JP2003148582A - パラレルメカニズム - Google Patents
パラレルメカニズムInfo
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Abstract
確保しつつ小型化を図ること。 【解決手段】 ベース10と移動テーブル20との間
に、両端部がそれぞれ球面軸受50を介してこれらベー
ス10および移動テーブル20に連結された複数のシリ
ンダアクチュエータ30を備えて成り、シリンダアクチ
ュエータ30を適宜伸縮させることによってベース10
に対する移動テーブル20の姿勢および/または位置を
変更するようにしたパラレルメカニズムにおいて、シリ
ンダアクチュエータ30の作動軸心A−Aが、両端部の
傾動中心間を結ぶ軸線B−Bから逸脱し、かつベース1
0の外方域を通過するように、当該シリンダアクチュエ
ータ30を配置している。
Description
エフェクタとの間に、両端部がそれぞれ傾動可能となる
態様でこれらベースおよびエンドエフェクタに連結され
た複数の伸縮リンクを備えて成り、前記伸縮リンクを適
宜伸縮させることによって前記ベースに対する前記エン
ドエフェクタの姿勢および/または位置を変更するよう
にしたパラレルメカニズムに関するものである。
平9−105706号公報に示されたものがある。この
従来技術では、図7に示すように、ベース1とエンドエ
フェクタである移動テーブル2との間に、伸縮リンクと
して6本のシリンダアクチュエータ3を介在させてあ
る。シリンダアクチュエータ3は、それぞれシリンダ本
体3aに対してシリンダロッド3bを伸縮作動可能に配
設したもので、シリンダ本体3a側の端部が球面軸受4
を介してベース1の上面に連結してある一方、シリンダ
ロッド3b側の端部が球面軸受4を介して移動テーブル
2の下面に連結してある。
では、6本のシリンダアクチュエータ3を適宜伸縮さ
せ、それぞれを所定の長さになるように制御すれば、移
動テーブル2をベース1に対して所望の位置に所望の姿
勢で位置決め配置することが可能になる。
来のパラレルメカニズムにあっては、ベース1に対して
移動テーブル2を最も近接させた場合にも、これらベー
ス1と移動テーブル2との間にシリンダアクチュエータ
3のすべてを収容できるだけのスペース(間隔)を確保
しなければならない。このため、移動テーブル2の移動
ストロークを大きく設定した場合、つまりシリンダアク
チュエータ3として長さの大きなものを適用した場合に
は、パラレルメカニズムの小型化を図ることが困難とな
り、逆にパラレルメカニズムを小型化した場合には、移
動テーブル2の移動ストロークを十分に確保することが
困難になるといった問題を招来することになる。
によって支持されたシリンダアクチュエータ3にあって
は、これを繰り返し伸縮作動させた場合、球面軸受4の
中心間を結ぶ軸線回りに回転する虞れがある。通常、シ
リンダアクチュエータ3には、作動信号を与えるための
配線や作動圧力を供給するための配管3cが接続してあ
るため、シリンダアクチュエータ3が球面軸受4の中心
間を結ぶ軸線回りに回転した場合、これら配線や配管3
cに負荷が加わることになる。この結果、配線や配管3
cが切断する等の事態を招来する、あるいは配線や配管
3cに加わった負荷がシリンダアクチュエータ3の傾動
に対して抵抗を与える、といったパラレルメカニズムの
必要な動作に悪影響を及ぼすことに繋がる。さらに、外
周部に上述した配線や配管3cを接続するための部分が
設けてある等、シリンダアクチュエータ3の横断面に突
出する部分が存在する場合には、シリンダアクチュエー
タ3が球面軸受4の中心間を結ぶ軸線回りに回転するこ
とによってこれらの相互干渉を招来する虞れもある。
ので、エンドエフェクタの移動ストロークを十分に確保
しつつ小型化を図ることが可能なパラレルメカニズムを
得ることを第一の目的とする。
作動させた場合にも、必要な動作に悪影響を及ぼす事態
を招来する虞れのないパラレルメカニズムを得ることを
第二の目的とする。
