特許 6616091 アーム機構

(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】6616091

(24)【登録日】2019年11月15日

(45)【発行日】2019年12月4日

(54)【発明の名称】アーム機構

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20191125BHJP

【ＦＩ】

   B25J19/00 C

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-72561(P2015-72561)

(22)【出願日】2015年3月31日

(65)【公開番号】特開2016-190307(P2016-190307A)

(43)【公開日】2016年11月10日

【審査請求日】2018年3月23日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２６年度経済産業省「戦略的基盤技術高度化支援事業（手術ロボット開発における位置決め技術の高度化（インテリジェントホルダーの開発）」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）

(73)【特許権者】

【識別番号】899000079

【氏名又は名称】学校法人慶應義塾

(73)【特許権者】

【識別番号】593203228

【氏名又は名称】株式会社和幸製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】390029676

【氏名又は名称】株式会社トップ

(73)【特許権者】

【識別番号】511188495

【氏名又は名称】さいたま商工会議所

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢作 直久

(72)【発明者】

【氏名】和田 則仁

(72)【発明者】

【氏名】小川 逸郎

(72)【発明者】

【氏名】小川 暁

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 信一

(72)【発明者】

【氏名】依田 満

【審査官】 貞光 大樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−１４３９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−９６３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１０８５５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−３４９５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−２９７３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−７７５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２３００７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０４９９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のアーム部と、隣り合う該アーム部同士を相互に回転可能に回転軸を介して連結する関節部とを備え、前記複数のアーム部のうち先端側のアーム部の先端部には、患者の手術のために用いられる多関節アームを保持するホルダ機構が設けられ、該ホルダ機構を空中で支持するためのアーム機構であって、
各関節部の両側の前記アーム部のいずれか一方に固定された前記回転軸及び他方に設けられた従動軸と、
前記アーム部相互間の回転が増速して前記従動軸に伝わる変速比で前記回転軸と該従動軸とを相互に連結する回転伝達機構と、
前記従動軸の回転を制動する制動機構とを備え、
前記従動軸を回転させるためのモータと、
前記アーム部相互間の回転の回転角を検出する角度センサと、
前記回転角を記憶するメモリと、
前記メモリによる回転角の記憶タイミングを指示するためのスイッチと、
前記モータを、前記角度センサ、前記メモリの内容、及び前記スイッチによる指示に基づいて制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記スイッチによる指示に応答して前記角度センサにより検出される回転角を前記メモリに記憶させる記憶部と、
前記メモリに記憶されている回転角に対し、前記角度センサにより検出される現在の回転角が変化したか否かを判定する変化判定部と、
前記変化判定部により回転角が変化したと判定されたことに応答して、前記アーム部相互間の回転角が前記メモリに記憶されている回転角に一致するように前記モータを駆動する回転角復帰部とを備え、
前記スイッチは、前記先端側のアーム部または前記ホルダ機構に設けられていることを特徴とするアーム機構。

【請求項2】

前記モータはステッピングモータであり、前記制動機構は、該ステッピングモータの停止位置を保持する力により前記従動軸の回転を制動するものであることを特徴とする請求項１に記載のアーム機構。

【請求項3】

前記制動機構は、ロータリダンパで構成されることを特徴とする請求項１に記載のアーム機構。

【請求項4】

前記制動機構は、
前記従動軸に設けられたプーリと、
前記プーリに中間部が１〜数回巻回され、一端がアーム機構の筺体に固定されたワイヤと、
前記ワイヤの他端を引いて該ワイヤに張力を付与する牽引部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のアーム機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物を任意の空間位置に支持するためのアーム機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、このようなアーム機構として、複数のアーム部と、隣り合うアーム部同士を相互に回転可能に連結する関節部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１のアーム機構は、関節部が、隣り合うアーム部同士を連結するボールジョイントを備え、アーム部相互間で軸周り及び角度が変位し得るように構成される。関節部のロックは、ボールジョイントを構成するボール部を、アクチュエータで軸部材を縮退させて拡径させることにより行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−５６４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来のアーム機構によれば、アーム部同士がボールジョイントで連結され、ボール部の拡径により関節部をロックするようにしているので、関節部のロック強度が十分ではない。このため、支持される対象物に外力が加わった場合、対象物が変位し易い。

