機械手用單元組件的製作方法
2023-11-05 02:14:12
專利名稱：機械手用單元組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及由自由連接、構成機械手用的多個單元組成的機械手用單元組件，特別涉及包括機械手用關節單元等的機械手用單元組件，其關節單元通過內置的電動機等旋轉驅動裝置，驅動露出於外部的旋轉接頭裝置旋轉，以驅動可自由脫卸地連接在旋轉接頭裝置上的其他外部要件旋轉，從而實現關節的功能。
背景技術：
關於這樣的機械手用關節單元，目前已有很多種，特公昭63～50155號公報公布了一種典型例。該典型例如圖20所示，關節單元1的構成是，裝在內側外殼1a內部的內置減速機的電動機1b的輸出旋轉軸1c通過連接裝置1d與外側外殼1c的內面連接，外側外殼中心部用臂安裝部1f安裝在外側外殼1e沿輸出旋轉軸1c的外側表面上，可在輸出旋轉軸1c的軸周圍旋轉，外側外殼1e的外周部分將內側外殼1a的圖中下方部分包覆成可相對旋轉運轉的狀態，在包覆該部分的外側外殼1e的圖中下方表面上，固定有外側外殼外周部用臂安裝部1g，在內側外殼1a的圖中上方的外周部分表面，固定安裝有內側外殼外周部用臂安裝部1h，在輸出旋轉軸1c的相反側、即圖中右方的電動機1b的端面上，固定安裝有與輸出旋轉軸1c同軸地被驅動旋轉的反饋單元用臂安裝部1i。在採用此種構成的現有關節單元1中，以圖中X軸所示的輸出旋轉軸1c為中心軸，外側外殼中心部用臂安裝部1f和反饋單元用臂安裝部1i在與內側外殼1a的相對關係下受電動機1b的旋轉驅動，外側外殼外周部用臂安裝部1g與外側外殼一體地在輸出旋轉軸1c的軸周圍受電動機1b的旋轉驅動，以遮斷沿外側外殼1e外周部的旋轉軌跡的狀態，在旋轉軌跡上相對固定安裝在內側外殼1a上的內側外殼外周部用臂安裝部1h作接近、遠離運動，由此，實現在1軸驅動下可與正交的雙軸方向連接的關節功能。
特開昭62～282886號公報公布了這種典型關節單元的連接構成例。根據這一典型例，如圖21所示，與上述特公昭63～50155號公報公布的構造相同的關節單元2設有分別對應外側外殼中心部用臂安裝部1f和反饋單元用臂安裝部1i的1對輥凸緣2a、2b；分別對應外側外殼外周部用臂安裝部1g與內側外殼外周部用臂安裝部1h的一對節距凸緣2c、2d。一對節距凸緣2c、2d在輥凸緣2a、2b的共同中心軸周圍相對地被驅動旋轉。關於此種關節單元自體的連接形態，設想有如下幾種情況如圖22(A)所示，將1對輥凸緣2a、2b間的相對旋轉運轉將傳遞至外部要件；如圖22(B)所示，將節距凸緣2c、2d相互間在輥凸緣2a、2b的共同中心軸周圍的轉動運動傳遞至外部要件；如圖22(C)所示，將節距凸緣2d相對輥凸緣2b而在輥凸緣2a、2b的共同中心軸周圍的相對轉動運動傳遞至外部要件，所以按上述任意的連接形態連接多個關節單元2來組裝成圖23所示的多關節構造，即可實現多樣化的多關節功能。
在現有這種關節單元中，人們不斷致力於改善其構造以實現小型化，特開平10～249755號公報就公布了一種典型的改善構造。根據該典型例，如圖24所示，關節單元3的構成是，電動機3a與多極減速齒輪組3b高密度收容於立方體的外殼3c內，連接在最後一級減速齒輪上的輸出旋轉軸3d的兩端部3e、3f分別穿過外殼3c的兩個互為相對的表面而露出於外部，連接在齒輪組3b的中間級3g上的電位器3h也收容於外殼3c內。
目前多採用可自由彎曲狀態下連接2個長臂的關節單元，關於這種關節單元，實公平1～8308號公報公布了一種以增大彎曲角度範圍的改良構造。在該改良構造中，如圖25所示，安裝於第1長臂4與第2長臂5之間、將兩臂4、5連接成可自由彎曲狀態的關節單元6內設有軸接於驅動用電動機上的驅動齒輪6a；由設於第1臂4上的第1軸銷6b旋轉自如地軸支承、與驅動齒輪6a嚙合的中間齒輪6c；在軸銷6b的周圍與中間齒輪6c一體地同方向旋轉的第1臂旋轉齒輪6d；用第2臂上所設的第雙軸銷6e旋轉自如地支承的旋轉齒輪6h，其上形成在180°的範圍內與在第1臂旋轉齒輪6d的180°範圍形成的第1臂旋轉齒輪6f嚙合的第2臂旋轉齒輪6g。根據這種改良構造，在電動機的作用下，驅動齒輪6a按圖中所示逆時針方向旋轉，第2臂旋轉齒輪6h在第1臂旋轉齒輪6d的周圍按圖中逆時針方向公轉，使關節單元6自身在圖中逆時針方向旋轉，而此時第2臂旋轉齒輪6h在圖中的逆時針方向自轉也會使第2臂5在圖中逆時針方向旋轉，其結果，第2臂5對第1臂4的相對旋轉角度變成關節單元6自身旋轉角度的2倍，因此一旦通過第1臂旋轉齒輪6f與第2臂旋轉齒輪6g在180°範圍的嚙合而將關節單元6自身的旋轉角度選定為180°，第1、第2臂4、5間的相對旋轉角度即為360°，實現彎曲角度的廣角化。
此種技術背景下的機械手關節單元以及將這些關節單元組裝而成的機械手結構體存在下述問題，即無法充分通過裝置自身各要件的高密度安裝而實現小型化，不便於組裝作業，無法確保自然的旋轉運動功能，所以質量不高，無法製成多樣化的、多功能化的機械手結構體。
發明內容
本發明鑑於上述背景技術存在的小型化及高品質化、多樣化等問題，提供了這樣一種機械手組件，機械手用關節單元的表面輪廓做成接頭裝置間隔距離均等的骰子狀立方體或單軸圓筒體或正交雙軸圓筒狀立方體，接頭裝置具有軸周圍等間隔等角度配置的定位用突起以及將其在軸周圍配置於360°/2N位置上的N個連接用螺孔，設有多個電動機等旋轉驅動裝置並通過1個中間齒輪協調驅動，機械手單支杆在兩端部，在軸周圍每隔360°/2N的位置上設有N個嵌合孔作為接頭支承裝置，該嵌合孔可與接頭裝置的N個定位用突起嵌合，機械手用雙支杆在兩端部設有軸支孔等軸支座，可自由旋轉地與在關節單元的外殼表面上與接頭裝置互為相對地配置的支持銷等軸支裝置嵌合，機械手用L字形支杆在兩邊部設有接頭支承裝置，機械手用雙軸關節傳動單元將與固定在外殼上的機械手用關節單元的接頭裝置連接的輸入接頭旋轉軸的旋轉轉換為與關節單元隔開一定距離配置的輸出接頭旋轉軸的旋轉並傳遞，機械手用零度關節傳動單元將以自力相對固定於外殼上的輸入接頭固定軸而旋轉的機械手用關節單元的旋轉轉換為與關節單元隔開一定距離配置的輸出接頭旋轉軸的旋轉並傳遞，通過使機械手用單元組件包括機械手用關節單元、機械手用單支杆、機械手用雙支杆、機械手用L字型支杆、機械手用雙軸關節傳動單元、機械手用零度關節傳動裝，有利於通過高密度安裝而實現小型化，便於組裝作業，有利於確保與生物相通的自然旋轉運動功能，可構築多種形態的、具有多種功能的機械手結構體。
為解決上述課題，本發明的第1種創意，提出了下述技術方案1～3的發明。
技術方案1所述發明的構成是，如
圖1及圖11所示，在具有表面輪廓的關節外殼10a上設有輸出旋轉軸10b，該旋轉軸10b以在互為相對的任意位置上正交於表面輪廓的1個軸為中心軸q1並貫穿關節外殼10a的1個表面後向外部露出，在關節外殼10a內，固定收容有電動機等旋轉驅動裝置17p，旋轉驅動裝置17p的驅動軸17q上連接有減速裝置17s、17t、17u、17v、17w、17x，使驅動旋轉軸17q的旋轉減速後傳遞至輸出旋轉軸10b並旋轉的輸出旋轉軸10bg與共同中心軸的旋轉接頭裝置10e一體旋轉，在與輸出旋轉軸10b露出外部的關節外殼10a的表面10c正交且互為相對的表面10f上的任意位置上，在與表面10f正交且與輸出旋轉軸10b的共同中心軸q1相交的另一中心軸q2上的表面10f上，固定設有與旋轉接頭裝置10e形態相同的固定接頭裝置10g，從輸出旋轉軸10b的共同中心軸q1與另一個中心軸q2的交點q0起沿中心軸q1至旋轉接頭裝置10e止的旋轉接頭裝置間隔距離d、及從交點q0起沿中心軸q2至固定接頭裝置10g止的固定接頭裝置距離d相等。
技術方案2所述發明的構成如圖2所示，關節單元11的關節外殼11a的表面輪廓為圓筒，該圓筒的中心軸q3即為輸出旋轉軸11e。
技術方案3所述發明的構成如圖4所示，關節單元14的關節外殼14a的表面輪廓為正交雙軸圓筒狀立方體，由以正交雙軸的各軸為中心的等軸長2個圓筒部分的重複內包構成，1個圓筒體部分的中心軸q6即為輸出旋轉軸14b的中心軸，另一個圓筒部分的中心軸q5為與輸出旋轉軸14b的中心軸相交的另一個中心軸。
為解決上述課題，本發明的第2個創意提出了下述技術方案4～9的發明。
技術方案4所述發明的構成如圖7所示，旋轉接頭裝置17e設有與輸出旋轉軸17b共同的旋轉軸q12，沿包圍該中心軸q12的任意圓周以等間距在旋轉軸17b附近配置有N個定位突起17l、17m，在以中心軸q12為中心將N個定位突起17l、17m的位置旋轉360°/2N的位置上的輸出旋轉軸17b附近配置有N個連接用螺孔17n、17o，與輸出旋轉軸17b一體旋轉；固定接頭裝置17g在與設有旋轉接頭裝置17e的關節外殼17a的表面17c正交地互為相對的表面17f上的任意位置上，具有與表面17f正交的另一個中心軸q11，在關節外殼17a上，在沿著包圍該中心軸q11的任意圓周上配置有與旋轉接頭裝置17e形態相同的裝置，且相對關節外殼17a而固定。
