JP2015150625A - Mechanism arm - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical arm which has a smaller volume, and can provide a larger working section without hindering an operator.SOLUTION: A first curved rod 31 has a first pivotal contact portion 311 and a second pivotal contact portion 312 at both ends, and is driven by a first drive unit 24. A first proportional ring 32 is driven by a second drive unit 26, and can rotate while using a third virtual axis L3 as a rotation shaft. A second curved road 33 has a third pivotal contact portion 331 and a fourth pivotal contact portion 332 at both ends, and the third pivotal contac portion 331 is pivotally contacted with the second pivotal contact portion 312 of the first curved rod 31. A second proportional ring 34 is pivotally contacted with the first curved rod 31 and the second pivotal contact portion 312. A first flexible rope 37 is stretched around the first proportional ring 32 and the second proportional ring 34. A uniting rod 35 and a third proportional ring 36 are fixed to each other, and pivotally contacted with a fourth pivotal contact portion 332 of the second curved rod 33. A second flexible rope 38 is stretched around the second proportional ring 34 and the third proportional ring 36, and fixed to the first curved rod 31.

Description

Translated fromJapanese

本発明は、機械アームに関し、特に同一の回転中心を有する連接棒式機械アームに関する。  The present invention relates to a mechanical arm, and more particularly to a connecting rod type mechanical arm having the same rotation center.

特許文献１に記載の発明では、同一の回転中心を有する五連接棒機構を採用する機械アームを提供している。この機械アームは、四つの互いに連接される湾曲棒を含む。全ての湾曲棒の両端の回転中心は、同じ回転中心を通過する。機械アームは、主に非侵襲的な手術システムに使われ、超小型手術器械を取り付けることができ、且つ超小型手術器械の揺動方向及び角度を極めて正確に制御することができる。  The invention described inPatent Document 1 provides a mechanical arm that employs a five-bar connecting mechanism having the same center of rotation. The mechanical arm includes four mutually connected curved bars. The rotation centers at both ends of all the curved bars pass through the same rotation center. The mechanical arm is mainly used in non-invasive surgical systems, can attach a microsurgical instrument, and can control the swing direction and angle of the microsurgical instrument very accurately.

しかしながら、前述の機械アームは、少なくとも四つの湾曲棒を含むため、相当な体積を有する。通常、非侵襲的な手術システムは、多数の機械アームを含み、これらの機械アームによって、異なる功能を備える多数の超小型手術器械を取り付けることができる。従って、相当に限られた手術空間において、機械アームの体積の減少は、非侵襲的な手術システムの空間の配置に有利であり、且つ医務員に障害をもたらすことを避けることができる。  However, the aforementioned mechanical arm has a substantial volume because it includes at least four curved bars. Typically, a non-invasive surgical system includes a number of mechanical arms by which a number of microsurgical instruments with different capabilities can be attached. Thus, in a fairly limited surgical space, the reduction of the volume of the mechanical arm is advantageous for the space arrangement of the non-invasive surgical system and avoids disturbing medical personnel.

また、前述の機械アームの中に、湾曲棒の作動が互いに制限され、且つ湾曲棒を駆動し回転させる駆動装置が空間の制限を受けるため、各湾曲棒の回転角度が制限されている。よって、機械アームは、超小型手術器械を動かし、相当に限られている作業区間で作動する。  In addition, in the above-described mechanical arm, the operation of the bending rods is restricted to each other, and the drive device that drives and rotates the bending rods is limited in space, so that the rotation angle of each bending rod is limited. Thus, the mechanical arm moves the microsurgical instrument and operates in a fairly limited working section.

台湾特許出願第１０２１２１１９８号明細書Taiwan Patent Application No. 102121198 Specification

上述の欠点に対し、本発明の主な目的は、より小さい体積を有し、操作員に障害を与えることなく、より大きな作業区間を提供可能な機械アームを提供することにある。  In contrast to the above-mentioned drawbacks, the main object of the present invention is to provide a machine arm that has a smaller volume and can provide a larger working section without disturbing the operator.

上述の目的を達成するために、本発明の機械アームは、第一湾曲棒、第一比例輪、第二湾曲棒、第二比例輪、第一可撓性ロープ、結合棒、第三比例輪及び第二撓性ロープを備える。第一湾曲棒は、両端に第一枢接部及び第二枢接部を有し、第一枢接部及び第二枢接部を通す直線をそれぞれ第一仮想軸線及び第二仮想軸線と定義し、第一仮想軸線と第二仮想軸線とが所定の回転中心で交わり、第一駆動ユニットに駆動され、第一仮想軸線を回転軸として回転する。第一比例輪は、回転中心を通す直線を第三仮想軸線と定義し、第二駆動ユニットに駆動され、第三仮想軸線を回転軸として回転可能である。第二湾曲棒は、両端に第三枢接部及び第四枢接部を有し、第四枢接部及び回転中心を通す直線を第四仮想軸線と定義し、第三枢接部が第一湾曲棒の第二枢接部に枢接されている。第二比例輪は、第二湾曲棒の第三枢接部に固定され、第一湾曲棒の第二枢接部に枢接されている。第一可撓性ロープは、第一比例輪と第二比例輪に繞設され、第二湾曲棒に固定され、第一比例輪が回転する時、第二比例輪及び第二湾曲棒を動かし、第二仮想軸線を回転軸として第二比例輪及び第二湾曲棒を回転させる。結合棒及び第三比例輪は、互いに固定され、且つ第二湾曲棒の第四枢接部に枢接されている。第二可撓性ロープは、第二比例輪及び第三比例輪に繞設され、第一湾曲棒に固定され、第二比例輪が回転する時、第三比例輪及び結合棒を動かし、第四仮想軸線を回転軸として第三比例輪及び結合棒を回転させる。  In order to achieve the above object, the mechanical arm of the present invention includes a first curved rod, a first proportional wheel, a second curved rod, a second proportional wheel, a first flexible rope, a coupling rod, and a third proportional wheel. And a second flexible rope. The first bending rod has a first pivot part and a second pivot part at both ends, and straight lines passing through the first pivot part and the second pivot part are defined as a first virtual axis and a second virtual axis, respectively. Then, the first virtual axis and the second virtual axis intersect at a predetermined center of rotation, and are driven by the first drive unit to rotate about the first virtual axis. The first proportional wheel defines a straight line passing through the rotation center as a third virtual axis, is driven by the second drive unit, and can rotate about the third virtual axis as a rotation axis. The second bending rod has a third pivot part and a fourth pivot part at both ends, a straight line passing through the fourth pivot part and the rotation center is defined as a fourth virtual axis, and the third pivot part is the first pivot part. It is pivotally connected to the second pivot of the curved bar. The second proportional wheel is fixed to the third pivot portion of the second curved rod and pivoted to the second pivot portion of the first curved rod. The first flexible rope is installed on the first proportional wheel and the second proportional wheel and is fixed to the second curved rod, and when the first proportional wheel rotates, the second proportional wheel and the second curved rod are moved. The second proportional wheel and the second bending rod are rotated about the second virtual axis as the rotation axis. The connecting rod and the third proportional wheel are fixed to each other and pivoted to the fourth pivoting portion of the second curved rod. The second flexible rope is installed on the second proportional wheel and the third proportional wheel, and is fixed to the first curved rod. When the second proportional wheel rotates, the third proportional wheel and the coupling rod move, The third proportional wheel and the connecting rod are rotated about the four virtual axes.

