本發(fā)明涉及機(jī)械手。

背景技術(shù)：

以往，在細(xì)長的體部與末端執(zhí)行器之間具有三個關(guān)節(jié)的機(jī)械手被公知(例如參照專利文獻(xiàn)1)?；藗?cè)的兩個俯仰關(guān)節(jié)是彼此連動地向相同的方向彎曲的雙關(guān)節(jié)，且具有彼此滾動接觸的一對滾動部件。這一對滾動部件能夠繞彼此平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，在體部側(cè)的滾動部件被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時末端執(zhí)行器側(cè)的滾動部件也從動地旋轉(zhuǎn)。

專利文獻(xiàn)1的機(jī)械手具有彼此獨(dú)立地驅(qū)動最前端側(cè)的偏擺關(guān)節(jié)和兩個俯仰關(guān)節(jié)的機(jī)構(gòu)。具體而言，用于驅(qū)動該偏擺關(guān)節(jié)的驅(qū)動線與偏擺關(guān)節(jié)連接。驅(qū)動線穿過俯仰關(guān)節(jié)的一對滾動部件與同軸的一對線輪之間，并呈交叉狀地繞在該一對線輪上。由此，當(dāng)俯仰關(guān)節(jié)移動時驅(qū)動線在長度方向上不移動，偏擺關(guān)節(jié)的彎曲角度不發(fā)生變化。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第3912251號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，在作為用于使兩個俯仰關(guān)節(jié)連動的構(gòu)件，而像專利文獻(xiàn)1那樣使用彼此滾動接觸的一對滾動部件的情況下，存在難以準(zhǔn)確地控制兩個俯仰關(guān)節(jié)的彎曲角度的問題。即，在利用設(shè)置于滾動部件的外周面上齒輪齒彼此的嵌合的情況下，可能會因齒輪齒的欠缺或磨損、跳齒而導(dǎo)致一對滾動部件的旋轉(zhuǎn)角度的比(齒輪比)不穩(wěn)定。并且，可能會因齒輪齒間的背部碰撞而發(fā)生松動，從而期望的定位變得困難。在代替齒輪齒而利用滾動部件的外周面之間的摩擦的情況下，可能會產(chǎn)生外周面之間的打滑。這樣在兩個俯仰關(guān)節(jié)的彎曲角度比上產(chǎn)生誤差時，在使俯仰關(guān)節(jié)運(yùn)動時驅(qū)動線會移動，而無法維持偏擺關(guān)節(jié)和俯仰關(guān)節(jié)的驅(qū)動的獨(dú)立性。

本發(fā)明就是鑒于上述的情況而完成的，其目的在于，在具有彼此連動地向相同的方向彎曲的雙關(guān)節(jié)的機(jī)械手中，提供能夠得到雙關(guān)節(jié)的穩(wěn)定的動作性能的機(jī)械手。

用于解決課題的手段

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的手段。

本發(fā)明提供一種機(jī)械手，該機(jī)械手具有：細(xì)長的體部；末端執(zhí)行器，其位于該體部的前端側(cè)；以及關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其將所述體部和所述末端執(zhí)行器連結(jié)為能夠繞與所述體部的長度軸交叉的彎曲軸擺動，該關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)具有：從前端側(cè)起依次具有的第一連桿部件和第二連桿部件；第一關(guān)節(jié)，其將所述末端執(zhí)行器和所述第一連桿部件連結(jié)為能夠繞與所述長度軸交叉的第一彎曲軸擺動；第二關(guān)節(jié)，其將所述第一連桿部件和所述第二連桿部件連結(jié)為能夠繞與所述長度軸交叉的第二彎曲軸擺動；第三關(guān)節(jié)，其將所述第二連桿部件和所述體部連結(jié)為能夠繞與所述第二彎曲軸平行的第三彎曲軸擺動；以及一對約束部件，該一對約束部件跨過所述第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)，從所述第一連桿部件延伸到所述體部，并具有固定的長度尺寸，該一對約束部件在徑向上分別夾著所述第二彎曲軸和所述第三彎曲軸，并且在所述第二關(guān)節(jié)與所述第三關(guān)之間通過彼此僅一次交叉而配置成交叉狀。