技術方案5所述發明的構成具體如圖7所示，旋轉接頭裝置17e、固定接頭裝置17g均設有2個定位用突起17l、17m以及設在將該兩個突起部的位置旋轉90°的位置上的2個連接用螺孔17n、17o。
技術方案6所述發明的構成是在技術方案1所述發明的構成中旋轉接頭裝置間隔距離d與固定接頭裝置間隔距離d相等的結構中，使技術方案4所述發明構成中設有N個定位用突起17l、17m和N個連接用螺孔17n、17o的旋轉接頭裝置17e與構造相同的固定接頭裝置17g協調運動。
技術方案7所述發明的構成，是在技術方案6所述發明構成中旋轉接頭裝置間隔距離d與固定接頭裝置間隔距離d相等的結構中，使技術方案5所述發明構成中設有4個定位用突起17l、17m和4個連接用螺孔17n、17o的旋轉接頭裝置17e與構造相同的固定接頭裝置17g協調運動。
技術方案8所述發明的構成是針對技術方案6所述發明的構成，即兩個接頭裝置間隔距離d相等，且使設有N個定位用突起17l、17m和N個連接用孔17n、17o的旋轉接頭裝置17e與構造相同的固定接頭裝置17g協調運動，或是針對技術方案7所述發明的構成，即兩個接頭裝置間隔距離d相等，且使設有4個定位用突起17l、17m和4個連接用孔17n、17o的旋轉接頭裝置17e與構造相同的固定接頭裝置17g協調運動，再附加技術方案2所述發明構成中的單軸圓筒表面輪廓。
技術方案9所述發明的構成是在技術方案6所述的兩個接頭裝置17e、17g具有N個要素的結構中，或是在技術方案7所述的兩個接頭裝置17e、17g具有4個要素的結構中，再附加技術方案3所述發明構成中的正交雙軸圓筒狀立方體的表面輪廓。
為解決上述課題，本發明的第3個創意提出了下述技術方案10～15的發明。
技術方案10所述發明的構成如圖10所示，2個以上的電動機等旋轉驅動裝置17p、17pp安裝在以輸出旋轉軸17b為中心的關節外殼17a的內側周邊部，2根以上的驅動旋轉軸17q、17qq與輸出旋轉軸17b平行，配置於輸出旋轉軸17b的周圍的多個減速齒輪組、即減速裝置17t、17u、17v、17w、17x將各旋轉驅動裝置17p、17pp的驅動旋轉軸17q、17qq的各自驅動齒輪17r、17rr與輸出旋轉軸17b上的受動齒輪17x間嚙合連接，使驅動旋轉軸17q、17qq的旋轉減速後並傳遞至旋轉軸17b，特別在技術方案11所述發明的構成中，中間齒輪17s以1組齒與2個以上的旋轉驅動裝置17p、17pp各自的驅動齒輪17r、17rr嚙合，並在輸出旋轉軸17b的中心軸q12的周圍旋轉，以將驅動齒輪17q、17qq的旋轉傳遞至減速齒輪組17t、17u、17v、17w、17x。
技術方案12所述發明是在技術方案10所述發明的具有多個旋轉驅動裝置17p、17pp的結構中，或在技術方案11所述發明的具有中間齒輪17s的結構中，附加技術方案2所述發明構成中的單軸圓筒的表面輪廓。
技術方案13所述發明構成是在技術方案10所述發明的具有多個旋轉驅動裝置17p、17pp的結構中，或是在技術方案11所述發明的具有中間齒輪17s的構成中，附加技術方案3所述發明的正交雙軸圓筒狀立方體的表面輪廓。
技術方案14所述發明的構成如圖1所示，是在技術方案10所述發明的具有多個旋轉驅動裝置17p、17pp的構成中，將關節單元固定裝置19a、19b、19c、19d固定設在關節外殼的輸出旋轉軸10b所貫穿的1個表面10C上，從而可將自身固定在雙軸關節傳動單元等其他裝置上；在技術方案15所述發明的構成中，雙支杆用旋轉接頭對應支杆軸支裝置21a安裝在與設有旋轉接頭裝置10e的關節外殼10a的表面10c互為相對的表面10d上，露出於外部固定在旋轉接頭裝置10e的中心軸q1貫穿的位置，雙支杆用固定接頭對應支杆軸支裝置21b，安裝在與設有固定接頭裝置10g的表面10f互為相對的表面10h上，露出於外部固定在固定接頭裝置10g的中心軸q2所貫穿的位置，由此將圖13所示的雙支杆23軸支承在各支杆軸支裝置21a、21b而使之可相對關節外殼10a自由旋轉。
為解決上述課題，本發明的第4創意提出了下述技術方案16～18。
技術方案16所述發明的構成如圖13及圖7所示，單支杆22兩端部設有接頭支承裝置22a、22b，由此可在關節外殼17a的旋轉接頭裝置17e或固定接頭裝置17g上自由裝拆連接，特別是技術方案17所述發明的構成中，接頭支承裝置22a、22b針對關節外殼17a側的各接頭裝置17e、17g上的N個定位用突起17l、17m，在端部，在以各接頭裝置17e、17g的中心軸q11、q12為中心旋轉360°/2N的各位置上設有可與上述突起準確嵌合的2N個嵌合孔18a1、18a2、18a3、18a4，這些嵌合孔中，除了與N個定位用突起17l、17m準確嵌合的N個嵌合孔以外，另外N個嵌合孔與各接頭裝置17e、17g上的N個連接用螺孔17n、17o對齊，且至少可在1個嵌合孔中進行螺接。
為解決上述課題，本發明第5創意提出了下述技術方案19～21。
技術方案19所述發明的構成如圖14所示，由長條L字形板狀剛體構成的L字形支杆25的端部設有接頭支承裝置25a、25b，可關節外殼17a的各接頭裝置17e、17g上自由裝拆連接，特別是在技術方案21所述發明的構成中，附加了技術方案17所述發明構成中設有4個嵌合孔的接頭支承裝置。
技術方案20所述發明的構成如圖14(B)所示，設於L型支杆25兩邊部25A、25B中一個邊部25A上的接頭支承裝置25a所連接的各接頭裝置17e、17g的中心軸q13與另一個邊部25B自體間的間隔距離與圖1所示的接頭裝置間隔距離d相等，這樣，作旋轉運動的關節單元17D即可相對不作旋轉的關節單元17E而在共同的中心軸q13的周圍自然旋轉運轉。
技術方案21所述發明的構成如圖14所示，設於L型支杆25的兩邊部25A、25B的接頭支承裝置25a具有技術方案17所述的N個嵌合孔。
為解決上述課題，本發明的第6個創意提出了下述技術方案22～24。
技術方案22所述發明的構成如圖15所示，旋轉自如地軸支承於長條平板狀立方體的外殼26a一端部的輸入接頭旋轉軸26b通過設於此處的輸入接頭旋轉軸連接裝置26b1、26b1而可脫卸地與關節單元17B的旋轉接頭裝置17e連接並受其的旋轉驅動，接頭旋轉轉換裝置26c、26d、26e將輸入接頭旋轉軸26b的旋轉轉換為規定的旋轉速度、旋轉方向的旋轉，並傳遞給在沿外殼26a的長度方向離開輸入接頭旋轉軸26b一定距離的外殼26a另一端部旋轉自如地軸支的輸出旋轉軸26f，使通過輸出接頭旋轉軸連接裝置26f1、26f1而將輸出旋轉軸26f與固定接頭裝置17g可脫卸地連接的另一個關節單元17C進行旋轉運動，這樣，如圖16所示，通過將不與關節單元17C的旋轉接頭裝置17e的中心軸q18的中心q16周圍的關節單元17B的旋轉接頭裝置17e的旋轉轉換為與中心軸q18正交的中心軸17周圍的輸出接頭旋轉軸27f，進而轉換為關節單元17C的旋轉，由此在正交的雙軸q17、q18上進行關節單元17C的滾動動作與俯仰運動，特別是在技術方案23所述發明的構成中，關節單元間隔距離成為接頭裝置間隔距離d的2倍值的最小關節單元間隔距離Do2，在技術方案24所述發明的構成中，接頭旋轉轉換裝置26c、26d、26e將輸入接頭旋轉軸26d的旋轉轉換為等速同方向的旋轉，並傳遞至輸出旋轉軸26f。
為解決上述課題，本發明的第7個創意提出了下述技術方案25～26。
技術方案25所述發明構成如圖17所示，固定於長條平板狀立方體的外殼27a一端部的輸入接頭固定軸27b和通過設於此處的輸入接頭固定軸連接裝置27b1、27b1而可脫地連接的關節單元17B的旋轉接頭裝置17e，在與可脫卸地連接在關節外殼17a的關節單元固定裝置19a、19b、19c、19d上的關節外殼連接裝置28之間相對地被旋轉驅動，旋轉自由地輕柔插入輸入接頭固定軸27b的關節外殼連接裝置28的環狀外齒齒輪28e相對輸入接頭固定軸27b作相對旋轉，正反向旋轉轉換裝置27c、27d、27f以規定速度將該相對旋轉轉換為相反方向的旋轉，並將其傳遞至在沿外殼27a的長度方向離開輸入接頭固定軸27b規定間隔距離的外殼27a另一端部旋轉自如地軸支承的輸出接頭旋轉軸27f，使通過輸出接頭旋轉軸連接裝置27f1、27f1而將輸出旋轉軸27f與固定接頭裝置17g可脫卸地連接的另一個關節單元17C進行旋轉運動，這樣，在輸入接頭固定軸27b的中心軸q19周圍的關節單元17B上的旋轉接頭裝置17e的逆時針方向180°的公轉就伴隨輸出接頭旋轉軸27f的中心軸q20周圍的另一個關節單元17C的逆時針方向180°自轉，結果，就以關節單元17B的旋轉接頭裝置17e的角度位置為基準，實現在另一個關節單元17C上的360°(0°)逆時針方向旋轉，特別是在技術方案26所述發明的構成中，關節單元間隔距離成為接頭裝置間隔距離d的2倍值的最小關節單元間隔距離Do2。
為解決上述課題，本發明的第8個創意提出了下述技術方案27。