よって、機械アームは、結合棒に器械を取り付けるために使われ、器械を極めて正確に制御することができ、器械が回転中心を回転し揺動するようにする。また、同じ功能を持つ常用の機械アームと比較する時、本発明の機械アームは、湾曲棒の数が少ないため、体積が小さいことで、操作員が作業するためのより大きい空間を形成可能であり、各湾曲棒の回転角度が制限されていない。よって、機械アームは、操作員が障害なく操作するようにし、より大きな作業区間を提供することができる。  Thus, the mechanical arm is used to attach the instrument to the connecting rod, allowing the instrument to be controlled with great precision and allowing the instrument to rotate and oscillate about its center of rotation. In addition, when compared with a regular mechanical arm having the same function, the mechanical arm of the present invention has a small number of curved rods, so that a small volume can form a larger space for an operator to work. Yes, the rotation angle of each curved bar is not limited. Therefore, the machine arm can be operated without an obstacle by an operator and can provide a larger work section.

本発明による機械アームの詳細な構造、特徴、取り付け、あるいは使用方式は、後述の実施方式に詳細に説明されている。しかしながら、本発明の分野に一般的な知識を持つ人は、詳細な説明及び本発明に挙げられている実施形態が本発明を説明するためであり、本発明の特許請求の範囲を制限することではないことを理解するはずである。  The detailed structure, features, mounting, or usage of the mechanical arm according to the present invention is described in detail in the implementation method described below. However, one of ordinary skill in the art of the present invention is intended to explain the present invention by the detailed description and the embodiments listed in the present invention, and limit the scope of the claims of the present invention. You should understand that it is not.

本発明の一実施形態による機械アームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mechanical arm by one Embodiment of this invention.本発明の一実施形態による機械アームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mechanical arm by one Embodiment of this invention.本発明の一実施形態による機械アームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mechanical arm by one Embodiment of this invention.本発明の一実施形態による機械アームにおける駆動装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the drive device in the mechanical arm by one Embodiment of this invention.本発明の一実施形態による機械アームにおける駆動装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the drive device in the mechanical arm by one Embodiment of this invention.

先ず、ここに出願人が説明しなければならないのは、以下に紹介された実施形態及び図面の中に、同じ参考番号が同じ、あるいは類似の部材、あるいは構造特徴を表示することである。部材が他部材の上に設置されているのは、前述の部材が直接に、あるいは間接に他部材の上に設置されていることを意味している。つまり、二つの部材の間に、一つあるいは多数の他部材が設置されている。  First of all, the applicant has to explain that the same reference numbers indicate the same or similar members or structural features in the embodiments and drawings introduced below. The fact that the member is installed on the other member means that the aforementioned member is installed directly or indirectly on the other member. That is, one or many other members are installed between the two members.

図１〜図４を参考する。本発明の一実施形態による機械アーム１０は、同一の回転中心を有する連接棒式機械アームであり、駆動装置２０及び同一の回転中心を有する駆動装置３０を備える。  Please refer to FIG. Amechanical arm 10 according to an embodiment of the present invention is a connecting rod type mechanical arm having the same rotation center, and includes a drive device 20 and adrive device 30 having the same rotation center.

ここで、「同一の回転中心を有する連接棒式機械アーム」及び「同一の回転中心を有する駆動装置」の「同一の回転中心を有する」とは、全ての回転可能な部位の回転軸の中心（つまり、後述の第一仮想軸線Ｌ１、第二仮想軸線Ｌ２、第三仮想軸線Ｌ３、第四仮想軸線Ｌ４）が回転中心Ｃ（ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｒｏｔａｔｉｏｎ）で交わることを意味する。よって、作動時において、各回転可能な部位が回転中心Ｃを中心にする仮想の球面で移動すると考えられる。  Here, “connecting rod type mechanical arm having the same center of rotation” and “driving device having the same center of rotation” “having the same center of rotation” means the center of the rotation axis of all rotatable parts. (That is, it means that a first virtual axis L1, a second virtual axis L2, a third virtual axis L3, and a fourth virtual axis L4, which will be described later) intersect at a rotation center C (center of spherical rotation). Therefore, it is considered that each rotatable part moves on a virtual spherical surface centered on the rotation center C during operation.

機械アーム１０は、駆動装置３０に器械装置を設置するために使われる（図に示さない）。器械装置は、特定功能を持つ器械、たとえば、超小型手術器械を含む。また、通常、回転中心Ｃを指す、あるいは通過するよう器械が設置されている。駆動装置３０は、器械装置を動かし、器械装置が実質的に回転中心Ｃを中心として回転するようにし、器械の揺動方向及び角度を正確に制御することができる。機械アーム１０の構造を、以下に詳細に述べる。  Themechanical arm 10 is used to install an instrument device on the drive device 30 (not shown). Instrument devices include instruments with specific capabilities, such as microsurgical instruments. Also, an instrument is usually installed that points to or passes through the center of rotation C. Thedrive device 30 moves the instrument device so that the instrument device rotates substantially about the center of rotation C, and can precisely control the swing direction and angle of the instrument. The structure of themechanical arm 10 will be described in detail below.

駆動装置２０は、固定座２２、固定座２０に設置されている第一駆動ユニット２４及び第二駆動ユニット２６を含む。第一駆動ユニット２４は、モータ（図に示さない）、モータが出力した回転運動エネルギーを駆動装置３０に伝達できる両プーリー２４４、２４５、及びベルト２４６を含む。第二駆動ユニット２６は、モータ２６２、モータ２６２が出力した回転運動エネルギーを駆動装置３０に伝達できる伝動輪２６４を含む。  The drive device 20 includes afixed seat 22, afirst drive unit 24 and asecond drive unit 26 installed on the fixed seat 20. Thefirst drive unit 24 includes a motor (not shown), bothpulleys 244 and 245 that can transmit the rotational kinetic energy output by the motor to thedrive device 30, and abelt 246. Thesecond drive unit 26 includes amotor 262 and atransmission wheel 264 that can transmit the rotational kinetic energy output by themotor 262 to thedrive device 30.