【0006】

対象物が容易に変位すると、対象物の機能に応じて不都合が生じるおそれがある。例えば、対象物が手術用の鉗子である場合には、適正な手術や、手術の進行に支障を来たすおそれがある。

【0007】

本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、支持する対象物の意図しない変位による不都合を回避できる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】

【0008】

本発明のアーム機構は、複数のアーム部と、隣り合う該アーム部同士を相互に回転可能に回転軸を介して連結する関節部とを備え、対象物を空中で支持するためのアーム機構であって、各関節部の両側の前記アーム部のいずれか一方に固定された前記回転軸及び他方に設けられた従動軸と、前記アーム部相互間の回転が増速して前記従動軸に伝わる変速比で前記回転軸と該従動軸とを相互に連結する回転伝達機構と、前記従動軸の回転を制動する制動機構とを備えることを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、各関節部の両側のアーム部のいずれかに設けられた従動軸の回転を制動しない状態で対象物に力を加えることにより、対象物を、各関節部の可能な動作範囲内で、空中の任意の位置に移動させ、その後、従動軸の回転を制動機構で制動することにより、対象物をその位置に固定することができる。

【0010】

このとき、各関節部の両側のアーム部一方及び他方に設けられた回転軸及び従動軸が、アーム部相互間の回転が増速して従動軸に伝わる変速比で相互に連結されているので、回転軸を直接制動する場合に比べて少ない制動力で関節部を固定し、対象物を当該位置に固定することができる。これにより、対象物の固定を、制動機構の強度が許す限り、小さい力で強固に固定することができる。

【0011】

この強固な固定により、多少の外力が対象物に加えられた場合でも、対象物が変位するのを阻止することができる。また、したがって、支持する対象物の意図しない変位による不都合を回避できるアーム機構を提供することができる。

【0012】

本発明において、前記従動軸を回転させるためのモータと、前記アーム部相互間の回転の回転角を検出する角度センサと、前記回転角を記憶するメモリと、前記メモリによる回転角の記憶タイミングを指示するためのスイッチと、前記モータを、前記角度センサ、前記メモリの内容、及び前記スイッチによる指示に基づいて制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記スイッチによる指示に応答して前記角度センサにより検出される回転角を前記メモリに記憶させる記憶部と、前記メモリに記憶されている回転角に対し、前記角度センサにより検出される現在の回転角が変化したか否かを判定する変化判定部と、前記変化判定部により回転角が変化したと判定されたことに応答して、前記アーム部相互間の回転角が前記メモリに記憶されている回転角に一致するように前記モータを駆動する回転角復帰部とを備えてもよい。

【0013】

これによれば、制動機構により従動軸が制動され、関節部が固定された状態で、その固定力を上回る力で対象物に力を加えて対象物を移動させる場合、移動後のアーム部相互間の回転の回転角を、スイッチによりメモリに記憶させることができる。

【0014】

その後、意図しない外力が加えられて対象物が意図しない位置に変位した場合には、制御部は、そのことを変化判定部により判定し、これに応じて、回転角復帰部により、アーム部相互間の回転角がメモリに記憶されている回転角に一致するようにモータを駆動する。これにより、対象物を、スイッチで指示されたときの位置に復帰させることができる。したがって、支持する対象物の意図しない変位による不都合を確実に回避できるアーム機構を提供することができる。

【0015】

本発明において、前記モータはステッピングモータであり、前記制動機構は、該ステッピングモータの停止位置を保持する力により前記従動軸の回転を制動するものであってもよい。

