伸縮臂及使用伸縮臂的構造物的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及伸縮自如的伸縮臂，尤其關于將多個呈X字形交叉的交叉單元(crossunit)在一方向連成一排，且連結成可互相相對地轉動而構成的伸縮臂。
【背景技術】
[0002]伸縮臂為廣泛地使用于產業用機器人(robot)的臂體、照明器具的支架(stand)、支持用來載置物品的平臺的臂體等的各種產業機器、生活關聯器具、醫療關聯器具等。
[0003]典型的伸縮臂之一為如下地構成者:使呈直線狀延伸的兩根板狀構件在其各自的中央部呈X字形交叉，并在其交叉點經由軸將兩者可轉動地連結而形成交叉單元，然后將多個此交叉單元在一方向連成一排，且連結成可互相相對地轉動。具有這樣的構造的伸縮臂可沿著直線的方向而伸縮。
[0004]依據用途，會有要使伸縮臂在曲線的方向伸縮的情況。可在曲線的方向伸縮的伸縮臂，揭示于例如日本實開平1-159036號公報(專利文獻I)、日本特開2006-52603號公報(專利文獻2)等中。
[0005]實開平1-159036號公報(專利文獻I)中揭示的伸縮臂是利用于一種前卷式可動篷架(tent)，此種前卷式可動篷架在展開的途中其篷布是呈曲線而展開。此公報中揭示的前卷式可動篷架，是將篷布張設于基桿、與架設成可自由旋轉的前桿之間，將上述前桿以可自由旋轉的方式架設于伸縮臂的前端之間，且該前桿連結有可使該前桿正逆轉的馬達。伸縮臂為使多個將兩根直線狀的板狀構件呈X字形交叉而形成的交叉單元，沿著一方向以可轉動的方式相連結成一排而構成者。
[0006]伸展為展開狀態的篷布為在中途具有彎曲的區域。為了順應如此的篷布的展開路徑，位于彎曲區域的交叉單元為將連結兩根板狀構件的交叉軸設于偏離中央的位置。從交叉軸到各板狀構件的外側端的長度，大于從交叉軸到各板狀構件的內側端的長度，所以將相連結的多個交叉單元展開時，連結各板狀單元的外側端的虛擬線會以相對較大的曲率半徑彎曲，連結各板狀單元的內側端的虛擬線會以相對較小的曲率半徑彎曲。
[0007]特開2006-52603號公報(專利文獻2)的圖12中揭示一種滑動式多段伸縮構造體，其具有以預定的曲率半徑彎曲的拱形(arch)形狀。該伸縮構造體是于一對筒狀臂之間配置包含連成一排的交叉單元的伸縮機構。各筒狀臂為將彎管形狀的多個筒體以滑動方式相嵌合而可伸縮者，于伸展時形成拱形形狀。包含交叉單元的伸縮機構的寬方向的兩端可轉動地連結至各筒狀臂。
[0008][先前技術文獻]
[0009](專利文獻)
[0010](專利文獻I)日本實開平1-159036號公報
[0011](專利文獻2)日本特開2006-52603號公報
【發明內容】
[0012](發明所欲解決的課題)
[0013]實開平1-159036號公報(專利文獻I)所揭示的伸縮臂通過將交叉單元的交叉軸設于偏離板狀構件的中央的位置，來形成彎曲形狀。但使交叉軸偏離中央而構成的伸縮臂為從交叉單元的交叉軸到外側端的長度大于到內側端的長度，所以構造上成為不平衡的構成。
[0014]特開2006-52603號公報(專利文獻2)所揭示的伸縮構造體中，交叉單元為使直線的兩個板狀構件在中央部份相交叉而連結成者，為構造上取得平衡的構成。將交叉單元在一方向連成一排而構成的伸縮臂為在直線方向伸縮者，但因其兩端連結至在展開狀態會形成拱形形狀的彎管形狀的滑動式筒狀臂，所以會造成由于根本的動作的差異而產生的過度的力作用于構成伸縮臂的各構件。
[0015]本發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，且能夠以不會有過度的力作用的構造來形成彎曲形狀的伸縮臂。(解決課題的手段)
[0016]本發明的伸縮臂具有如下的構造:將兩個剛性構件在中央連結點連結成可轉動而形成呈X字形交叉的交叉單元(cross unit)，然后將多個此交叉單元在一方向連成一排，且連結成可互相相對地轉動而構成。前述各剛性構件呈彎曲形狀，而使其兩端連結點相對于通過前述中央連結點的長方向軸線成為從長方向軸線往一側偏移后的位置，以使該伸縮臂的伸縮軌跡呈彎曲線。
[0017]在一個實施例中，剛性構件的兩端連結點在剛性構件的寬方向偏移。在另一個實施例中，剛性構件的兩端連結點在剛性構件的厚度方向偏移。在此情況下，優選剛性構件呈彎曲形狀，而使通過該剛性構件的中央連結點的厚度方向軸線及通過兩端連結點的厚度方向軸線，收斂于通過中央連結點的厚度方向軸在線上。
[0018]在優選的實施例中，剛性構件在其整個長方向以一樣的曲率半徑彎曲。在另一個實施例中，剛性構件在其長方向的中央區域為直線形狀。
