伸縮臂及使用伸縮臂的構(gòu)造物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及伸縮自如的伸縮臂，尤其關(guān)于將多個(gè)呈X字形交叉的交叉單元(crossunit)在一方向連成一排，且連結(jié)成可互相相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成的伸縮臂。
【背景技術(shù)】
[0002]伸縮臂為廣泛地使用于產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人(robot)的臂體、照明器具的支架(stand)、支持用來(lái)載置物品的平臺(tái)的臂體等的各種產(chǎn)業(yè)機(jī)器、生活關(guān)聯(lián)器具、醫(yī)療關(guān)聯(lián)器具等。
[0003]典型的伸縮臂之一為如下地構(gòu)成者:使呈直線狀延伸的兩根板狀構(gòu)件在其各自的中央部呈X字形交叉，并在其交叉點(diǎn)經(jīng)由軸將兩者可轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)而形成交叉單元，然后將多個(gè)此交叉單元在一方向連成一排，且連結(jié)成可互相相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)。具有這樣的構(gòu)造的伸縮臂可沿著直線的方向而伸縮。
[0004]依據(jù)用途，會(huì)有要使伸縮臂在曲線的方向伸縮的情況?？稍谇€的方向伸縮的伸縮臂，揭示于例如日本實(shí)開(kāi)平1-159036號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)、日本特開(kāi)2006-52603號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)等中。
[0005]實(shí)開(kāi)平1-159036號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)中揭示的伸縮臂是利用于一種前卷式可動(dòng)篷架(tent)，此種前卷式可動(dòng)篷架在展開(kāi)的途中其篷布是呈曲線而展開(kāi)。此公報(bào)中揭示的前卷式可動(dòng)篷架，是將篷布張?jiān)O(shè)于基桿、與架設(shè)成可自由旋轉(zhuǎn)的前桿之間，將上述前桿以可自由旋轉(zhuǎn)的方式架設(shè)于伸縮臂的前端之間，且該前桿連結(jié)有可使該前桿正逆轉(zhuǎn)的馬達(dá)。伸縮臂為使多個(gè)將兩根直線狀的板狀構(gòu)件呈X字形交叉而形成的交叉單元，沿著一方向以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式相連結(jié)成一排而構(gòu)成者。
[0006]伸展為展開(kāi)狀態(tài)的篷布為在中途具有彎曲的區(qū)域。為了順應(yīng)如此的篷布的展開(kāi)路徑，位于彎曲區(qū)域的交叉單元為將連結(jié)兩根板狀構(gòu)件的交叉軸設(shè)于偏離中央的位置。從交叉軸到各板狀構(gòu)件的外側(cè)端的長(zhǎng)度，大于從交叉軸到各板狀構(gòu)件的內(nèi)側(cè)端的長(zhǎng)度，所以將相連結(jié)的多個(gè)交叉單元展開(kāi)時(shí)，連結(jié)各板狀單元的外側(cè)端的虛擬線會(huì)以相對(duì)較大的曲率半徑彎曲，連結(jié)各板狀單元的內(nèi)側(cè)端的虛擬線會(huì)以相對(duì)較小的曲率半徑彎曲。
[0007]特開(kāi)2006-52603號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)的圖12中揭示一種滑動(dòng)式多段伸縮構(gòu)造體，其具有以預(yù)定的曲率半徑彎曲的拱形(arch)形狀。該伸縮構(gòu)造體是于一對(duì)筒狀臂之間配置包含連成一排的交叉單元的伸縮機(jī)構(gòu)。各筒狀臂為將彎管形狀的多個(gè)筒體以滑動(dòng)方式相嵌合而可伸縮者，于伸展時(shí)形成拱形形狀。包含交叉單元的伸縮機(jī)構(gòu)的寬方向的兩端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)至各筒狀臂。
[0008][先前技術(shù)文獻(xiàn)]
[0009](專(zhuān)利文獻(xiàn))
[0010](專(zhuān)利文獻(xiàn)I)日本實(shí)開(kāi)平1-159036號(hào)公報(bào)
[0011](專(zhuān)利文獻(xiàn)2)日本特開(kāi)2006-52603號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012](發(fā)明所欲解決的課題)
[0013]實(shí)開(kāi)平1-159036號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)所揭示的伸縮臂通過(guò)將交叉單元的交叉軸設(shè)于偏離板狀構(gòu)件的中央的位置，來(lái)形成彎曲形狀。但使交叉軸偏離中央而構(gòu)成的伸縮臂為從交叉單元的交叉軸到外側(cè)端的長(zhǎng)度大于到內(nèi)側(cè)端的長(zhǎng)度，所以構(gòu)造上成為不平衡的構(gòu)成。