根據(jù)本發(fā)明，通過驅(qū)動串聯(lián)設(shè)置于末端執(zhí)行器與體部之間的三個關(guān)節(jié)而能夠使末端執(zhí)行器相對體部在兩個方向上擺動。

在這種情況下，利用約束部件連動而驅(qū)動三個關(guān)節(jié)中的基端側(cè)的第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)。

即，由于經(jīng)由第二連桿部件而拉繞于第一連桿部件與體部之間的約束部件的路徑長度是固定的，因此位于第二連桿部件的兩側(cè)的第二關(guān)節(jié)的彎曲角度與第三關(guān)節(jié)的彎曲角度彼此約束。其結(jié)果是，當(dāng)?shù)诙P(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)中的一方彎曲時，另一方也向與一方相同的方向彎曲，由此，第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)作為雙關(guān)節(jié)而發(fā)揮作用。這樣，通過約束部件的幾何配置而使第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)的彎曲角度相互約束，從而能夠得到雙關(guān)節(jié)的穩(wěn)定的動作性能。

在上述發(fā)明中，也可以是，所述機(jī)械手具有：驅(qū)動線，其從所述第一關(guān)節(jié)延伸到所述體部，通過在其長度方向上被牽扯來驅(qū)動所述第一關(guān)節(jié)；以及一對線輪，該一對線輪以能夠分別繞所述第二彎曲軸和所述第三彎曲軸旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置于所述第二關(guān)節(jié)和所述第三關(guān)節(jié)，且排列成在徑向上空出所述驅(qū)動線的直徑尺寸以上的間隙，所述驅(qū)動線穿過所述一對線輪之間的間隙并呈交叉狀地繞在該一對線輪的外周面上。

這樣，在第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)彎曲時，不使呈交叉狀地繞在一對線輪上的驅(qū)動線產(chǎn)生長度方向的位移，其中，該一對線輪設(shè)置于該第二關(guān)節(jié)和第三關(guān)節(jié)。因此，能夠彼此獨(dú)立地驅(qū)動第一關(guān)節(jié)、第二和第三關(guān)節(jié)。

在上述發(fā)明中，所述一對約束部件是供所述驅(qū)動線以能夠在長度方向上移動的方式插入的筒狀的護(hù)套。

這樣，由于用于設(shè)置約束部件的空間微小即可，因此能夠使關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)小型。

在上述發(fā)明中，所述一對約束部件可以前端固定于所述第一連桿部件，基端固定于所述體部。

這樣，能夠穩(wěn)定護(hù)套的位置。

在上述發(fā)明中，所述一對約束部件優(yōu)選具有彼此相同的所述長度方向的尺寸。

在上述發(fā)明中，所述一對約束部件可以在所述體部上彼此連接，并且具有張力調(diào)整構(gòu)件，該張力調(diào)整構(gòu)件設(shè)置于所述體部，能夠?qū)λ黾s束部件施加張力并且調(diào)整該張力的大小。

這樣，在約束部件的張力降低時，能夠再次將張力調(diào)整到較高的狀態(tài)。并且，由于一對約束部件中的一個與體部連接，因此能夠同時且均等地調(diào)整一對約束部件的張力。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)組裝容易且品質(zhì)穩(wěn)定的處置器具，從而能夠提高控制性。

在上述發(fā)明中，也可以是，所述機(jī)械手具有一對引導(dǎo)部件，該一對引導(dǎo)部件具有分別以所述第二彎曲軸和所述第三彎曲軸為中心，在所述長度軸方向上彼此對置的大致圓弧狀的外周面，在該一對引導(dǎo)部件的所述外周面彼此之間設(shè)置有寬度尺寸為所述約束部件的直徑尺寸以上的間隙，所述約束部件穿過所述間隙并呈交叉狀地繞在所述一對引導(dǎo)部件的所述大致圓弧狀的外周面上。