駆動装置３０は、第一湾曲棒３１、第一比例輪３２、第二湾曲棒３４、結合棒３５、第三比例棒３６、第一可撓性ロープ３７及び第二可撓性ロープ３８を含む。  Thedrive device 30 includes a firstcurved rod 31, a firstproportional wheel 32, a secondcurved rod 34, acoupling rod 35, a thirdproportional rod 36, a firstflexible rope 37 and a secondflexible rope 38. .

第一湾曲棒３１は、同調で作動する二つの棒部材３１Ａ、３１Ｂ、及び一つの棒部材３１Ａに設置されている張力調整装置３１Ｃを含む。各棒部材３１Ａ、３１Ｂの両端は、それぞれ第一枢接部３１１及び第二枢接部３１２を有する。二つの第一枢接部３１１を通過する直線を第一仮想軸線Ｌ１と定義し、二つの第二枢接部３１２を通過する直線を第二仮想軸線Ｌ２と定義することができる。第一仮想軸線Ｌ１は、第二仮想軸線Ｌ２と回転中心Ｃで交わる。二つの第一枢接部３１１は、第一駆動ユニット２４のプーリー２４５と同軸に設置され、プーリーにより動かされ、回転する。つまり、第一湾曲棒３１は、第一駆動ユニット２４に駆動され、第一仮想軸線Ｌ１を回転軸心として回転する。  The firstcurved bar 31 includes twobar members 31A and 31B that operate in synchronization, and a tension adjustingdevice 31C installed on onebar member 31A. Both ends of eachrod member 31A, 31B have afirst pivot part 311 and asecond pivot part 312 respectively. A straight line passing through the two firstpivotal portions 311 can be defined as the first virtual axis L1, and a straight line passing through the two secondpivotal portions 312 can be defined as the second virtual axis L2. The first virtual axis L1 intersects the second virtual axis L2 at the rotation center C. The twofirst pivot portions 311 are installed coaxially with thepulley 245 of thefirst drive unit 24, and are moved and rotated by the pulley. That is, thefirst bending rod 31 is driven by thefirst drive unit 24 and rotates about the first virtual axis L1 as the rotation axis.

第一比例輪３２は、第一湾曲棒３１の二つの棒部材３１Ａと３１Ｂの間に設けられている。第一比例輪３２には、回転中心Ｃを通過する直線である第三仮想軸線Ｌ３が定義されている。本実施形態に、第一比例輪３２は、第一湾曲棒３１の第一枢接部３１１と同軸に設置されている。よって、第三仮想軸線Ｌ３は、第一仮想軸線Ｌ１と重なる。しかしながら、第一比例輪３２と第一湾曲棒３１の第一枢接部３１１とを同軸に設置しなくてもよいため、第三仮想軸線Ｌ３は、第一仮想軸線Ｌ１と重ならない。第５図に示している。  The firstproportional ring 32 is provided between the twobar members 31 </ b> A and 31 </ b> B of the firstcurved bar 31. In the firstproportional wheel 32, a third virtual axis L3 that is a straight line passing through the rotation center C is defined. In the present embodiment, the firstproportional ring 32 is installed coaxially with the firstpivotal portion 311 of thefirst bending rod 31. Therefore, the third virtual axis L3 overlaps with the first virtual axis L1. However, since the firstproportional ring 32 and thefirst pivot 311 of thefirst bending rod 31 do not have to be installed coaxially, the third virtual axis L3 does not overlap the first virtual axis L1. This is shown in FIG.

第二湾曲棒３３は、第一湾曲棒３１の二つの棒部材３１Ａと３１Ｂの間に設置されている棒部材３３Ａ及び棒部材３３Ａに設置されている張力調整装置３３Ｂを含む。棒部材３３Ａの両端は、それぞれ第三枢接部３３１及び第四枢接部３３２を有する。第三枢接部３３１は、第一湾曲棒３１の第二枢接部３１２に枢接され、且つ第二枢接部３１２対して、第二仮想軸線Ｌ２を回転軸心として回転することができる。第二湾曲棒３３は、第四枢接部３３２を通過する直線を第四仮想軸線Ｌ４と定義することができる。また、第四仮想軸線Ｌ４は、回転中心Ｃを通過する。  The secondcurved bar 33 includes abar member 33A installed between the twobar members 31A and 31B of the firstcurved bar 31 and atension adjusting device 33B installed on thebar member 33A. Both ends of therod member 33A have athird pivot part 331 and afourth pivot part 332, respectively. Thethird pivot part 331 is pivotally connected to thesecond pivot part 312 of thefirst bending rod 31 and can rotate with respect to thesecond pivot part 312 with the second virtual axis L2 as the rotation axis. . The secondcurved rod 33 can define a straight line passing through the fourthpivotal portion 332 as a fourth virtual axis L4. Further, the fourth virtual axis L4 passes through the rotation center C.

第二比例輪３４は、第一湾曲棒３１の二つの棒部材３１Ａと３１Ｂの間に設けられ、第二湾曲棒３３の第三枢接部３３１を通過する。第二比例輪３４は、第一湾曲棒３１の第二枢接部３１２に枢接され、且つ第二湾曲棒３３の第三枢接部３３１に固定されるため、第三枢接部３３１と同調で回転することができる。  The secondproportional ring 34 is provided between the tworod members 31 </ b> A and 31 </ b> B of the firstcurved rod 31 and passes through the thirdpivotal portion 331 of the secondcurved rod 33. The secondproportional ring 34 is pivotally connected to the secondpivotal portion 312 of the firstcurved rod 31 and is fixed to the thirdpivotal portion 331 of the secondcurved rod 33. Can rotate in synchronization.

結合棒３５の両端は、第五枢接部３５１及び取り付け部３５２を有する。第五枢接部３５１は、第二湾曲棒３３の第四枢接部３３２に枢接され、且つ第四枢接部３３２を相対し、第四仮想軸線Ｌ４を中心に回転することができる。取り付け部３５２は、器械装置と連接するために使われている。  Both ends of the connectingrod 35 have afifth pivot portion 351 and anattachment portion 352. Thefifth pivot part 351 is pivotally connected to thefourth pivot part 332 of thesecond bending rod 33, and is opposed to thefourth pivot part 332 and can rotate around the fourth virtual axis L4. Theattachment portion 352 is used to connect to the instrument device.