技術方案27所述發明的構成如圖19所示，機械手用單元組件包括關節單元17A、17B、17C；單支杆22；雙支杆23；L型支杆25；雙軸關節傳動單元26；零度關節傳動單元27。
附圖的簡單說明圖1～圖6為第1創意的發明。
圖1為立方體的關節單元的立體圖；圖2為單軸圓筒體的關節單元的立體圖；圖3(A)為立方體的關節的旋轉運動的說明圖；圖3(B)為單軸圓筒體的關節單元的旋轉運動的說明圖；圖4為正交雙軸圓筒狀立方體的關節單元的立體圖；圖5(A)為單軸圓筒體的關節單元的旋轉運動的說明圖；圖5(B)為正交雙軸圓筒狀立方體的旋轉運動的說明圖；圖6(A)為正交雙軸圓筒體的立體說明圖；圖6(B)為由正交雙軸圓筒體的2個圓筒體部分的重複內包部位構成的正交雙軸圓筒狀立方體的表面輪廓的立體圖。
圖7～圖8為第2創意的發明。
圖7為關節單元的旋轉接頭裝置與固定接頭裝置的立體圖；圖8(A)～圖8(D)為關節單元的旋轉接頭裝置與連接杆的旋轉接頭支承裝置的連接狀態的立體說明圖。
圖9～圖12為第3創意的發明。
圖9(A)為關節單元的平面剖視圖；圖9(B)為關節單元的側面剖視圖；圖10為關節單元內部的立體圖；圖11為關節單元內部主要部分的立體圖；圖12為單一電動機的關節單元內部的立體圖；圖13為第4創意的發明，是單支杆、雙支杆的立體圖；圖14為第5創意的發明，是L型支杆的立體圖；圖15～圖16為第5創意的發明。
圖15(A)為雙軸關節傳動單元的分解立體圖；圖15(B)為雙軸關節傳動單元的立體圖；圖16(A)～圖16(C)為使用雙軸關節傳動單元時的旋轉運動的立體說明圖；圖16(D)為使用連接杆時的旋轉運動的立體說明圖；圖17～圖18為第6創意的發明，圖17(A)為零度關節傳動單元的分解立體圖；圖17(B)為零度關節傳動單元的立體圖；圖18(A)～圖18(B)為使用零度關節傳動單元時的旋轉運動的立體說明圖；圖18(C)～圖18(D)為使用連接杆時旋轉運動的立體說明圖。
實施發明的最佳形態參照圖1～圖6說明一下作為本發明第1創意的技術方案1～3所述發明的最佳實施形態。關節單元10如圖1所示，收容於骰子狀外觀的立方體的關節外殼10a內，設有輸出旋轉軸10b，通過齒輪組等減速裝置接受固定在關節外殼10a上的電動機等旋轉驅動裝置的旋轉驅動。輸出旋轉軸10b以在關節外殼10a的表面輪廓上互為相對的任意位置上與1對表面10c、10d正交的1個軸為中心軸q1而穿過該外殼的1個表面10c且露出於外部，在該輸出旋轉軸上，設有通過與其一體旋轉而相對關節外殼10a的表面10c旋轉的旋轉接頭裝置10e。在關節外殼10a上的一對互為相對的表面10f、10h中的一個表面10f上，固定著不能旋轉的固定接頭裝置10g，該一對表面10f、10h與有輸出旋轉軸10b露出於外部的表面10c正交，固定接頭裝置10g具有在表面10f上與該表面正交且與輸出旋轉軸10b的共同中心軸q1相交的另一個中心軸q2且與旋轉接頭裝置10e的形態相同。如果將與輸出旋轉軸10b共同的中心軸q1與另一個中心軸q2間的交點q0定義，則從該義點q0起沿中心軸q1至旋轉接頭裝置10d止的旋轉接頭裝置間隔距離d與從該交點q0起沿另一個中心軸q2至固定接頭裝置10g止的固定接頭裝置間隔距離d相等。
在圖2所示的實施形態中，關節單元11在設有中心軸q3的單軸圓筒體的關節外殼11a上，具有與該中心軸q3共同的中心軸的輸出旋轉軸11b在單獨圓筒體的一個端面11c上露出於外部，在該輸出旋轉軸11b上設有旋轉接頭裝置11e。設於連接杆12一端部的旋轉接頭支承裝置12a可脫卸地與旋轉接頭裝置11e連接。在另一個關節單元13的關節外殼13a上，在與設有旋轉接頭裝置13e的單軸圓筒體一個端面13c以及與此相對的另一個端面13d正交的單軸圓筒體的周圍表面13f上，固定有與旋轉接頭裝置11e同一形態的固定接頭裝置13g。設於連接杆12另一端的固定接頭支承裝置12b可自由脫卸地與關節單元13的固定接頭裝置13g連接。一旦關節單元11的旋轉接頭裝置11e在輸出旋轉軸11b的驅動下旋轉，連接杆12的旋轉接頭裝置12a即在輸出旋轉軸11b的中心軸q3的周圍旋轉，使連接杆12自身在旋轉輸出軸11b的中心軸q3的周圍旋轉，由此使通過固定接頭支承裝置12b和固定接頭裝置13g而與連接杆12連接的另一個單軸圓筒體的關節單元13保持該關節單元的輸出旋轉軸的中心軸q4與關節單元11的單軸圓筒體的中心軸q3正交的狀態，同時在關節單元11的輸出旋轉軸11b的中心軸q3的周圍旋轉。此時，如圖3(A)所示，作旋轉運動的關節外殼13a上固定接頭裝置13g側的周圍表面13f的平面投影圖形為正方形13A，這一正方形13A隨著連接杆12在中心軸q3周圍的旋轉，如正方形13B、13C……所示那樣移動，所以一系列正方形13A、13B、13C……面對旋轉中心軸q3的一邊、即關節外殼13a的單軸圓筒體的周圍表面13f的部分的旋轉軌跡畫出一圓筒空間20R。另一方面，如將不作旋轉的關節外殼11a上旋轉接頭裝置11e側的端面11c的平面投影圖形假設為與作旋轉運動的關節外殼13a的正方形13A、13B、13C……相等的正方形20A，則作為正方形20A的4個角部20Aa，與圖3(A)所示的不作旋轉運動的關節外殼的立方體的中心軸q3平行的4個稜線與圓筒空間20R內接。在此，關於不旋轉的關節外殼的立方體外部的空間、即圖3(A)中圓筒空間20R中的陰影線部分，可以說是為了避免固定的立方體的關節外殼與相對其作旋轉運動的單軸圓筒體的關節外殼13a之間在旋轉軌跡相互幹擾而在固定的關節外殼外部白白浪費的空間。而如圖2所示，當不作旋轉運動的關節外殼11a和作旋轉運動的關節外殼13a均為單軸圓筒體時，與圖3(A)相當的平面投影圖為圖3(B)。在圖3(B)的構成中，通過使被關節外殼13a的單軸圓筒體的周圍表面13f部分的旋轉軌跡所畫出的圓筒空間逐漸接近不作旋轉運動的關節外殼11a的單軸圓筒體上旋轉接頭裝置11e側的端面11c的平面投影圖形、即圓形11S，可以消除圖3(A)中陰影線部分那樣的在關節外殼11a外部白白浪費的空間。在此，使關節外殼13a的周圍表面13f部分的旋轉軌跡所畫出的圓筒空間逐漸接近關節外殼11a的圓筒體意味著，圖3(A)中固定的立方體的關節外殼的輸出旋轉軸上的中心軸q3的位置與在另一個圓筒體的關節外殼13a的輸出旋轉軸上的中心軸q4上對於該外殼13a的固定接頭裝置13g的位置上的周圍表面13f的投影對應位置之間的關節單元間隔距離D1所對應的圖3(B)中的關節單元間隔距離被最小化為最小關節單元間隔距離Do1。
在圖4所示的實施形態中，關節單元14是在設有2個正交中心軸q5、q6的正交雙軸圓筒體的關節外殼14a上，具有與中心軸q5共同的中心軸的固定接頭裝置14g在正交雙軸圓筒體的1個端面14f上露出於外部。在具有平行於1個端面14f及與之相對的另一端面14h的中心軸q6的正交雙軸圓筒體中一個圓筒體的周圍表面的端面14c上，在該中心軸q6的周圍固定設有與固定接頭裝置14g形態相同的旋轉接頭裝置14e。設於雙軸連動單元15的一個端部的旋轉接頭支承裝置15a可脫卸地與旋轉接頭裝置14e連接，關節單元14的外殼14a固定於雙軸連動單元15的外殼15a上。在另一個關節單元16的正交雙軸圓筒體的關節外殼16a上，中心軸q8平行於正交雙軸圓筒體的1個端面16c及與之相對的另一端面16d，端面16c上設有與中心軸q7同一中心軸的旋轉接頭裝置16e，在正交雙軸圓筒體中具有中心軸q8的一個圓筒體的周圍表面的端面16f上、在該中心軸q8的周圍，設有與旋轉接頭裝置16e形態相同的固定接頭裝置16g，在該固定接頭裝置16g上可脫卸地連接著可相對旋轉地軸支承於雙軸連動單元15的外殼15a上的固定接頭支承裝置15b。雙軸連動單元15的旋轉接頭支承裝置15a在中心軸q6的周圍相對外殼15c旋轉，與此連動，該連動單元15的固定接頭支承裝置15b被驅動旋轉，所以關節單元16在該連動單元15與固定在連動單元上的關節單元14的相對關係中，在中心軸q8周圍作旋轉運動。此時，一旦如圖5(A)所示，作旋轉運動的關節外殼16a上固定接頭裝置16g側的端面16f的平面投影圖形為圖2中單軸圓筒體那樣的正方形16A，不作旋轉運動的關節外殼14a的旋轉接頭裝置14e的端面14c的平面投影圖形同樣也為圖2的單軸圓筒體那樣的圓形14A，則隨著正方形16A在中心軸q8的周圍旋轉，就如同正方形16A、16B……那樣移動，所以，作為正方形16A的4個角部16Aa出現於圖5(A)的4個稜線的旋轉軌跡畫出了圓筒空間16R，該4個稜線平行於與關節外殼16a的單軸圓筒體的中心軸q7正交的固定接頭裝置16g的中心軸q8。作旋轉運動的關節外殼16a上固定接頭裝置16g側的端面16f的平面投影圖形、即正方形16A、16B與上述圓筒空間16R內接。在圖5(A)中，圓筒空間16R中的陰影線部分是為避免在關節外殼16a的單軸圓筒體作旋轉運動時該關節外殼16a的端面16f的平面投影圖形的正方形16A、16B……與不作旋轉運動的關節外殼14a的端面14c的平面投影圖形、即圓形14A之間在旋轉軌跡上相互影響而在該外殼16a的外部自白浪費的空間。而當不作旋轉運動的關節外殼14a和作旋轉運動的關節外殼16a都是如圖4所示的正交雙軸圓筒體時，與圖5(A)相當的平面投影圖為圖5(B)。在圖5(B)的構成中，通過使由平行於作旋轉運動的外殼16a的單軸圓筒體的中心軸q8的4個稜線的旋轉軌跡所畫出的圖5(A)中的圓筒空間16R逐漸接近關節外殼16a的正交雙軸圓筒體中1個軸的圓筒體的固定接頭裝置16g側的端面16f的平面圖形、即用圖形16S表示的圓筒空間，可消除圖5(A)中陰影線部分所示的關節外殼16a的外部浪費的空間。在此，使圓筒空間16R逐漸接近圓筒空間16S意味著，圖5(A)中單軸圓筒體的關節外殼16a的輸出旋轉軸上的中心軸q8的位置與另一個單軸圓筒體的關節外殼14a的中心軸q6的位置之間的關節單元間隔距離D2所對應的圖5(B)中的關節單元間隔距離被最小化為最小關節單元間隔距離Do2。圖6(A)為這種場合的設有正交雙軸的圓筒體的立體圖，由設有1個中心軸q9的圓筒體Q9和設有與中心軸q9正交的另一個中心軸q10的另1個圓筒體Q10合體構成。圖6(B)表示將由這兩個圓筒體Q9、Q10的重複內包部分構成的正交雙軸圓筒狀立方體的表面輪廓連接構成封閉表面的立體圖，是圖4所示的2個關節單元14、16的關節外殼14a、16a的表面形狀例示。