め、この発明にかかるパラレルメカニズムは、ベースと
エンドエフェクタとの間に、両端部がそれぞれ傾動可能
となる態様でこれらベースおよびエンドエフェクタに連
結された複数の伸縮リンクを備えて成り、前記伸縮リン
クを適宜伸縮させることによって前記ベースに対する前
記エンドエフェクタの姿勢および/または位置を変更す
るようにしたパラレルメカニズムにおいて、前記伸縮リ
ンクの作動軸心が、両端部の傾動中心間を結ぶ軸線から
逸脱し、かつ前記ベースおよび前記エンドエフェクタの
少なくとも一方の外方域を通過するように、当該伸縮リ
ンクを配置したことを特徴とする。
クタとの間に伸縮リンクのすべてを収容するためのスペ
ースを確保する必要がない。
は、ベースとエンドエフェクタとの間に、それぞれ両端
部が球面軸受を介してこれらベースおよびエンドエフェ
クタに連結される複数の伸縮リンクを備えて成り、前記
伸縮リンクを適宜伸縮させることによって前記ベースに
対する前記エンドエフェクタの姿勢および/または位置
を変更するようにしたパラレルメカニズムにおいて、前
記伸縮リンクと前記ベースおよび前記エンドエフェクタ
の少なくとも一方との間に、両端部の球中心間を結ぶ軸
線回りの相対回転を規制する一方、前記伸縮リンクの前
記ベースおよび前記エンドエフェクタに対する傾動を許
容する回転規制手段を設けたことを特徴とする。
より、ベースおよびエンドエフェクタに対する傾動を許
容した状態で両端部の球中心間を結ぶ軸線回りの相対回
転を規制することができる。
は、上記の発明において、前記伸縮リンクの作動軸心
が、両端部の球中心間を結ぶ軸線から逸脱し、かつ前記
ベースおよび前記エンドエフェクタの少なくとも一方の
外方域を通過するように、当該伸縮リンクを配置したこ
とを特徴とする。
エフェクタを近接させた場合に、これらベースとエンド
エフェクタとの間に伸縮リンクのすべてを収容するため
のスペースを確保する必要がない。
は、上記の発明において、前記回転規制手段が、前記球
中心間を結ぶ軸線回りの前記伸縮リンクの回転に対する
捩れ剛性が、前記エンドエフェクタの姿勢および/また
は位置を変更する際の前記伸縮リンクの傾動に対する捩
れ剛性、もしくは曲げ剛性よりも大きくなるように構成
した弾性部材を備えたものであることを特徴とする。
る異方性により、ベースおよびエンドエフェクタに対す
る傾動を許容した状態でこれらベースおよびエンドエフ
ェクタと伸縮リンクとの、両端部の球中心間を結ぶ軸線
回りの相対回転を規制することができる。
発明にかかるパラレルメカニズムの好適な実施の形態を
詳細に説明する。
形態1であるパラレルメカニズムの要部を示す断面図、
図2は、図1に示したパラレルメカニズムの全体を示す
斜視図である。ここで例示するパラレルメカニズムは、
例えば産業用ロボットや工作機械の分野、あるいは計測
や測定の分野で用いられるもので、ベース10とエンド
エフェクタである移動テーブル20との間に、伸縮リン
クとして複数、本実施の形態1では6本のシリンダアク
チュエータ30を介在させてある。
れぞれ円形の板状部材である。本実施の形態1では、ベ
ース10として移動テーブル20よりも直径の大きなも
のを適用している。
本体31に対してシリンダロッド32を伸縮作動可能に
設けたもので、各シリンダ本体31のほぼ中央となる部
分に支承ブラケット40を備えている。支承ブラケット
40は、シリンダ本体31の径外方向に延在する態様で
該シリンダ本体31に固着してある。なお、図には明示
していないものの、シリンダ本体31の外周部に部分的
に突出する部分、例えばシリンダアクチュエータ30に
作動信号を与えるための配線や作動圧力を供給するため
の配管を接続するための部分、あるいは変位計や荷重計
といった各種センサが存在する場合には、これらの部分
の突出方向とは相反する方向に向けて上述した支承ブラ
ケット40を延在させることが好ましい。
ュエータ30は、シリンダロッド32の先端部が球面軸
受50を介して移動テーブル20の下面に連結してある
一方、支承ブラケット40の突出端部が球面軸受50を