第三比例輪３６は、第二湾曲棒３３の第四枢接部３３２に枢接され、第四枢接部３３２と結合棒３５の第五枢接部３５１の間に位置されている。また、第三比例輪３６は、第五枢接部３５１に固定されているため、第五枢接部３５１と同調で回転することができる。  The thirdproportional ring 36 is pivotally connected to the fourthpivotal portion 332 of thesecond bending rod 33 and is positioned between the fourthpivotal portion 332 and the fifthpivotal portion 351 of thecoupling rod 35. Further, since the thirdproportional ring 36 is fixed to thefifth pivot 351, it can rotate in synchronization with thefifth pivot 351.

各可撓性ロープ３７，３８は、鋼索（限らない）でもよい。第一可撓性ロープ３７は、第二駆動装置２６の２６４、第一比例輪３２及び第二比例輪３４に繞設され、第二湾曲棒３３の張力調整装置３３Ｂに固定されている。第二可撓性ロープ３８は、第二比例輪３４及び第三比例輪３６に繞設され、第一湾曲棒３１の張力調整装置３１Ｃに固定されている。伝動輪２６４がモータ２６２に駆動され、回転する時に、第一可撓性ロープ３７は、伝動輪２６４とともに回転し、第一比例輪３２を動かし回転させ、且つ第二比例輪３４及び第二湾曲棒３３を動かし第二仮想軸線Ｌ２を中心に回転させる。同時に、第二可撓性ロープ３８は、第二比例輪３４と一緒に回転し、第三比例輪３６及び結合棒３５を動かし第四仮想軸線Ｌ４を中心に回転させる。また、等比例輪３２、３４、３６の回転角度は、これらの外径の比率によって、特定的な比例関係を有する。従って、第二駆動ユニット２６により第一比例輪３２の回転角度を制御することによって、第二湾曲棒３３及び結合棒３５の回転角度を制御することができる。  Eachflexible rope 37, 38 may be a steel cord (not limited). The firstflexible rope 37 is provided on thesecond drive device 26 264, the firstproportional wheel 32, and the secondproportional wheel 34, and is fixed to thetension adjusting device 33 </ b> B of thesecond bending rod 33. The secondflexible rope 38 is provided on the secondproportional ring 34 and the thirdproportional ring 36 and is fixed to thetension adjusting device 31 </ b> C of thefirst bending rod 31. When thetransmission wheel 264 is driven and rotated by themotor 262, the firstflexible rope 37 rotates with thetransmission wheel 264, moves and rotates the firstproportional wheel 32, and the secondproportional wheel 34 and the second curve. Therod 33 is moved and rotated around the second virtual axis L2. At the same time, the secondflexible rope 38 rotates together with the secondproportional ring 34 and moves the thirdproportional ring 36 and thecoupling rod 35 to rotate around the fourth virtual axis L4. Further, the rotation angles of the equalproportional wheels 32, 34, and 36 have a specific proportional relationship depending on the ratio of their outer diameters. Therefore, by controlling the rotation angle of the firstproportional wheel 32 by thesecond drive unit 26, the rotation angle of thesecond bending rod 33 and thecoupling rod 35 can be controlled.

使用者が両張力調整装置３１Ｃ、３３Ｂによって、第二可撓性ロープ３８及び第一可撓性ロープ３７の張力を調整することができる。第一湾曲棒３１及び第二湾曲棒３３に、張力調整装置３１Ｃ，３３Ｂが設けなくてもよいため、可撓性ロープ３７，３８は、棒部材３３Ａ及び３１Ａに固定されている。  The user can adjust the tension of the secondflexible rope 38 and the firstflexible rope 37 by using both thetension adjusting devices 31C and 33B. Since it is not necessary to providetension adjusting devices 31C and 33B on thefirst bending rod 31 and thesecond bending rod 33, theflexible ropes 37 and 38 are fixed to therod members 33A and 31A.

本実施形態に、第一湾曲棒３１の長さは、実質的に第二湾曲棒３３の長さと同じである。第一比例輪３２の外径は、第三比例輪３６の外径に等しく、且つ第二比例輪３４の外径の二倍である。つまり、第一、二、三比例輪の外径の比率は、２：１：２である。よって、結合棒３５がどんな状況であっても、第五枢接部３５１が第一湾曲棒３１の第一枢接部３１１に向く一方、取り付け部３５２が第一枢接部３１１から離れる方向に向く。従って、器械装置と駆動装置３０、あるいは駆動装置２０との間の互いの衝突を避けることができ、駆動装置３０の制御方程式の計算を簡単にすることができる。しかしながら、本発明による機械アームは、前述に限らない特徴を有する。  In the present embodiment, the length of the firstcurved rod 31 is substantially the same as the length of the secondcurved rod 33. The outer diameter of the firstproportional wheel 32 is equal to the outer diameter of the thirdproportional wheel 36 and is twice the outer diameter of the secondproportional wheel 34. That is, the ratio of the outer diameters of the first, second, and third proportional wheels is 2: 1: 2. Therefore, in any situation of the connectingrod 35, thefifth pivot 351 is directed to thefirst pivot 311 of the firstcurved rod 31, while theattachment portion 352 is away from thefirst pivot 311. Turn to. Therefore, the collision between the instrument device and thedrive device 30 or the drive device 20 can be avoided, and the calculation of the control equation of thedrive device 30 can be simplified. However, the mechanical arm according to the present invention has features not limited to those described above.

本発明の「第一湾曲棒の長さは、実質的に第二湾曲棒の長さと同じである」の中で、第一湾曲棒３１の長さは、第一、二枢接部３１１，３１２が位置する仮想球面上の第一、二仮想軸線Ｌ１，Ｌ２間の距離と定義されている。つまり、第一湾曲棒３１の長さは、第一、二枢接部３１１、３１２の中心点が位置する仮想球面上において、第一、二枢接部３１１、３１２の中心点により形成された弧線の長さを指す。同様に、第二湾曲棒３３の長さは、第三、四枢接部３３１，３３２が位置する仮想球面上の第二、四仮想軸線Ｌ２，Ｌ４間の距離と定義されている。つまり、第二湾曲棒３３の長さは、第三、四枢接部３３１、３３２の中心点が位置する仮想球面上において、第三、四枢接部３３１、３３２の中心点により形成された弧線の長さを指す。また、本発明で述べた第一、二、三比例輪３２，３４，３６の外径は、可撓性ロープ３７，３８が各比例輪３２，３４，３６に巻きつく外周面の曲率の半径と定義されている。  In the present invention, “the length of the first bending rod is substantially the same as the length of the second bending rod”, the length of thefirst bending rod 31 is the first andsecond pivot portions 311, It is defined as the distance between the first and second virtual axes L1 and L2 on the virtual sphere on which 312 is located. In other words, the length of thefirst bending rod 31 is formed by the center point of the first andsecond pivoting portions 311 and 312 on the virtual spherical surface where the center point of the first andsecond pivoting portion 311 and 312 is located. Refers to the length of the arc. Similarly, the length of the secondcurved rod 33 is defined as the distance between the second and fourth imaginary axes L2 and L4 on the phantom spherical surface where the third and fourthpivotal portions 331 and 332 are located. That is, the length of thesecond bending rod 33 is formed by the center points of the third andfourth pivot portions 331 and 332 on the virtual spherical surface where the center points of the third andfourth pivot portions 331 and 332 are located. Refers to the length of the arc. Further, the outer diameter of the first, second and thirdproportional rings 32, 34, 36 described in the present invention is the radius of curvature of the outer peripheral surface around which theflexible ropes 37, 38 are wound around theproportional rings 32, 34, 36. It is defined as