以下參照圖7～圖8說明作為本發明第2創意的技術方案4～9的發明的最佳實施形態。在關節單元17的關節外殼17a的一個端面17c上，輸出旋轉軸17b露出，在輸出旋轉軸17b上設有旋轉接頭裝置17e，旋轉接頭裝置17e由可相對一個端面17d旋轉的軸承17k軸支承。旋轉接頭裝置17e設有相對輸出旋轉軸17b的中心軸q12而軸對稱地配置於輸出旋轉軸17b周圍的2個定位用突起17l、17m；在輸出旋轉軸17b的周圍，以同一中心軸q12為中心，配置於將上述2個定位用突起17l、17m旋轉90°的位置上的2個連接用螺孔17n、17o。在連接杆18的一個端部設有連接旋轉接頭裝置17e的旋轉接頭支承裝置18a，利用旋轉接頭裝置18a與旋轉接頭裝置17e連接，由此在輸出旋轉軸17b的中心軸q12周圍以90°為單位以不同角度將連接杆18可脫卸地安裝在關節外殼17a上。這裡的旋轉接頭支承裝置18a在連接杆18上1個端部的中央位置，在與該連接杆正交的的中心軸q13周圍，以90°角度差配置有4個嵌合孔18a1、18a2、18a3、18a4。在將連接杆18組裝在關節外殼17a上時，如果使連接杆18上的旋轉接頭支承裝置18a的中心軸q13與關節外殼17上的旋轉接頭裝置17e的中心軸q12對齊，則作為旋轉接頭支承裝置18a的4個嵌合孔18a1、18a2、18a3、18a4中互為相對的1對嵌合孔18a1、18a3就可與作為旋轉接頭裝置17e的、互為相對配置的1對定位用突起17l、17m嵌合，4個嵌合孔中互為相對配置的另一對嵌合孔18a2、18a4和作為旋轉接頭裝置17e的、互為相對配置的1對連接用螺孔17n、17o可通過特別的連接用螺釘18a5、18a6進行螺接。組裝時，為了用針對關節外殼17a的以90°為單位的相對角度設定連接杆18姿勢，可以如圖8(A)所示，將旋轉接頭裝置17e的2個定位用突起17l、17m分別嵌入旋轉接頭裝置18a的2個嵌合孔18a1、18a3，並使旋轉接頭裝置17e的2個連接用螺孔17n、17o分別對齊旋轉接頭裝置18a的2個嵌合孔18a2、18a4，再用連接用螺釘18a5、18a6螺接，也可如圖8(B)所示，將旋轉接頭支承裝置17e的2個定位用突起17l、17m分別嵌入旋轉接頭支承裝置18a的2個嵌合孔18a4、18a2，並將旋轉接頭裝置17e的2個連接用螺孔17n、17o分別對齊旋轉接頭支承裝置18a的2個嵌合孔18a1、18a3，並用連接用螺釘18a5、18a6螺接，也可圖8(C)所示，將旋轉接頭裝置17e的2個定位用突起17l、17m分別嵌合於旋轉接頭支承裝置18a的2個嵌合孔18a3、18a1，將旋轉接頭裝置17e的2個連接用螺孔17n、17o分別對齊旋轉接頭支承裝置18a的2個嵌合孔18a4、18a2，並用連接用螺釘18a5、18a6螺接。也可如圖8(D)所示，將旋轉接頭裝置17e的2個定位用突起17l、17m分別嵌合旋轉接頭支承裝置18a的2個嵌合孔18a2、18a4，將旋轉接頭裝置17e的2個連接用螺孔17n、17o對齊旋轉接頭裝置18a的2個嵌合孔18a3、18a1，再用連接用螺釘18a5、18a6螺接。上述說明是關於圖7所示關節單元17的旋轉接頭裝置17e與連接杆18的旋轉接頭支承裝置18a間的連接，當然也適用於在與旋轉接頭裝置17e的中心軸q12正交的另一個中心軸q11上的端面17f上所設的固定接頭裝置17g與連接杆18的固定接頭支承裝置18b之間(或與同一形態的旋轉接頭支承裝置18a之間)的連接。
具體地說，上述說明是如圖7所示的設有2個定位用突起17l、17m與2個連接用螺孔17n、17o的所謂「四點」構造的旋轉接頭裝置17e以及位置形態相同的固定接頭裝置17g，但例示的「四點」構造也可任意變形為「多點」構造。普通構造的旋轉接頭裝置只要具備如下結構即可設有沿圍住輸出旋轉軸的中心軸的任意圓周以等距間隔配置於輸出旋轉軸附近的N個定位用突起，並在輸出旋轉軸旁邊，在以輸出旋轉軸的中心軸為中心將N個定位用突起的位置旋轉360°/2N後的位置上配置針對N個定位用突起，設有在以輸出旋轉軸的中心軸為中心旋轉360°/2N的各位置上對齊、嵌合用的2N個嵌合孔，在這些2N個嵌合孔中，除了與上述N個定位用突起對齊、嵌合的N個嵌合孔以外，另外N個嵌合孔與旋轉接頭裝置上的N個連接用螺孔對齊，且至少在其中1個嵌合孔中可通過連接用螺釘進行螺接。同樣，普通構造的固定接頭裝置只要具備如下結構即可除了是圍住與輸出旋轉軸的中心軸正交的另一個中心軸的周圍配置以外均與旋轉接頭裝置相同、且可連接於與上述旋轉接頭裝置同一形態的固定接頭裝置的普通構造的固定接頭支承裝置也與旋轉接頭支承裝置形態相同。
下面參照圖9～圖12說明一下本發明第3創意的技術方案10～15所述發明的最佳實施形態。關節單元17的正交雙軸圓筒體的關節外殼17a內固定有作為旋轉驅動裝置的2個電動機17p、17pp，2個電動機的各驅動旋轉軸17q、17qq上的2個驅動齒輪17r、17rr與1個中間齒輪17s的受動齒嵌合，中間齒輪17s的驅動齒與第3段減速齒輪17t的受動齒嵌合，該齒輪17t的驅動齒與第4段減速齒輪17u的受動齒嵌合，該齒輪17u的驅動齒與第5段減速齒輪17v的受動齒嵌合，該齒輪17v的驅動齒與第6段減速齒輪17w的受動齒嵌合，該齒輪17w的驅動齒與第7段的減速齒輪17x的受動齒嵌合，這樣，為了將作為旋轉驅動裝置的電動機17p、17pp的旋轉減速後傳遞至輸出旋轉軸17e而配置於輸出旋轉軸17e的中心軸q12的周圍，以通過收容於關節外殼17a內的多個減速齒輪組構成減速裝置，作為旋轉驅動裝置的2個電動機17p、17pp自身也收容於同一關節外殼17a內，在以該外殼17a內的輸出旋轉軸17b為中心的內側周邊部，安裝有與該輸出旋轉軸17b平行的2根驅動旋轉軸17q、17qq。最終段的減速齒輪17x的中心軸q12是關節外殼17a的正交雙軸圓筒體的中心軸上的輸出旋轉軸17b的中心軸，在該齒輪17x上連著以中心軸q12為共同中心軸的旋轉接頭裝置17e。2個電動機17p、17pp的2個驅動齒輪17r、17rr如果受驅動旋轉，該驅動齒輪17r、17tt即協調驅動中間齒輪17s，與此連動，最終段的減速齒輪17x、乃至旋轉接頭裝置17e在與電動機17p、17pp的旋轉相同的方向受到減速旋轉驅動。在圖9～圖11所示的構成中，2個電動機17p、17pp的2個驅動齒輪17r、17rr與1個中間齒輪17s的受動齒的1個齒組嵌合，但也可如圖12所示，根據機械性外部負荷而可採用預設2個電動機17p、17pp中任一個的(圖示中預設電動機17pp)的構造。
作為上述旋轉驅動裝置的2個電動機17p、17pp與作為減速裝置的多段齒輪組17r、17s、17t、17u、17v、17w、17x的全部構成要素既可收容於圖1所示的接頭裝置間隔距離d的2倍邊長的骰子狀立方體的關節外殼10a內，也可收容於圖2的設有圓筒的表面輪廓、該圓筒的中心軸q3為與輸出旋轉軸11b共同的中心軸q3、圖1中接頭裝置間隔距離d的2倍軸長的單軸圓筒體的關節外殼11a內，也可收容於圖4所示的正交雙軸圓筒狀立方體的關節外殼14a內，該關節外殼14a具有分別以正交雙軸q5、q6為中心軸、由圖6(A)所示的接頭裝置間隔距離d的2倍的等軸長的2個圓筒體Q9、Q10部分重複內包部位構成的、如圖6(B)所示的正交雙軸圓筒狀立方體的表面輪廓，這2個圓筒體Q9、Q10中的一個圓筒體Q9的中心軸q9與固定接頭裝置14g的中心軸q5通用，另一個圓筒體Q10的中心軸q10與該中心軸q5所交的另一個中心軸q6通用。在這些例示的關節外殼中，如圖1中清楚顯示的關節外殼的基本形狀、即骰子狀立方體所示，輸出旋轉軸10b貫通並露出於外部，在旋轉接頭裝置10e所處的一個表面1c上的4個角部分別穿設有4個固定用螺孔19a、19b、19c、19d，構成將關節單元10自身固定於後述的雙軸關節傳動單元以至零度關節傳動單元等外部要件上用的關節單元固定裝置，在旋轉接頭裝置10e的中心軸q1穿過的、與設有旋轉接頭裝置10e的表面10c互為相對的關節外殼10a的表面10d的位置上，以露出於外部的狀態突設有旋轉接頭裝置對應軸支銷21a，對關節單元10自身，構成用旋轉接頭裝置旋轉自如地軸支承後述雙支杆的雙支杆用旋轉接頭對應支杆軸支裝置，在固定接頭裝置10g的中心軸q2貫通的、與設有固定接頭裝置10g的表面10f互為相對的關節外殼10a的表面10h上，以露出於外部的狀態突設有固定接頭裝置對應支持銷21b，對關節單元10自身，構成用固定接頭裝置旋轉自如地軸支承後述雙支杆的雙支杆用固定接頭對應支杆軸支裝置。
