JP2011167790A - Mechanical structure equipped with drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動ユニットを備えた機械構造に関し、詳しくは、駆動ユニットの駆動により、床などの基準面に沿って移動、回転が可能な機械構造に関する。 The present invention relates to a mechanical structure provided with a drive unit, and more particularly, to a mechanical structure capable of moving and rotating along a reference surface such as a floor by driving of the drive unit.
物の移動や組立等、製造現場等において複雑な多自由度の位置・姿勢の変化動作を要求される場所には、産業用ロボットが用いられている。産業用ロボットでは、一般に、シリアルメカニズムと呼ばれる機構が用いられている。シリアルメカニズムとは、本体基礎部から被動部材(ロボット先端部)までが複数のリンクで直列に結合されている構造のことである。リンクの結合部に回転角度を調節できる部材(回転モータ)や、伸縮を調節できる部材(直動アクチュエータ)を用いることで、被動部材の位置や姿勢を変化させることができる。 Industrial robots are used in places where complicated multi-degree-of-freedom position / posture changing operations are required at the manufacturing site, such as moving and assembling objects. In an industrial robot, a mechanism called a serial mechanism is generally used. The serial mechanism is a structure in which a main body base part to a driven member (robot tip part) are connected in series by a plurality of links. By using a member that can adjust the rotation angle (rotation motor) or a member that can adjust expansion and contraction (linear motion actuator) at the link coupling portion, the position and posture of the driven member can be changed.
例えば、図44の斜視図に示すような産業用ロボットでは、図45の概略図に模式的に示すように、本体基礎部520から、2つの回転モータ561,562、1つの直動アクチュエータ551を介し、被動部材540に連結されている(例えば、非特許文献1、特許文献1〜4参照)。 For example, in an industrial robot as shown in the perspective view of FIG. 44, as schematically shown in the schematic diagram of FIG. And connected to the driven member 540 (see, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 to 4).
また、同様に多自由度の位置・姿勢を実現するロボットとして、パラレルメカニズムと呼ばれる機構が用いられている例もある。パラレルメカニズムとは、本体基礎部から被動部材までが複数のリンクで並列に結合されている構造のことである。パラレルメカニズムの代表例として、スチュワートプラットフォームと呼ばれる機構がある。図46の概略図に模式的に示すように、この機構は基礎となる本体基礎部620と、被動部材640と、それらをリンク結合する6つの直動アクチュエータ651,652,653,654,655,656とを備える。直動アクチュエータ651,652,653,654,655,656は、駆動することで長さを自在に調節でき、これらの長さを変えることで、被動部材に3自由度の位置変化と3自由度の姿勢変化の6自由度の変化を与えることができる(例えば、非特許文献1、特許文献5参照)。
Similarly, there is an example in which a mechanism called a parallel mechanism is used as a robot that realizes a position / attitude with multiple degrees of freedom. The parallel mechanism is a structure in which the main body to the driven member are connected in parallel by a plurality of links. A typical example of the parallel mechanism is a mechanism called a Stewart platform. As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 46, this mechanism is composed of a
また、ロボットの移動領域(ロボットの被動部材が届く範囲)を大きくするため、床面上を移動可能な移動装置の上にロボットを設置する方法が提案されている。この方法であれば、移動装置が移動可能な範囲内であればロボットを移動させることができるので、ロボットの移動領域を広くすることが可能である(例えば、特許文献1、2参照)。 In order to increase the movement area of the robot (the range within which the robot's driven member can reach), a method of installing the robot on a moving device that can move on the floor surface has been proposed. With this method, the robot can be moved as long as the moving device is within a movable range, so that the moving area of the robot can be widened (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
パラレルメカニズムは、複数のリンクを並列に使用するため、シリアルメカニズムに対して、大きな力が得られるとされる。しかし、移動領域が狭いという欠点を有する。 Since the parallel mechanism uses a plurality of links in parallel, it is considered that a large force can be obtained with respect to the serial mechanism. However, there is a drawback that the moving area is narrow.
一方、シリアルメカニズムのロボットは、一般にパラレルメカニズムのロボットよりも移動領域は広いが、通常、ロボットの本体基礎部は床面に固定されており、ロボットの移動領域には限界がある。 On the other hand, a robot with a serial mechanism generally has a wider moving area than a robot with a parallel mechanism, but usually the base of the main body of the robot is fixed to the floor, and the moving area of the robot is limited.
床面上を移動可能な移動装置の上にロボットを設置する方法であれば、ロボットの移動領域を広くすることは可能であるが、ロボットとは別に移動装置が必要となる。また、移動の際には移動装置のモータ(アクチュエータ)だけを使用し、作業の際にはロボットのモータだけを使用することとなることから、駆動源のモータの個数が多くなるとともに、モータを有効に利用できていないという問題がある。 If the robot is installed on a moving device that can move on the floor surface, the moving area of the robot can be widened, but a moving device is required separately from the robot. In addition, since only the motor (actuator) of the moving device is used for movement and only the robot motor is used for work, the number of drive source motors increases, There is a problem that it cannot be used effectively.
本発明は、かかる実情に鑑み、広い移動領域を得られ、駆動源を有効に利用しやすい、駆動ユニットを備えた機械構造を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention is intended to provide a mechanical structure including a drive unit that can obtain a wide movement region and that can easily use a drive source effectively.
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した、駆動ユニットを備えた機械構造を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a mechanical structure including a drive unit configured as follows.
駆動ユニットを備えた機械構造は、(a)基礎部材と、前記基礎部材に固定された1つの案内部及び該案内部に固定された1つの仮想線に沿って受動移動が可能である可動部を含む、少なくとも1つの支持部材とを有する移動体と、(b)前記基礎部材又は前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも3つの駆動ユニットとを備える。前記駆動ユニットのうち少なくとも1つが、前記支持部材の前記可動部に固定される。前記駆動ユニットは、(i)基準面に沿って1方向に能動移動が可能かつ前記1方向と異なる他の1方向に受動移動が可能であり、かつ、前記駆動ユニットの、前記基礎部材に固定される部分又は前記支持部材の前記可動部に固定される部分を、前記基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として前記基準面に対して受動回転させることが可能である、能動自由度の数が1である、1能動1受動駆動ユニット、又は、(ii)前記基準面に沿って互いに異なる2方向に能動移動が可能であり、かつ、前記駆動ユニットの、前記基礎部材に固定される部分又は前記支持部材の前記可動部に固定される部分を、前記基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として前記基準面に対して受動回転させることが可能である、前記能動自由度の数が2である、2能動駆動ユニットである。前記駆動ユニットの前記能動自由度の合計の数は、4以上である。前記支持部材の1つの前記可動部に固定される前記駆動ユニットは1つのみである。(A)前記駆動ユニットの能動移動により、前記移動体を前記基準面に沿って移動及び回転させることができ、(B)前記支持部材の前記可動部に固定された前記駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能である。 A mechanical structure including a drive unit includes: (a) a base member, one guide portion fixed to the base member, and a movable portion capable of passive movement along one imaginary line fixed to the guide portion. And (b) at least three drive units fixed to the movable part of the base member or the support member. At least one of the drive units is fixed to the movable part of the support member. The drive unit can be (i) actively moved in one direction along a reference plane and passively moved in another direction different from the one direction, and fixed to the base member of the drive unit. The active portion can be passively rotated with respect to the reference plane with a line parallel to a normal line of the reference plane as a central axis of rotation. One active one passive drive unit having one degree of freedom, or (ii) active movement in two different directions along the reference plane, and the base member of the drive unit It is possible to passively rotate the fixed part or the part fixed to the movable part of the support member with respect to the reference plane with a line parallel to the normal line of the reference plane as a central axis of rotation. The number of active degrees of freedom is two A second active drive unit. The total number of active degrees of freedom of the drive unit is 4 or more. Only one drive unit is fixed to the movable portion of the support member. (A) The movable body can be moved and rotated along the reference plane by active movement of the drive unit, and (B) the drive unit fixed to the movable part of the support member is By actively moving along the surface, it is possible to move along the virtual line fixed to the guide portion of the support member.
上記構成において、駆動ユニットは、能動移動が可能である方向には、基準面に沿って能動的に移動可能である。すなわち、駆動ユニットが駆動されると、駆動ユニットは基準面に対して相対移動する。駆動ユニットの駆動が停止しているとき、駆動ユニットは、能動移動が可能な方向には移動しない。 In the above configuration, the drive unit can be actively moved along the reference plane in a direction in which active movement is possible. That is, when the drive unit is driven, the drive unit moves relative to the reference plane. When the drive of the drive unit is stopped, the drive unit does not move in a direction that allows active movement.