従来技術の常用の機械アームと比較する時に、本発明の機械アーム１０は、同じ功能を備えるだけではなく、湾曲棒の数が少ない、体積がより小さいため、非侵襲的な手術システムに使用される場合、空間の配置に有利であり、操作員の動作のためのより大きな空間を形成することができる。更に、左利き及び右利きの操作員は、スムーズに動作することができる。また、機械アーム１０は、湾曲棒の数が少ない、各湾曲棒の回転角度があまり制限されないため、より大きな作業区間を形成することができる。  Compared to the conventional mechanical arm of the prior art, themechanical arm 10 of the present invention not only has the same function, but also has a small number of curved bars and a smaller volume, so it is used in non-invasive surgical systems. In this case, it is advantageous for the arrangement of the space, and a larger space for the operation of the operator can be formed. Furthermore, left-handed and right-handed operators can operate smoothly. Moreover, since the rotation angle of each bending rod is not so limited, themechanical arm 10 can form a larger working section.

最後に、再び説明しなければならないことがある。本発明の前述の実施形態に説明した構成部材は、例挙するためであり、本発明の範囲を制限することではない。他の等効能の部材の代用、変化は、本発明の特許請求の範囲に含まれる。  Finally, there is a need to explain again. The components described in the above-described embodiments of the present invention are for illustrative purposes and do not limit the scope of the present invention. Substitutions and changes of other equally effective members are within the scope of the claims of the present invention.

１０ 機械アーム
２０ 駆動装置
２２ 固定座
２４ 第一駆動ユニット
２４４、２４５ プーリー
２４６ ベルト
２６ 第二駆動ユニット
２６２ モータ
２６４ 伝動輪
３０ 駆動装置
３１ 第一湾曲棒
３１Ａ、３１Ｂ 棒部材
３１Ｃ 張力調整装置
３１１ 第一枢接部
３１２ 第二枢接部
３２ 第一比例輪
３３ 第二湾曲棒
３３Ａ 棒部材
３３Ｂ 張力調整装置
３３１ 第三枢接部
３３２ 第四枢接部
３４ 第二比例輪
３５ 結合棒
３５１ 第五枢接部
３５２ 取り付け部
３６ 第三比例輪
３７ 第一可撓性ロープ
３８ 第二可撓性ロープ
Ｃ 回転中心
Ｌ１ 第一仮想軸線
Ｌ２ 第二仮想軸線
Ｌ３ 第三仮想軸線
Ｌ４ 第四仮想軸線10 Mechanical arm
20 Drive device
22 fixed seat
24 First drive unit
244, 245Pulley 246 Belt
26Second drive unit 262 Motor
H.264 transmission wheel
30 Drive unit
31 Firstcurved rod 31A, 31B Bar member
31C Tension adjuster 311 First pivot part
312 Second pivot
32 First proportional wheel
33 Secondcurved bar 33A Bar member
33BTension adjustment device 331 Third pivot
332 Fourth Joint
34 Second proportional wheel
35 connectingrod 351 fifth pivot
352 mounting part
36 third proportional wheel
37 First Flexible Rope
38 Second Flexible Rope
C center of rotation
L1 first virtual axis
L2 Second virtual axis
L3 3rd virtual axis
L4 4th virtual axis

上述の目的を達成するために、本発明の機械アームは、第一湾曲棒、第一回転輪、第二湾曲棒、第二回転輪、第一可撓性ロープ、結合棒、第三回転輪及び第二撓性ロープを備える。第一湾曲棒は、両端に第一接続部及び第二接続部を有し、第一接続部及び第二接続部を通す直線をそれぞれ第一仮想軸線及び第二仮想軸線と定義し、第一仮想軸線と第二仮想軸線とが所定の回転中心で交わり、第一駆動ユニットに駆動され、第一仮想軸線を回転軸として回転する。第一回転輪は、回転中心を通す直線を第三仮想軸線と定義し、第二駆動ユニットに駆動され、第三仮想軸線を回転軸として回転可能である。第二湾曲棒は、両端に第三接続部及び第四接続部を有し、第四接続部及び回転中心を通す直線を第四仮想軸線と定義し、第三接続部が第一湾曲棒の第二接続部に接続されている。第二回転輪は、第二湾曲棒の第三接続部に固定され、第一湾曲棒の第二接続部に接続されている。第一可撓性ロープは、第一回転輪と第二回転輪に設けられ、第二湾曲棒に固定され、第一回転輪が回転する時、第二回転輪及び第二湾曲棒を動かし、第二仮想軸線を回転軸として第二回転輪及び第二湾曲棒を回転させる。結合棒及び第三回転輪は、互いに固定され、且つ第二湾曲棒の第四接続部に接続されている。第二可撓性ロープは、第二回転輪及び第三回転輪に設けられ、第一湾曲棒に固定され、第二回転輪が回転する時、第三回転輪及び結合棒を動かし、第四仮想軸線を回転軸として第三回転輪及び結合棒を回転させる。In order to achieve the above object, the mechanical arm of the present invention includes a first curved rod, a firstrotating wheel , a second curved rod, a secondrotating wheel , a first flexible rope, a coupling rod, and a thirdrotating wheel. And a second flexible rope. The first curved rod has a firstconnection part and a secondconnection part at both ends, and defines straight lines passing through the firstconnection part and the secondconnection part as a first virtual axis and a second virtual axis, respectively. The virtual axis and the second virtual axis intersect at a predetermined center of rotation and are driven by the first drive unit to rotate about the first virtual axis. The firstrotating wheel defines a straight line passing through the center of rotation as a third virtual axis, is driven by the second drive unit, and can rotate about the third virtual axis. The second bending rod has a thirdconnection portion and a fourthconnection portion at both ends, a straight line passing through the fourthconnection portion and the rotation center is defined as a fourth virtual axis, and the thirdconnection portion is the first bending rod.Connected to the secondconnection . The secondrotating wheel is fixed to the thirdconnection portion of the second curved rod and isconnected to the secondconnection portion of the first curved rod. The first flexible rope,et al provided in the firstrotating ring and a secondrotating ring which is fixed to the second curved rod, when the firstrotating wheel rotates to move the secondrotary wheel and the second curved rod The secondrotating wheel and the second bending rod are rotated about the second virtual axis as the rotation axis. The coupling rod and the thirdrotating wheel are fixed to each other andconnected to the fourthconnection portion of the second curved rod. The second flexible rope,et al provided inthe secondrotating wheel, and a thirdrotating wheel which is fixed to the first curved bar, when the secondrotary wheel is rotated, moving the thirdrotating wheel and connecting rod, the The thirdrotating wheel and the connecting rod are rotated with the four virtual axes as the rotation axes.

