[发明专利]连杆动作装置

说明书

相关申请

本申请要求申请日为2011年9月29日、申请号为JP特愿2011-215082的申请；申请日为2011年11月2日、申请号为JP特愿2011-241071的申请；申请日为2012年8月24日、申请号为JP特愿2012-184747的申请的优先权。通过参照其整体，作为本申请的一部分的内容而援引。

技术领域

本发明涉及一种下述的连杆动作装置，该连杆动作装置是为了在较宽范围的领域中高速且精密地进行机器人体的关节部、产业机械等的三维空间的物品取回、复杂的加工等的作业而使用，本发明特别涉及下述内容：在医疗领域中，安装于人体的关节部周围，适合用于关节功能的恢复、运动辅助的连杆动作装置；以及具有这种连杆动作装置、且以可在至少两个方向进行角度变更的方式支承照相机等光学设备的云台。

背景技术

作为上述连杆动作装置，人们提出了下述结构(比如，专利文献1、2)，在该结构中，通过由四个旋转对偶构成的三节连锁的连杆机构，将输入侧的连杆轮毂和输出侧的连杆轮毂连接，相对输入侧的连杆轮毂，可改变输出侧的连杆轮毂的姿势。由四个旋转对偶构成的三节连锁的连杆机构由输入侧和输出侧的端部连杆与中间连杆构成，该输入侧和输出侧的端部连杆以可旋转的方式分别连接于输入侧和输出侧的各连杆轮毂上，该中间连杆以可旋转的方式连接于这些输入侧和输出侧的端部连杆上。在专利文献1中，针对通过直线表示连杆机构的几何学模型中，公开了相对中间连杆的中间部的输入侧部分和输出侧部分成镜像对称的形状的例子、和成点对称的形状的例子。另外，在专利文献2中，公开有上述输入侧部分和输出侧部分成点对称的形状的例子。

在包括上述专利文献1、2的现有的连杆动作装置中，连杆机构的数量为三组。其原因在于：在仅仅通过连杆而构成连杆机构的场合，为了规定输出侧的连杆轮毂相对输入侧的连杆轮毂的姿势所必需的最低限的连杆机构的数量为三组。

另外，具有下述的情况，即，以为了伴随四肢骨折等的患部周围的角度矫正、功能恢复等而进行关节部的弯曲伸展的他动运动、步行等动作的辅助等为目的，按照安装于人体的四肢关节部周围的方式而使用。比如，在专利文献3中记载的为控制在医疗领域中采用的CPM装置的装置，控制CPM装置的一个自由度的运动。在该专利文献中记载的现有技术的CPM装置中，全部关节部的弯曲角度方向为一个自由度。专利文献4涉及安装装于腿的侧面，辅助腿的运动的安装式辅助装置，仅仅辅助腿的伸屈动作。

另外，关于具有这种连杆动作装置的云台，比如具有专利文献5、6、7的方案。在专利文献5中，提出有下述两个自由度的云台，在该云台中，可在倾斜方向(上下旋转方向)和平面方向(左右旋转方向)的两个方向，改变照相机等光学设备的角度。在专利文献6中，提出有下述的三个自由度的云台，在该云台中，不但在倾斜方向(上下旋转方向)和平面方向(左右旋转方向)，还在斜方向改变光学设备的角度。在专利文献7中，提出有采用一个球对偶结构的三个自由度的云台。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP第4476603号特许公报

专利文献2：JP特开2004-009276号公报

专利文献3：JP第3638048号特许公报

专利文献4：JP第4178185号特许公报

专利文献5：JP第4250164号特许公报

专利文献6：JP第3568375号特许公报

专利文献7：JP第3212535号特许公报

发明内容

发明要解决的课题

如果连杆动作装置的连杆机构的数量为三组，则比如图45所示的那样，各连杆机构204(204A、204B、204C)以间隔大约120°的方式而设置。在该场合，处于下述的状态，即，各连杆机构204的相互间距窄，一个连杆机构204A中的连杆轮毂203和端部连杆206的旋转对偶部212、与另一连杆机构204B的端部连杆206和中间连杆207的旋转对偶部214接近。于是，为了避免两个旋转对偶部212、214相互干扰的情况，形成将旋转对偶部214排到外径侧的形状。其结果是，具有连杆动作装置201整体的外径很大的课题。连杆轮毂202、203为中空形状，将气管、电线通过其内部的场合，外径将进一步变大。

另外，如果连杆机构204的数量为三组，则难以在适当保持各连杆机构204的各旋转对偶部211、212、213、214的旋转中心轴的相互角度的同时进行组装。更进一步，如果连杆机构204的数量多，则随即增加成本。