下面參照圖13說明一下本發明的第4創意、即技術方案16～18所述的發明的最佳實施形態。圖13中再次出現了圖7中的關節單元17，設於圖中的關節單元17、17A、17B、17C上的雙支杆用旋轉接頭對應支杆軸支裝置21a和雙支杆用固定接頭對應支杆軸支裝置21b對應圖1的關節單元10上所設的雙支杆用旋轉接頭對應支杆軸支裝置21a和雙支杆用固定接頭對應支杆軸支裝置21b，分別具有同一形態和相同的功能。如圖13(A)所示，在長條板狀剛體構成的單支杆22的一個端部，穿設有4個嵌合孔，作為與圖7所示的連接杆18上的旋轉接頭支承裝置18a形態相同、功能一樣的旋轉接頭支承裝置22a，可通過連接用螺釘可拆卸地連接在關節單元17A的旋轉接頭裝置17e上。單支杆22的另一端部穿設有2個嵌合孔，作為與圖7所示連接杆18上的固定接頭支承裝置18b形態相同、功能一樣的接頭支承裝置22b，可通過連接用螺釘可脫卸地連接在關節單元17B的固定接頭裝置17g上。如圖13(B)所示，通過將這樣的單支杆22組裝在2個關節單元17A、17B上，即可僅通過單支杆22將這些關節單元17A、17B之間連接，也可根據機械性條件的必要性，同時裝設雙支杆23。再來看圖13(A)，在由長條板狀剛體構成的雙支杆23的一個端部穿設有作為軸支承裝置23a的軸支孔，可脫卸且可自由旋轉地與作為關節單元17A的旋轉接頭對應軸支裝置21a的軸支銷嵌合。如圖13(B)所示，通過將雙支杆23裝在2個關節單元17A、17B上，便可通過用單支杆22和雙支杆23雙方的連接而將關節單元17A、17B之間連接。並且，在圖示例中，關節單元17B的旋轉接頭裝置17e與關節單元17C的接頭裝置17g之間通過後述的雙軸關節傳動單元連接，在關節單元17C的旋轉接頭裝置17e上，通過與單支杆22的旋轉接頭支承裝置22a相同的旋轉接頭支承裝置24a連接著後面所述的踏板24。
下面參照圖14說明一下本發明第5創意的技術方案19～21所述發明的最佳實施形態。在圖14(A)中再次對圖7所示的關節單元17進行了圖示，在設於圖中1個關節單元17D上的固定接頭裝置17g上，通過連接用螺釘25b1可脫卸地連接設於L字形支杆25的1個端部的固定接頭裝置25b，在設於L字形支杆25的另一個端部的旋轉接頭支承裝置25a上，通過連接用螺釘25b1可脫卸連接設於另一個關節單元17E上的旋轉接頭裝置17e。L字形支杆25自身由長條L字形的剛體構成，包括設有固定接頭支承裝置25b的1個端部而延伸的一個邊部25B和包括設有旋轉接頭支承裝置25a的另一個端部而延伸的另一邊部25A正交相連。1個邊部25B的固定接頭支承裝置25b與另一邊部25A的旋轉接頭支承裝置25a形態相同，譬如二者均可與圖7所示的作為連接杆18上的旋轉接頭支承裝置18a的4個嵌合孔18a1、18a2、18a3、18a4同等。並且，圖中的2個連接杆18A、18B與圖7所示的相同，一個連接杆18A的旋轉接頭支承裝置18a可通過連接用螺釘18a1連接在1個關節單元17D的旋轉接頭裝置17e上，另一個連接杆18B的固定接頭支承裝置18b可通過連接用螺釘18b1連接在另一個關節單元17E的固定接頭裝置17g上。圖14(B)為將上述各部件組裝後的立體圖，如圖中的輔助線所示，L字形支杆25的1個邊部25A的旋轉接頭支承裝置25a的中心軸q13與另一個邊部25B自身間的間隔距離設定為圖1所示接頭裝置間隔距離d。通過設定這樣的間隔距離，從圖14(B)便可清楚地知道，通過L字形支杆25相互連接的2個關節單元17D、17E在圖中的頂部表面之間、底部表面之間、與中心軸q14、q15正交的1對側面之間沿著以兩個關節單元15D、15E的共同中心軸q13為中心軸的圓筒的外圓周作相對旋轉運動，所以實現了在共同中心軸上的自然旋轉。具體一點說，1個邊部25B的固定接頭支承裝置25b的中心軸q14與另一個邊部25A自身間的間隔距離可設定為接頭裝置間隔距離d，與連接杆18B的固定接頭支承裝置18b連接的關節單元17E的固定接頭裝置17g的中心軸q15與L字形支杆25的1個邊部25A間的間隔距離可設定為接頭裝置間隔距離d。
下面參照圖15～圖16說明一下本發明的第6創意——技術方案22～24所述的發明最佳實施形態。雙軸關節傳動裝置26具有長條平板狀立方體的外殼26a。外殼26a收容有下述部件在中心軸q16上以自由旋轉的狀態由外殼26所支持、貫穿該外殼的2個表面(圖中的頂面與底面)而露出於外部的輸入接頭旋轉軸26b；以自由旋轉的狀態由外殼26支持、並與輸入接頭旋轉軸26b嚙合的中間齒輪26d；在中心軸q17上以自由旋轉的狀態由外殼26所支持的、貫穿該外殼的2個表面(圖中為頂面與底面)而露出於外部、軸周圍的受動齒輪26e與中間齒輪26d嚙合的輸出接頭旋轉軸26f。在輸入接頭旋轉軸26b上，與圖7所示的旋轉接頭支承裝置18a的4個嵌合孔18a1～18a4形態相同的嵌合孔穿過該軸26b中心，連通外殼26a的頂面與底面，通過連接用螺釘26b1，可脫卸地與圖15(A)下方所示的關節單元17B上的旋轉接頭裝置17e連接。通過這裡的輸入接頭旋轉軸26b中的嵌合孔與連接用螺釘26b1構成輸入接頭旋轉連接裝置。在輸出接頭旋轉軸26f上，與圖7所示的旋轉接頭支承裝置18b的4個嵌合孔形態相同的嵌合孔穿過該軸26f，將外殼26a的頂面與底面之間連通，通過連接用螺釘26f1而可脫卸地與圖15(A)下方所示的關節單元17C上的旋轉接頭裝置17g連接。通過這裡的輸入接頭旋轉軸26f中的嵌合孔與連接用螺釘26f1來構成輸出接頭旋轉軸連接裝置。在外殼26a的輸入接頭旋轉軸26d的驅動齒輪26c的四周，穿設配置有作為關節單元固定支承裝置的4個貫通孔19a1、19b1、19c1、19d1，可與圖15(A)中下方所示的關節單元17B上的關節單元固定裝置、即固定用用螺孔19a、19b、19c、19d配合，在輸入接頭旋轉軸26b與旋轉接頭裝置17e連接在一起的狀態下，通過將固定用螺釘19a2、19b2、19c2、19d2穿過貫通孔19a1、19b1、19c1、19d1螺入固定用螺孔19a、19b、19c、19d，而將關節單元17B固定在外殼26a上。固定在外殼26上的關節單元17B的旋轉軸接頭17e一旦在圖中受到逆時針方向的旋轉驅動，輸入接頭旋轉軸26b也一體地在中心軸16的周圍作逆時針方向旋轉，與此連動，中間齒輪26d作順時針方向旋轉，再與此連動，輸出接頭旋轉軸26f在中心軸q17的周圍逆時針方向旋轉，使關節單元17C的固定接頭裝置17g與輸出接頭旋轉軸26f一體旋轉，所以關節單元17C整體在與雙軸關節傳動單元26的相對關係下，在中心軸q17的周圍作逆時針方向旋轉。在圖15(A)所示的構成中，通過輸入接頭旋轉軸26b的周圍的驅動齒輪26c、中間齒輪26d、輸出接頭旋轉軸26f的在中心軸q17周圍的受動齒輪26e而構成接頭旋轉轉換裝置，如果這些齒輪直徑、齒數相同，則輸入接頭旋轉軸26b的旋轉被轉換成等速同方向的旋轉後傳至輸出接頭旋轉軸26f，但也可通過這些齒輪構成的選擇而將旋轉變速後傳遞。旋轉方向也可相反。圖15(B)為通過螺釘26a1關閉外殼26a、將圖15(A)所示的各部件裝在該外殼26b內後的構成的立體圖。從圖中的輔助線便可清楚地知道，輸入接頭旋轉軸26b的中心軸q16與輸出接頭旋轉軸26f的中心軸q17間的外殼26a的長度方向間隔距離可縮短至最小關節單元間隔距離，此時，連接在輸入接頭旋轉軸26b上的關節單元17B、連接在輸出接頭旋轉軸26f上的關節單元17C均具有均等的接頭裝置間隔距離d，只要是圖4所示的正交雙軸圓筒狀立方體，這裡的最小關節單元間隔距離Do2即為接頭裝置間隔距離d的2倍。而在另外的場合，與輸入接頭旋轉軸26b和輸出接頭旋轉軸26f連接的各關節單元具有均等的接頭裝置間隔距離d，只要是圖2所示的單軸圓筒體，這裡的最小關節單元間隔距離Do1大於接頭裝置間隔距離d的2倍。
