驱动装置的制造方法_2

文档序号:9206424阅读:来源:国知局
三关节)108伸屈(参照图2、图3)。
[0070]第二基座部5是外形形状形成为扁平的方框状的部件。另外,第二基座部5的与近节102抵接的面51优选沿着中节103的形状弯曲。由此,对于指关节驱动装置I的使用者来说,第二基座部5舒适地配置在近节102上。另外,第二基座部5相对于近节102稳定地配置。
[0071]另外,第二基座部5经由装配带20而装戴于食指101的近节102。装配带20由长度能够调整的带体构成,其各端部分别固定于第二基座部5的各侧面。该装配带20绕至食指101的近节102的手掌106侧,能够使第二基座部5紧贴近节102。由此,能够防止第二基座部5从近节102脱离。
[0072]如图1所示,第一连杆部3设置于第一基座部2的指尖侧。第一连杆部3是全长比第一基座部2和第二基座部5的全长更长的部件。该第一连杆部3具有顶板31、以及分别从顶板31的两边缘部突出的侧壁32。而且,两个侧壁32之间夹入有第一基座部2。
[0073]另外,各侧壁32与第一基座部2的连结部21之间经由转动支承部11连结。转动支承部11由设置于侧壁32以及第一基座部2中的一方的轴、以及设置于另一方且供轴插入的轴承构成。另外,在假定掌指关节108通过伸屈而转动时的转动轴0108时,转动支承部11的转动轴Oll与转动轴0108平行。通过这样的结构的转动支承部11,第一连杆部3能够相对于第一基座部2绕转动轴011转动。
[0074]第二连杆部4设置于第一连杆部3的指尖侧。第二连杆部4,具有相对于第二基座部5滑动的滑动部41、以及从滑动部41上突出的突出部42。
[0075]如图2、图3所示,滑动部41是形成为筒状,即、具有中空部411的部分,且第二基座部5的导轨部53插通该中空部411。此外,导轨部53的全长比滑动部41的全长更充分地长,例如优选为滑动部41的全长的1.5?3倍,更加优选为1.7?2.3倍。滑动部41在导轨部53被引导并且滑动,由此第二基座部5能够相对于第一基座部2相对地靠近以及分离。图2表示第二基座部5相对于第一基座部2靠近的状态,图3表示第二基座部5相对于第一基座部2分离的状态。
[0076]突出部42被夹入于第一连杆部3的两个侧壁32之间。而且,突出部42与各侧壁32之间经由转动支承部12而连结。转动支承部12由设置于突出部42以及侧壁32中的一方的轴、以及设置于另一方且供轴插入的轴承构成。另外,转动支承部12的转动轴012与转动轴0108平行。通过这样的结构的转动支承部12,第二连杆部4与第一连杆部3同样地能够绕与转动轴0108平行的转动轴012转动。转动轴011以及转动轴012分别与转动轴0108平行,由此能够利用指关节驱动装置I使掌指关节108容易地伸屈、即防止掌指关节108受到过度的力伸屈。
[0077]第一基座部2、第一连杆部3、第二连杆部4、以及第二基座部5的构成材料并未特别地限定,例如,能够使用聚乙烯等各种树脂材料和铝等那样的各种金属材料。另外,装配带20的构成材料并未特别地限定,例如,能够使用硅酮橡胶等那样的各种橡胶材料。
[0078]另外,如图1所示,指关节驱动装置I还具备驱动部(转动部)6A和控制部10。
[0079]驱动部6A是负担使第一连杆部3经由转动支承部11而转动的转动驱动的机构部。
[0080]如图4所示,驱动部6A具有:同心地连结于转动支承部11的上述轴的第一转子61、使第一转子61旋转的第二转子62、使第二转子62旋转的第三转子63、以及作为使第三转子63旋转的振动部的压电马达64。
[0081]第一转子61是呈圆板状、并在其外边缘部具有齿611的齿轮。
[0082]第二转子62具有小齿轮621和大齿轮622。小齿轮621具有与第一转子61的齿611啮合的齿621a。大齿轮622是其基圆直径比小齿轮621的基圆直径更大的齿轮。该大齿轮622与小齿轮621同心地配置,并连结(固定)于小齿轮621的背面侧。
[0083]第三转子63具有小齿轮631和大圆板部632。小齿轮631具有与大齿轮622的齿622a啮合的齿631a。大圆板部632是圆板状、且其直径比小齿轮631的基圆直径更大的部件。该大圆板部632与小齿轮631同心地配置,并连结于小齿轮631的表面侧。
[0084]如图4所示,压电马达64具有:两块压电元件(压电元件)65,它们包含发挥压电效果的压电材料、并形成为板状;和垫板66,其被夹住并贴合于这些压电元件之间、并由金属平板构成。以下,将压电马达64的长边方向称为“X方向”,将与X方向正交的压电马达64的宽度方向称为“y方向”,将与X方向以及y方向正交的压电马达64的厚度方向称为“z方向”。
