[发明专利]线驱动装置以及机械手

说明书

技术领域

本发明涉及线驱动装置以及机械手。

背景技术

以往，公知有一种机械手，该机械手具有线驱动装置，所述线驱动装置用线来连接驱动源与输出轴，并借助由驱动源施加给线的张力来驱动输出轴(例如，参照专利文献1)。

该线驱动装置具有与电动机连接的输入滑轮、安装于可动部件的输出滑轮、张紧滑轮以及架设于这些滑轮上对输出滑轮进行对抗式驱动的线。

张紧滑轮利用弹簧而在输入滑轮侧对线施加张力来消除线的松弛。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4145464号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，专利文献1的线驱动装置一方面通过使线与输入滑轮摩擦而向线传递电动机的动力，另一方面，通过使线和输入滑轮滑动而将剩余的线卷绕于张紧滑轮，因此具有难以设定线与滑轮之间的摩擦系数的问题。即，若使摩擦系数过大，则线和输入滑轮不滑动而在线上产生松弛，另一方面，若使摩擦系数过小，则存在牵引时线和输入滑轮滑动而无法传递较大的张力的问题。尤其是在柔性内窥镜或其处置器具等线驱动路径长度较长的设备中，不能忽略牵引时线的伸长，重要的是一边通过对抗式驱动来补偿成对送出的线的松弛，一边进行精确输入。

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种不使线相对于滑轮滑动就能够补偿松弛的线驱动装置以及机械手。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明提供以下的方案。

本发明的一个方式是线驱动装置，该线驱动装置具有：一对线，它们的一端安装于可动部件，对该可动部件进行对抗式驱动；一对滑轮，它们固定有各该线的另一端并且对各线进行卷绕；一对从动齿轮，它们分别同轴地固定于各该滑轮上；驱动齿轮，其与产生动力的驱动源连接；以及一对可动齿轮，它们分别配置于该驱动齿轮与各所述从动齿轮之间，能够从所述驱动齿轮向所述从动齿轮传递驱动源的动力，各该可动齿轮能够移动地被设置成，当所述驱动齿轮向使所述线卷绕于所述滑轮的方向旋转时，该可动齿轮与所述驱动齿轮和所述从动齿轮啮合，当所述驱动齿轮向使所述线从所述滑轮放出的方向旋转时，该可动齿轮脱离与所述驱动齿轮和所述从动齿轮中的至少一方的啮合。

根据本方式的线驱动装置，当使驱动源向一个方向驱动时，安装于驱动源的驱动齿轮向一个方向进行动作。此时，由于驱动齿轮向将固定于一方的滑轮的一方的线卷绕在滑轮上的方向旋转，因此一方的可动齿轮向与一方的从动齿轮和驱动齿轮啮合的方向移动，其中该一方的从动齿轮固定于对该一方的线进行卷绕的滑轮。由此，驱动源的动力经由驱动齿轮、可动齿轮以及从动齿轮传递给一方的滑轮，通过使线卷绕于滑轮来增加线的张力，从而使安装有线的一端的可动部件向一个方向驱动。

另一方面，对于固定于另一方的滑轮的另一方的线来说，由于驱动齿轮向从滑轮放出线的方向旋转，因此使另一方的可动齿轮向脱离与另一方的从动齿轮和驱动齿轮中的至少一方啮合的方向移动。因此，另一方的线不基于驱动齿轮与可动齿轮和从动齿轮的啮合而进行强制放出，而是根据其张力而被动地放出。

即，即使驱动齿轮被驱动成使一方的线通过被牵引而伸长且比可动部件的移动量大而卷绕于一方的滑轮，由于另一方的线被放出与可动部件的移动量相应的部分，因此能够防止产生松弛。

其结果是，线的牵引和防止松弛不像以往那样通过使线和滑轮滑动来进行，而通过齿轮的啮合来进行，因此无需调整不可靠的摩擦系数就能够更可靠地进行松弛补偿，并且能够对可动部件进行对抗式驱动。

在上述方式中，也可以具有制动单元，所述制动单元在施加给所述滑轮的扭矩是规定值以下的情况下，将该滑轮的旋转维持成静止状态。

这样，当驱动齿轮与可动齿轮和从动齿轮中的至少一方的啮合脱离时，由于通过制动单元将滑轮维持在静止状态，因此能够防止滑轮意外地旋转而使线放出的不良情况。

并且，在上述方式中，也可以具有对各所述滑轮向卷绕所述线的方向施力的卷绕施力单元。

这样，当驱动齿轮与可动齿轮和从动齿轮中的至少一方的啮合脱离时，由于利用被卷绕施力单元向卷绕线的方向施力的滑轮来卷绕线，因此能够防止线被意外地从滑轮放出的不良情况。

并且，在上述方式中，也可以具有对所述可动齿轮向与所述驱动齿轮和所述从动齿轮啮合的方向施力的可动齿轮施力单元。