[0019]也可使用上述伸縮臂來制作出立體形狀物。在一個實施例中，使伸縮臂展開后的立體形狀，形成選自由圓筒面、圓錐面及球面所組成的群組中的面。在另一個實施例中，使伸縮臂展開后的立體形狀，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，為使多個伸縮臂在與長方向相交叉的寬方向相連結而構成分隔物(partit1n)。
[0020]本發明優選的實施例的臺燈具備伸縮臂、以及安裝于此伸縮臂的前端的照明燈(lamp)。伸縮臂為將兩個剛性構件在中央連結點連結成可轉動而形成呈X字形交叉的交叉單元，然后將多個此交叉單元在一方向連成一排且連結成可互相相對地轉動而構成者。前述各剛性構件呈彎曲形狀，而使其兩端連結點在相對于通過前述中央連結點的長方向軸線往一側偏移的位置，以使該伸縮臂的伸縮軌跡呈彎曲線。
[0021]在臺燈的一例中，剛性構件的兩端連結點在剛性構件的寬方向偏移，照明燈的照射方向不受伸縮臂的伸縮狀態所影響而保持一定。在臺燈的另一例中，剛性構件的兩端連結點在剛性構件的厚度方向偏移，照明燈不受伸縮臂的伸縮狀態所影響而照射同一位置。
[0022]典型地，臺燈具備:支持伸縮臂的基端，且內部設有電源控制部的基座構件；以及從基座構件延伸到照明燈的電線。優選為電線通過伸縮臂的厚度的范圍內。
[0023]本發明優選的實施例的具有伸縮臂的床構造，具備:床；伸縮臂，其可伸縮，且在伸展狀態下，以大幅彎曲的形狀，從上述床的側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，安裝于伸縮臂。伸縮臂為將兩個剛性構件在中央連結點連結成可轉動而形成呈X字形交叉的交叉單元，然后將多個此交叉單元在一方向連成一排，且連結成可互相相對地轉動而構成者。前述各剛性構件呈彎曲形狀，而使其兩端連結點相對于通過前述中央連結點的長方向軸線成為從長方向軸線往一側偏移后的位置，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造的一例中，剛性構件的兩端連結點在剛性構件的寬方向偏移。物品保持用保持構件用來保持視覺對象物。所保持的視覺對象物不受伸縮臂的伸縮狀態所影響而持續提供朝向躺在床上的人的臉的視覺面。所謂的「視覺對象物」，典型地是指電視、電視顯示器(display)等，但本說明書中，亦顧慮將會發生聲音的視聽覺對象物或聽覺對象物包含于「視覺對象物」的范疇。
[0025]具有伸縮臂的床構造具備例如固定于床的基座構件，伸縮臂的基端可旋轉地支持于基座構件。
[0026]優選，伸縮臂與物品保持用保持構件的連結構造構成為:相對于伸縮臂的長方向軸線的物品保持用保持構件的角度會隨著伸縮臂的伸縮動作而變化。在一個實施例中，位于伸縮臂的前端的一方的剛性構件以固定角度連結至物品保持用保持構件，且相對于伸縮臂的長方向軸線的物品保持用保持構件的角度會對應于伸縮臂的伸縮長度而變化。
[0027]本發明優選的實施例的物品保持裝置具備:伸縮臂，其可伸縮，且在伸展狀態下，以大幅彎曲的形狀延伸；以及物品保持用保持臺，安裝于此伸縮臂。伸縮臂為將兩個剛性構件在中央連結點連結成可轉動而形成呈X字形交叉的交叉單元，然后將多個此交叉單元在一方向連成一排，且連結成可互相相對地轉動而構成者。前述各剛性構件呈彎曲形狀，而使其兩端連結點相對于通過前述中央連結點的長方向軸線成為從長方向軸線往一側偏移后的位置，以使該伸縮臂的伸縮軌跡呈彎曲線。
[0028](發明的效果)
[0029]根據本發明的伸縮臂，構成交叉單元的各剛性構件呈彎曲形狀，而使其兩端連結點相對于通過中央連結點的長方向軸線成為從長方向軸線往一側偏移后的位置，以使伸縮臂的伸縮軌跡呈彎曲線，所以平衡性良好，且能夠以不會有過度的力作用的構造來形成彎曲形狀。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發明的第一實施例的伸縮臂的平面圖，顯示收縮起來的狀態。
[0031]圖2為第一實施例的伸縮臂的正面圖，顯示收縮起來的狀態。
[0032]圖3為第一實施例的伸縮臂的平面圖，顯示伸展開來的狀態。
[0033]圖4為第一實施例的伸縮臂的正面圖，顯示伸展開來的狀態。
[0034]圖5為第一實施例的伸縮臂的立體圖，顯示略為伸展開的狀態。
[0035]圖6為顯示構成第一實施例的伸縮臂的剛性構件的圖，(a)為平面圖，(b)為正面圖，(c)為C-C線剖面圖。
[0036]圖7為本發明的第二實施例的伸縮臂的平面圖，顯示收縮起來的狀態。
[0037]圖8為第二實施例的伸縮臂的正面圖，顯示收縮起來的狀態。
[0038]圖9為第二實施例的伸縮臂的立體圖，顯示伸展開來的狀態。
[0039]圖10為顯示構成第二實施例的伸縮臂的剛性構件的圖，(a)為平面圖，(b)為正面圖，(c)為C-C線剖面圖。
[0040]圖11為