這樣，能夠進(jìn)一步穩(wěn)定約束部件的位置。

在上述發(fā)明中，優(yōu)選所述間隙的寬度尺寸與所述約束部件的直徑尺寸相等。

這樣，由于約束部件的拉繞路徑唯一確定，因此相對于第三關(guān)節(jié)的彎曲角度第二關(guān)節(jié)的彎曲角度唯一確定。由此，能夠進(jìn)一步提高第一關(guān)節(jié)與第二和第三關(guān)節(jié)的驅(qū)動的獨(dú)立性。

在上述發(fā)明中，也可以是，所述一對引導(dǎo)部件中的前端側(cè)的一方在所述第一連桿部件的基端與該第一連桿部件一體設(shè)置，基端側(cè)的另一方在所述體部的前端與該體部一體設(shè)置。

這樣，能夠減少部件數(shù)量和組裝工時，從而降低成本。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)了如下效果：在具有彼此連動地向相同的方向彎曲的雙關(guān)節(jié)的機(jī)械手中，能夠得到雙關(guān)節(jié)的穩(wěn)定的動作性能。

附圖說明

圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的第一和第二實施方式的機(jī)械手的醫(yī)療系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是示意性地示出本發(fā)明的第一實施方式的機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)的圖。

圖3A是主要對圖2的機(jī)械手的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)所具有的第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)以及約束線進(jìn)行說明的結(jié)構(gòu)圖，示出第三關(guān)節(jié)的彎曲角度為0°的情況。

圖3B是主要對圖2的機(jī)械手的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)所具有的第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)以及約束線進(jìn)行說明的結(jié)構(gòu)圖，示出第三關(guān)節(jié)的彎曲角度為45°的情況。

圖4A是示出圖3A的張力調(diào)整構(gòu)件的動作的結(jié)構(gòu)圖，示出約束線松弛的狀態(tài)。

圖4B是示出圖3A的張力調(diào)整構(gòu)件的動作的結(jié)構(gòu)圖，示出約束線張緊的狀態(tài)。

圖5A是主要對圖2的機(jī)械手的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)所具有的第一關(guān)節(jié)和驅(qū)動線進(jìn)行說明的結(jié)構(gòu)圖，示出第三關(guān)節(jié)的彎曲角度為0°的情況。

圖5B是主要對圖2的機(jī)械手的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)所具有的第一關(guān)節(jié)和驅(qū)動線進(jìn)行說明的結(jié)構(gòu)圖，示出第三關(guān)節(jié)的彎曲角度為45°的情況。

圖6A是本發(fā)明的第二實施方式的機(jī)械手所具有的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，示出第三關(guān)節(jié)的彎曲角度為0°的情況。

圖6B是本發(fā)明的第二實施方式的機(jī)械手所具有的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，示出第三關(guān)節(jié)的彎曲角度為45°的情況。

圖7A是示出引導(dǎo)部件的變形例的結(jié)構(gòu)圖，示出省略了驅(qū)動線和護(hù)套的狀態(tài)。

圖7B是示出安裝有驅(qū)動線和護(hù)套的狀態(tài)下的圖7A的引導(dǎo)部件的結(jié)構(gòu)圖。

圖8是示出代替驅(qū)動桿而具有驅(qū)動線的變形例的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

首先，參照圖1對應(yīng)用了本發(fā)明的實施方式的機(jī)械手1的醫(yī)療系統(tǒng)100進(jìn)行說明。

如圖1所示，本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)100具有：內(nèi)窺鏡40，其插入到體內(nèi)來使用；顯示部60，其顯示由該內(nèi)窺鏡40獲取的影像；以及控制部80，其控制整個醫(yī)療系統(tǒng)100。

內(nèi)窺鏡40具有：細(xì)長的插入部41，其插入到患者的體內(nèi)，至少一個通道41a，該通道41a在長度方向上貫穿形成于該插入部41的內(nèi)部；彎曲部42，其設(shè)置于插入部41的前端部分；以及操作部45，其具有角度桿43、44，該角度桿43、44用于分別對該彎曲部42向上下方向和左右方向進(jìn)行彎曲操作。標(biāo)號46表示用于獲取內(nèi)窺鏡影像的照相機(jī)。