駆動装置３０は、第一湾曲棒３１、第一回転輪３２、第二湾曲棒３４、結合棒３５、第三比例棒３６、第一可撓性ロープ３７及び第二可撓性ロープ３８を含む。Thedrive device 30 includes a firstcurved rod 31, a firstrotating wheel 32, a secondcurved rod 34, acoupling rod 35, a thirdproportional rod 36, a firstflexible rope 37 and a secondflexible rope 38. .

第一湾曲棒３１は、同調で作動する二つの棒部材３１Ａ、３１Ｂ、及び一つの棒部材３１Ａに設置されている張力調整装置３１Ｃを含む。各棒部材３１Ａ、３１Ｂの両端は、それぞれ第一接続部３１１及び第二接続部３１２を有する。二つの第一接続部３１１を通過する直線を第一仮想軸線Ｌ１と定義し、二つの第二接続部３１２を通過する直線を第二仮想軸線Ｌ２と定義することができる。第一仮想軸線Ｌ１は、第二仮想軸線Ｌ２と回転中心Ｃで交わる。二つの第一接続部３１１は、第一駆動ユニット２４のプーリー２４５と同軸に設置され、プーリーにより動かされ、回転する。つまり、第一湾曲棒３１は、第一駆動ユニット２４に駆動され、第一仮想軸線Ｌ１を回転軸心として回転する。The firstcurved bar 31 includes twobar members 31A and 31B that operate in synchronization, and atension adjusting device 31C installed on onebar member 31A. Both ends of eachbar member 31A, 31B have afirstconnection part 311 and asecondconnection part 312 respectively. A straight line passing through the twofirstconnection portions 311 can be defined as the first virtual axis L1, and a straight line passing through the twosecondconnection portions 312 can be defined as the second virtual axis L2. The first virtual axis L1 intersects the second virtual axis L2 at the rotation center C. The twofirstconnection portions 311 are installed coaxially with thepulley 245 of thefirst drive unit 24, and are moved and rotated by the pulley. That is, thefirst bending rod 31 is driven by thefirst drive unit 24 and rotates about the first virtual axis L1 as the rotation axis.

第一回転輪３２は、第一湾曲棒３１の二つの棒部材３１Ａと３１Ｂの間に設けられている。第一回転輪３２には、回転中心Ｃを通過する直線である第三仮想軸線Ｌ３が定義されている。本実施形態に、第一回転輪３２は、第一湾曲棒３１の第一接続部３１１と同軸に設置されている。よって、第三仮想軸線Ｌ３は、第一仮想軸線Ｌ１と重なる。しかしながら、第一回転輪３２と第一湾曲棒３１の第一接続部３１１とを同軸に設置しなくてもよいため、第三仮想軸線Ｌ３は、第一仮想軸線Ｌ１と重ならない。第５図に示している。The firstrotating wheel 32 is provided between the tworod members 31 </ b> A and 31 </ b> B of the firstcurved rod 31. In the firstrotating wheel 32, a third virtual axis L3, which is a straight line passing through the rotation center C, is defined. In the present embodiment, the firstrotating wheel 32 is installed coaxially with thefirstconnection portion 311 of thefirst bending rod 31. Therefore, the third virtual axis L3 overlaps with the first virtual axis L1. However, since the firstrotating wheel 32 and thefirstconnection portion 311 of thefirst bending rod 31 do not have to be installed coaxially, the third virtual axis L3 does not overlap the first virtual axis L1. This is shown in FIG.

第二湾曲棒３３は、第一湾曲棒３１の二つの棒部材３１Ａと３１Ｂの間に設置されている棒部材３３Ａ及び棒部材３３Ａに設置されている張力調整装置３３Ｂを含む。棒部材３３Ａの両端は、それぞれ第三接続部３３１及び第四接続部３３２を有する。第三接続部３３１は、第一湾曲棒３１の第二接続部３１２に接続され、且つ第二接続部３１２対して、第二仮想軸線Ｌ２を回転軸心として回転することができる。第二湾曲棒３３は、第四接続部３３２を通過する直線を第四仮想軸線Ｌ４と定義することができる。また、第四仮想軸線Ｌ４は、回転中心Ｃを通過する。The secondcurved bar 33 includes abar member 33A installed between the twobar members 31A and 31B of the firstcurved bar 31 and atension adjusting device 33B installed on thebar member 33A. Both ends of therod member 33A have athirdconnection portion 331 and afourthconnection portion 332, respectively. Thethirdconnection portion 331 isconnected to thesecondconnection portion 312 of thefirst bending rod 31 and can rotate with respect to thesecondconnection portion 312 with the second virtual axis L2 as the rotation axis. Thesecond bending rod 33 can define a straight line passing through the fourthconnectingportion 332 as a fourth virtual axis L4. Further, the fourth virtual axis L4 passes through the rotation center C.

第二回転輪３４は、第一湾曲棒３１の二つの棒部材３１Ａと３１Ｂの間に設けられ、第二湾曲棒３３の第三接続部３３１を通過する。第二回転輪３４は、第一湾曲棒３１の第二接続部３１２に接続され、且つ第二湾曲棒３３の第三接続部３３１に固定されるため、第三接続部３３１と同調で回転することができる。The secondrotating wheel 34 is provided between the tworod members 31 </ b> A and 31 </ b> B of the firstcurved rod 31 and passes through thethirdconnection portion 331 of the secondcurved rod 33. Since the secondrotating wheel 34 isconnected to the secondconnectingportion 312 of thefirst bending rod 31 and is fixed to the thirdconnectingportion 331 of thesecond bending rod 33, the secondrotating wheel 34 rotates in synchronization with the thirdconnectingportion 331. be able to.

結合棒３５の両端は、第五接続部３５１及び取り付け部３５２を有する。第五接続部３５１は、第二湾曲棒３３の第四接続部３３２に接続され、且つ第四接続部３３２を相対し、第四仮想軸線Ｌ４を中心に回転することができる。取り付け部３５２は、器械装置と連接するために使われている。Both ends of the connectingrod 35 have afifthconnection part 351 andattachment parts 352. Thefifthconnection portion 351 isconnected to thefourthconnection portion 332 of thesecond bending rod 33, faces thefourthconnection portion 332, and can rotate around the fourth virtual axis L <b> 4. Theattachment portion 352 is used to connect to the instrument device.