一方、駆動ユニットは、受動移動が可能である方向には、基準面に沿って受動的に移動可能である。すなわち、駆動ユニットに、受動移動が可能である方向の力が外部から作用すると、その力によって駆動ユニットは移動する。駆動ユニットが駆動されているときでも、駆動ユニットの駆動が停止しているときでも、駆動ユニットは受動移動が可能である方向には受動移動が可能である。 On the other hand, the drive unit can move passively along the reference plane in a direction in which passive movement is possible. That is, when a force in a direction in which passive movement is possible is applied to the drive unit from the outside, the drive unit is moved by the force. Even when the drive unit is driven or when the drive of the drive unit is stopped, the drive unit can be passively moved in the direction in which the passive movement is possible.
駆動ユニットは、駆動ユニットの、基礎部材に固定される部分又は支持部材の可動部に固定される部分を、基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として基準面に対して受動回転させることが可能である。例えば、基準面と実質的に1箇所で点接触し、駆動ユニットに外部から力が作用すると、点接触した1点において受動的にスピンが生じるようにして、基準面に対する駆動ユニットの向きが変わるように構成する。この場合、駆動ユニットのうち、基準面と点接触する部分が、受動回転可能となる。あるいは、駆動ユニットの基準面に接する側の第1部分と、駆動ユニットの基礎部材に固定される側あるいは支持部材の可動部に固定される側の第2部分とが、相対回転自在に結合されるように構成する。この場合、第1部分と第2部分とを相対回転自在に結合する部分が、受動回転可能となる。 The drive unit passively rotates the part of the drive unit fixed to the base member or the part fixed to the movable part of the support member with respect to the reference plane with a line parallel to the normal of the reference plane as the central axis of rotation. It is possible to make it. For example, when the point contact with the reference surface is practically performed at one point and a force is applied to the drive unit from the outside, the direction of the drive unit relative to the reference surface is changed so that the spin is passively generated at the point contact point. Configure as follows. In this case, the portion of the drive unit that makes point contact with the reference surface can be passively rotated. Alternatively, the first portion that is in contact with the reference surface of the drive unit and the second portion that is fixed to the base member of the drive unit or the second portion that is fixed to the movable portion of the support member are coupled in a relatively rotatable manner. Configure as follows. In this case, the part which couple | bonds a 1st part and a 2nd part so that relative rotation is freely rotatable becomes passive rotation.
この駆動ユニットの基準面に対する受動回転の回転中心軸は、基準面の法線と実質的に平行であればよい。わずかに平行でない場合でも部材間の滑りなどにより機能を果たすことが可能である場合がある。そのため、駆動ユニットの基準面に対する受動回転の回転中心軸と基準面の法線とがわずかに平行でない場合も本発明に含まれる。 The rotation center axis of the passive rotation with respect to the reference plane of the drive unit may be substantially parallel to the normal line of the reference plane. Even if it is not slightly parallel, it may be possible to perform the function by sliding between members. Therefore, the present invention includes a case where the rotation center axis of the passive rotation with respect to the reference plane of the drive unit and the normal line of the reference plane are not slightly parallel.
駆動ユニットは、支持部材の可動部に固定されたものが少なくとも1つあればよい。すなわち、全部の駆動ユニットが支持部材の可動部に固定されており、基礎部材に固定された駆動ユニットがなくても構わない。 It is sufficient that at least one drive unit is fixed to the movable portion of the support member. That is, all the drive units are fixed to the movable portion of the support member, and there may be no drive unit fixed to the base member.
駆動ユニットを備えた機械構造において、1つの支持部材は、1つの案内部を有している。1つの案内部には、その仮想線に沿って可動部の受動移動が可能な1つの仮想線が固定されている。1つの案内部に固定された異なる仮想線であっても、それらの仮想線に沿って可動部が受動移動する場合に、案内部に対する可動部の相対移動の軌跡が実質的に同一になる場合は、それらの仮想線を同じ仮想線として扱い、1つの仮想線として扱う。例えば、案内部に固定された平行な2つの直線は同じ仮想線として扱い、1つの仮想線として扱う。案内部に固定された仮想線に沿って受動移動が可能な可動部は、少なくとも1つであり、2つ以上であってもよいが、2つ以上の可動部が存在する場合は、それらの可動部は同じ仮想線に沿って受動移動が可能であり、換言すると、それらの可動部の案内部に対する相対移動の軌跡は実質的に同一となる。 In the mechanical structure including the drive unit, one support member has one guide portion. One guide line is fixed with one imaginary line capable of passive movement of the movable part along the imaginary line. Even if different virtual lines are fixed to one guide part, when the movable part passively moves along those virtual lines, the locus of relative movement of the movable part with respect to the guide part is substantially the same. Treats these virtual lines as the same virtual line and treats them as one virtual line. For example, two parallel straight lines fixed to the guide unit are treated as the same virtual line and treated as one virtual line. There may be at least one movable part capable of passive movement along an imaginary line fixed to the guide part, and there may be two or more movable parts. When two or more movable parts exist, The movable parts can passively move along the same imaginary line. In other words, the relative movement trajectories of the movable parts with respect to the guide part are substantially the same.
1つの支持部材が2つ以上の案内部を有しているように見える場合、次のように扱う。 When one support member seems to have two or more guide portions, it is handled as follows.
複数個の案内部要素(案内部のように見える要素)が結合された場合、その案内部要素同士を結合する結合部が可動部を案内する機能を有するときは、結合された複数個の案内部要素と結合部とを1つにまとめて案内部として扱う。すなわち、各案内部要素が有していた仮想線要素が結合して1つの結合仮想線要素となり、その結合仮想線要素に沿って可動部が受動移動可能であり、可動部が仮想線要素の結合部も通過して受動移動可能であるときは、結合部を介して結合された複数個の案内部要素と結合部とを1つにまとめて案内部として扱う。一方、複数個の案内部要素を結合する場合であっても、その案内部要素を結合する結合部が可動部を案内する機能を有しないときは、例えば、案内部要素同士を結合する結合部は基礎部材として扱い、当該複数個の案内部要素はそれぞれを案内部として扱う。 When a plurality of guide unit elements (elements that look like guide units) are coupled, and the coupling unit that couples the guide unit elements has a function of guiding the movable unit, the coupled plurality of guides The partial elements and the coupling part are combined into one and handled as a guide part. That is, the virtual line elements that each guide unit element has are combined to form one combined virtual line element, and the movable part can be passively moved along the combined virtual line element. When the joint portion also passes through and can be passively moved, the plurality of guide portion elements and the joint portion joined via the joint portion are combined and handled as a guide portion. On the other hand, even when a plurality of guide part elements are connected, if the connecting part that connects the guide part elements does not have a function of guiding the movable part, for example, a connecting part that connects the guide part elements to each other. Is treated as a base member, and each of the plurality of guide part elements is treated as a guide part.
本明細書では、「基準面に対して回転する」あるいは「基準面に沿って回転する」という表現は、「基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として基準面に対して回転する」を意味するものとする。 In this specification, the expression “rotate relative to the reference plane” or “rotate along the reference plane” means “rotate relative to the reference plane with a line parallel to the normal of the reference plane as the central axis of rotation”. It means “do”.
支持部材の可動部は、支持部材の案内部に固定された1つの仮想線に沿って受動移動が可能である。すなわち、支持部材の可動部は、仮想線の方向の力が外部から作用すると、仮想線に沿って移動する。支持部材の可動部に固定された駆動ユニットが駆動されて発生した能動移動の方向の力により、仮想線方向成分の力が可動部に作用することにより、可動部は仮想線に沿って移動する。 The movable part of the support member can be passively moved along one imaginary line fixed to the guide part of the support member. That is, the movable part of the support member moves along the virtual line when a force in the direction of the virtual line acts from the outside. The force in the imaginary line direction component acts on the movable part by the force in the direction of active movement generated by driving the drive unit fixed to the movable part of the support member, so that the movable part moves along the imaginary line. .
駆動ユニットが固定された可動部を有する支持部材の案内部に固定された仮想線に沿って可動部又は駆動ユニットが移動すると、可動部又は駆動ユニットは基礎部材に対する相対位置を変化させる。すなわち、基礎部材に対して相対移動する。 When the movable part or the drive unit moves along a virtual line fixed to the guide part of the support member having the movable part to which the drive unit is fixed, the movable part or the drive unit changes the relative position with respect to the base member. That is, it moves relative to the base member.