后述的機(jī)械手1以插入到內(nèi)窺鏡40的通道41a內(nèi)的狀態(tài)使用。

(第一實施方式)

接下來，參照圖2至圖5B對本發(fā)明的第一實施方式的機(jī)械手1進(jìn)行說明。

如圖2所示，本實施方式的機(jī)械手1具有：細(xì)長的體部2，其能夠插入到體內(nèi)；末端執(zhí)行器3，其位于該體部2的前端側(cè)；關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)4，其連結(jié)體部2和末端執(zhí)行器3；以及驅(qū)動部5，其連接于體部2的基端，驅(qū)動關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)4。

圖2是對機(jī)械手1的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的圖，圖3A至圖5B是主要對關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)4進(jìn)行說明的圖。尤其是，圖3A至圖4B是對第二關(guān)節(jié)12、第三關(guān)節(jié)13以及約束線7進(jìn)行說明的圖。圖5A和圖5B是對第一關(guān)節(jié)11和驅(qū)動線9進(jìn)行說明的圖。在圖3A至圖5B中，省略了一部分結(jié)構(gòu)的圖示。

在所參照的附圖中，作為末端執(zhí)行器3的一例而示出了具有一對把持片3a的鉗子，末端執(zhí)行器3也可以是剪刀或電手術(shù)刀等。

如圖3A所示，關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)4從前端側(cè)依次具有：第一連桿部件61和第二連桿部件62；第一關(guān)節(jié)11，其將末端執(zhí)行器3的基端部和第一連桿部件61的前端部連結(jié)為能夠繞第一彎曲軸A1擺動；第二關(guān)節(jié)12，其將第一連桿部件61的基端部和第二連桿部件62的前端部連結(jié)為能夠繞第二彎曲軸A2擺動；第三關(guān)節(jié)13，其將第二連桿部件62的基端部和體部2的前端部連結(jié)為能夠繞第三彎曲軸A3擺動；約束線(約束部件)7，其從第一連桿部件61延伸到體部2；張力調(diào)整構(gòu)件8，其調(diào)整該約束線7的張力；以及驅(qū)動線9(參照圖5A和圖5B)，其驅(qū)動第一關(guān)節(jié)11。

第一彎曲軸A1是與機(jī)械手1的長度軸B垂直的方向上的軸。第二彎曲軸A2和第三彎曲軸A3是與長度軸B和第一彎曲軸A1這兩方垂直的方向上的軸，且彼此平行。

在第二關(guān)節(jié)12和第三關(guān)節(jié)13上分別設(shè)置有用于規(guī)定約束線7的拉繞路徑的一對引導(dǎo)輪(引導(dǎo)部件)21、22。前端側(cè)的一方的引導(dǎo)輪21被第一連桿部件61和第二連桿部件62支承為能夠繞第二彎曲軸A2旋轉(zhuǎn)。基端側(cè)的另一方的引導(dǎo)輪22被第二連桿部件62和體部2支承為能夠繞第三彎曲軸A3旋轉(zhuǎn)。

一對引導(dǎo)輪21、22排列成在作為其徑向的長度軸B方向上空出寬度尺寸與約束線7的直徑尺寸相等或比之大的間隙。即，第二彎曲軸A2與第三彎曲軸A3的距離，與一方的引導(dǎo)輪21的半徑、另一方的引導(dǎo)輪22的半徑、約束線7的直徑的和相等或比該和大。

約束線7由能夠沿引導(dǎo)輪21、22的外周面彎曲的具有撓性的、并且在其長度方向上不伸縮而具有固定的尺寸的一根線構(gòu)成。如圖3A所示，約束線7的兩端配置于在徑向上夾著第二彎曲軸A2的兩側(cè)，且分別固定于第一連桿部件61。約束線7的兩端固定于第一連桿部件61的固定方法能夠采用任意方法，例如可以使用未圖示的鉚接部件，也可以將約束線7的端部連結(jié)到第一連桿部件61。下面，將約束線7的從一端延伸到基端的部分稱作第一部分71、將從另一端延伸到基端的部分稱作第二部分72。