【0016】

これによれば、ステッピングモータに対してその保持力を上回る力が加わるように対象物に力を加えることにより、対象物を所望の位置に移動させることができる。移動させた後は、上述の変速比でアーム部相互間の回転軸と一方のアーム部の従動軸とが連結されているので、ステッピングモータの保持力により従動軸が制動され、移動後の位置に対象物が固定される。したがって、上述の対象物の意図しない変位が生じた場合の元の位置への復帰と、対象物の固定とを、ステッピングモータだけで行うことができる。

【0017】

本発明において、前記制動機構は、ロータリダンパで構成されてもよい。これによれば、上述の従動軸を回転させるためのモータとして、ステッピングモータではない通常のモータを使用することができる。

【0018】

本発明において、前記制動機構は、前記従動軸に設けられたプーリと、前記プーリに中間部が１〜数回巻回され、一端がアーム機構の筺体に固定されたワイヤと、前記ワイヤの他端を引いて該ワイヤに張力を付与する牽引部とを備えてもよい。

【0019】

これによれば、各関節部に対応する従動軸のプーリに対して共通に巻回される１本のワイヤを牽引部で牽引するだけで、各関節部を１度に固定することができる。したがって、支持する対象物の意図しない変位による不都合を回避できるアーム機構を簡便な構成のものとして提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係るアーム機構の構成を示す図である。

【図2】図１のアーム機構を利用して手術を行う様子を示す図である。

【図3】図１のアーム機構の制御部の構成を示すブロック図である。

【図4】図１のアーム機構の制御部による復帰制御を示すフローチャートである。

【図5】本発明の他の実施形態に係るアーム機構を示す斜視図である。

【図6】図４のアーム機構におけるアーム部の一部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、実施形態のアーム機構１は、４つのアーム部２ａ〜２ｄと、隣り合うアーム部２ａと２ｂ、２ｂと２ｃ、２ｃと２ｄ同士を、それぞれ相互に回転可能に回転軸３ａ〜３ｃを介して連結する関節部４ａ〜４ｃとを備える。アーム機構１は、対象物を空中で支持するために用いられる。アーム部２ａの基端部は、駆動機構５に固定される。駆動機構５は、アーム機構１を保持して上下動し、アーム機構１の高さを設定するために用いられる。

【0022】

アーム部２ｄの先端部には、支持する対象物としてのホルダ機構６ａ〜６ｃが設けられる。ホルダ機構６ａ、６ｃは、図２に示すように、それぞれ多関節アーム７ａ、７ｂを保持する機能を有する。ホルダ機構６ｂは、ＴＶカメラ８を保持する機能を有する。多関節アーム７ａ、７ｂは、自在に曲げて固定できるようになっており、先端部で鉗子９等を保持し、患者１０の手術のために用いられる。手術に際しては、ＴＶカメラ８により取得される映像が利用される。

【0023】

各関節部４ａ〜４ｃの各両側のアーム部２ａと２ｂ、２ｂと２ｃ、２ｃと２ｄのいずれか一方に上述の回転軸３ａ〜３ｃが固定され、他方に従動軸１１ａ〜１１ｃが設けられる。ここでは、アーム部２ｂに回転軸３ａが固定され、アーム部２ａに、対応する従動軸１１ａが設けられる。アーム部２ｃに回転軸３ｂが固定され、アーム部２ｂに、対応する従動軸１１ｂが設けられる。アーム部２ｄに回転軸３ｃが固定され、アーム部２ｃに、対応する従動軸１１ｃが設けられる。

【0024】

アーム部２ａには、アーム部２ａ、２ｂ相互間の回転が増速して従動軸１１ａに伝わる変速比で回転軸３ａと従動軸１１ａとを相互に連結する回転伝達機構１２ａが設けられる。回転伝達機構１２ａは、回転軸３ａに固定された歯車１３ａ、これと噛み合う小歯車１４ｂ、これと一体回転する大歯車１５ｂ、これと噛み合う小歯車１４ｃ、これと一体回転する大歯車１５ｃ、これと噛み合い、従動軸１１ａに固定された小歯車１４ｄにより構成される。