第三回転輪３６は、第二湾曲棒３３の第四接続部３３２に接続され、第四接続部３３２と結合棒３５の第五接続部３５１の間に位置されている。また、第三回転輪３６は、第五接続部３５１に固定されているため、第五接続部３５１と同調で回転することができる。The thirdrotating wheel 36 isconnected to the fourthconnectingportion 332 of thesecond bending rod 33 and is positioned between the fourthconnectingportion 332 and the fifthconnectingportion 351 of theconnectingrod 35. The thirdrotational ring 36, because it is fixed to the fifthconnectingportion 351 can be rotated synchronously with the fifthconnectingportion 351.

各可撓性ロープ３７，３８は、鋼索（限らない）でもよい。第一可撓性ロープ３７は、第二駆動装置２６の２６４、第一回転輪３２及び第二回転輪３４に設けられ、第二湾曲棒３３の張力調整装置３３Ｂに固定されている。第二可撓性ロープ３８は、第二回転輪３４及び第三回転輪３６に設けられ、第一湾曲棒３１の張力調整装置３１Ｃに固定されている。伝動輪２６４がモータ２６２に駆動され、回転する時に、第一可撓性ロープ３７は、伝動輪２６４とともに回転し、第一回転輪３２を動かし回転させ、且つ第二回転輪３４及び第二湾曲棒３３を動かし第二仮想軸線Ｌ２を中心に回転させる。同時に、第二可撓性ロープ３８は、第二回転輪３４と一緒に回転し、第三回転輪３６及び結合棒３５を動かし第四仮想軸線Ｌ４を中心に回転させる。また、等回転輪３２、３４、３６の回転角度は、これらの外径の比率によって、特定的な比例関係を有する。従って、第二駆動ユニット２６により第一回転輪３２の回転角度を制御することによって、第二湾曲棒３３及び結合棒３５の回転角度を制御することができる。Eachflexible rope 37, 38 may be a steel cord (not limited). The firstflexible rope 37, 264 of thesecond driving device 26,et al provided in the firstrotating wheel 32 and thesecondrotary wheel 34 is is fixed to thetension adjusting device 33B of the secondcurved rod 33. Secondflexible rope 38,et provided on thesecondrotary wheel 34 and the thirdrotating wheel 36 it is is fixed to thetension adjusting device 31C of the firstcurved rod 31. When thetransmission wheel 264 is driven by themotor 262 and rotates, the firstflexible rope 37 rotates with thetransmission wheel 264 to move and rotate thefirstrotation wheel 32, and thesecondrotation wheel 34 and the second curve. Therod 33 is moved and rotated around the second virtual axis L2. At the same time, the secondflexible rope 38 rotates together with the secondrotating wheel 34 and moves the thirdrotating wheel 36 and the connectingrod 35 to rotate around the fourth virtual axis L4. Further, the rotation angles of theequirotatingwheels 32, 34, and 36 have a specific proportional relationship depending on the ratio of their outer diameters. Therefore, by controlling the rotation angle of the firstrotating wheel 32 by thesecond drive unit 26, the rotation angles of thesecond bending rod 33 and thecoupling rod 35 can be controlled.

本実施形態に、第一湾曲棒３１の長さは、実質的に第二湾曲棒３３の長さと同じである。第一回転輪３２の外径は、第三回転輪３６の外径に等しく、且つ第二回転輪３４の外径の二倍である。つまり、第一、二、三回転輪の外径の比率は、２：１：２である。よって、結合棒３５がどんな状況であっても、第五接続部３５１が第一湾曲棒３１の第一接続部３１１に向く一方、取り付け部３５２が第一接続部３１１から離れる方向に向く。従って、器械装置と駆動装置３０、あるいは駆動装置２０との間の互いの衝突を避けることができ、駆動装置３０の制御方程式の計算を簡単にすることができる。しかしながら、本発明による機械アームは、前述に限らない特徴を有する。In the present embodiment, the length of the firstcurved rod 31 is substantially the same as the length of the secondcurved rod 33. The outer diameter of the firstrotating wheel 32 is equal to the outer diameter of the thirdrotating wheel 36 and is twice the outer diameter of the secondrotating wheel 34. That is, the ratio of the outer diameters of the first, second, and thirdrotating wheels is 2: 1: 2. Therefore, in any situation of the connectingrod 35, the fifthconnectingportion 351 faces the firstconnectingportion 311 of thefirst bending rod 31, while the attachingportion 352 faces away from the firstconnectingportion 311. Therefore, the collision between the instrument device and thedrive device 30 or the drive device 20 can be avoided, and the calculation of the control equation of thedrive device 30 can be simplified. However, the mechanical arm according to the present invention has features not limited to those described above.

本発明の「第一湾曲棒の長さは、実質的に第二湾曲棒の長さと同じである」の中で、第一湾曲棒３１の長さは、第一、二接続部３１１，３１２が位置する仮想球面上の第一、二仮想軸線Ｌ１，Ｌ２間の距離と定義されている。つまり、第一湾曲棒３１の長さは、第一、二接続部３１１、３１２の中心点が位置する仮想球面上において、第一、二接続部３１１、３１２の中心点により形成された弧線の長さを指す。同様に、第二湾曲棒３３の長さは、第三、四接続部３３１，３３２が位置する仮想球面上の第二、四仮想軸線Ｌ２，Ｌ４間の距離と定義されている。つまり、第二湾曲棒３３の長さは、第三、四接続部３３１、３３２の中心点が位置する仮想球面上において、第三、四接続部３３１、３３２の中心点により形成された弧線の長さを指す。また、本発明で述べた第一、二、三回転輪３２，３４，３６の外径は、可撓性ロープ３７，３８が各回転輪３２，３４，３６に巻きつく外周面の曲率の半径と定義されている。In the present invention, “the length of the first bending rod is substantially the same as the length of the second bending rod”, the length of thefirst bending rod 31 is the first and secondconnectingportions 311 and 312. Is defined as the distance between the first and second imaginary axes L1 and L2 on the phantom spherical surface. In other words, the length of thefirst bending rod 31 is the length of the arc line formed by the center points of the first andsecondconnection portions 311 and 312 on the virtual spherical surface where the center points of the first andsecondconnection portions 311 and 312 are located. Refers to the length. Similarly, the length of thesecond bending rod 33 is defined as the distance between the second and fourth virtual axis lines L2 and L4 on the virtual spherical surface where the third andfourthconnection portions 331 and 332 are located. That is, the length of thesecond bending rod 33 is the length of the arc line formed by the center points of the third andfourthconnection portions 331 and 332 on the virtual spherical surface where the center points of the third andfourthconnection portions 331 and 332 are located. Refers to the length. The outer diameters of the first, second, and thirdrotating wheels 32, 34, and 36 described in the present invention are the radius of curvature of the outer peripheral surface around which theflexible ropes 37 and 38 are wound around therotatingwheels 32, 34, and 36. It is defined as