約束線7的一對第一部分71和第二部分72在一對引導(dǎo)輪21、22的間隙以彼此僅一次交叉的方式呈交叉狀地繞在引導(dǎo)輪21、22的外周面上，而形成單個環(huán)部73。即，如圖3A所示，在第二關(guān)節(jié)12和第三關(guān)節(jié)13的彎曲角度為0°的狀態(tài)下，第一部分71和第二部分72在各引導(dǎo)輪21、22的外周面上架設(shè)約四分之一周。約束線7在環(huán)部73上經(jīng)由張力調(diào)整構(gòu)件8而固定于體部2。

張力調(diào)整構(gòu)件8具有設(shè)置于體部2的可動板8a?？蓜影?a能夠繞與第三彎曲軸A3平行的旋轉(zhuǎn)軸C旋轉(zhuǎn)。并且，旋轉(zhuǎn)軸C設(shè)置于從該旋轉(zhuǎn)軸C至可動板8a的周緣的距離不為固定的位置。在圖中所示的例子中，可動板8a是橢圓形，旋轉(zhuǎn)軸C設(shè)置在可動板8a偏心的位置。

約束線7的環(huán)部73繞在可動板8a的外周面上。由于可動板8a對約束線7的牽引力根據(jù)該可動板8a繞旋轉(zhuǎn)軸C的旋轉(zhuǎn)角度而發(fā)生變化，因而張力調(diào)整構(gòu)件8施加給約束線7的張力發(fā)生變化。因此，在進(jìn)行約束線7的組裝時，首先，像圖4A所示那樣，在將可動板8a配置成使約束線7松弛的角度的狀態(tài)下，將約束線7繞在該可動板8a的外周面上，接下來，像圖4B所示那樣，使可動板8a向約束線7的張力增大的方向旋轉(zhuǎn)，并通過未圖示的擋塊等可解除地卡定可動板8a，以使得可動板8a不繞旋轉(zhuǎn)軸C旋轉(zhuǎn)。由此，能夠消除約束線7的松弛，使約束線7成為高張力的狀態(tài)。

利用這樣設(shè)置的約束線7，第二關(guān)節(jié)12和第三關(guān)節(jié)13像圖3B所示那樣作為彼此連動地向相同的方向彎曲的雙關(guān)節(jié)而發(fā)揮作用(下面也可以稱作雙關(guān)節(jié)12、13)。標(biāo)號10是用于驅(qū)動第二關(guān)節(jié)12和第三關(guān)節(jié)13的驅(qū)動桿。驅(qū)動桿10沿長度軸B方向配置于體部2的內(nèi)部，前端固定于第二連桿部件62，基端與驅(qū)動部5連接。

驅(qū)動部5是操作人員操作該驅(qū)動部5來驅(qū)動機(jī)械手1的各部的結(jié)構(gòu)，且該驅(qū)動部5具有用于驅(qū)動關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)4的操縱桿51。在末端執(zhí)行器3是電手術(shù)刀的情況下，在驅(qū)動部5還設(shè)置有用于接通/切斷高頻電流的供給的開關(guān)52。

當(dāng)驅(qū)動部5根據(jù)輸入給操縱桿51的操作而使驅(qū)動桿10在長度軸B方向上移動時，第二連桿部件62繞第三彎曲軸A3旋轉(zhuǎn)，使第三關(guān)節(jié)13彎曲。此時，由于連接第一連桿部件61和體部2的約束線7的第一部分71和第二部分72的路徑長度是固定的，因此，第一連桿部件61也從動于第二連桿部件62的旋轉(zhuǎn)，而以與第二連桿部件62繞第三彎曲軸A3的旋轉(zhuǎn)角度θ₃對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度θ₂繞第二彎曲軸A2旋轉(zhuǎn)。由此，第二關(guān)節(jié)12和第三關(guān)節(jié)13連動地彎曲。此時，尤其在一對引導(dǎo)輪21、22之間的間隙的寬度尺寸與約束線7的直徑尺寸相等的情況下，第三關(guān)節(jié)13的彎曲角度θ₃與第二關(guān)節(jié)12的彎曲角度θ₂的關(guān)系唯一確定。