【0025】

小歯車１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、大歯車１５ｂ、１５ｃよりも歯数が少ない。これにより、アーム部２ａ、２ｂ相互間の回転、すなわちアーム部２ａに対する回転軸３ａの回転が、２０倍程度に増速して従動軸１１ａに伝わる。

【0026】

アーム部２ｂには、アーム部２ｂ、２ｃ相互間の回転が増速して従動軸１１ｂに伝わる変速比で回転軸３ｂと従動軸１１ｂとを相互に連結する回転伝達機構１２ｂが設けられる。アーム部２ｃには、アーム部２ｃ、２ｄ相互間の回転が増速して従動軸１１ｃに伝わる変速比で回転軸３ｃと従動軸１１ｃとを相互に連結する回転伝達機構１２ｃが設けられる。

【0027】

回転伝達機構１２ｂ及び回転伝達機構１２ｃは、回転伝達機構１２ａと同様に、回転軸３ｂ、３ｃに固定された歯車１３ａ、及び従動軸１１ｂ、１１ｃに固定された小歯車１４ｄ、並びに歯車１３ａと小歯車１４ｄとの間に設けられた小歯車１４ｂ、１４ｃ、及び大歯車１５ｂ、１５ｃにより構成される。

【0028】

また、アーム機構１は、従動軸１１ａ〜１１ｃをそれぞれ回転させるステッピングモータ１６ａ〜１６ｃと、アーム部２ａと２ｂ、２ｂと２ｃ、２ｃと２ｄの各相互間の回転の回転角を検出する角度センサ１７ａ〜１７ｃとを備える。角度センサ１７ａ〜１７ｃとしては、例えば、ロータリエンコーダを利用したものを用いることができる。

【0029】

ステッピングモータ１６ａから従動軸１１ａへの動力伝達は、ステッピングモータ１６ａの回転軸に固定されたプーリ１８ａと、従動軸１１ａに固定されたプーリ１８ｂと、プーリ１８ａとプーリ１８ｂの間に張られたタイミングベルト１９ａとで行われる。

【0030】

ステッピングモータ１６ｂから従動軸１１ｂへの動力伝達は、ステッピングモータ１６ｂの回転軸に固定されたプーリ１８ｃと、回転軸３ａに回転自在に設けられ、相互に固定されたプーリ１８ｄ及び１８ｅと、従動軸１１ｂに固定されたプーリ１８ｆと、プーリ１８ｃ及び１８ｄ間に張られたタイミングベルト１９ｂと、プーリ１８ｅ及び１８ｆ間に張られたタイミングベルト１９ｃとで行われる。

【0031】

ステッピングモータ１６ｃから従動軸１１ｃへの動力伝達は、ステッピングモータ１６ｃの回転軸に固定されたプーリ１８ｇと、回転軸３ｂに回転自在に設けられ、相互に固定されたプーリ１８ｈ及び１８ｉと、従動軸１１ｃに固定されたプーリ１８ｊと、プーリ１８ｇ及び１８ｈ間に張られたタイミングベルト１９ｄと、プーリ１８ｉ及び１８ｊ間に張られたタイミングベルト１９ｅとで行われる。

【0032】

また、アーム機構１は、角度センサ１７ａ〜１７ｃにより検出される回転角を記憶するメモリ２０（図３参照）と、メモリ２０による回転角の記憶タイミングを指示するためのスイッチ２１と、ステッピングモータ１６を、角度センサ１７ａ〜１７ｃ、メモリ２０の内容、及びスイッチ２１による指示に基づいて制御する制御部２２とを備える。