[0085]在各压电元件65分别设置有用于将电压施加于压电元件65的四个电极651。这些电极651以两行两列的行列状配置在压电元件65上,并电连接于作为电力供给源的纽扣电池等电池(未图示)。
[0086]另外,金属制的垫板66不仅加强各压电元件65,还具有作为用于将电压施加于各压电元件65的共用电极的作用,并与地线接地。
[0087]在压电马达64的X方向的端部设置有凸部67。凸部67与垫板66—体地形成。
[0088]在压电马达64的朝向y方向的两侧面设置有四个支承部68,这四个支承部68用于在将压电马达64朝向设置有凸部67的一侧推压的状态下支承压电马达64。这些支承部68与垫板66 —体地形成,并配置于呈长方形的垫板66的四个角。此外,优选在X方向相邻的支承部68彼此经由连结板69连结。
[0089]针对这样的结构的压电马达64的动作原理,参照图5(a)?图5(c)进行说明。
[0090]压电马达64在以恒定周期对各压电马达64的电极651施加电压时,压电马达64的凸部67通过进行椭圆运动来动作。压电马达64的凸部67进行椭圆运动是由于以下原因。此外,设置于各压电元件65的电极651除配置位置不同以外具有相同的因素,因此针对表面侧的压电元件65的电极651代表性地进行说明。
[0091]首先,众所周知,包含压电材料的压电元件65具有若施加正电压则伸长的性质。因此,如图5(a)所示,若以特定的频率反复进行给全部的四个电极651施加正电压,之后解除施加电压的动作,则能够使压电马达64 (压电元件65)产生在X方向伸缩的一种共振现象。此外,将压电马达64在X方向反复伸缩的动作称为“伸缩振动”,将压电马达64伸缩的方向(图中的±x方向)称为“伸缩方向”。
[0092]另外,如图5(b)或者图5(c)所示,将互相位于对角线的位置的两个电极651作为一组(电极651a以及电极651d的一组,或者电极651b以及电极651c的一组),若施加特定的频率的电压,则能够使压电马达64(压电元件65)产生X方向的前端部(设置有凸部67的部分)如沿附图中上下方向(y方向)点头那样的一种共振现象。例如,如图5(b)所不,若以一定周期将正电压施加于电极651a以及电极651d的一组,贝U压电马达64的x方向的前端部反复进行向下方移动的动作。另外,如图5(c)所示,若以一定周期将正电压施加于电极651b以及电极651c的一组,则压电马达64的x方向的前端部反复进行向上方移动的动作。将这样的压电马达64的动作称为“弯曲振动”。以下,将压电马达64弯曲振动的方向(图中的土y方向)称为“弯曲方向”。
[0093]而且,若适当地选择压电元件65的物性和压电元件65的尺寸(全长、宽度、厚度),则通过由“弯曲振动”使共振产生的同时,也能够引起“伸缩振动”的共振。其结果,在如图5(b)所不的状态下,在将电压施加于电极651a以及电极651d的一组的情况下,压电马达64的前端部(设置有凸部67的部分)进行如沿附图顺时针方向描绘椭圆那样的动作(椭圆运动)。另外,在如图5(c)所示的状态下,在将电压施加于电极651b以及电极651c的一组的情况下,压电马达64的前端部进行沿附图逆时针方向的椭圆运动。对于背面侧的压电元件65,与前侧的压电元件65完全相同。
[0094]压电马达64利用这样的椭圆运动来驱动作为被驱动体的第一连杆部3。
[0095]S卩、在将压电马达64的凸部67按压于第三转子63的大圆板部632的外边缘部632a的状态下使椭圆运动产生。由此,凸部67在压电马达64伸长之时,在被按压于被驱动体的状态下从左向右(或者从右向左)移动,在压电马达64收缩之时,反复进行在从被驱动体离开的状态下返回到原来的位置的动作。其结果,第三转子63通过从凸部67受到的摩擦力而单向旋转。而且,该转矩按顺序经由第三转子63的小齿轮631、第二转子的大齿轮62、小齿轮621、以及第一转子61传递。由此,经由转动支承部11,能够驱动第一连杆部3旋转。
[0096]这样,在指关节驱动装置I中,通过使用压电元件65的简单的结构,能够可靠地进行第一连杆部3的转动驱动。另外,使用压电元件65的结构也有助于指关节驱动装置I的小
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