如圖5A所示，在第一關(guān)節(jié)11上設(shè)置有能夠繞第一彎曲軸A1旋轉(zhuǎn)的一對驅(qū)動輪14。一對驅(qū)動輪14在它們之間夾著長度軸B而設(shè)置于兩側(cè)，在各驅(qū)動輪14上架設(shè)用于驅(qū)動第一關(guān)節(jié)11的驅(qū)動線9。在圖5A和圖5B中，為了簡化圖，而省略了第二連桿部件62、約束線7以及張力調(diào)整構(gòu)件8。

驅(qū)動線9在長度方向的中途位置固定于驅(qū)動輪14，兩端穿過體部2延伸到驅(qū)動部5。通過驅(qū)動部5來推出驅(qū)動線9的兩端中的一方，而牽引另一方，從而驅(qū)動輪14旋轉(zhuǎn)，使第一關(guān)節(jié)11的彎曲角度發(fā)生變化。

這里，在第二關(guān)節(jié)12和第三關(guān)節(jié)13上設(shè)置有用于規(guī)定驅(qū)動線9的拉繞路徑的另一對引導(dǎo)輪(線輪)31、32。前端側(cè)的一方的引導(dǎo)輪31能夠繞第二彎曲軸A2旋轉(zhuǎn)，基端側(cè)的另一方的引導(dǎo)輪32能夠繞第三彎曲軸A3旋轉(zhuǎn)。一對引導(dǎo)輪31、32排列成在長度軸B方向上空出寬度尺寸與驅(qū)動線9的直徑尺寸相等的間隙。

兩根驅(qū)動線9從驅(qū)動輪14沿長度軸B方向延伸到一方的引導(dǎo)輪31，且穿過一對引導(dǎo)輪31、32的間隙，從另一方的引導(dǎo)輪32沿長度軸B方向延伸到驅(qū)動部5。由此，兩根驅(qū)動線9在一對引導(dǎo)輪31、32的間隙以彼此僅一次交叉的方式呈交叉狀地繞在一對線輪31、32的外周面上。

這樣，通過拉繞驅(qū)動線9而使第一關(guān)節(jié)11、第二和第三關(guān)節(jié)12、13彼此獨(dú)立地驅(qū)動。即，圖5A和圖5B所示，當(dāng)?shù)诙偷谌P(guān)節(jié)12、13的彎曲角度θ₂、θ₃發(fā)生變化時，各驅(qū)動線9的與一對引導(dǎo)輪31、32的外周面接觸的部分的長度尺寸的和，即驅(qū)動線9的路徑長度不發(fā)生變化。即，由于不發(fā)生驅(qū)動線9在長度方向上的移動，因此第一關(guān)節(jié)11的彎曲角度不發(fā)生變化。

接下來，對這樣構(gòu)成的本實施方式的機(jī)械手1的作用進(jìn)行說明。

根據(jù)本實施方式的機(jī)械手1，通過驅(qū)動部5來推出驅(qū)動線9的一端，而牽引另一端，從而第一關(guān)節(jié)11彎曲，使末端執(zhí)行器3向與第一彎曲軸A1交叉的方向擺動。并且，通過驅(qū)動部5來推出或牽引驅(qū)動桿10，從而雙關(guān)節(jié)12、13彎曲，使末端執(zhí)行器3在與第二和第三彎曲軸A2、A3交叉的方向上擺動。