１０ 機械アーム
２０ 駆動装置
２２ 固定座
２４ 第一駆動ユニット
２４４、２４５ プーリー
２４６ ベルト
２６ 第二駆動ユニット
２６２ モータ
２６４ 伝動輪
３０ 駆動装置
３１ 第一湾曲棒
３１Ａ、３１Ｂ 棒部材
３１Ｃ 張力調整装置
３１１ 第一接続部
３１２ 第二接続部
３２ 第一回転輪
３３ 第二湾曲棒
３３Ａ 棒部材
３３Ｂ 張力調整装置
３３１ 第三接続部
３３２ 第四接続部
３４ 第二回転輪
３５ 結合棒
３５１ 第五接続部
３５２ 取り付け部
３６ 第三回転輪
３７ 第一可撓性ロープ
３８ 第二可撓性ロープ
Ｃ 回転中心
Ｌ１ 第一仮想軸線
Ｌ２ 第二仮想軸線
Ｌ３ 第三仮想軸線
Ｌ４ 第四仮想軸線10 Mechanical arm
20 Drive device
22 fixed seat
24 First drive unit
244, 245Pulley 246 Belt
26Second drive unit 262 Motor
H.264 transmission wheel
30 Drive unit
31 Firstcurved rod 31A, 31B Bar member
31CTension adjusting device 311 1stconnection part
312 Secondconnection
32 Firstrotating wheel
33 Secondcurved bar 33A Bar member
33BTension adjusting device 331 Thirdconnection part
332 Fourthconnection
34 Secondrotating wheel
35Connecting rod 351 Fifthconnection part
352 mounting part
36 Thirdrotating wheel
37 First Flexible Rope
38 Second Flexible Rope
C center of rotation
L1 first virtual axis
L2 Second virtual axis
L3 3rd virtual axis
L4 4th virtual axis

Claims (5)

Translated fromJapanese

両端に第一枢接部及び第二枢接部を有し、前記第一枢接部及び前記第二枢接部を通す直線をそれぞれ第一仮想軸線及び第二仮想軸線と定義し、前記第一仮想軸線と前記第二仮想軸線とが所定の回転中心で交わり、第一駆動ユニットに駆動され、前記第一仮想軸線を回転軸として回転する第一湾曲棒と、
前記回転中心を通す直線を第三仮想軸線と定義し、第二駆動ユニットに駆動され、前記第三仮想軸線を回転軸として回転可能である第一比例輪と、
両端に第三枢接部及び第四枢接部を有し、前記第四枢接部及び前記回転中心を通す直線を第四仮想軸線と定義し、前記第三枢接部が前記第一湾曲棒の前記第二枢接部に枢接されている第二湾曲棒と、
前記第二湾曲棒の前記第三枢接部に固定され、前記第一湾曲棒の前記第二枢接部に枢接されている第二比例輪と、
前記第一比例輪と前記第二比例輪に繞設され、前記第二湾曲棒に固定され、前記第一比例輪が回転する時、前記第二比例輪及び前記第二湾曲棒を動かし、前記第二仮想軸線を回転軸として前記第二比例輪及び前記第二湾曲棒を回転させる第一可撓性ロープと、
互いに固定され、且つ前記第二湾曲棒の前記第四枢接部に枢接されている結合棒及び第三比例輪と、
前記第二比例輪及び前記第三比例輪に繞設され、前記第一湾曲棒に固定され、前記第二比例輪が回転する時、前記第三比例輪及び前記結合棒を動かし、前記第四仮想軸線を回転軸として前記第三比例輪及び前記結合棒を回転させる第二可撓性ロープとを備えることを特徴とする機械アーム。A straight line passing through the first pivot part and the second pivot part is defined as a first imaginary axis and a second imaginary axis, respectively. A first bending rod that intersects at a predetermined rotation center with one virtual axis and the second virtual axis, is driven by a first drive unit, and rotates about the first virtual axis as a rotation axis;
A straight line passing through the rotation center is defined as a third virtual axis, driven by a second drive unit, and a first proportional wheel that is rotatable about the third virtual axis as a rotation axis;
It has a third pivot part and a fourth pivot part at both ends, a straight line passing through the fourth pivot part and the rotation center is defined as a fourth virtual axis, and the third pivot part is the first curve. A second curved rod pivoted to the second pivot portion of the rod;
A second proportional wheel fixed to the third pivot of the second curved rod and pivoted to the second pivot of the first curved rod;
The first proportional wheel and the second proportional wheel are installed and fixed to the second curved rod, and when the first proportional wheel rotates, the second proportional wheel and the second curved rod are moved, A first flexible rope for rotating the second proportional wheel and the second curved rod about a second virtual axis as a rotation axis;
A coupling rod and a third proportional wheel fixed to each other and pivotally connected to the fourth pivot portion of the second curved rod;
The third proportional wheel and the third proportional wheel are installed on the first proportional rod, fixed to the first curved rod, and when the second proportional wheel rotates, the third proportional wheel and the coupling rod are moved, A mechanical arm comprising: a second flexible rope for rotating the third proportional wheel and the connecting rod about a virtual axis as a rotation axis. 前記第三仮想軸線は、前記第一仮想軸線と重なることを特徴とする請求項１に記載の機械アーム。  The mechanical arm according to claim 1, wherein the third virtual axis overlaps the first virtual axis. 前記第一湾曲棒の長さは、実質的に前記第二湾曲棒の長さと同じであることを特徴とする請求項１に記載の機械アーム。  The machine arm according to claim 1, wherein a length of the first curved bar is substantially the same as a length of the second curved bar. 前記第一比例輪は、前記第三比例輪の外径と同じであり、前記第二比例輪の外径の二倍である外径を有することを特徴とする請求項３に記載の機械アーム。  The mechanical arm according to claim 3, wherein the first proportional wheel has an outer diameter that is the same as the outer diameter of the third proportional wheel and is twice the outer diameter of the second proportional wheel. . 前記第一湾曲棒は、同調で作動する二つの棒部材を有し、
前記第二湾曲棒、前記第一比例輪、及び前記第二比例輪は、二つの前記棒部材の間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の機械アーム。The first curved bar has two bar members that operate synchronously;
The mechanical arm according to claim 1, wherein the second curved rod, the first proportional wheel, and the second proportional wheel are located between the two rod members.

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