圖16為抽出圖13中的2個關節單元17B、17C後表示的立體圖，關節單元17B的旋轉接頭裝置17e連接在雙軸關節傳動單元26的輸入接頭旋轉軸26b上，關節單元17C的固定接頭裝置17g連接在雙軸關節傳動單元26的接頭旋轉軸26f上。一旦關節單元17C的旋轉接頭裝置17e在旋轉接頭裝置17e的中心軸q18的周圍受到圖中順時針方向的旋轉驅動，則如圖16(B)所示，通過旋轉接頭支承裝置24a連接在旋轉接頭裝置17e上的踏板24在中心軸q18的周圍在順時針方向受到旋轉驅動，從而使踏板24作爪前部24b上升的滾動動作。另一方面，一旦關節單元17B的旋轉接頭裝置17e在該旋轉接頭裝置17e的中心軸q16的周圍受到順時針方向的旋轉驅動，雙軸關節傳動單元26的輸入接頭旋轉軸26b即在該中心軸q19的周圍作順時針方向旋轉，該裝置26的輸出接頭旋轉軸26f在中心軸q17的周圍順時針方向旋轉，如圖16(C)所示，通過固定接頭裝置17g連接在該旋轉軸26f上的關節單元17C在該中心軸q17的周圍順時針方向旋轉，結果是整個踏板24在中心軸q17的周圍順時針方向旋轉，從而確保踏板24的俯仰運動。在利用上述雙軸關節傳動單元26進行的轉動動作時，其特點是踏板24的滾動動作的中心軸q18與踏板24的俯仰運動的中心軸q17在交點q00處正交，正在是由於這一特徵，踏板24的動作象動物的腳部動作一樣自然。這一特徵的由來是，利用雙軸關節傳動單元26，將關節單元17B的旋轉接頭裝置17e在中心軸q16周圍的旋轉轉換為關節單元17c的固定接頭裝置17q在中心軸q17周圍的旋轉，換言之，將不與中心軸18正交轉動作的中心軸q16在圖中下拉至與中心軸18正交的旋轉動作的中心軸q17。
反之，如圖16(D)所示，如果關節單元17B的旋轉接頭裝置17e與關節單元17c的固定接頭裝置17g之間通過圖7所示的連接杆18等非運動部件連接，則隨著關節單元17B的旋轉接頭裝置17e的旋轉，關節單元17C就通過連接杆18而在關節單元17B一方的旋轉接頭裝置17e的中心軸q16的周圍受到旋轉驅動。此時，踏板24在中心軸q18周圍的滾動動作與圖16(B)所示相同，其結果，踏板24的俯仰運動在不與滾動動作的中心軸q18正交的中心軸q16的周圍進行，所以踏板24的旋轉動作就不自然。
參照圖17～18說明一下本發明第7創意——技術方案25～26所述發明的最佳實施形態。零度關節傳動單元27設於長條平板狀立方體的外殼27a上。外殼27a內收容有下述部件在中心軸q19上貫穿該外殼的2個表面、即圖中的頂面與底面兩表面且露出於外部、固定在該外殼上的輸入接頭固定軸27b；以自由旋轉的狀態由外殼27a支持、面向設於輸入接頭固定軸27b外圍的環狀溝27g的第1中間齒輪27c；以自由旋轉的狀態由外殼27a支持、與第1中間齒輪27c嚙合的第2中間齒輪27d；在中心軸q20上以自由旋轉的狀態由外殼27a支持、貫穿該外殼的2個表面、即圖中的頂面與底面兩表面後露出於外部、軸周圍的受動齒輪27e與第2中間齒輪27d嚙合的輸出接頭旋轉軸27f。這裡的第1中間齒輪27c、第2中間齒輪27d、輸出接頭旋轉車27f的受動齒輪27e構成了旋轉反轉轉換裝置，通過該裝置，如後面所述，將環狀驅動齒輪28e的旋轉以規定速度轉換為反向旋轉。在輸入接頭固定軸27d上，與圖15所示輸入接頭旋轉軸26b上的4個嵌合孔形態相同的嵌合孔穿過該軸27，將外殼27a的頂面與底面連通，並利用連接用螺釘27b1，可脫卸地連接在圖17(A)下方所示關節單元17b上的旋轉接頭裝置17e上。這裡的輸入接頭固定軸27d中的嵌合孔與連接用螺釘27b1構成了輸入接頭固定軸連接裝置。在輸入接頭旋轉軸27f上，與圖15所示輸入接頭旋轉軸26b上的4個嵌合孔形態相同的嵌合孔穿過該軸27f，將外殼27a的頂面與底面連通，並利用連接用螺釘27f1可脫卸地連接在圖17(A)下方所示關節單元17C上的固定接頭裝置17g上。這裡的輸出接頭旋轉軸27f中的嵌合孔與連接用螺釘27f1構成了輸出接頭旋轉軸連接裝置。針對圖17(A)下方的作為關節單元17B上的關節單元固定裝置的4個固定用螺孔19a、19b、19c、19d，在作為關節外殼連接裝置的由正方形板狀剛體構成的連接板28的4個角部對齊地穿設有4個連接孔28a、28b、28c、28d，該連接板28可利用普通方法安裝在該關節單元17B設有旋轉接頭裝置17e的端面上。在連接板28的在圖中上面的中央部，連接有環狀驅動齒輪28e，該環狀驅動齒輪28e設有環狀外齒，在環狀外齒的內側中心部設有將該連接板28在圖中的上下面之間連通的圓筒狀空間。連接板28以旋轉接頭裝置17e可相對環狀齒輪28e旋轉、且該旋轉接頭裝置17e收容於環狀外齒的內側中心部的圓筒狀空間內的狀態安裝在該關節單元17B上。這樣，裝在關節單元17B上的連接板28就以確保環狀齒輪28e相對輸入接頭固定軸27b旋轉、且確保環狀齒輪28e的環狀外齒與第1中間齒輪的嚙合的狀態使該環狀齒輪28e緩慢插入輸入接頭固定軸27b外沿的環狀溝27g，以此狀態進一步組裝在外殼27a上。固定在外殼27a上的關節單元17B的旋轉接頭裝置17e一旦受到圖中逆時針方向的旋轉驅動，即在與連接板28的相對關係下，該旋轉接頭裝置17e與外殼27a的輸入接頭固定軸27b一體地在中心軸q19的周圍作逆時針方向旋轉，隨著該旋轉，外殼27a的中心軸q20上的關節單元17C在中心軸q19的周圍向逆時針方向作公轉運動。在此期間，在固定於關節單元17B上的環狀齒輪28e的環狀外齒上作逆時針方向嚙合轉動的第1中間齒輪27c作逆時針方向旋轉，使輸出接頭旋轉軸27f在中心軸q20的周圍逆時針方向旋轉，其結果，關節單元17c在中心軸q19的周圍逆時針方向公轉，同時，在中心軸q20的周圍逆時針方向自轉。在圖17(A)所示構成中，輸入接頭固定軸27b的中心軸q19周圍的環狀齒輪18e、第1中間齒輪27c、第2中間齒輪27d、輸出接頭旋轉軸27f的中心軸q20周圍的受動齒輪27e構成了接頭旋轉裝置，在圖示例中，關節單元17B的旋轉接頭裝置17e的旋轉被轉換為等速、同方向的旋轉後傳遞至輸出接頭旋轉軸20f，所以，旋轉接頭裝置17e在中心軸q19周圍的逆時針180°公轉伴隨有輸出接頭旋轉軸27f在中心軸q20周圍的逆時針180°自轉，其結果，如果以旋轉接頭裝置17e為基準，就在輸出接頭旋轉軸27f上得到360°(0°)的逆時針方向旋轉。但是，也可通過設定這些齒輪構成，任意改變旋轉速度並加以傳遞。
圖17(B)為通過螺釘27a1關閉外殼27a，將圖17(A)所示的各部件裝入外殼27a內後的立體圖。從圖中輔助線便可清楚地知道，只要入接頭固定軸27b的中心軸q19與輸入接頭旋轉軸27f的中心軸q20間的外殼27a的長度方向距離縮短至最小關節單元間隔距離Do2，這裡的最小關節單元間隔距離Do2就等於接頭裝置間隔距離d的2倍。圖18為將圖17所示的構成裝入機械臂的使用例的立體說明圖。如圖18(A)所示，在關節單元17B的旋轉接頭裝置17g上連接有零度關節傳動單元27的輸入接頭固定軸27b，在該零度關節傳動單元27的輸出接頭旋轉軸27f上連接有關節單元17C的固定接頭裝置17g。在關節單元17B的固定接頭裝置17g上，通過連接杆18連接其他裝置，在關節單元17C的旋轉接頭裝置17e上，通過L型支杆25連接其他裝置。如果關節單元17B的旋轉接頭裝置17e只在圖中順時針方向旋轉90°，整個零度關節傳動單元27就在關節單元17B的旋轉接頭裝置7e的周圍只順時針方向旋轉90°，並使關節單元17c相應地公轉，在此期間，如圖18(B)所示，零度關節傳動單元27的輸出接頭旋轉軸27f只順時針旋轉90°，並使關節單元17C在旋轉軸27f的周圍相應地自轉，所以，如果以關節單元17B的固定接頭裝置17g上所連接的連接杆18的角度位置為基準，則可使關節單元17C的旋轉接頭裝置17e上所連接的L型支杆25的角度位置旋轉180°，即旋轉至兩構件18、25平行的角度位置。此時，也可利用關節單元17B的旋轉接頭裝置17e的逆時針方向90°旋轉而引起的關節單元17C的逆時針方向90°旋轉，所以可以以連接杆18的角度位置為基準得到360°(0°)的旋轉角度位置。
相反，如圖18(C)所示，如果關節單元17B與關節單元17C不是通過零度關節傳動單元27，而是通過連接杆18一類非動力部件連接，則隨著關節單元17B的旋轉接頭裝置17e的順時針方向旋轉，在旋轉接頭裝置17e的周圍，固定在連接杆18上的關節單元只順時針方向公轉。因此，由於圖18(A)所示的構件間相互幹擾，在以連接在關節單元17B的固定接頭裝置17g上的連接杆18為基準時，連接在關節單元17c的旋轉接頭裝置17e上的L型支杆25的360°(0°)旋轉會被阻止。
下面參照圖19說明一下本發明第8創意——技術方案27所述發明的最佳實施形態。圖19所示結構體通過機械手用單元組件組裝而成。這裡例示的機械手用單元組件裝置包括圖1、圖2、圖4及圖7所示機械手用關節單元10、11、13、14、16、17；圖7所示的機械手用連接杆18；圖13所示的單支杆22、雙支杆23；圖14所示的機械手用L型支杆25；圖15所示的機械手用雙軸關節傳動單元26；圖17所示的機械手用零度關節傳動單元27；圖13及圖16所示的機械手用踏板24，通過適當組裝這裡所述機械手用單元組件中的各種裝置，可得到不同形態、不同功能的機械手。