在這種情況下，根據(jù)本實施方式，利用約束線7而相對于雙關(guān)節(jié)12、13中的一方的彎曲角度θ₂約束另一方的彎曲角度θ₃，其中，該約束線7夾著第二彎曲軸A2和第三彎曲軸A3而呈交叉狀地拉繞于第一連桿部件61與體部2之間。由此，具有能夠準(zhǔn)確地控制雙關(guān)節(jié)12、13的彎曲角度θ₂、θ₃，使末端執(zhí)行器3以期望的角度擺動的優(yōu)點(diǎn)。并且，根據(jù)約束線7的幾何配置來確定雙關(guān)節(jié)12、13的兩個彎曲角度θ₂、θ₃彼此之間的關(guān)系，從而只要約束線7的配置是固定的，彎曲角度θ₂、θ₃彼此之間的關(guān)系也是固定的。因此，具有能夠得到雙關(guān)節(jié)12、13的穩(wěn)定的動作性能的優(yōu)點(diǎn)。

并且，由于在引導(dǎo)輪21、22之間不產(chǎn)生打滑，因此具有如下優(yōu)點(diǎn)：能夠確保第一關(guān)節(jié)11與雙關(guān)節(jié)12、13的彎曲動作的獨(dú)立性，而驅(qū)動線9在進(jìn)行雙關(guān)節(jié)12、13的彎曲動作時在長度方向上不發(fā)生位移。并且，具有以下優(yōu)點(diǎn)：在因反復(fù)進(jìn)行雙關(guān)節(jié)12、13的彎曲動作等而使約束線7產(chǎn)生松弛的情況下，具有能夠通過解除可動板8a的卡定，并調(diào)整可動板8a繞旋轉(zhuǎn)軸C的旋轉(zhuǎn)角度而使約束線7的張力增大，由此再次使約束線7恢復(fù)到高張力的狀態(tài)，從而也恢復(fù)了第一關(guān)節(jié)11與雙關(guān)節(jié)12、13的彎曲動作的獨(dú)立性。并且，由于關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)4不需要精細(xì)的加工或組裝，因此具有能夠適用于小型的機(jī)械手1的優(yōu)點(diǎn)。

另外，在本實施方式中，使用一根約束線7，并通過將環(huán)部73繞在張力調(diào)整構(gòu)件8的可動板8a上來使約束線7固定于體部2，但也可以取而代之，使用一對的兩根約束線7，并使各約束線7的基端固定于體部2，以使得約束線7成為高張力的狀態(tài)。作為固定方法，能夠利用上述的鉚接部件或連結(jié)、焊接等任意手段。

(第二實施方式)

接下來，參照圖6A和圖6B對本發(fā)明的第二實施方式的機(jī)械手進(jìn)行說明。

本實施方式的機(jī)械手與第一實施方式的不同在于，關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)4’具有能夠供驅(qū)動線9插入的護(hù)套(約束部件)15來代替約束線7。因此，在本實施方式中主要對護(hù)套15進(jìn)行說明，對其他的與第一實施方式共同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的標(biāo)號而省略其說明。

如圖6A和圖6B所示，護(hù)套15是具有撓性且在長度方向上不伸縮的圓筒狀的部件。護(hù)套15例如是將金屬的單線緊密地卷繞成線圈狀而成的線圈護(hù)套。護(hù)套15設(shè)置于兩根驅(qū)動線9各自的兩個位置，且將驅(qū)動線9的長度尺寸的一部分收納為長度方向上可移動。

在本實施方式中，兩根驅(qū)動線9和設(shè)置于各驅(qū)動線9的兩個護(hù)套15與第一實施方式的驅(qū)動線9和約束線7同樣地呈交叉狀地繞在公共的一對引導(dǎo)輪21、22上。但是，一對引導(dǎo)輪21、22之間的間隙的寬度尺寸與護(hù)套15的直徑尺寸相等或比護(hù)套15的直徑尺寸大。即，護(hù)套15用的引導(dǎo)輪21、22兼作上述的驅(qū)動線9用的引導(dǎo)輪31、32。