支持部材の1つの可動部に固定される駆動ユニットは1つのみである。可動部に固定される駆動ユニットは複数の駆動ユニット要素から構成されていてもよいが、その場合は、駆動ユニット要素を組合せたものとして1つの駆動ユニットの特徴を有する。すなわち、駆動ユニット要素の組合せが、2能動駆動ユニット又は1能動1受動駆動ユニットと同じ特徴を有していればよい。その場合は、複数の駆動ユニット要素から構成されている駆動ユニットでも、駆動ユニットの数としては1と数える。また、複数の駆動ユニット要素から構成されている駆動ユニットの有する能動自由度の数は、その駆動ユニットが2能動駆動ユニットと同じ特徴を有していれば2であり、1能動1受動駆動ユニットと同じ特徴を有していれば1である。 Only one drive unit is fixed to one movable part of the support member. The drive unit fixed to the movable part may be composed of a plurality of drive unit elements, but in that case, the drive unit elements have the characteristics of a single drive unit. That is, the combination of the drive unit elements only needs to have the same characteristics as the two active drive units or the one active one passive drive unit. In that case, the number of drive units is counted as 1 even in a drive unit composed of a plurality of drive unit elements. In addition, the number of active degrees of freedom of a drive unit composed of a plurality of drive unit elements is 2 if the drive unit has the same characteristics as 2 active drive units, and 1 active 1 passive drive unit 1 if it has the same characteristics as
上記(A)に記載したとおり、駆動ユニットの能動移動により、移動体を基準面に沿って移動、回転させることができるように構成する。ここでは、移動体が基準面に沿って移動、回転するとは、少なくとも基礎部材が基準面に沿って移動、回転することを意味する。なお、駆動ユニットの能動移動により移動体を基準面に沿って移動及び回転させることができるように構成されていればよく、実際の使用時には、移動体を基準面に沿って移動させるだけ、あるいは回転させるだけであって構わない。 As described in (A) above, the movable body can be moved and rotated along the reference plane by the active movement of the drive unit. Here, the movement and rotation of the moving body along the reference plane means that at least the base member moves and rotates along the reference plane. It is only necessary that the moving body can be moved and rotated along the reference plane by the active movement of the drive unit. In actual use, the moving body is simply moved along the reference plane, or You can just rotate it.
また、上記(B)に記載したとおり、支持部材の可動部に固定された駆動ユニットは、基準面に沿って能動移動することにより、その支持部材の案内部に固定された仮想線に沿って移動することができるように構成する。すなわち、この駆動ユニットを基礎部材に対して相対移動させることができるように構成する。この仮想線に沿った移動のときの運動や力、エネルギーは、移動体の移動、回転とは別の作業を行うために利用可能である。駆動ユニットを用いて移動体の移動、回転と、それとは別の作業とを実施できるので、別の作業のために、駆動ユニットとは別の駆動源を設ける必要がない。 Further, as described in (B) above, the drive unit fixed to the movable part of the support member moves along the reference plane, thereby moving along the virtual line fixed to the guide part of the support member. Configure to be able to move. That is, the drive unit can be moved relative to the base member. The movement, force, and energy at the time of movement along the imaginary line can be used to perform work other than movement and rotation of the moving body. Since the moving unit can be moved and rotated using the drive unit and the work different from that can be performed, it is not necessary to provide a drive source separate from the drive unit for the other work.
上記(A)及び(B)のように構成することにより、広い移動領域を得られ、駆動源を有効に利用できる。 By configuring as in the above (A) and (B), a wide movement region can be obtained and the drive source can be used effectively.
移動体は、基準面に沿って移動、回転でき、可能な平面運動の能動自由度の合計の数は3である。一方、駆動ユニットの能動自由度の合計の数は4以上であり、可能な平面運動の能動自由度の合計の数よりも多い。このため、駆動ユニットの能動移動を、移動体の移動、回転とは別の作業に利用することができる。 The moving body can move and rotate along the reference plane, and the total number of active degrees of freedom of possible plane movement is three. On the other hand, the total number of active degrees of freedom of the drive unit is 4 or more, more than the total number of possible active degrees of planar motion. For this reason, the active movement of the drive unit can be used for work other than the movement and rotation of the moving body.
駆動ユニットの基準面に沿った能動移動によって、移動体に基準面に沿った移動、回転をさせることができるようにするため、例えば、移動体、より詳しくいうと基礎部材が、駆動ユニットの駆動力以外の外力によって基準面に沿って受動的に移動、回転させられることがないようにする。例えば、以下の(I)〜(III)のように構成すると、移動体が駆動ユニットの駆動力以外の外力によって基準面に沿って受動的に移動、回転させられることがない。 In order to allow the moving body to move and rotate along the reference plane by active movement along the reference plane of the driving unit, for example, the moving body, more specifically, the base member, drives the driving unit. It should be prevented from being passively moved or rotated along the reference plane by an external force other than a force. For example, when configured as in the following (I) to (III), the moving body is not passively moved and rotated along the reference plane by an external force other than the driving force of the driving unit.
(I)駆動ユニットが、基礎部材に固定された少なくとも2つの2能動駆動ユニットを含むようにする。この場合、移動体が駆動ユニットの駆動力以外の外力によって基準面に沿って受動的に移動、回転させられることがない。 (I) The drive unit includes at least two two active drive units fixed to the base member. In this case, the moving body is not passively moved and rotated along the reference plane by an external force other than the driving force of the driving unit.
(II)駆動ユニットが、基礎部材に固定された2能動駆動ユニットを一つだけ含む場合、移動体が駆動ユニットの駆動力以外の外力によって基準面に沿って受動的に移動させられることはないが、受動的に回転させられる可能性がある。受動的に回転させられないようにするため、次の条件(1)が成立するようにする。支持部材の可動部に固定された駆動ユニットが存在する場合は、その駆動ユニットが支持部材の案内部に固定された仮想線に沿ったどの位置にある場合でも、次の条件(1)が成立するようにする。 (II) When the drive unit includes only one two active drive units fixed to the base member, the moving body is not passively moved along the reference plane by an external force other than the drive force of the drive unit. Can be passively rotated. In order to prevent passive rotation, the following condition (1) is satisfied. When there is a drive unit fixed to the movable part of the support member, the following condition (1) is satisfied regardless of the position of the drive unit along the imaginary line fixed to the guide part of the support member. To do.
条件(1): (i)基礎部材に固定された1能動1受動駆動ユニットが存在する場合は、当該それぞれの駆動ユニットの位置を通り、基準面に平行かつ当該駆動ユニットの受動移動方向と直角な直線を、基準面法線方向に基準面に投影した直線を考え、(ii)支持部材の可動部に固定された2能動駆動ユニットが存在する場合は、当該それぞれの駆動ユニットの位置を通り、基準面に平行かつ当該駆動ユニットの固定された当該可動部を有する支持部材の案内部に固定された仮想線、すなわち、当該可動部がその仮想線に沿って移動が可能である仮想線の方向と直角な直線を、基準面法線方向に基準面に投影した直線を考える。(i)と(ii)の直線の中に、基礎部材に固定された2能動駆動ユニットの受動回転可能となる回転中心軸と交わらない直線が少なくとも一つ存在するように駆動ユニットを配置する。 Condition (1): (i) When there is one active one passive drive unit fixed to the base member, it passes through the position of each drive unit, is parallel to the reference plane, and is perpendicular to the passive movement direction of the drive unit. (Ii) When there are two active drive units fixed to the movable part of the support member, the straight line is projected through the position of each drive unit. An imaginary line fixed to the guide part of the support member having the movable part fixed to the drive unit and parallel to the reference plane, that is, an imaginary line in which the movable part can move along the imaginary line. Consider a straight line obtained by projecting a straight line perpendicular to the direction onto the reference surface in the normal direction of the reference surface. The drive units are arranged so that there is at least one straight line that does not intersect with the rotation center axis of the two active drive units fixed to the base member and capable of passive rotation among the straight lines of (i) and (ii).
(III)駆動ユニットが、基礎部材に固定された2能動駆動ユニットを含まない場合、移動体が駆動ユニットの駆動力以外の外力によって基準面に沿って受動的に移動、回転させられる可能性がある。受動的に移動させられないようにするため、次の条件(2)が成立するようにし、かつ、受動的に回転させられないようにするため、次の条件(3)が成立するようにする。支持部材の可動部に固定された駆動ユニットが存在する場合は、その駆動ユニットが支持部材の案内部に固定された仮想線に沿ったどの位置にある場合でも、次の条件(2)と条件(3)がともに成立するようにする。 (III) When the drive unit does not include two active drive units fixed to the base member, the moving body may be passively moved and rotated along the reference plane by an external force other than the drive force of the drive unit. is there. In order to prevent passive movement, the following condition (2) is satisfied, and in order to prevent passive rotation, the following condition (3) is satisfied. . When there is a drive unit fixed to the movable part of the support member, the following condition (2) and condition are satisfied regardless of the position of the drive unit along the imaginary line fixed to the guide part of the support member. (3) is established together.
条件(2): (i)基礎部材に固定された1能動1受動駆動ユニットが存在する場合は、当該それぞれの駆動ユニットの受動移動方向、(ii)支持部材の可動部に固定された2能動駆動ユニットが存在する場合は、当該それぞれの駆動ユニットの固定された当該可動部を有する支持部材の案内部に固定された仮想線、すなわち、当該可動部がその仮想線に沿って移動が可能である仮想線の方向の基準面平行成分から構成された方向、を考え、(i)と(ii)の中に、互いに平行とならない2つの方向から構成された組合せが少なくとも1組存在するように駆動ユニットを配置する。 Condition (2): (i) When there is one active one passive drive unit fixed to the base member, (ii) two active fixed to the movable part of the support member, (ii) the passive movement direction of each drive unit When there is a drive unit, a virtual line fixed to the guide part of the support member having the movable part fixed to each drive unit, that is, the movable part can move along the virtual line. Considering a direction composed of reference plane parallel components in a certain imaginary line direction, in (i) and (ii), there is at least one combination composed of two directions that are not parallel to each other. Arrange the drive unit.