介してベース10の上面に連結してあり、これら移動テ
ーブル20およびベース10に対して、各球面軸受50
の球中心回りに任意の方向に傾動することが可能であ
る。球面軸受50は、それぞれハウジング51の中心孔
51aに軸受球体52を転動可能に支承したもので、ハ
ウジング51を介してベース10、並びに移動テーブル
20に固着してある一方、軸受球体52から延在する連
設ロッド52aを介して上述したシリンダロッド32の
先端部、並びに支承ブラケット40の突出端部に連結し
てある。
ス10と各シリンダアクチュエータ30との間に回転規
制手段60を設けてある。回転規制手段60は、図3に
示すように、蛇腹状部材61、固定端部材62および可
動端部材63を備えて構成してある。
属薄板によって円筒の蛇腹状に成形したもので、図3
(a)に示すX−X軸およびY−Y軸回りに容易に曲げ
変形することが可能である一方、Z−Z軸回りの回転
(捩り)についてはほとんど不可能である。具体的に
は、X−X軸およびY−Y軸回りの曲げ剛性に対して、
Z−Z軸回りの捩り剛性が十分大きく(好ましくは10
倍以上)なるように蛇腹状部材61を構成してある。
それぞれ中心孔62a,63aを有した円板状部材であ
り、比較的厚板の金属によって構成してある。固定端部
材62は、その上部表面を介して蛇腹状部材61の下端
部に固着してあるとともに、その中心孔62aに球面軸
受50を挿通させた状態でその下部表面を介してベース
10の上面に固着してある。可動端部材63は、その下
部表面を介して蛇腹状部材61の上端部に固着してある
とともに、中心孔63aを介して球面軸受50の連設ロ
ッド52aに固着してある。
を設ける場合には、シリンダアクチュエータ30の支承
ブラケット40がベース10の径方向に沿って延在し、
シリンダアクチュエータ30の作動軸心A−Aがベース
10の外方域を通過するように、それぞれの向きを設定
する。
では、6本のシリンダアクチュエータ30を適宜伸縮さ
せ、それぞれを所定の長さになるように制御すれば、移
動テーブル20をベース10に対して所望の位置に所望
の姿勢で位置決め配置することが可能になる。
作の間、それぞれのシリンダアクチュエータ30は、ベ
ース10および移動テーブル20との間に介在させた球
面軸受50の作用により、個々の伸縮状態に応じてこれ
らベース10や移動テーブル20に対して適宜傾動する
ことになる。このため、シリンダアクチュエータ30の
傾動に伴って上述した回転規制手段60の蛇腹状部材6
1には、X−X軸およびY−Y軸回りの曲げ変形が招来
されるようになる。しかしながら、上記パラレルメカニ
ズムによれば、上述したように、蛇腹状部材61として
X−X軸およびY−Y軸回りに容易に曲げ変形すること
が可能なものを適用しているため、当該蛇腹状部材61
がシリンダアクチュエータ30の傾動を妨げたり、抵抗
となったりする虞れはない。
1は、X−X軸およびY−Y軸回りの曲げ剛性に対し
て、Z−Z軸回りの捩り剛性が十分大きくなるように構
成してあるため、シリンダアクチュエータ30を繰り返
し伸縮作動させた場合にも、当該シリンダアクチュエー
タ30が、両端部に設けた球面軸受50の軸受球中心間
を結ぶ軸線B−B回りに回転する事態を有効に防止する
ことが可能となる。この結果、シリンダアクチュエータ
30に接続した作動信号を与えるための配線や作動圧力
を供給するための配管が切断する等の事態、あるいは配
線や配管に加わった負荷がシリンダアクチュエータ30
の傾動に対して抵抗を与える、といったパラレルメカニ
ズムの必要な動作に悪影響を及ぼす虞れがなくなる。さ
らに、外周部に上述した配線や配管を接続するための部
分が設けてある等、シリンダアクチュエータ30の横断
面に突出する部分が存在する場合であっても、当該突出
した部分が相互に干渉する事態を招来する虞れもない。
ば、各シリンダアクチュエータ30の作動軸心A−A
が、両端の傾動中心間を結ぶ軸線B−Bから逸脱し、か
つベース10の外方域を通過するようにそれぞれのシリ
ンダアクチュエータ30を配置している。従って、ベー