各護(hù)套15為了不松弛，前端固定于第一連桿部件61，基端固定于體部2。護(hù)套15固定于第一連桿部件61和體部2的固定方法例如能夠采用焊接等任意方法。

根據(jù)本實施方式，具有如下優(yōu)點(diǎn)：通過將作為約束部件的護(hù)套15與驅(qū)動線9一體設(shè)置，能夠使關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)4’的組裝變得容易，并且防止驅(qū)動線9從引導(dǎo)輪21、22脫離。并且，由于護(hù)套15與驅(qū)動線9配置成同軸，因此具有因設(shè)置護(hù)套15而導(dǎo)致的尺寸的增加是極小的，能夠適用于小型的機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)。由于本實施方式的其他效果與第一實施方式相同，因此省略其說明。

另外，在本實施方式中，護(hù)套15的兩端分別固定于第一連桿部件61和體部2，但也可以取而代之，護(hù)套15的兩端不被固定。即使護(hù)套15的兩端不被固定，由于相對于第三關(guān)節(jié)13的彎曲角度θ₃的第二關(guān)節(jié)12的彎曲角度θ₂被具有固定的長度尺寸的護(hù)套15約束，因此能夠使這兩個關(guān)節(jié)12、13連動。

并且，在第一和第二實施方式中，利用一對引導(dǎo)輪21、22來規(guī)定約束線7的拉繞路徑，但也可以取而代之，使用其他的引導(dǎo)部件。

例如，引導(dǎo)部件21’、22’可以像圖7A和圖7B所示那樣分別與體部2的前端和第一連桿部件61的基端一體設(shè)置，且該引導(dǎo)部件21’、22’可以是分別以第二彎曲軸A2和第三彎曲軸A3為中心的具有大致圓弧狀的外周面的半圓狀的部件。圖7A示出省略了驅(qū)動線9和護(hù)套15的狀態(tài)，圖7B示出將驅(qū)動線9和護(hù)套15安裝于引導(dǎo)部件21’、22’的狀態(tài)。這樣，通過一體設(shè)置前端側(cè)的引導(dǎo)部件21’和第一連桿部件61，并一體設(shè)置基端側(cè)的引導(dǎo)部件22’和體部2，能夠減少部件數(shù)量和組裝工時，從而降低成本。另外，在圖7A和圖7B中，例示了具有第二實施方式的護(hù)套15的結(jié)構(gòu)，但可以在具有第一實施方式的約束線7的結(jié)構(gòu)上應(yīng)用引導(dǎo)部件21'、22’。

并且，在第一和第二實施方式中，對通過驅(qū)動桿10來驅(qū)動雙關(guān)節(jié)12、13的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但也可以像圖8所示那樣，代替驅(qū)動桿10而使用與第二連桿部件62連接的驅(qū)動線10’。驅(qū)動線10’在長度方向的中途位置固定于第二連桿部件62’，且與上述的驅(qū)動線9同樣地，通過驅(qū)動部5來牽扯兩端，從而能夠使第二連桿部件62’繞第三彎曲軸A3旋轉(zhuǎn)。與驅(qū)動桿10相比驅(qū)動線10’具有更高的撓性。因此，在要求體部2具有較高的撓性的情況下，與驅(qū)動桿10相比，優(yōu)選采用驅(qū)動線10’。

標(biāo)號說明

1：機(jī)械手；2：體部；3：末端執(zhí)行器；3a：把持片；4、4’：關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)；5：驅(qū)動部；61：第一連桿部件；62：第二連桿部件；7：約束線(約束部件)；8：張力調(diào)整構(gòu)件；8a：可動板；9：驅(qū)動線；10：驅(qū)動桿；10’：驅(qū)動線；11：第一關(guān)節(jié)；12：第二關(guān)節(jié)；13：第三關(guān)節(jié)；14：驅(qū)動輪；15：護(hù)套(約束部件)；21、22：引導(dǎo)輪(引導(dǎo)部件)；21’、22’：引導(dǎo)部件；31、32：引導(dǎo)輪(線輪)；A1：第一彎曲軸；A2：第二彎曲軸；A3：第三彎曲軸；B：體部的長度軸。