[0014]特開(kāi)2006-52603號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)所揭示的伸縮構(gòu)造體中，交叉單元為使直線的兩個(gè)板狀構(gòu)件在中央部份相交叉而連結(jié)成者，為構(gòu)造上取得平衡的構(gòu)成。將交叉單元在一方向連成一排而構(gòu)成的伸縮臂為在直線方向伸縮者，但因其兩端連結(jié)至在展開(kāi)狀態(tài)會(huì)形成拱形形狀的彎管形狀的滑動(dòng)式筒狀臂，所以會(huì)造成由于根本的動(dòng)作的差異而產(chǎn)生的過(guò)度的力作用于構(gòu)成伸縮臂的各構(gòu)件。
[0015]本發(fā)明為了解決上述課題而完成者，其目的在提供一種平衡性良好，且能夠以不會(huì)有過(guò)度的力作用的構(gòu)造來(lái)形成彎曲形狀的伸縮臂。(解決課題的手段)
[0016]本發(fā)明的伸縮臂具有如下的構(gòu)造:將兩個(gè)剛性構(gòu)件在中央連結(jié)點(diǎn)連結(jié)成可轉(zhuǎn)動(dòng)而形成呈X字形交叉的交叉單元(cross unit)，然后將多個(gè)此交叉單元在一方向連成一排，且連結(jié)成可互相相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成。前述各剛性構(gòu)件呈彎曲形狀，而使其兩端連結(jié)點(diǎn)相對(duì)于通過(guò)前述中央連結(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)方向軸線成為從長(zhǎng)方向軸線往一側(cè)偏移后的位置，以使該伸縮臂的伸縮軌跡呈彎曲線。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，剛性構(gòu)件的兩端連結(jié)點(diǎn)在剛性構(gòu)件的寬方向偏移。在另一個(gè)實(shí)施例中，剛性構(gòu)件的兩端連結(jié)點(diǎn)在剛性構(gòu)件的厚度方向偏移。在此情況下，優(yōu)選剛性構(gòu)件呈彎曲形狀，而使通過(guò)該剛性構(gòu)件的中央連結(jié)點(diǎn)的厚度方向軸線及通過(guò)兩端連結(jié)點(diǎn)的厚度方向軸線，收斂于通過(guò)中央連結(jié)點(diǎn)的厚度方向軸在線上。
[0018]在優(yōu)選的實(shí)施例中，剛性構(gòu)件在其整個(gè)長(zhǎng)方向以一樣的曲率半徑彎曲。在另一個(gè)實(shí)施例中，剛性構(gòu)件在其長(zhǎng)方向的中央?yún)^(qū)域?yàn)橹本€形狀。
[0019]也可使用上述伸縮臂來(lái)制作出立體形狀物。在一個(gè)實(shí)施例中，使伸縮臂展開(kāi)后的立體形狀，形成選自由圓筒面、圓錐面及球面所組成的群組中的面。在另一個(gè)實(shí)施例中，使伸縮臂展開(kāi)后的立體形狀，形成選自由圓弧形狀、螺旋形狀、拱形形狀及波形形狀所組成的群組中的形狀。立體形狀物的一例，為使多個(gè)伸縮臂在與長(zhǎng)方向相交叉的寬方向相連結(jié)而構(gòu)成分隔物(partit1n)。
[0020]本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例的臺(tái)燈具備伸縮臂、以及安裝于此伸縮臂的前端的照明燈(lamp)。伸縮臂為將兩個(gè)剛性構(gòu)件在中央連結(jié)點(diǎn)連結(jié)成可轉(zhuǎn)動(dòng)而形成呈X字形交叉的交叉單元，然后將多個(gè)此交叉單元在一方向連成一排且連結(jié)成可互相相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成者。前述各剛性構(gòu)件呈彎曲形狀，而使其兩端連結(jié)點(diǎn)在相對(duì)于通過(guò)前述中央連結(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)方向軸線往一側(cè)偏移的位置，以使該伸縮臂的伸縮軌跡呈彎曲線。
[0021]在臺(tái)燈的一例中，剛性構(gòu)件的兩端連結(jié)點(diǎn)在剛性構(gòu)件的寬方向偏移，照明燈的照射方向不受伸縮臂的伸縮狀態(tài)所影響而保持一定。在臺(tái)燈的另一例中，剛性構(gòu)件的兩端連結(jié)點(diǎn)在剛性構(gòu)件的厚度方向偏移，照明燈不受伸縮臂的伸縮狀態(tài)所影響而照射同一位置。
[0022]典型地，臺(tái)燈具備:支持伸縮臂的基端，且內(nèi)部設(shè)有電源控制部的基座構(gòu)件；以及從基座構(gòu)件延伸到照明燈的電線。優(yōu)選為電線通過(guò)伸縮臂的厚度的范圍內(nèi)。
