JP2010076089A - 関節駆動装置、および多関節アーム装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】関節駆動装置10は、対をなす第1と第2のフレーム31、32に回動自在に接続されたアーム部材40と、アーム部材を揺動させるアクチュエータ70と、を含んでいる。アクチュエータは、アーム部材に取り付けられるシリンダチューブ71を備える駆動部Dと、駆動部によってシリンダチューブの軸線方向に沿って移動するシリンダロッド73と、基端部が第1のフレームに回動自在に接続され、シリンダロッドに対して傾斜して伸びるリンク部材80と、シリンダロッドに連結されるとともにリンク部材の先端部が回動自在に接続されたガイド部材90と、を有している。駆動部は、流体圧によってピストン72を移動し、ピストンに取り付けたシリンダロッドを移動させている。
【選択図】図5
Description
このため、周辺設備と干渉することなくワーク103を作業点に到達させることができる。また、使用する環境が変化し、ワーク103を移動した後の姿勢が異なっても、改造等を行う必要がなく、コストの増加を抑えることができる。
図10は、ガイド部材90を改変した第1の改変例に係る関節駆動装置10の内部構造を示す断面図である。なお、実施形態と共通する部材には同じ符号を付し、その説明は一部省略する。
リンク部材80における先端部は、スライダ95に回動軸97を介して回動自在に接続してある。アクチュエータ70を作動すると、スライダ95は、保持ブロック96にガイドされて直線移動する。第1の改変例においても、実施形態と同様に、シリンダロッド73に作用する横荷重を、ガイド部材90によって受け、シリンダロッド73にかかる負荷を分散している。このため、シリンダロッド73は、曲げモーメントがかかることなく、進退移動する。したがって、アーム部材40を円滑に揺動させることができ、関節駆動装置10の円滑な作動を確保することが可能となる。
図11および図12を参照して、関節駆動装置10の第2の改変例を説明する。図11には、関節駆動装置10の第2の改変例を、初期位置において模式的に示し、図12には、関節駆動装置10の第2の改変例を、アーム部材40を揺動させた作動位置において模式的に示している。なお、実施形態と共通する部材には同じ符号を付し、その説明は一部省略する。
図13および図14を参照して、関節駆動装置10の第3の改変例を説明する。図13には、関節駆動装置10の第3の改変例を、初期位置において模式的に示し、図14には、関節駆動装置10の第3の改変例を、アーム部材40を揺動させた作動位置において模式的に示している。なお、実施形態と共通する部材には同じ符号を付し、その説明は一部省略する。
b :回動軸44と回動軸81との軸間垂直距離
θ :関節駆動装置の関節角度(平行アーム部材60の水平位置からの傾斜角度)
φ :リンク部材80の延長線とアクチュエータ70のシリンダロッド73とがなす角度
ψ :リンク部材80の水平位置からの傾斜角度
L :アーム部材40を回動自在に接続するための、回動軸44と回動軸45との間の距離
La:回動軸44と関節駆動装置全体の重心との間の距離
L1:リンク部材80の長さ
s :回動軸44と回動軸45とを結んだ直線と、アクチュエータ70のシリンダロッド73との間の距離
W :関節駆動装置の先端に掛かる荷重
Wa:関節駆動装置の自重
なお、アクチュエータ70の直径は、空圧シリンダの場合のボア径を想定した。
リンク部材80をその長さL1が長い構造とすることによっても、また距離sを長い構造とすることによっても、同様に、関節駆動装置における可搬重量を増加させることが可能となる。
図20を参照して、第4の改変例に係る多関節アーム装置20を説明する。図20には、第4の改変例に係る多関節アーム装置20を拡げた状態で示している。なお、実施形態と共通する部材には同じ符号を付し、その説明は一部省略する。
20 多関節アーム装置、
21 ハンド、
31 第1のフレーム、
32 第2のフレーム、
40 アーム部材、
41 上壁、
42 側壁、
43 底壁、
44 回動軸(第1の回動軸)、
45 回動軸、
50 回転ジョイント(連結部材)、
52 ベアリング、
53 フランジ、
54 ハウジング、
60 平行アーム部材、
61 回動軸、
62 回動軸、
70 アクチュエータ、
71 シリンダチューブ(ケーシング)、
72 ピストン、
73 シリンダロッド(作動ロッド)、
74 圧力室、
80 リンク部材、
81 回動軸(第2の回動軸)、
90 ガイド部材、
91 ローラ、
95 スライダ、
96 保持ブロック、
100 アーム型の助力装置、
101 車体、
102 搬送装置、
103 ワーク、
110 空圧機器、
111 コンプレッサ、
120 コントローラ、
D 駆動部。
Claims (7)
- 対をなす第1と第2のフレームと、
基端部が前記第1のフレームに回動自在に接続され、先端部が前記第2のフレームに回動自在に接続されたアーム部材と、
前記第1のフレームに対して前記アーム部材を揺動させることによって前記第2のフレームを移動させるアクチュエータと、を含み、
前記アクチュエータが、
前記アーム部材に取り付けられるケーシングを備える駆動部と、
前記駆動部によって前記ケーシングの軸線方向に沿って移動する作動ロッドと、
基端部が前記第1のフレームに回動自在に接続され、前記作動ロッドに対して傾斜して伸びるリンク部材と、
前記作動ロッドに連結されるとともに前記リンク部材の先端部が回動自在に接続されたガイド部材と、を有してなる関節駆動装置。 - 前記アーム部材と前記駆動部の前記ケーシングとが一体的に形成され、前記アーム部材の強度を高めるための構造体として前記ケーシングを利用してなる請求項1に記載の関節駆動装置。
- 前記ガイド部材は、転がり自在なローラ、またはスライド移動自在なスライダを含んでいる請求項1または請求項2に記載の関節駆動装置。
- 前記アーム部材に対して間隔を隔てて平行に伸び、基端部が前記第1のフレームに回動自在に接続され、先端部が前記第2のフレームに回動自在に接続された平行アーム部材をさらに有する請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の関節駆動装置。
- 前記アーム部材の前記基端部を前記第1のフレームに回動自在に接続する第1の回動軸に対する、前記リンク部材の前記基端部を前記第1のフレームに回動自在に接続する第2の回動軸の相対的な位置は、前記第1の回動軸と前記第2の回動軸との間の距離が前記第1のフレームの大きさの範囲内で許容される最大長さとなる位置に、設定されている請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の関節駆動装置。
- 前記アーム部材の前記基端部を前記第1のフレームに回動自在に接続する第1の回動軸に対する、前記リンク部材の前記基端部を前記第1のフレームに回動自在に接続する第2の回動軸の相対的な位置は、前記第1のフレームに対して前記アーム部材を揺動させる範囲内において、揺動させた前記アーム部材の姿勢をバランスするために必要な前記アクチュエータの前記駆動部の出力の最大値と最小値との差である出力幅の大きさとの組み合わせにおいて設定されている請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の関節駆動装置。
- 請求項1〜6のいずれか1つに記載の関節駆動装置における前記第1のフレームと、請求項1〜6のいずれか1つに記載の関節駆動装置における前記第2のフレームとを回転自在に連結するための連結部材を有し、前記関節駆動装置を1つのユニットとして複数個連結することによって構成される多関節アーム装置。
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