条件(3): (iii)基礎部材に固定された1能動1受動駆動ユニットが存在する場合は、当該それぞれの駆動ユニットの位置を通り、基準面に平行かつ当該駆動ユニットの受動移動方向と直角な直線を、基準面法線方向に基準面に投影した直線を考え、(iv)支持部材の可動部に固定された2能動駆動ユニットが存在する場合は、当該それぞれの駆動ユニットの位置を通り、基準面に平行かつ当該駆動ユニットの固定された当該可動部を有する支持部材の案内部に固定された仮想線、すなわち、当該可動部がその仮想線に沿って移動が可能である仮想線の方向と直角な直線を、基準面法線方向に基準面に投影した直線を考える。(iii)と(iv)の直線の中に、同一点で交わらない3つの直線から構成された組合せが少なくとも1組存在するように駆動ユニットを配置する。 Condition (3): (iii) When there is one active one passive drive unit fixed to the base member, it passes through the position of each drive unit, is parallel to the reference plane and is perpendicular to the passive movement direction of the drive unit. (Iv) When there are two active drive units fixed to the movable part of the support member, the straight line is projected through the position of each drive unit. An imaginary line fixed to the guide part of the support member having the movable part fixed to the drive unit and parallel to the reference plane, that is, an imaginary line in which the movable part can move along the imaginary line. Consider a straight line obtained by projecting a straight line perpendicular to the direction onto the reference surface in the normal direction of the reference surface. The drive units are arranged so that there is at least one combination composed of three straight lines that do not intersect at the same point in the straight lines (iii) and (iv).
駆動ユニットを備えた機械構造は、好ましくは、(c)被動部材と、(d)前記被動部材と、前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体とを接続し、前記結合体の、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿った運動及び/又は力を入力とし、出力として運動及び/又は力を前記被動部材に伝達する伝達要素とをさらに備える。前記被動部材は、前記移動体とともに前記基準面に沿って移動及び回転することが可能である。前記結合体に含まれる前記駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能であり、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動する及び/又は力を発生すると、前記結合体に接続された前記伝達要素を介して、前記基礎部材に対する前記被動部材の位置及び/又は姿勢を変化させる及び/又は前記被動部材に力及び/又はトルクを発生させる。 In the mechanical structure including the drive unit, preferably, (c) the driven member, (d) the driven member, and the movable unit of the support member to which the drive unit and the drive unit are fixed are coupled. Connected to a combined body, and inputs the movement and / or force along the imaginary line fixed to the guide portion of the support member having the movable part included in the combined body of the combined body, and an output And a transmission element for transmitting motion and / or force to the driven member. The driven member can move and rotate along the reference plane together with the moving body. The drive unit included in the combined body is moved along the reference plane, thereby moving along the virtual line fixed to the guide portion of the support member having the movable portion included in the combined body. The movable member included in the combined body and connected to the combined body when moving along the imaginary line fixed to the guide portion of the support member and / or generating a force. The position and / or posture of the driven member with respect to the base member is changed and / or force and / or torque is generated in the driven member via the transmission element.
上記構成において、被動部材は、移動体とともに移動、回転することが可能である。結合体に含まれる駆動ユニットが駆動されると、発生した能動移動の方向の力により、その駆動ユニットが固定された可動部、すなわち、結合体に含まれる可動部を有する支持部材の案内部に固定された仮想線方向成分の力が可動部に作用し、可動部又は駆動ユニットが仮想線に沿って移動しようとする。これにより、可動部又は駆動ユニットは仮想線に沿って移動する。結合体が、その結合体に含まれる可動部を有する支持部材の案内部に固定された仮想線に沿って移動するということは、結合体に含まれる可動部又は駆動ユニットが、その可動部を有する支持部材の案内部に固定された仮想線に沿って移動する、ということを意味する。 In the above configuration, the driven member can move and rotate together with the moving body. When the drive unit included in the combined body is driven, the generated force in the direction of active movement causes the movable unit to be fixed to the fixed part, that is, the guide part of the support member having the movable part included in the combined body. The force of the fixed imaginary line direction component acts on the movable part, and the movable part or the drive unit tries to move along the imaginary line. Thereby, a movable part or a drive unit moves along a virtual line. The combined body moves along an imaginary line fixed to the guide portion of the support member having the movable portion included in the combined body, which means that the movable portion or the drive unit included in the combined body moves the movable portion. It means that it moves along the virtual line fixed to the guide part of the supporting member which has.
伝達要素は、結合体に含まれる可動部を有する支持部材の案内部に固定された仮想線に沿った、結合体の、すなわち可動部又は駆動ユニットの運動及び/又は力を入力とし、出力として運動及び/又は力を被動部材に伝達する。これにより、結合体に含まれる駆動ユニットが支持部材の案内部に固定された仮想線に沿って移動することで、伝達要素に接続された結合体に含まれる可動部又は駆動ユニットが基礎部材に対して相対移動をすると、伝達要素に接続された被動部材は、基礎部材に対する位置及び/又は姿勢が変化する。また、結合体に含まれる駆動ユニットが駆動され、支持部材の案内部に固定された仮想線に沿って移動しようとする力を発生すると、伝達要素を介して、被動部材に力及び/又はトルクを発生させる。これらにより、被動部材に仕事をさせる、運動させる、力を発揮させる、などが可能になる。 The transmission element receives, as an output, the movement and / or force of the coupled body, that is, the movable section or the drive unit, along an imaginary line fixed to the guide section of the support member having the movable section included in the coupled body. Transfer motion and / or force to the driven member. Accordingly, the drive unit included in the combined body moves along an imaginary line fixed to the guide portion of the support member, so that the movable unit or the drive unit included in the combined body connected to the transmission element becomes the base member. When relative movement is performed, the position and / or posture of the driven member connected to the transmission element changes with respect to the base member. Further, when the drive unit included in the combined body is driven and generates a force to move along an imaginary line fixed to the guide portion of the support member, the force and / or torque is applied to the driven member via the transmission element. Is generated. By these, it becomes possible to make the driven member work, exercise, exert force, and the like.
好ましくは、1つの前記結合体と当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも2つ備え、前記各組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続される。 Preferably, at least two sets including one combination and the transmission element connected to the combination are provided, and the transmission elements of each set are connected to one driven member.
この場合、結合体と被動部材との間に伝達要素を並列に接続したパラレル型に構成することにより、大きな力を出力しやすい。 In this case, it is easy to output a large force by configuring a parallel type in which transmission elements are connected in parallel between the combined body and the driven member.
好ましくは、1つの前記結合体と1つの前記被動部材と当該結合体と当該被動部材に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも2つ備える。前記各組の前記被動部材は、直列に結合される。 Preferably, at least two sets each including one combined body, one driven member, the combined body, and the transmission element connected to the driven member are provided. The sets of the driven members are coupled in series.
この場合、別々の可動部に固定された駆動ユニット、すなわち別々の結合体に含まれる駆動ユニットによりそれぞれ駆動される被動部材が、直列に結合されたシリアル型の機構を構成することにより、運動の範囲及び/又は姿勢の範囲を大きくしやすい。例えば、被動部材が直列のリンク結合、すなわち、シリアル型のリンク結合をしており、一方の被動部材は、駆動ユニットによって駆動されると、他方の被動部材に対して相対的に位置や姿勢を変化させる。 In this case, the driven units fixed to the separate movable parts, that is, the driven members respectively driven by the drive units included in the separate combined bodies constitute a serial type mechanism coupled in series, so that the movement of It is easy to increase the range and / or the range of the posture. For example, the driven member has a serial link connection, that is, a serial type link connection, and when one driven member is driven by the drive unit, the position and posture of the driven member are relatively relative to the other driven member. Change.
好ましくは、前記伝達要素は、前記被動部材と、前記結合体との間に構成されたリンク機構である。 Preferably, the transmission element is a link mechanism configured between the driven member and the combined body.
この場合、構成を簡単にしやすい。 In this case, it is easy to simplify the configuration.
好ましくは、前記伝達要素のうち少なくとも1つは、前記被動部材と、前記結合体との間に接続されたリンクを1つだけ含む。 Preferably, at least one of the transmission elements includes only one link connected between the driven member and the combination.
この場合、結合体と、被動部材とは、1つのリンクのみを介して接続されるので、構成を簡単にしやすい。 In this case, since the coupled body and the driven member are connected via only one link, the configuration can be easily simplified.
好ましくは、前記伝達要素は、回転ジョイントを介して、前記被動部材と、前記結合体とに、それぞれ接続されたリンクを含む。 Preferably, the transmission element includes links respectively connected to the driven member and the combined body via a rotary joint.