ス10と移動テーブル20との間にシリンダアクチュエ
ータ30のすべてを収容するためのスペースを確保する
必要がない。この結果、例えば図1中の二点鎖線で示す
ように、移動テーブル20の移動ストロークを十分に確
保すべくシリンダアクチュエータ30として長さの大き
なものを適用した場合にも、該シリンダアクチュエータ
30の長さに比べて移動テーブル20をベース10に十
分に近接することができるようになり、その小型化を図
る上できわめて有利となる。
10と移動テーブル20との間にシリンダアクチュエー
タ30から成る伸縮リンクを介在させるようにしている
が、伸縮リンクとしては必ずしもシリンダアクチュエー
タ30である必要はなく、伸縮が可能なものであれば、
例えばモータによって回転駆動するボールネジを利用し
たものを適用しても構わない。また、ベース10と移動
テーブル20との間に6本の伸縮リンクを介在させるよ
うにしているが、3本であっても構わない。さらに、ベ
ース10およびエンドエフェクタに対して伸縮リンクを
傾動させるための手段として球面軸受50を例示してい
るが、ユニバーサルジョイント等、ベース10およびエ
ンドエフェクタとの間を傾動可能に連結できるものであ
れば、その他の手段を適用しても構わない。但し、ユニ
バーサルジョイントを適用した場合には、その構造上、
伸縮リンクが両端の傾動中心を結ぶ軸線B−B回りに回
転する事態が発生しない。従って、この場合には、上述
した回転規制手段60を設けるに及ばない。また、上述
した実施の形態1では、伸縮リンクの作動軸心がベース
の外方域のみを通過するように該伸縮リンクを配置する
ようにしているが、エンドエフェクタの外方域のみを通
過するようにしてもよいし、ベースおよびエンドエフェ
クタ双方の外方域を通過するように伸縮リンクを配置す
るようにしても構わない。
は、ベースと伸縮リンクとの間に回転規制手段を設ける
ようにしている。これに対して実施の形態2は、エンド
エフェクタである移動テーブルと伸縮リンクとの間に回
転規制手段を設けるようにしたものである。
レルメカニズムを示した斜視図である。ここで例示する
パラレルメカニズムも、産業用ロボットや工作機械の分
野、あるいは計測や測定の分野で用いられるもので、ベ
ース10′とエンドエフェクタである移動テーブル20
との間に、伸縮リンクとして6本のシリンダアクチュエ
ータ30を介在させてある。
した実施の形態1と同様に、円形の板状部材である。こ
れに対してベース10′は、比較的厚板で周面10aが
テーパ状の円錐台状を成す部材である。
本体31に対してシリンダロッド32を伸縮作動可能に
設けたもので、各シリンダ本体31のほぼ中央となる部
分に支承ブロック41を備えている。支承ブロック41
は、中心孔41aを有した直方状を成すもので、該中心
孔41aにシリンダ本体31を嵌合させた状態で該シリ
ンダ本体31に固着してある。
ュエータ30は、シリンダロッド32の先端部が球面軸
受50を介して移動テーブル20の下面に連結してある
一方、支承ブロック41の一側面が球面軸受50を介し
てベース10′の周面10aに連結してあり、これら移
動テーブル20およびベース10′に対して、各球面軸
受50の軸受球中心回りに任意の方向に傾動することが
可能である。球面軸受50は、それぞれハウジング51
の中心孔51aに軸受球体52を転動可能に支承したも
ので、ハウジング51を介してベース10′、並びに移
動テーブル20に固着してある一方、軸受球体52から
延在する連設ロッド52aを介して上述したシリンダロ
ッド32の先端部、並びに支承ブロック41の一側面に
連結してある。
テーブル20と各シリンダアクチュエータ30との間に
回転規制手段60を設けてある。回転規制手段60は、
図3に示したものと同様に、蛇腹状部材61、固定端部
材62および可動端部材63を備えて構成したもので、
固定端部材62がその中心孔62aに球面軸受50を挿
通させた状態で移動テーブル20の下面に固着してある
一方、可動端部材63がその中心孔63aを介して球面