工業上利用的可能性本發明的第1創意提供了這樣一種關節單元，即通過將關節單元的表面輪廓做成接頭裝置間隔距離均等的骰子狀立方體或單軸圓筒體或正交雙軸圓筒狀立方體，可通過收容於關節外殼內的各部件的高密度安裝來實現小型化，同時，通過關節外殼旋轉軌跡的相互接近，可提高旋轉運動功能。
本發明的第2創意提供了這樣一種關節單元，即接頭裝置設有在軸四周以等間隔、等角度配置的N個定位用突起以及配置於軸四周將這些突起旋轉360°/2N後的位置上的N個連接用螺孔，從而易於在各種角度將其他構件裝在接頭裝置上，提高了組裝作業的便利性。
本發明的第3創意提供了這樣一種關節單元，即通過設置多個通過1個中間齒輪協調驅動電動機等的旋轉驅動裝置，可將小形分散的多個驅動裝置高密度地分散配置於關節外殼內，從而有利於通過高密度安裝來實現關節的小型化。
本發明第4創意提供了這樣一種單支杆和雙支杆，單支杆在兩端部在軸四周旋轉360°/2N的各位置上設有可嵌入接頭裝置的N個定位用突起的N個嵌合孔作為接頭支承裝置。雙支杆在兩端部設有可自由旋轉地與在關節單元的外殼表面上面對接頭裝置配置的軸支銷等軸支裝置嵌合的軸支孔等軸支承裝置，從而易於連接在關節單元上，提高了關節單元的組裝作業便利性。
本發明的第5創意提供了L型的支杆，即通過在L型支杆的兩邊部設有接頭支承裝置，易於連接在關節單元上，從而提高了關節單元的組裝作業便利性。
本發明第6創意提供了這樣一種雙軸關節傳動單元，即通過將固定在外殼上的關節單元的接頭裝置上所連接的輸入接頭旋轉軸的旋轉轉換為隔開關節間隔距離配置的輸出接頭旋轉軸的旋轉後加以傳遞，實現關節單元在正交雙軸上的滾動與前進動作，改善關節的旋轉運動功能。
本發明第7創意提供了這樣一種零度關節傳動單元。即相對固定在外殼上的輸入接頭固定軸，將通過自力相對旋轉的關節單元的旋轉轉換為隔開關節間隔距離配置的輸出接頭旋轉軸的旋轉後傳遞，實現關節單元相互間的360°(0°)旋轉，改善了關節單元的旋轉運動功能。
本發明第8創意提供了這樣一種機械手用單元組件，機械手用單元組件包括關節單元、單支杆、雙支杆、L型支杆、雙軸關節傳動單元、零度關節傳動單元，從而實現了機械手結構體形態與功能的多樣化。這樣的機械手用單元組件在產業上具有很高的利用價值。
權利要求
1.一種裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，包括具有表面輪廓的關節外殼；在上述關節外殼的互為相對的任意位置上以與該表面輪廓正交的1個軸為中心軸穿過該關節外殼的1個表面而露出於關節外殼外部的輸出旋轉軸；收容於上述關節外殼內、並固定在該外殼上的旋轉驅動裝置；與上述旋轉驅動裝置的驅動旋轉軸連接、將該驅動旋轉軸的旋轉減速後傳遞至上述輸出旋轉軸的減速裝置；具有與所述輸出旋轉軸共同的中心軸、與該輸出旋轉軸一體旋轉的旋轉接頭裝置；具有在與有所述輸出旋轉軸露出外部的上述關節外殼的表面正交且互為相對的表面上的任意位置上與該表面正交、並與上述輸出旋轉軸的共同中心軸相交的另一中心軸、固定在該表面上且與上述旋轉接頭裝置形態相同的固定接頭裝置，從該輸出旋轉軸的共同中心軸與該另一個中心軸的交點起沿各中心軸至各接頭裝置止的各接頭裝置間隔距離相等。
2.如權利要求1所述的裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，所述關節外殼具有圓筒狀的表面輪廓，該圓筒的中心軸與所述輸出旋轉軸為共同的中心軸。
3.如權利要求1所述的裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，所述關節外殼具有由分別以正交雙軸的各軸為中心軸的等軸長的2個圓筒部分的重複內包部位構成的正交雙軸圓筒狀立方體的表面輪廓，該2個圓筒部分中的1個圓筒部分的中心軸是與上述輸出旋轉軸共同的中心軸，另1個圓筒部分的中心軸則是和與該輸出旋轉軸的共同中心軸相交的另一個中心軸共同的中心軸。
4.一種裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，設有具有表面輪廓的關節外殼；在上述關節外殼的互為相對的任意位置上以與該表面輪廓正交的1個軸為中心軸穿過該關節外殼的1個表面而露出於關節外殼外部的輸出旋轉軸；收容於上述關節外殼內、並固定在該外殼上的旋轉驅動裝置；與上述旋轉驅動裝置的驅動旋轉軸連接、將該驅動旋轉軸的旋轉減速後傳遞至上述輸出旋轉軸的減速裝置；具有與所述輸出旋轉軸共同的中心軸、在該輸出旋轉軸旁邊沿著包圍該中心軸的任意圓周而以等間隔配置N個定位用突起、在該輸出旋轉軸旁邊在以該中心軸為中心將該N個定位用突起的位置旋轉360°/2N後的位置上配置N個連接用螺孔、與該輸出旋轉軸一體旋轉的旋轉接頭裝置；在與有所述輸出旋轉軸露出於外部的上述關節外殼的表面正交且互為相對的表面上的任意位置上具有與該表面正交的另一中心軸、在該關節外殼上沿著包圍該中心軸的任意圓周而以等間隔固定地配置N個定位用突起、在該關節外殼上在以該中心軸為中心將該N個定位用突起的位置旋轉360°/2N後的位置上固定地配置N個連接用螺孔的固定接頭裝置。
5.如權利要求4所述的裝有機械手關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，上述旋轉接頭裝置具有與上述輸出旋轉軸共同的中心軸，並在該輸出旋轉軸旁邊在相對該中心軸的軸對稱位置上設有2個定位用突起，在該輸出旋轉軸旁邊在以該中心軸為中心將上述2個定位用突起的位置旋轉90°後的位置上設有2個連接用螺孔，所述固定接頭裝置具有在與有所述輸出旋轉軸露出於外部的上述關節外殼的表面正交且互為相對的表面上的任意位置上與該表面正交並與上述輸出旋轉軸的共同中心軸相交的另一個中心軸，在該關節外殼上在相對該中心軸的軸對稱位置上設有2個定位用突起，在該關節外殼上在以該中心軸為中心將上述2個定位用突起的位置旋轉90°後的位置上設有2個連接用螺孔。
6.一種裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，設有具有表面輪廓的關節外殼；在上述關節外殼的互為相對的任意位置上以與該表面輪廓正交的1個軸為中心軸穿過該關節外殼的1個表面而露出於關節外殼外部的輸出旋轉軸；收容於上述關節外殼內、固定在該外殼上的旋轉驅動裝置；與上述旋轉驅動裝置的驅動旋轉軸連接、將該驅動旋轉軸的旋轉減速後傳遞至輸出旋轉軸的減速裝置；具有與所述輸出旋轉軸共同的中心軸、在該輸出旋轉軸旁邊沿著包圍該中心軸的任意圓周而以等間隔配置N個定位用突起、在該輸出旋轉軸旁邊在以該中心軸為中心將該N個定位用突起的位置旋轉360°/2N後的位置上配置N個連接用螺孔、與該輸出旋轉軸一體旋轉的旋轉接頭裝置，具有在與有所述輸出旋轉軸露出於外部的上述關節外殼的表面正交且互為相對的表面上的任意位置上與該表面正交並與上述輸出旋轉軸的共同中心軸相交的另一中心軸、在該關節外殼上沿著包圍該中心軸的任意圓周而以等間隔配置N個定位用突起、在該關節外殼上在以該中心軸為中心將該N個定位用突起的位置旋轉360°/2N後的位置上配置N個連接用螺孔的固定接頭裝置，從該輸出旋轉軸的共同中心軸與另一個中心軸的交點起沿各中心軸至各接頭裝置止的各接頭裝置間隔距離相等。
7.如權利要求6所述的裝有機械手關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，上述旋轉接頭裝置具有與輸出旋轉軸共同的中心軸，在該輸出旋轉軸旁邊在相對該中心軸的軸對稱位置上設有2個定位用突起，在該輸出旋轉軸旁邊在以該中心軸為中心將上述2個定位用突起的位置旋轉90°後的位置上設有2個連接用螺孔，所述固定接頭裝置具有在與有所述輸出旋轉軸露出於外部的上述關節外殼的表面正交且互為相對的表面上的任意位置上與該表面正交並與上述輸出旋轉軸的共同中心軸相交的另一中心軸，在該關節外殼上在相對該中心軸的軸對稱位置上設有2個定位用突起，且在該關節外殼上在以該中心軸為中心將上述2個定位用突起的位置旋轉90°後的位置上設有2個連接用螺孔。
8.如權利要求6或7所述的裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，所述關節外殼具有圓筒狀的表面輪廓，該圓筒的中心軸與所述輸出旋轉軸為共同的中心軸。
9.如權利要求6或7所述的裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，所述關節外殼具有由分別以正交雙軸的各軸為中心軸的等軸長的2個圓筒部分的重複內包部位構成的正交雙軸圓筒狀立方體的表面輪廓，該2個圓筒部分中的1個圓筒部分的中心軸是與上述輸出旋轉軸共同的中心軸，另1個圓筒部分的中心軸則是和與該輸出旋轉軸的共同中心軸相交的另一個中心軸共同的中心軸。