この場合、構成が簡単である。回転ジョイントには、例えば、1自由度受動回転可能なもの、2自由度受動回転可能なもの、3自由度受動回転可能なものがある。 In this case, the configuration is simple. The rotary joint includes, for example, a one-degree-of-freedom passive rotation type, a two-degree-of-freedom passive rotation type, and a three-degree-of-freedom passive rotation type.
好ましくは、前記伝達要素は、前記結合体の、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿った移動及び/又は力を、当該移動及び/又は力の方向とは異なる方向の移動及び/又は力に変換する変換要素を含む。 Preferably, the transmission element moves and / or forces along the imaginary line fixed to the guide portion of the support member having the movable portion included in the combined body of the combined body. And / or a conversion element that translates into movement and / or force in a direction different from the direction of the force.
この場合、被動部材が所望の動きをするように、被動部材と結合体との間の伝達系を設計することが容易になる。 In this case, it becomes easy to design the transmission system between the driven member and the combined body so that the driven member performs a desired movement.
好ましくは、前記伝達要素は、前記結合体の、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿った移動及び/又は力を、回転運動及び/又はトルクに変換する変換要素を含む。 Preferably, the transmission element rotates, moves and / or forces along the phantom line fixed to the guide portion of the support member having the movable portion included in the combination. And / or a conversion element for converting to torque.
この場合、被動部材が所望の動きをするように、被動部材と結合体との間の伝達系を設計することが容易になる。 In this case, it becomes easy to design the transmission system between the driven member and the combined body so that the driven member performs a desired movement.
好ましくは、前記伝達要素は、ねじ機構と、ラック・ピニオン機構と、ワイヤ機構とのうち少なくとも1つを含む。 Preferably, the transmission element includes at least one of a screw mechanism, a rack and pinion mechanism, and a wire mechanism.
この場合、構成を簡単にしやすい。 In this case, it is easy to simplify the configuration.
好ましくは、前記基礎部材に固定され、前記被動部材を支持し、前記被動部材の前記基礎部材に対する移動と回転の6自由度のうち少なくとも1自由度の移動又は回転を許容し、かつ、少なくとも他の1自由度の移動又は回転を拘束する支持柱を備える。 Preferably, it is fixed to the base member, supports the driven member, allows movement or rotation of at least one degree of freedom among six degrees of freedom of movement and rotation of the driven member with respect to the base member, and at least other A support column that restrains the movement or rotation of one degree of freedom.
この場合、被動部材が基礎部材と連携して移動及び/又は回転するため、構成を簡単にしやすい。 In this case, since the driven member moves and / or rotates in cooperation with the base member, the configuration can be easily simplified.
好ましくは、前記支持柱は、前記被動部材の前記基準面に沿う方向の前記基礎部材に対する相対移動及び相対回転を拘束する。 Preferably, the support column restrains relative movement and relative rotation of the driven member relative to the base member in a direction along the reference plane.
この場合、移動体が基準面に沿って移動、回転する3自由度、すなわち、基礎部材が基準面に沿って移動、回転する3自由度と、基礎部材に対する被動部材の傾き(姿勢)及び/又は高さとを別々に制御しやすい。 In this case, three degrees of freedom in which the moving body moves and rotates along the reference plane, that is, three degrees of freedom in which the base member moves and rotates along the reference plane, and the inclination (posture) of the driven member with respect to the base member and / or Or it is easy to control the height separately.
好ましくは、前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線が前記基準面に平行である。 Preferably, the imaginary line fixed to the guide portion of the support member is parallel to the reference plane.
この場合、構成や制御を容易にすることができる。 In this case, the configuration and control can be facilitated.
好ましくは、前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線が直線である。 Preferably, the imaginary line fixed to the guide portion of the support member is a straight line.
この場合、支持部材の可動部と可動部に固定された駆動ユニットとは仮想線に沿って直線状に移動するため、機械構造の作製や制御を容易にすることができる。 In this case, since the movable part of the support member and the drive unit fixed to the movable part move linearly along the imaginary line, the production and control of the mechanical structure can be facilitated.
好ましくは、前記駆動ユニットが固定された前記可動部を有する少なくとも3つの前記支持部材の前記案内部に固定されたそれぞれ1つの前記仮想線であって、前記駆動ユニットが固定された前記可動部が当該仮想線に沿って移動が可能である、前記仮想線が、放射状かつ略等角度間隔に配置される。 Preferably, each of the imaginary lines is fixed to the guide portions of the at least three support members having the movable portion to which the drive unit is fixed, and the movable portion to which the drive unit is fixed is The virtual lines that are movable along the virtual lines are arranged radially and at substantially equal angular intervals.
この場合、支持部材の可動部に固定され、放射状に移動する駆動ユニットを、例えば移動体の重心を囲むように配置することにより、移動体を安定して移動、回転させることができるようにしやすい。 In this case, by arranging the drive unit fixed to the movable part of the support member and moving radially, for example, so as to surround the center of gravity of the moving body, the moving body can be stably moved and rotated. .
好ましくは、1つの仮想円の円周上に等間隔に配置された仮想点又はその近傍領域に、それぞれ、前記駆動ユニットを配置できる。 Preferably, the drive units can be respectively arranged at virtual points arranged at equal intervals on the circumference of one virtual circle or in the vicinity thereof.
上記構成において、支持部材の可動部に固定された駆動ユニットについては、駆動ユニットが移動する範囲内に、仮想点又はその近傍領域が含まれていればよい。基礎部材に固定された駆動ユニットについては、その位置が、仮想点又はその近傍領域に含まれていればよい。 In the above configuration, for the drive unit fixed to the movable portion of the support member, it is only necessary that the virtual point or the vicinity thereof is included in the range in which the drive unit moves. About the drive unit fixed to the base member, the position should just be contained in the virtual point or its vicinity area.
上記構成によれば、駆動ユニットは仮想円の中心点の周りに略等間隔に配置されるため、例えば移動体の重心を仮想円の中心又はその近傍に配置することにより、移動体を安定して移動、回転させることができるようにしやすい。 According to the above configuration, since the drive units are arranged at substantially equal intervals around the center point of the virtual circle, for example, by placing the center of gravity of the mobile body at or near the center of the virtual circle, the mobile body is stabilized. Easy to move and rotate.
好ましくは、前記基礎部材に固定された前記駆動ユニットが、1つの仮想円の円周上に等間隔に配置された仮想点又はその近傍領域にそれぞれ配置されている。 Preferably, the drive units fixed to the foundation member are respectively arranged at virtual points arranged at equal intervals on the circumference of one virtual circle or in the vicinity thereof.
上記構成によれば、基礎部材に固定された駆動ユニットだけで、移動体を安定して移動、回転させることができるようにしやすい。 According to the said structure, it is easy to enable it to move and rotate a moving body stably only with the drive unit fixed to the base member.
好ましくは、前記駆動ユニットの前記能動自由度の合計の数が少なくとも6である。前記支持部材の前記可動部にそれぞれ固定された少なくとも3つの前記駆動ユニットを備える。当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能である。 Preferably, the total number of active degrees of freedom of the drive unit is at least 6. And at least three drive units each fixed to the movable portion of the support member. The drive unit can move along the virtual line fixed to the guide portion of the support member by actively moving along the reference plane.
この場合、移動体の基準面に沿った移動、回転の自由度の合計の数である3に対して、駆動ユニットが能動的に移動する能動自由度の合計の数はそれより少なくとも3つ多い6である。移動体の支持部材の可動部に固定された少なくとも3つの駆動ユニットは、能動移動により、支持部材の案内部に固定された仮想線に沿って移動することができ、このときの運動や力を、移動体の基準面に沿った移動、回転以外の別の作業に利用することができる。 In this case, the total number of active degrees of freedom in which the drive unit is actively moved is at least three more than the total number of degrees of freedom of movement and rotation along the reference plane of the moving body. 6. At least three drive units fixed to the movable part of the support member of the moving body can move along an imaginary line fixed to the guide part of the support member by active movement. It can be used for other work other than movement and rotation along the reference plane of the moving body.
移動体を基準面に沿って移動、回転させる3自由度に加え、移動体の移動、回転以外の少なくとも3自由度の運動を実現することができるので、例えば、被動部材が空間6自由度の運動をする、あるいは被動部材に移動体の移動、回転以外の別の作業をさせるようにできる。 In addition to the three degrees of freedom for moving and rotating the moving body along the reference plane, it is possible to realize at least three degrees of freedom of movement other than movement and rotation of the moving body. It is possible to move or cause the driven member to perform other work other than moving and rotating the moving body.
