｂ ガイドプーリ（１対のガイドプーリ）
５０、５１ ガイドプーリ
５２ リンク部材
５３ アクチュエータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図10】

【図11】

【図12】

【図7】

【図8】

【図9】

【図13】

【図14】

【図15】