軸受50の連設ロッド52aに固着してある。回転規制
手段60の蛇腹状部材61が、図3(a)に示すX−X
軸およびY−Y軸回りに容易に曲げ変形することが可能
である一方、Z−Z軸回りの回転(捩り)についてはほ
とんど不可能であるのも実施の形態1と同様である。
においても、6本のシリンダアクチュエータ30を適宜
伸縮させ、それぞれを所定の長さになるように制御すれ
ば、移動テーブル20をベース10′に対して所望の位
置に所望の姿勢で位置決め配置することが可能になる。
作の間、それぞれのシリンダアクチュエータ30は、ベ
ース10′および移動テーブル20との間に介在させた
球面軸受50の作用により、個々の伸縮状態に応じてこ
れらベース10′や移動テーブル20に対して適宜傾動
することになる。このため、シリンダアクチュエータ3
0の傾動に伴って上述した回転規制手段60の蛇腹状部
材61には、X−X軸およびY−Y軸回りの曲げ変形が
招来されるようになる。しかしながら、上記パラレルメ
カニズムによれば、蛇腹状部材61としてX−X軸およ
びY−Y軸回りに容易に曲げ変形することが可能なもの
を適用しているため、当該蛇腹状部材61がシリンダア
クチュエータ30の傾動を妨げたり、抵抗となったりす
る虞れはない。
1は、X−X軸およびY−Y軸回りの曲げ剛性に対し
て、Z−Z軸回りの捩り剛性が十分に大きいため、シリ
ンダアクチュエータ30を繰り返し伸縮作動させた場合
にも、当該シリンダアクチュエータ30が、両端部に設
けた球面軸受50の軸受球中心間を結ぶ軸線B−B回り
に回転する事態を有効に防止することが可能となる。こ
の結果、シリンダアクチュエータ30に接続した作動信
号を与えるための配線や作動圧力を供給するための配管
が切断する等の事態、あるいは配線や配管に加わった負
荷がシリンダアクチュエータ30の傾動に対して抵抗を
与える、といったパラレルメカニズムの必要な動作に悪
影響を及ぼす虞れがなくなる。さらに、外周部に上述し
た配線や配管を接続するための部分が設けてある等、シ
リンダアクチュエータ30の横断面に突出する部分が存
在する場合であっても、当該突出した部分が相互に干渉
する事態を招来する虞れもない。
ば、各シリンダアクチュエータ30の作動軸心A−A
が、両端の傾動中心間を結ぶ軸線B−Bから逸脱し、か
つベース10′の外方域を通過するようにそれぞれのシ
リンダアクチュエータ30を配置するようにしている。
従って、ベース10′と移動テーブル20との間にシリ
ンダアクチュエータ30のすべてを収容するためのスペ
ースを確保する必要がない。このため、移動テーブル2
0の移動ストロークを十分に確保すべくシリンダアクチ
ュエータ30として長さの大きなものを適用した場合に
も、該シリンダアクチュエータ30の長さに比べて移動
テーブル20をベース10′に十分に近接することがで
きるようになり、その小型化を図る上できわめて有利と
なる。
10′と移動テーブル20との間にシリンダアクチュエ
ータ30から成る伸縮リンクを介在させるようにしてい
るが、伸縮リンクとしては必ずしもシリンダアクチュエ
ータ30である必要はなく、伸縮が可能なものであれ
ば、例えばモータによって回転駆動するボールネジを利
用したものを適用しても構わない。また、ベース10′
と移動テーブル20との間に6本の伸縮リンクを介在さ
せるようにしているが、3本であっても構わない。さら
に、上述した実施の形態2では、伸縮リンクの作動軸心
がベースの外方域のみを通過するように該伸縮リンクを
配置するようにしているが、エンドエフェクタの外方域
のみを通過するようにしてもよいし、ベースおよびエン
ドエフェクタ双方の外方域を通過するように伸縮リンク
を配置するようにしても構わない。
び2では、回転規制手段としていずれも蛇腹状部材を備
えた回転規制手段を例示している。これに対して実施の
形態3では、ジンバル状の板バネ部材を備えた回転規制
手段を示している。
規制手段を示したもので、(a)はその外観斜視図、
(b)は板バネ部材の平面図、(c)は回転規制手段の