【0033】

図３に示すように、制御部２２は、スイッチ２１による指示に応答して角度センサ１７ａ〜１７ｃによりそれぞれ検出されるアーム部２ａ〜２ｄ各相互間の現在の回転角ｐ１〜ｐ３を、回転角ｍ１〜ｍ３としてメモリ２０に記憶させる記憶部２３と、メモリ２０に記憶されている回転角ｍ１〜ｍ３に対し、角度センサ１７ａ〜１７ｃにより検出される現在の回転角ｐ１〜ｐ３が変化したか否かを判定する変化判定部２４と、変化判定部２４により回転角が変化したと判定されたことに応答して、アーム部２ａ〜２ｄ各相互間の回転角ｐ１〜ｐ３がメモリ２０に記憶されている回転角ｍ１〜ｍ３それぞれに一致するようにステッピングモータ１６を駆動する回転角復帰部２５とを備える。

【0034】

図４は、制御部２２による復帰制御を示すフローチャートである。復帰制御を開始すると、制御部２２は、ステッピングモータ１６ａ〜１６ｃに一定の電圧を付与して、その保持力により、アーム部２ａ〜２ｃに設けられた従動軸１１ａ〜１１ｃを固定する。これにより関節部４ａ〜４ｃが固定された状態に維持される（ステップＳ１）。また、上記の固定を行ったときの回転軸３ａ〜３ｃの角度センサ１７ａ〜１７ｃによる回転角ｐ１〜ｐ３を、Ｒ−Ｖ変換回路３１を介し、回転角ｍ１〜ｍ３として、記憶部２３によりメモリ２０に記憶させる（ステップＳ２）。

【0035】

上記のように関節部４ａ〜４ｃが固定された状態においては、ある程度の力がアーム機構１等に加えられても、アーム部２ｃ先端部のホルダ機構６ａ〜６ｃの位置は一定に維持される。一方、ステッピングモータ１６ａ〜１６ｃによる保持力を上回る力をアーム部２ｄやホルダ機構６ａ〜６ｃ等に加えることにより、ホルダ機構６ａ〜６ｃの位置を所望の位置に移動させることができる。この移動に際して把持される部分に、上述のスイッチ２１が設けられており、その部分が把持されるとスイッチ２１が押されるようになっている。

【0036】

次に、スイッチ２１の押下が解除されたかどうかを判定する（ステップＳ３）。解除されていないと判定した場合にはそのままステップＳ５に進む。一方、解除されたと判定した場合には、その時点での角度センサ１７ａ〜１７ｃによるアーム部２ａ〜２ｄ各相互間の回転角ｐ１〜ｐ３を、回転角ｍ１〜ｍ３として、記憶部２３によりメモリ２０に記憶させ（ステップＳ４）、ステップＳ５に進む。

【0037】

この場合、所望の位置へのホルダ機構６ａ〜６ｃの移動を完了し、把持部分から手を離してスイッチ２１の押下が解除されたときのホルダ機構６ａ〜６ｃの位置が、回転角ｍ１〜ｍ３として記憶されることになる。

【0038】

ステップＳ５では、メモリ２０に記憶されている回転角ｍ１〜ｍ３と、角度センサ１７ａ〜１７ｃによる現在の回転角ｐ１〜ｐ３とをそれぞれ比較し（ステップＳ５）、変化判定部２４により、変化があるかどうかを判定する（ステップＳ６）。変化がないと判定した場合には、ステップＳ３に戻る。

【0039】

一方、変化があると判定した場合には、回転復帰部２５によりステッピングモータ１６ａ〜１６ｃを駆動して角度センサ１７ａ〜１７ｃによる現在の回転角ｐ１〜ｐ３がそれぞれ回転角ｍ１〜ｍ３に一致するように制御する（ステップＳ７）。これにより、ホルダ機構６ａ〜６ｃやアーム機構１に誤って何かが触れる等により、意図せずしてアーム部２ａ〜２ｄ各相互間の角度が変化し、ホルダ機構６ａ〜６ｃが変位したとしても、直ちにホルダ機構６ａ〜６ｃは元の位置に復帰する。