好ましくは、前記移動体は、少なくとも3つの前記支持部材を有する。別々の前記支持部材の前記可動部にそれぞれ固定された少なくとも3つの前記2能動駆動ユニットを備える。 Preferably, the moving body includes at least three support members. At least three of the two active drive units respectively fixed to the movable parts of the separate support members;
上記構成によれば、2能動駆動ユニットだけで、移動体を基準面に沿って移動、回転させる3自由度に加え、移動体の移動、回転以外の少なくとも3自由度の運動を実現することができる。 According to the above configuration, it is possible to realize a motion of at least three degrees of freedom other than the movement and rotation of the moving body in addition to the three degrees of freedom of moving and rotating the moving body along the reference plane with only two active drive units. it can.
好ましくは、前記移動体は、少なくとも3つの前記支持部材を有する。少なくとも6つの前記1能動1受動駆動ユニットを備える。前記1能動1受動駆動ユニットのうち少なくとも3つが、それぞれ、別々の前記支持部材の前記可動部に固定され、当該1能動1受動駆動ユニットは、当該1能動1受動駆動ユニットの前記基準面に沿った能動移動により、当該1能動1受動駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動する。前記1能動1受動駆動ユニットのうち他の少なくとも3つが、前記基礎部材に固定される。 Preferably, the moving body includes at least three support members. At least six said one active one passive drive units are provided. At least three of the one active one passive drive units are respectively fixed to the movable parts of the separate support members, and the one active one passive drive unit is along the reference plane of the one active one passive drive unit. Due to the active movement, the one active one passive drive unit moves along the virtual line fixed to the guide portion of the support member having the movable portion to which the one active one passive drive unit is fixed. At least three other of the one active one passive drive unit are fixed to the base member.
この場合、1能動1受動駆動ユニットだけで、移動体を基準面に沿って移動、回転させる3自由度と、移動体の移動、回転以外の少なくとも3自由度の運動とを実現するように構成できる。 In this case, only one active one passive drive unit is configured to realize three degrees of freedom for moving and rotating the moving body along the reference plane and at least three degrees of freedom of movement other than movement and rotation of the moving body. it can.
好ましくは、前記支持部材はリニアガイドである。 Preferably, the support member is a linear guide.
この場合、支持部材は駆動ユニットをしっかりと支持することができる。 In this case, the support member can firmly support the drive unit.
好ましくは、前記駆動ユニットは、回転駆動されると前記基準面に沿って1方向に能動移動し、かつ該1方向と異なる他の1方向に前記基準面に沿って能動移動又は受動移動が可能である車輪を有する。 Preferably, when the drive unit is driven to rotate, the drive unit actively moves in one direction along the reference plane, and can be actively moved or passively moved along the reference plane in another direction different from the one direction. With wheels that are.
この場合、全方向移動車輪(オムニホイールや全方向駆動車輪など)や、能動方向可変車輪、などを用いて、機械構造の構成を簡単にすることができる。 In this case, the configuration of the mechanical structure can be simplified by using omnidirectional moving wheels (such as omni wheels and omnidirectional driving wheels) and active direction variable wheels.
好ましい一態様において、前記基礎部材に固定され、前記被動部材を支持し、前記被動部材の前記基礎部材に対する相対傾き運動と、前記被動部材の前記基準面に対して接離する方向の前記基礎部材に対する相対移動とを許容し、前記被動部材の前記基準面に沿う方向の前記基礎部材に対する相対移動及び相対回転を拘束する支持柱をさらに備える。前記駆動ユニットは、別々の前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも3つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能である。前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも3つ備え、前記各組の前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材は互いに異なり、前記各組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されている。前記各組の前記伝達要素は、それぞれ、(a)1つのリンクと、(b)前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、(c)前記リンクの他端と、前記各組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントとを含む。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有する。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有する。 In a preferred aspect, the foundation member is fixed to the foundation member, supports the driven member, the relative inclination movement of the driven member with respect to the foundation member, and the base member in a direction in which the driven member comes in contact with and separates from the reference plane. And a support column that restricts relative movement and relative rotation of the driven member in the direction along the reference plane with respect to the base member. The drive unit includes at least three drive units fixed to the movable portions of the separate support members, and the drive unit is fixed by moving actively along the reference plane. Further, the support member having the movable part can move along the virtual line fixed to the guide part. At least three sets each including one combination of the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed and the transmission element connected to the combination; The support members having the movable parts included in the combination of the sets are different from each other, and the transmission elements of the sets are connected to one driven member. The transmission elements of each set include (a) one link, (b) a driven-side joint that connects one end of the link and the driven member, (c) the other end of the link, and Drive side joints for connecting each set of the combined bodies. One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation. The other of the driven side joint and the driving side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
この場合、基準面に沿う方向の移動体の基礎部材に対する被動部材の相対移動及び相対回転を支持柱で拘束し、被動部材の基準面に対する3自由度(基準面に沿っての移動、回転の3自由度)を移動体の移動のみで制御することができるので、空間6自由度を実現しやすい。 In this case, the relative movement and relative rotation of the driven member with respect to the base member of the moving body in the direction along the reference plane are constrained by the support column, and the degree of freedom of the driven member with respect to the reference plane (movement and rotation along the reference plane) is restricted. 3 degrees of freedom) can be controlled only by movement of the moving body, so that it is easy to realize 6 degrees of freedom in the space.
好ましい他の態様において、前記駆動ユニットは、別々の前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも3つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能である。前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも3つ備え、前記各組の前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材は互いに異なり、前記各組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されている。前記各組の前記伝達要素は、それぞれ、(a)1つのリンクと、(b)前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、(c)前記リンクの他端と、前記各組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントとを含む。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有する。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転1自由度を有する。 In another preferable aspect, the drive unit includes at least three of the drive units fixed to the movable part of the separate support members, and the drive unit is actively moved along the reference plane, The drive unit is movable along the imaginary line fixed to the guide portion of the support member having the movable portion. At least three sets each including one combination of the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed and the transmission element connected to the combination; The support members having the movable parts included in the combination of the sets are different from each other, and the transmission elements of the sets are connected to one driven member. The transmission elements of each set include (a) one link, (b) a driven-side joint that connects one end of the link and the driven member, (c) the other end of the link, and Drive side joints for connecting each set of the combined bodies. One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation. One of the driven side joint and the driving side joint has one degree of freedom of rotation.
この場合、移動体の基礎部材に対する被動部材の位置や姿勢を伝達要素のみを介して制御することができるので、簡単な構成で空間6自由度を実現しやすい。 In this case, since the position and posture of the driven member relative to the base member of the moving body can be controlled only through the transmission element, it is easy to realize six degrees of freedom with a simple configuration.
好ましい別の態様において、前記基礎部材に固定され、前記被動部材を支持し、前記被動部材の前記基礎部材に対する1方向の相対傾き運動と、前記被動部材の前記基準面に対して接離する方向の前記基礎部材に対する相対移動とを許容し、前記被動部材の前記基礎部材に対する前記1方向とは異なる他の1方向の相対傾き運動と、前記被動部材の前記基準面に沿う方向の前記基礎部材に対する相対移動及び相対回転とを拘束する支持柱をさらに備える。前記駆動ユニットは、別々の前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも2つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能である。前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも2つ備え、前記各組の前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材は互いに異なり、前記各組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されている。前記各組の前記伝達要素は、それぞれ、(a)1つのリンクと、(b)前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、(c)前記リンクの他端と、前記各組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントとを含む。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有する。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有する。 In another preferable aspect, the base member is fixed to the base member, supports the driven member, the relative tilting motion of the driven member in one direction with respect to the base member, and the direction in which the driven member contacts and separates from the reference plane Relative movement of the driven member relative to the base member, relative tilting motion in one direction different from the one direction relative to the base member of the driven member, and the base member in a direction along the reference plane of the driven member And a support column for restraining relative movement and relative rotation with respect to. The drive unit includes at least two of the drive units fixed to the movable part of the separate support members, and the drive unit is fixed by moving actively along the reference plane. Further, the support member having the movable part can move along the virtual line fixed to the guide part. At least two sets each including one combination of the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed and the transmission element connected to the combination; The support members having the movable parts included in the combination of the sets are different from each other, and the transmission elements of the sets are connected to one driven member. The transmission elements of each set include (a) one link, (b) a driven-side joint that connects one end of the link and the driven member, (c) the other end of the link, and Drive side joints for connecting each set of the combined bodies. One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation. The other of the driven side joint and the driving side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
この場合、被動部材は基礎部材に対して1方向にしか傾くことができないため、空間5自由度を実現しやすい。 In this case, since the driven member can be inclined only in one direction with respect to the base member, it is easy to realize the five degrees of freedom of the space.