[0023]本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例的具有伸縮臂的床構(gòu)造，具備:床；伸縮臂，其可伸縮，且在伸展?fàn)顟B(tài)下，以大幅彎曲的形狀，從上述床的側(cè)部延伸至躺在床上的人的臉的上方；以及物品保持用保持臺(tái)，安裝于伸縮臂。伸縮臂為將兩個(gè)剛性構(gòu)件在中央連結(jié)點(diǎn)連結(jié)成可轉(zhuǎn)動(dòng)而形成呈X字形交叉的交叉單元，然后將多個(gè)此交叉單元在一方向連成一排，且連結(jié)成可互相相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成者。前述各剛性構(gòu)件呈彎曲形狀，而使其兩端連結(jié)點(diǎn)相對(duì)于通過(guò)前述中央連結(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)方向軸線成為從長(zhǎng)方向軸線往一側(cè)偏移后的位置，以使該伸縮臂的伸縮軌跡呈彎曲線。
[0024]在具有伸縮臂的床構(gòu)造的一例中，剛性構(gòu)件的兩端連結(jié)點(diǎn)在剛性構(gòu)件的寬方向偏移。物品保持用保持構(gòu)件用來(lái)保持視覺(jué)對(duì)象物。所保持的視覺(jué)對(duì)象物不受伸縮臂的伸縮狀態(tài)所影響而持續(xù)提供朝向躺在床上的人的臉的視覺(jué)面。所謂的「視覺(jué)對(duì)象物」，典型地是指電視、電視顯示器(display)等，但本說(shuō)明書(shū)中，亦顧慮將會(huì)發(fā)生聲音的視聽(tīng)覺(jué)對(duì)象物或聽(tīng)覺(jué)對(duì)象物包含于「視覺(jué)對(duì)象物」的范疇。
[0025]具有伸縮臂的床構(gòu)造具備例如固定于床的基座構(gòu)件，伸縮臂的基端可旋轉(zhuǎn)地支持于基座構(gòu)件。
[0026]優(yōu)選，伸縮臂與物品保持用保持構(gòu)件的連結(jié)構(gòu)造構(gòu)成為:相對(duì)于伸縮臂的長(zhǎng)方向軸線的物品保持用保持構(gòu)件的角度會(huì)隨著伸縮臂的伸縮動(dòng)作而變化。在一個(gè)實(shí)施例中，位于伸縮臂的前端的一方的剛性構(gòu)件以固定角度連結(jié)至物品保持用保持構(gòu)件，且相對(duì)于伸縮臂的長(zhǎng)方向軸線的物品保持用保持構(gòu)件的角度會(huì)對(duì)應(yīng)于伸縮臂的伸縮長(zhǎng)度而變化。
[0027]本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例的物品保持裝置具備:伸縮臂，其可伸縮，且在伸展?fàn)顟B(tài)下，以大幅彎曲的形狀延伸；以及物品保持用保持臺(tái)，安裝于此伸縮臂。伸縮臂為將兩個(gè)剛性構(gòu)件在中央連結(jié)點(diǎn)連結(jié)成可轉(zhuǎn)動(dòng)而形成呈X字形交叉的交叉單元，然后將多個(gè)此交叉單元在一方向連成一排，且連結(jié)成可互相相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成者。前述各剛性構(gòu)件呈彎曲形狀，而使其兩端連結(jié)點(diǎn)相對(duì)于通過(guò)前述中央連結(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)方向軸線成為從長(zhǎng)方向軸線往一側(cè)偏移后的位置，以使該伸縮臂的伸縮軌跡呈彎曲線。
[0028](發(fā)明的效果)
[0029]根據(jù)本發(fā)明的伸縮臂，構(gòu)成交叉單元的各剛性構(gòu)件呈彎曲形狀，而使其兩端連結(jié)點(diǎn)相對(duì)于通過(guò)中央連結(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)方向軸線成為從長(zhǎng)方向軸線往一側(cè)偏移后的位置，以使伸縮臂的伸縮軌跡呈彎曲線，所以平衡性良好，且能夠以不會(huì)有過(guò)度的力作用的構(gòu)造來(lái)形成彎曲形狀。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例的伸縮臂的平面圖，顯示收縮起來(lái)的狀態(tài)。
[0031]圖2為第一實(shí)施例的伸縮臂的正面圖，顯示收縮起來(lái)的狀態(tài)。
[0032]圖3為第一實(shí)施例的伸縮臂的平面圖，顯示伸展開(kāi)來(lái)的狀態(tài)。
[0033]圖4為第一實(shí)施例的伸縮臂的正面圖，顯示伸展開(kāi)來(lái)的狀態(tài)。
[0034]圖5為第一實(shí)施例的伸縮臂的立體圖，顯示略為伸展開(kāi)的狀態(tài)。
[0035]圖6為顯示構(gòu)成第一實(shí)施例的伸縮臂的剛性構(gòu)件的圖，(a)為平面圖，(b)為正面圖，(c)為C-C線剖面圖。
[0036]圖7為本發(fā)明的第二實(shí)施例的伸縮臂的平面圖，顯示收縮起來(lái)的狀態(tài)。
[0037]圖8為第二實(shí)施例的伸縮臂的正面圖，顯示收縮起來(lái)的狀態(tài)。
[0038]圖9為第二實(shí)施例的伸縮臂的立體圖，顯示伸展開(kāi)來(lái)的狀態(tài)。
[0039]圖10為顯示構(gòu)成第二實(shí)施例的伸縮臂的剛性構(gòu)件的圖，(a)為平面圖，(b)為正面圖，(c)為C-C線剖面圖。
[0040]圖11為