【0040】

次に、ステップＳ８において、復帰制御を終了するかどうかを判定し、終了しない場合にはステップＳ３へ戻り、終了すると判定した場合には、復帰制御を終了する。

【0041】

本実施形態によれば、ホルダ機構６ａ〜６ｃがスイッチ２１で指示されたときの位置から変位した場合でも、ホルダ機構６ａ〜６ｃを指示された位置に復帰させることができる。したがって、ホルダ機構６ａ〜６ｃの意図しない変位による不都合を確実に回避することができる。また、ステッピングモータ１６ａ〜１６ｃの保持力により、従動軸１１ａ〜１１ｃの回転を制動するようにしている。したがって、ホルダ機構６ａ〜６ｃに意図しない変位が生じた場合の元の位置への復帰と、ホルダ機構６ａ〜６ｃの固定とを、ステッピングモータ１６ａ〜１６ｃで行うことができる。

【0042】

図５は、本発明の他の実施形態に係るアーム機構２６を示す斜視図である。図５に示すように、アーム機構２６は、４つのアーム部２ｑ〜２ｔと、隣り合うアーム部２ｑと２ｒ、２ｒと２ｓ、２ｓと２ｔ同士を、それぞれ相互に回転可能に回転軸３ｑ〜３ｓを介して連結する関節部４ｑ〜４ｓとを備える。アーム機構２６は、対象物を空中で支持するために用いられる。アーム部２ｑの基端部は、ベース２７に固定される。

【0043】

アーム部２ｔの先端部には、支持する対象物としてのタブレット２８が設けられる。タブレット２８は、アーム部２ｔの先端部に対して、固定及びその解除が可能なボールジョイントを介して支持される。したがって、タブレット２８は、アーム部２ｔに対し、その軸周りの回転も含めて自在に回転し得るようになっている。

【0044】

関節部４ｒ、４ｓそれぞれの両側のアーム部２ｒと２ｓ、２ｓと２ｔのいずれか一方に上述の回転軸３ｒ、３ｓが固定され、他方に従動軸１１ｒ、１１ｓが設けられる。ここでは、アーム部２ｒに回転軸３ｒが固定され、アーム部２ｓに、対応する従動軸１１ｒが設けられる。また、アーム部２ｔに回転軸３ｓが固定され、アーム部２ｓに、対応する従動軸１１ｓが設けられる。アーム部２ｒは、回転軸３ｑを介して回転及び固定可能にアーム部２ｑの先端部に取り付けられる。

【0045】

図６に示すように、アーム部２ｓには、アーム部２ｓ、２ｔ相互間の回転が増速して従動軸１１ｓに伝わる変速比で回転軸３ｓと従動軸１１ｓとを相互に連結する回転伝達機構１２ｓが設けられる。回転伝達機構１２ｓは、回転軸３ｓに固定された歯車１３ｓ、これに噛み合う歯車１３ｔ、これに噛み合う小歯車１４ｕ、これと一体回転する大歯車１５ｖ、これに噛み合う小歯車１４ｗ、これと一体回転する大歯車１５ｘ、これに噛み合う小歯車１４ｙ、これと一体回転する大歯車１５ｚ、これに噛み合う小歯車１４ｋ、これと一体回転する大歯車１５ｌ、これと噛み合う小歯車１４ｍ、これと一体回転する大歯車１５ｎ、これに噛み合うとともに従動軸１１ｓに固定された小歯車１４ｏで構成される。

【0046】

小歯車１４ｕ、１４ｗ、１４ｙ、１４ｋ、１４ｍ、１４ｏは、大歯車１５ｖ、１５ｘ、１５ｚ、１５ｌ、１５ｎより歯数が少ない。これにより、アーム部２ｓ、２ｔ相互間の回転、すなわちアーム部２ｓに対する回転軸３ｓの回転が、２０倍程度に増速して従動軸１１ｓに伝わる。従動軸１１ｓには、プーリ１８ｐが固定される。