断面図である。以下、この図5を参照しながら実施の形
態3である回転規制部材について説明する。なお、以下
においては便宜上、実施の形態1のように、ベース10
と伸縮リンクとの間に介在させることを前提として回転
規制手段の説明を行うが、実施の形態2のように、エン
ドエフェクタである移動テーブルと伸縮リンクとの間に
介在させることももちろん可能である。
ように、本実施の形態3の回転規制手段160は、固定
端部材162、可動端部材163および板バネ部材16
1を備えて構成したものである。
ジング51を囲繞するに十分な内径を有した円筒状を成
すものである。固定端部材162の長さは、ベース10
に設けた球面軸受50において軸受球体52の中心高さ
に合致するように構成してある。この固定端部材162
は、その下端面を介してベース10の上面に固着してあ
る。
ジング51よりも太径で、固定端部材162よりも細径
の円筒状を成すもので、その上端部が中心孔163aを
有した天壁によって閉塞してある。この可動端部材16
3は、天壁の中心孔163aを介して球面軸受50の連
設ロッド52aに固着してある。
成る薄板、例えば金属の薄板によって成形したもので、
中心孔161aを有した円板状を成している。この板バ
ネ部材161は、その外径が上述した固定端部材162
の外径に合致する一方、中心孔161aの内径が上述し
た可動端部材163の内径と合致するように構成してあ
る。
161aの外周となる位置に一対の内周溝161bを設
けてあるとともに、該内周溝161bのさらに外周とな
る位置に一対の外周溝161cを設けてある。これら内
周溝161bおよび外周溝161cは、それぞれほぼ半
円弧状を成す狭幅の溝であり、それぞれが板バネ部材1
61の中心と同心の円を描くように設けてある。これら
一対の内周溝161bと一対の外周溝161cとは、一
対の内周溝161bの相互間に構成される一対の内周側
連結部161dと、一対の外周溝161cの相互間に構
成される一対の外周側連結部161eとが、板バネ部材
161の中心に対して90°ずれるように両者の位置を
設定してある。
面を介して固定端部材162の上端面に固着してある一
方、その内周部の上面を介して可動端部材163の下端
面に固着してある。
によれば、上述した板バネ部材161において内周溝1
61bよりも内方側に位置する円環部分(以下、単に内
方円環部分161fという)が、外周溝161cよりも
外方側に位置する円環部分(以下、単に外方円環部分1
61gという)に対して任意の方向に傾動可能である。
つまり、外方円環部分161gに対して内方円環部分1
61fは、一対の内周側連結部161dを介してX−X
軸回りに弾性的に傾動可能であるとともに、一対の外周
側連結部161eを介してY−Y軸回りに弾性的に傾動
可能である。従って、この内方円環部分161fに可動
端部材163および連設ロッド52aを介して固着した
シリンダアクチュエータ30は、外方円環部分161g
に固定端部材162を介して固着したベース10に対し
て容易に傾動することが可能であり、上述した板バネ部
材161がシリンダアクチュエータ30の傾動を妨げた
り、抵抗となったりする虞れはない。
161は、内方円環部分161fが外方円環部分161
gに対してZ−Z軸回りに容易に回転できる構成にな
い。つまり、回転規制手段160の板バネ部材161
は、X−X軸およびY−Y軸回りの捩り剛性に対して、
Z−Z軸回りの捩り剛性が十分に大きく(好ましくは1
0倍以上)、当該Z−Z軸回りにはほとんど捩れ変形す
ることはない。従って、シリンダアクチュエータ30を
繰り返し伸縮作動させた場合にも、当該シリンダアクチ
ュエータ30が、両端部に設けた球面軸受50の軸受球
中心間を結ぶ軸線B−B回りに回転する事態を有効に防
止することが可能となる。
び2では、回転規制手段としていずれも蛇腹状部材を備
えた回転規制手段を例示している。これに対して実施の
形態4では、コイルスプリングを備えた回転規制手段を
示している。
規制手段を示したもので、(a)はその外観斜視図、
(b)は回転規制手段の断面図である。以下、この図6