好ましい別の態様において、前記基礎部材に固定され、前記被動部材を支持し、前記被動部材の前記基礎部材に対する相対傾き運動を許容し、前記被動部材の前記基準面に対して接離する方向の前記基礎部材に対する相対移動と、前記被動部材の前記基準面に沿う方向の前記基礎部材に対する相対移動及び相対回転とを拘束する支持柱をさらに備える。前記駆動ユニットは、別々の前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも2つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能である。前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも2つ備え、前記各組の前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材は互いに異なり、前記各組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されている。前記各組の前記伝達要素は、それぞれ、(a)1つのリンクと、(b)前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、(c)前記リンクの他端と、前記各組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントとを含む。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有する。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有する。 In another preferred aspect, the base member is fixed to the base member, supports the driven member, allows a relative tilting motion of the driven member with respect to the base member, and moves in a direction in which the driven member comes in contact with and separates from the reference plane. It further includes a support column that restrains relative movement with respect to the foundation member and relative movement and relative rotation with respect to the foundation member in a direction along the reference plane of the driven member. The drive unit includes at least two of the drive units fixed to the movable part of the separate support members, and the drive unit is fixed by moving actively along the reference plane. Further, the support member having the movable part can move along the virtual line fixed to the guide part. At least two sets each including one combination of the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed and the transmission element connected to the combination; The support members having the movable parts included in the combination of the sets are different from each other, and the transmission elements of the sets are connected to one driven member. The transmission elements of each set include (a) one link, (b) a driven-side joint that connects one end of the link and the driven member, (c) the other end of the link, and Drive side joints for connecting each set of the combined bodies. One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation. The other of the driven side joint and the driving side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
この場合、被動部材は基準面に対して接離する方向の基礎部材に対する移動が支持柱で拘束されるので、空間5自由度を実現しやすい。 In this case, the movement of the driven member with respect to the base member in the direction of moving toward and away from the reference plane is restrained by the support pillar, so that it is easy to realize a space of 5 degrees of freedom.
好ましい別の態様において、前記基礎部材に固定され、前記被動部材を支持し、前記被動部材の前記基準面に対して接離する方向の前記基礎部材に対する相対移動を許容し、前記被動部材の前記基礎部材に対する相対傾き運動と、前記被動部材の前記基準面に沿う方向の前記基礎部材に対する相対移動及び相対回転とを拘束する支持柱をさらに備える。前記駆動ユニットは、前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも1つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能である。前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも1つ備え、前記少なくとも1つの組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されている。前記少なくとも1つの組の前記伝達要素は、(a)1つのリンクと、(b)前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、(c)前記リンクの他端と、前記少なくとも1つの組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントとを含む。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有する。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有する。 In another preferred aspect, the base member is fixed, supports the driven member, allows relative movement of the driven member with respect to the base member in a direction in which the driven member is in contact with or separated from the reference surface, and the driven member is It further includes a support column that restrains relative tilting motion relative to the base member and relative movement and relative rotation of the driven member in the direction along the reference plane with respect to the base member. The drive unit includes at least one of the drive units fixed to the movable part of the support member, and the drive unit is actively moved along the reference plane, whereby the drive unit is fixed. Movement along the imaginary line fixed to the guide portion of the support member having a movable portion is possible. And at least one set including one of a combined body in which the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed are combined, and the transmission element connected to the combined body, One set of the transmission elements is connected to one of the driven members. The at least one set of the transmission elements includes (a) one link, (b) a driven joint connecting one end of the link and the driven member, (c) the other end of the link, and And a driving joint for connecting at least one set of the combined bodies. One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation. The other of the driven side joint and the driving side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
この場合、被動部材は基礎部材に対する相対傾き運動が支持柱で拘束されるので、空間4自由度を実現しやすい。 In this case, since the relative tilting motion of the driven member with respect to the base member is restrained by the support column, it is easy to realize four degrees of freedom in the space.
好ましい別の態様において、前記基礎部材に固定され、前記被動部材を支持し、前記被動部材の前記基礎部材に対する1方向の相対傾き運動を許容し、前記被動部材の前記基礎部材に対する前記1方向とは異なる他の1方向の相対傾き運動と、前記被動部材の前記基準面に対して接離する方向の前記基礎部材に対する相対移動と、前記被動部材の前記基準面に沿う方向の前記基礎部材に対する相対移動及び相対回転とを拘束する支持柱をさらに備える。前記駆動ユニットは、前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも1つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能である。前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも1つ備え、前記少なくとも1つの組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されている。前記少なくとも1つの組の前記伝達要素は、(a)1つのリンクと、(b)前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、(c)前記リンクの他端と、前記少なくとも1つの組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントとを含む。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有する。前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有する。 In another preferred aspect, the base member is fixed, supports the driven member, allows the relative movement of the driven member in one direction relative to the base member, and the driven member has the one direction relative to the base member. Is a different relative tilting motion in one direction, a relative movement of the driven member relative to the base member in a direction approaching / separating the reference surface, and a direction of the driven member relative to the base member in the direction along the reference surface A support column for restraining relative movement and relative rotation is further provided. The drive unit includes at least one of the drive units fixed to the movable part of the support member, and the drive unit is actively moved along the reference plane, whereby the drive unit is fixed. Movement along the imaginary line fixed to the guide portion of the support member having a movable portion is possible. And at least one set including one of a combined body in which the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed are combined, and the transmission element connected to the combined body, One set of the transmission elements is connected to one of the driven members. The at least one set of the transmission elements includes (a) one link, (b) a driven joint connecting one end of the link and the driven member, (c) the other end of the link, and And a driving joint for connecting at least one set of the combined bodies. One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation. The other of the driven side joint and the driving side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
この場合、被動部材は基準面に対して接離する方向の基礎部材に対する移動と基礎部材に対する1方向の相対傾き運動とが支持柱で拘束されるので、空間4自由度を実現しやすい。 In this case, the movement of the driven member with respect to the base member in the direction of contact with and away from the reference plane and the relative tilting motion in one direction with respect to the base member are constrained by the support column, so that it is easy to realize four degrees of freedom in space.
本発明によれば、広い移動領域を得られる。すなわち、基準面に対して前後・左右・斜め方向の移動と基準面に沿っての回転とが可能であり、基準面の範囲内であれば移動が可能であることから、移動領域を広くとることができる。また、駆動源を有効に利用しやすい。 According to the present invention, a wide movement area can be obtained. In other words, it is possible to move back and forth, right and left, obliquely with respect to the reference plane and to rotate along the reference plane, and to move within the range of the reference plane. be able to. In addition, it is easy to use the drive source effectively.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図43を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、本発明の駆動ユニットを備えた機械構造の基本的な構成について、図1〜図8を参照しながら説明する。 First, a basic configuration of a mechanical structure provided with the drive unit of the present invention will be described with reference to FIGS.