【0047】

アーム部２ｓにおける回転伝達機構１２ｓと反対側の部分には、アーム部２ｓ、２ｒ相互間の回転が増速して従動軸１１ｒに伝わる変速比で回転軸３ｒと従動軸１１ｒとを相互に連結する回転伝達機構１２ｓと同様の回転伝達機構が設けられる。従動軸１１ｒには、プーリ１８ｐと同様のプーリが固定される。

【0048】

また、アーム機構２６は、従動軸１１ｓに固定されたプーリ１８ｐと、従動軸１１ｒに固定されたプーリとにそれぞれ中間部が１〜数回巻回され、一端がアーム部２ｓの筐体に固定されたワイヤ２９と、ワイヤ２９の他端を引いてワイヤ２９に張力を付与する牽引部３０とを備える。

【0049】

牽引部３０としては、例えば、エアシリンダでワイヤ２９の他端を引く方式のものを用いることができる。牽引部３０の動作をオン・オフするためのスイッチは、タブレット２８を移動させるためにタブレット２８を把持する部分に設けられる。すなわち、タブレット２８を把持すると該スイッチにより牽引部３０の動作がオフされ、把持を解除すると、オンされるように構成される。

【0050】

この構成において、牽引部３０によりワイヤ２９の他端が引かれた状態においては、ワイヤ２９により、従動軸１１ｓのプーリ１８ｐと、従動軸１１ｒのプーリとが固定（制動）され、関節部４ｒ及び４ｓは固定された状態にある。そして、回転軸３ｒ、３ｓの回転が２０倍程度に増速して従動軸１１ｒ、１１ｓに伝わるように回転軸３ｒ、３ｓと従動軸１１ｒ、１１ｓとが連結されているので、この固定は強固に行われる。

【0051】

したがって、タブレット２８は、アーム機構２６により、空中の一定位置において、強固に支持されている状態にある。したがって、タブレット２８等に意図しない外力が加えられても、タブレット２８は、容易には変位しない。

【0052】

この状態において、タブレット２８を移動させるためにタブレット２８を把持すると、上述のスイッチにより牽引部３０の動作がオフされ、従動軸１１ｒ、１１ｓが自由に回転し得るようになる。これにより、タブレット２８を容易に所望の位置に移動させることができる。移動後に、タブレット２８の把持を解除すると、上述のスイッチにより牽引部３０の動作がオンされるので、その移動位置においてタブレット２８が固定されることになる。

【0053】

本実施形態によれば、タブレット２８を把持して容易に所望の位置に移動させることができる。移動してない間は、タブレット２８を強固に支持し、意図しない外力が加えられてもその変位を阻止することができる。

【0054】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ステッピングモータ１６の代わりに通常のモータを用いてもよい。この場合、従動軸の回転を制動する制動機構を、例えばロータリダンパを用いて構成してもよい。また、タブレット２８を支持するボールジョイントとして、その中を通るワイヤを引くことにより固定可能なものを用い、このワイヤとして、上述のワイヤ２９を、共通に使用し、アーム機構２６とボールジョイントの双方を牽引部３０で一度に固定できるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１…アーム機構、２ａ〜２ｄ、２ｑ〜２ｔ…アーム部、３ａ〜３ｃ、３ｑ〜３ｓ…回転軸、４ａ〜４ｃ、４ｑ〜４ｓ…関節部、１１ａ〜１１ｃ、１１ｒ、１１ｓ…従動軸、１２ａ〜１２ｃ、１２ｓ…回転伝達機構、１６ａ〜１６ｃ…ステッピングモータ（制動機構）、１７ａ〜１７ｃ…角度センサ、１８ｐ…プーリ、２０…メモリ、２１…スイッチ、２２…制御部、２３…記憶部、２４…変化判定部、２５…回転角復帰部、２９…ワイヤ、３０…牽引部（制動機構）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】