を参照しながら実施の形態4である回転規制部材につい
て説明する。なお、以下においては便宜上、実施の形態
1のように、ベース10と伸縮リンクとの間に介在させ
ることを前提として回転規制手段の説明を行うが、実施
の形態2のように、エンドエフェクタである移動テーブ
ルと伸縮リンクとの間に介在させることももちろん可能
である。
ように、上記回転規制手段260は、コイルスプリング
261、固定端部材262および可動端部材263を備
えて構成したものである。
旋状に巻回することによって構成したもので、図6
(a)に示すX−X軸およびY−Y軸回りに容易に曲げ
変形することが可能である一方、Z−Z軸回りの回転
(捩り)についてはほとんど不可能である。具体的に
は、X−X軸およびY−Y軸回りの曲げ剛性に対して、
Z−Z軸回りの捩り剛性が十分に大きく(好ましくは1
0倍以上)なるように構成してある。
は、それぞれ中心孔262a,263aを有した円板状
部材であり、比較的厚板の金属によって構成してある。
固定端部材262は、その上部表面を介してコイルスプ
リング261の下端部に固着してあるとともに、その中
心孔262aに球面軸受50を挿通させた状態でその下
部表面を介してベース10の上面に固着してある。可動
端部材263は、その下部表面を介してコイルスプリン
グ261の上端部に固着してあるとともに、中心孔26
3aを介して球面軸受50の連設ロッド52aに固着し
てある。
によれば、上述したコイルスプリング261が適宜弾性
変形することにより、固定端部材262に対して可動端
部材263が、コイルスプリング261の軸心Z−Z軸
に直交したX−X軸およびY−Y軸回りに変位可能であ
る。従って、この可動端部材263に連設ロッド52a
を介して固着したシリンダアクチュエータ30は、固定
端部材262を介して固着したベース10に対して容易
に傾動することが可能であり、上述したコイルスプリン
グ261がシリンダアクチュエータ30の傾動を妨げた
り、抵抗となったりする虞れはない。
リング261は、その軸心であるZ−Z軸回りの捩り剛
性が、X−X軸およびY−Y軸回りの捩り剛性に対して
十分に大きくなるように設定したものである。従って、
シリンダアクチュエータ30を繰り返し伸縮作動させた
場合にも、当該シリンダアクチュエータ30が、両端部
に設けた球面軸受50の軸受球中心間を結ぶ軸線B−B
回りに回転する事態を有効に防止することが可能とな
る。
ば、ベースとエンドエフェクタとの間に伸縮リンクのす
べてを収容するためのスペースを確保する必要がないた
め、エンドエフェクタの移動ストロークを十分に確保す
べく伸縮リンクとして長さの大きなものを適用した場合
であっても、ベースに対してエンドエフェクタを十分に
近接させることができ、その小型化を図る上できわめて
有利となる。
により、ベースおよびエンドエフェクタに対する傾動を
許容した状態で両端部の球中心間を結ぶ軸線回りの伸縮
リンクとの相対回転を規制することができるため、伸縮
リンクを繰り返し伸縮作動させた場合にも、該伸縮リン
クに接続した作動信号を与えるための配線や作動圧力を
供給するための配管が切断する等の事態、あるいは配線
や配管に加わった負荷が伸縮リンクの傾動に対して抵抗
を与える、といったパラレルメカニズムの必要な動作に
悪影響を及ぼす虞れがなくなる。さらに、外周部に上述
した配線や配管を接続するための部分が設けてある等、
伸縮リンクの横断面に突出する部分が存在する場合であ
っても、当該突出した部分が相互に干渉する事態を招来
する虞れもない。
ドエフェクタを近接させた場合に、これらベースとエン
ドエフェクタとの間に伸縮リンクのすべてを収容するた
めのスペースを確保する必要がないため、伸縮リンクを
繰り返し伸縮作動させた場合にも、パラレルリンクの必
要な動作に悪影響を及ぼす事態を招来する虞れがなく、
しかもエンドエフェクタの移動ストロークを十分に確保
すべく伸縮リンクとして長さの大きなものを適用した場
合にも小型化を図ることが可能になる。