10.一種裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，設有具有表面輪廓的關節外殼；在上述關節外殼的互為相對的任意位置上以與該表面輪廓正交的1個軸為中心軸穿過該關節外殼的1個表面而露出於關節外殼外部的輸出旋轉軸；收容於關節外殼內、在以上述關節外殼內的上述輸出旋轉軸為中心的內側周邊部以各驅動旋轉軸與該輸出旋轉軸平行的姿態安裝在該關節外殼上的2個以上的旋轉驅動裝置；配置於該輸出旋轉軸的周圍、將上述2個以上的旋轉驅動裝置的各驅動旋轉軸上的各驅動齒輪與上述輸出旋轉軸上的受動齒輪之間嚙合連接、並將該驅動旋轉軸的旋轉減速後傳遞至輸出旋轉軸的多個減速齒輪組、即減速裝置；具有與所述輸出旋轉軸共同的中心軸並與該輸出旋轉軸一體旋轉的旋轉接頭裝置；具有在與有所述輸出旋轉軸露出於外部的上述關節外殼的表面正交且互為相對的表面上的任意位置上與該表面正交並與上述輸出旋轉軸的共同中心軸相交的另一中心軸、並固定在該表面上的固定接頭裝置；從該輸出旋轉軸的共同中心軸與該另一個中心軸間的交點起沿各中心軸至各接頭裝置止的各接頭裝置間隔距離相等。
11.如權利要求10所述的裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，上述減速裝置設有以1個齒組與上述2個以上旋轉驅動裝置的各驅動旋轉軸上的全部驅動齒輪嚙合、在與上述旋轉軸的中心軸一致的中心軸周圍旋轉、以將該驅動齒輪的旋轉傳遞至上述減速齒輪組的中間齒輪。
12.如權利要求10或11所述的裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，所述關節外殼具有圓筒狀的表面輪廓，該圓筒的中心軸與所述輸出旋轉軸為共同的中心軸。
13.如權利要求10或11所述的裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，所述關節外殼具有由分別以正交雙軸的各軸為中心軸的等軸長的2個圓筒部分的重複內包部位構成的正交雙軸圓筒狀立方體的表面輪廓，該2個圓筒部分中的1個圓筒部分的中心軸是與上述輸出旋轉軸共同的中心軸，另1個圓筒部分的中心軸則是和與該輸出旋轉軸的共同中心軸相交的另一個中心軸共同的中心軸。
14.如權利要求1、4、6、10中任一項所述的裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，所述關節外殼在所述輸出旋轉軸貫通並露出於外部的上述關節外殼的1個表面上還設有機械手用關節單元固定裝置。
15.如權利要求1、4、6、10中任一項所述的裝有機械手用關節單元的機械手用單元組件，其特徵在於，所述關節外殼設有雙支杆用旋轉接頭對應支杆軸支裝置和雙支杆用固定接頭對應支杆軸支裝置，所述雙支杆用旋轉接頭對應支杆軸支裝置在所述旋轉接頭裝置的中心軸貫穿與設有該旋轉接頭裝置的上述關節外殼的表面互為相對的該關節外殼表面的那個表面上的位置上露出於該關節外殼的外部而固定設置，所述雙支杆用固定接頭對應支杆軸支裝置在所述固定接頭裝置的中心軸貫穿與設有該固定接頭裝置的上述關節外殼的表面互為相對的該關節外殼表面的那個表面上的位置上露出於該關節外殼的外部而固定設置。
16.一種具有機械手用單支杆的機械手用單元組件，其特徵在於，所述機械手用單支杆由長條板狀剛體構成，在兩端部設有可脫卸地與上述機械手用關節單元上的所述旋轉接頭裝置或所述固定接頭裝置連接用的接頭支承裝置。
17.如權利要求16所述的具有機械手用單支杆的機械手用單元組件，其特徵在於，上述接頭支承裝置針對所述旋轉接頭裝置或所述固定接頭裝置上的N個定位用突起，在以該旋轉接頭裝置的中心軸或該固定接頭裝置的中心軸為中心旋轉360°/2N的各位置上設有與所述突起對齊嵌合用的2N個嵌合孔，該嵌合孔中與該N個定位用突起對齊嵌合的N個嵌合孔以外的另外N個嵌合孔與該旋轉接頭裝置或該固定接頭裝置上的N個連接用螺孔對齊，並且至少可在1個嵌合孔中螺接。
18.一種具有機械手用雙支杆的機械手用單元組件，其特徵在於，所述機械手用雙支杆由長條板狀剛體構成，在兩端部設有可脫卸地軸支承於上述機械手用關節單元上的所述雙支杆用旋轉接頭對應支杆軸支裝置或所述雙支杆用固定接頭對應支杆軸支裝置用的軸支承裝置。
19.一種具有機械手用L型支杆的機械手用單元組件，其特徵在於，所述機械手用L型支杆由長條L型板狀剛體構成，在兩邊部設有可脫卸地與上述旋轉接頭裝置或所述固定接頭裝置連接用的所述接頭支承裝置。
20.如權利要求19所述的具有機械手用L型支杆的機械手用單元組件，其特徵在於，設於上述兩邊部中一個邊部上的上述接頭支承裝置所連接的上述旋轉接頭裝置或上述固定接頭裝置的中心軸與上述兩邊部中另一個邊部間的間隔距離即為上述接頭裝置間隔距離。
21.如權利要求19所述的具有機械手用L型支杆的機械手用單元組件，其特徵在於，上述接頭支承裝置針對所述旋轉接頭裝置或所述固定接頭裝置上的N個定位用突起，在以該旋轉接頭裝置的中心軸或該固定接頭裝置的中心軸為中心旋轉360°/2N的各位置上設有與所述突起對齊嵌合用的2N個嵌合孔，該嵌合孔中與該N個定位用突起對齊嵌合的N個嵌合孔以外的另外N個嵌合孔與該旋轉接頭裝置或該固定接頭裝置上的N個連接用螺孔對齊，並且至少可在1個嵌合孔中螺接。
22.一種裝有機械手用雙軸關節傳動單元的機械手用單元組件，其特徵在於，設有長條平板狀立方體的雙軸關節傳動單元用外殼；旋轉自如地軸支承並收容於上述雙軸關節傳動單元用外殼中、貫通過該外殼一端部分的表面而露出於該外殼外部的的輸入接頭旋轉軸；設於所述輸入接頭旋轉軸上、可脫卸地與上述1個機械手用關節單元的旋轉接頭裝置連接的輸入接頭旋轉軸連接裝置；旋轉自如地軸支承並收容於上述雙軸關節傳動單元用外殼中、在沿該外殼的長度方向與上述輸入接頭旋轉軸隔開規定的關節單元間隔距離的位置上貫穿該外殼另一端部分的表面而露出於該外殼外部的輸出接頭旋轉軸；設於所述輸出接頭旋轉軸上、可脫卸地與上述另一個機械手用關節單元的固定接頭裝置連接的輸出接頭旋轉軸連接裝置；夾裝在上述輸入接頭旋轉軸與上述輸出接頭旋轉軸之間的該外殼內、將該輸入接頭旋轉軸的旋轉轉換成規定的旋轉速度·旋轉方向的旋轉後傳遞至輸出接頭旋轉軸的接頭旋轉轉換裝置，在有上述輸入接頭旋轉軸貫穿而露出於外部的上述雙軸關節傳動單元用外殼的一個表面上設有關節單元固定支承裝置，該關節單元固定支承裝置與旋轉接頭裝置連接在上述輸入接頭旋轉軸連接裝置上的上述1個機械手用關節單元上的上述關節單元固定裝置結合，以將上述1個機械手用關節單元固定在雙軸關節傳動單元上。
23.如權利要求22所述的裝有機械手用雙軸關節傳動單元的機械手用單元組件，其特徵在於，上述規定的關節單元間隔距離為上述機械手用關節單元的上述接頭裝置間隔距離的2倍。
24.如權利要求22所述的裝有機械手用雙軸關節傳動單元的機械手用單元組件，其特徵在於，上述接頭旋轉轉換裝置將上述輸入接頭旋轉軸的旋轉轉換為等速同方向的旋轉後傳遞至上述輸出接頭旋轉軸。
25.一種裝有機械手用零度關節單元的機械手用單元組件，設有長條平板狀立方體的零度關節傳動單元用外殼；安裝在露出於外部地固設於上述零度關節傳動單元用外殼的一端部分的表面上的輸入接頭固定軸上、可脫卸地與上述機械手用關節單元的旋轉接頭裝置連接的輸入接頭固定軸連接裝置；將旋轉自如地緩慢插於上述輸入接頭固定軸上的環狀外齒齒輪可脫卸地與上述關節單元固定裝置連接的關節外殼連接裝置；收容於上述零度關節傳動單元用外殼內、在沿該外殼的長度方向與上述輸入接頭固定軸隔開規定的關節單元間隔距離的位置上貫穿該外殼另一端部分的表面而露出於該外殼外部的輸出接頭旋轉軸；設於上述輸出接頭旋轉軸上、可脫卸地與上述機械手用關節單元的固定接頭裝置連接的輸出接頭旋轉軸連接裝置；夾裝在上述關節外殼連接裝置與上述輸出接頭旋轉軸之間的該零度關節傳動單元用外殼內、以規定速度將上述關節外殼連接裝置的上述環狀外齒齒輪的旋轉轉換為反方向的旋轉後傳遞至該輸出接頭旋轉軸的接頭旋轉反轉轉換裝置。
26.如權利要求25所述的裝有機械手用零度關節傳動單元的機械手用單元組件，其特徵在於，上述規定的關節單元間隔距離為上述關節用機械手單元的上述接頭裝置間隔距離的2倍。
27.一種機械手用單元組件，其特徵在於，設有上述機械手用關節單元；上述機械手用單支杆；上述機械手用雙支杆；上述機械手用L型支杆；上述機械手用雙軸關節傳動單元；上述機械手用零度關節傳動單元。
全文摘要
一種用單元組成的機械手，關節單元設有接頭裝置，關節外殼具有接頭裝置間隔距離均等的骰子狀立方體、或單軸圓筒體、或正交雙軸圓筒狀立方體的表面輪廓。接頭裝置在其中心軸周圍以等間隔、等角度配置N個定位用突起，並在中心軸四周，在將這些突起旋轉360°/2N後的位置上配置N個連接用螺孔。另外，零度關節傳動單元將相對固定在關節外殼上的輸入接頭固定軸而用自力相對旋轉的關節單元的旋轉轉換為隔開關節單元距離配置的輸出旋轉的旋轉後傳遞。
文檔編號B25J19/00GK1437523SQ00819194
公開日2003年8月20日 申請日期2000年8月25日 優先權日2000年2月25日
發明者風見敬一 申請人:株式會社萬代