する異方性により、ベースおよびエンドエフェクタに対
する傾動を許容した状態でこれらベースおよびエンドエ
フェクタと伸縮リンクとの、両端部の球中心間を結ぶ軸
線回りの相対回転を規制することができるため、上述し
た作用効果を有するパラレルメカニズムを容易に具現化
することが可能になる。
ニズムの要部を示す断面図である。
す斜視図である。
回転規制手段を示したもので、(a)は外観斜視図、
(b)は断面側面図である。
ズムの全体を示す斜視図である。
ズムの回転規制手段を示したもので、(a)はその外観
斜視図、(b)は板バネ部材の平面図、(c)は回転規
制手段の断面図である。
ズムの回転規制手段を示したもので、(a)はその外観
斜視図、(b)は回転規制手段の断面図である。
斜視図である。
ブル、30 シリンダアクチュエータ、31 シリンダ
本体、32 シリンダロッド、40 支承ブラケット、
41 支承ブロック、41a 中心孔、50 球面軸
受、51 ハウジング、51a 中心孔、52 軸受球
体、52a 連設ロッド、60 回転規制手段、61
蛇腹状部材、62 固定端部材、62a 中心孔、63
可動端部材、63a 中心孔、160 回転規制手
段、161 板バネ部材、161a中心孔、161b
内周溝、161c 外周溝、161d 内周側連結部、
161e 外周側連結部、161f 内方円環部分、1
61g 外方円環部分、162 固定端部材、163
可動端部材、163a 中心孔、260 回転規制手
段、261 コイルスプリング、262 固定端部材、
262a 中心孔、263 可動端部材、263a 中
心孔。
Claims (4)
- 【請求項1】 ベースとエンドエフェクタとの間に、両
端部がそれぞれ傾動可能となる態様でこれらベースおよ
びエンドエフェクタに連結された複数の伸縮リンクを備
えて成り、前記伸縮リンクを適宜伸縮させることによっ
て前記ベースに対する前記エンドエフェクタの姿勢およ
び/または位置を変更するようにしたパラレルメカニズ
ムにおいて、 前記伸縮リンクの作動軸心が、両端部の傾動中心間を結
ぶ軸線から逸脱し、かつ前記ベースおよび前記エンドエ
フェクタの少なくとも一方の外方域を通過するように、
当該伸縮リンクを配置したことを特徴とするパラレルメ
カニズム。 - 【請求項2】 ベースとエンドエフェクタとの間に、そ
れぞれ両端部が球面軸受を介してこれらベースおよびエ
ンドエフェクタに連結される複数の伸縮リンクを備えて
成り、前記伸縮リンクを適宜伸縮させることによって前
記ベースに対する前記エンドエフェクタの姿勢および/
または位置を変更するようにしたパラレルメカニズムに
おいて、 前記伸縮リンクと前記ベースおよび前記エンドエフェク
タの少なくとも一方との間に、両端部の球中心間を結ぶ
軸線回りの相対回転を規制する一方、前記伸縮リンクの
前記ベースおよび前記エンドエフェクタに対する傾動を
許容する回転規制手段を設けたことを特徴とするパラレ
ルメカニズム。 - 【請求項3】 前記伸縮リンクの作動軸心が、両端部の
球中心間を結ぶ軸線から逸脱し、かつ前記ベースおよび
前記エンドエフェクタの少なくとも一方の外方域を通過
するように、当該伸縮リンクを配置したことを特徴とす
る請求項2に記載のパラレルメカニズム。 - 【請求項4】 前記回転規制手段は、前記球中心間を結
ぶ軸線回りの前記伸縮リンクの回転に対する捩れ剛性
が、前記エンドエフェクタの姿勢および/または位置を
変更する際の前記伸縮リンクの傾動に対する捩れ剛性、
もしくは曲げ剛性よりも大きくなるように構成した弾性
部材を備えたものであることを特徴とする請求項2また
は3に記載のパラレルメカニズム。
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- 2001-11-09 JP JP2001344534A patent/JP3995449B2/ja not_active Expired - Fee Related
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