<実施例1−1> 図1は、実施例1−1の機械構造10を模式的に示す概略図である。
Example 1-1 FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a
図1に示すように、機械構造10は、基礎部材20に支持部材30,32,34が放射状に結合された移動体11と、駆動ユニット50x,52x,54xとを備える。駆動ユニット50x,52x,54xは、床面等の基準面に載置される。
As shown in FIG. 1, the
支持部材30,32,34は、基礎部材20に固定された案内部30x,32x,34xと、可動部30y,32y,34yとを含む。可動部30y,32y,34yは、案内部30x,32x,34xに固定された1つの仮想線30z,32z,34zに沿って、矢印50s,52s,54sで示すように受動移動が可能である。
The
案内部30x,32x,34xに固定された仮想線30z,32z,34zは、基準面に平行な直線である。支持部材30,32,34の案内部30x,32x,34xに固定された仮想線30z,32z,34zは、放射状でかつ略等角度間隔に配置されている。
駆動ユニット50x,52x,54xは、それぞれ、支持部材30,32,34の可動部30y,32y,34yに固定される。駆動ユニット50x,52x,54xは、基準面に沿って互いに異なる2方向に能動移動が可能であり、基準面に対して受動回転可能、すなわち、基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として受動回転可能である。駆動ユニット50x,52x,54xは、能動自由度の数が2である2能動駆動ユニットである。駆動ユニット50x,52x,54xは、床面等の基準面に載置された状態で駆動されると、それぞれ、矢印51,53,55で示すように、基準面に沿って面内2方向に能動的に移動可能である。
The
駆動ユニット50x,52x,54xは、面内2方向に駆動可能であればよい。すなわち、面内2方向同時に駆動可能であっても、面内2方向に選択的に駆動可能であり、面内1方向に駆動後、他の面内1方向に駆動可能であってもよい。また、後述する能動方向可変車輪のように、面内駆動可能方向を選択したのち、その方向に駆動可能であってもよい。
The
駆動ユニット50x,52x,54xが基準面に沿って能動移動することにより、支持部材30,32,34の案内部30x,32x,34xに固定された仮想線30z,32z,34zに沿って、駆動ユニット50x,52x,54xが移動すると、駆動ユニット50x,52x,54xは基礎部材20に対して相対移動する。
When the
機械構造10は、基礎部材20に固定された2能動駆動ユニットを含まない。
The
機械構造10は、移動体11が駆動ユニット50x,52x,54xの駆動力以外の外力によって基準面に沿って受動的に移動させられることがないように構成されている。すなわち、支持部材30,32,34の可動部30y,32y,34yに固定された2能動駆動ユニット50x,52x,54xについて、それぞれの駆動ユニット50x,52x,54xの固定された可動部30y,32y,34yを有する支持部材30,32,34の案内部30x,32x,34xに固定された仮想線30z,32z,34zの方向の基準面平行成分から構成された方向の中に、互いに平行とならない2つの方向から構成された組合せが少なくとも1組存在している。例えば、仮想線30z,32zの方向の基準面平行成分から構成された方向の組合せは、互いに平行とならない2つの方向から構成された組合せである。
The
機械構造10は、移動体11が駆動ユニット50x,52x,54xの駆動力以外の外力によって基準面に沿って受動的に回転させられることがないように構成されている。すなわち、支持部材30,32,34の可動部30y,32y,34yに固定された2能動駆動ユニット50x,52x,54xについて、それぞれの駆動ユニット50x,52x,54xの位置を通る、基準面に平行で駆動ユニット50x,52x,54xの固定された可動部30y,32y,34yを有する支持部材30,32,34の案内部30x,32x,34xに固定された仮想線30z,32z,34zの方向と直角な直線を、基準面法線方向に基準面に投影した直線50m,52m,54mの中に、同一点で交わらない3つの直線から構成された組合せが少なくとも1組存在している。すなわち、直線50m,52m,54mの組合せは、同一点で交わらない3つの直線から構成された組合せである。
The
機械構造10は、駆動ユニット50x,52x,54xの駆動を制御することにより、基準面に沿って移動、回転させることができる。換言すると、駆動ユニット50x,52x,54xの駆動を制御することにより、移動体11を、基準面に沿って移動、回転させることができる。
The
機械構造10を基準面に沿って移動させる場合、例えば、2能動駆動ユニットである駆動ユニット50x,52x,54xのそれぞれの能動移動の速度・方向が機械構造10の所望の移動速度・方向と同じになるように、駆動ユニット50x,52x,54xの駆動を制御する。これにより、機械構造10を所望の方向に一体的に移動させることができる。すなわち、移動体11に対する駆動ユニット50x,52x,54xの相対位置を保持したまま、機械構造10を移動させることができる。
When the
機械構造10を基準面に沿って回転させる場合、例えば、2能動駆動ユニットである駆動ユニット50x,52x,54xのそれぞれの能動移動の方向が、機械構造10の所望の回転中心位置と各駆動ユニット50x,52x,54xとを結ぶ基準面に平行な直線に直角で基準面に平行な方向であって機械構造10の所望の回転方向と同じ方向になり、かつ、駆動ユニット50x,52x,54xのそれぞれの能動移動の速度が、機械構造10の所望の回転中心位置と各駆動ユニット50x,52x,54xとの間の基準面に平行な方向の距離に機械構造10の所望の回転の角速度を乗じた大きさとなるように、制御する。これにより、機械構造10を所望の回転中心位置を中心に、一体的に回転させることができる。すなわち、移動体11に対する駆動ユニット50x,52x,54xの相対位置を保持したまま、機械構造10を回転させることができる。
When the
機械構造10は、3つの2能動駆動ユニットである駆動ユニット50x,52x,54xを備えているため、駆動ユニットの能動自由度の合計の数は6となる。これに対し、機械構造10は、基準面に沿っての移動(2自由度)と回転(1自由度)の合計3自由度を有しており、駆動ユニットの能動自由度の合計の数が、機械構造10の移動と回転の自由度の合計の数よりも多い。そのため、駆動ユニット50x,52x,54xを用いて、機械構造10を移動、回転させるだけでなく、移動体11に対する駆動ユニット50x,52x,54xの相対位置を変えることができる。すなわち、基礎部材20に対する駆動ユニット50x,52x,54xの相対位置を変えることができる。基礎部材20に対する駆動ユニット50x,52x,54xの相対位置は、機械構造10が停止している状態でも、機械構造10を移動、回転させている状態でも、変えることができる。
Since the
移動体11に対する相対位置が変わるときの駆動ユニット50x,52x,54xの運動や力は、機械構造10の基準面に沿った移動や回転以外の別の作業に利用することが可能である。この別の作業は、駆動ユニット50x,52x,54xを兼用して実現できるため、別の作業のためだけにモータ等の新たな駆動源を設ける必要がないので、駆動源を有効に利用しやすい。また、機械構造10を移動させることによって広い移動領域を得られる。
The movement and force of the
特に、一つの仮想円の円周上に等間隔に配置された仮想点又はその近傍領域に、それぞれ、駆動ユニット50x,52x,54xが配置されるように構成すると、移動体11を安定して移動、回転させやすくなり、好ましい。駆動ユニット50x,52x,54xは、それが固定された可動部30y,32y,34yの可動範囲内に、仮想点又はその近傍領域が含まれていればよい。
In particular, when the
<実施例1−2> 図2は、実施例1−2の機械構造10aを模式的に示す概略図である。
Example 1-2 FIG. 2 is a schematic view schematically showing the
図2に示すように、機械構造10aは、基礎部材20a,22a,24aと支持部材30a,32a,34aとが放射状に結合された移動体11aと、駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yとを備える。駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yは、床面等の基準面に載置される。
As shown in FIG. 2, the
支持部材30a,32a,34aは、実施例1−1と同様に、案内部30x,32x,34xと、矢印50s,52s,54sで示すように案内部30x,32x,34xに固定された1つの仮想線(図示せず)に沿って受動移動が可能である可動部30y,32y,34yとを含む。支持部材30a,32a,34aの案内部30x,32x,34xに固定された仮想線(図示せず)は、基準面に平行な直線である。支持部材30a,32a,34aの案内部30x,32x,34xに固定された仮想線(図示せず)は、放射状でかつ略等角度間隔に配置されている。
The
駆動ユニット40y,42y,44yは、それぞれ、基礎部材20a,22a,24aに固定される。駆動ユニット50y,52y,54yは、それぞれ、支持部材30a,32a,34aの可動部30y,32y,34yに固定される。
The
駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yは、それぞれ、基準面に沿って1方向に能動移動が可能かつ異なる他の1方向に受動移動が可能であり、基準面に対して受動回転可能、すなわち、基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として受動回転可能である。駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yは、能動自由度の数が1である1能動1受動駆動ユニットである。駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yは、床面等の基準面に載置された状態で駆動されると、それぞれ、2方向の矢印41a,43a,45a,51a,53a,55aのうち実線で示すように、基準面に沿って面内1方向の能動移動が可能である。また、2方向の矢印41a,43a,45a,51a,53a,55aのうち破線で示すように、能動移動可能方向以外の方向、例えば能動移動可能方向の直角方向には受動的に移動自在であり、外部からの作用を受けると受動的に移動する。
The
駆動ユニット50y,52y,54yが基準面に沿って能動移動することにより、支持部材30a,32a,34aの案内部30x,32x,34xに固定された仮想線(図示せず)に沿って、駆動ユニット50y,52y,54yが移動すると、駆動ユニット50y,52y,54yは基礎部材20a,22a,24aに対して相対移動する。
When the
基礎部材20a,22a,24aに固定される駆動ユニット40y,42y,44yは、例えば、2方向の矢印41a,43a,45aのうち実線で示すように、基礎部材20a,22a,24aの延在方向に直角な方向には能動移動可能であり、2方向の矢印41a,43a,45aのうち破線で示すように、他の1方向、例えば基礎部材20a,22a,24aの延在方向には受動移動可能である。
The
支持部材30a,32a,34aの可動部30y,32y,34yに固定された駆動ユニット50y,52y,54yは、例えば、2方向の矢印51a,53a,55aのうち実線で示すように、支持部材30a,32a,34aの案内部30x,32x,34xに固定された仮想線(図示せず)に沿う方向に能動移動可能であり、2方向の矢印51a,53a,55aのうち破線で示すように、能動移動が可能な方向と異なる方向、例えば仮想線(図示せず)に直角な方向に受動移動可能である。
The
機械構造10aは、駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの駆動を制御することにより、基準面に沿って移動、回転させることができる。
The
機械構造10aを基準面に沿って移動させる場合、1能動1受動駆動ユニットである駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yのそれぞれの移動速度・方向は、能動移動可能方向成分と受動移動可能方向成分を合成したものとなるので、例えば、各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの能動受動合成移動(能動移動可能方向成分と受動移動可能方向成分とを合成した移動を意味する)の方向が、機械構造10aの所望の移動方向と同じになるようにするとともに、各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの能動受動合成移動の速度が、機械構造10aの所望の移動速度と同じになるように、各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yを制御する。この場合、各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの能動受動合成移動速度・方向のうち各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの能動移動可能方向成分に相当する移動速度を、能動移動可能方向に能動的に実現するように各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの駆動を制御すればよい。これにより、機械構造10aを所望の方向に一体的に移動させることができる。すなわち、移動体11aに対する駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの相対位置を保持したまま、機械構造10aを移動させることができる。
When the
機械構造10aを基準面に沿って回転させる場合、例えば、1能動1受動駆動ユニットである各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの能動受動合成移動の方向が、機械構造10aの所望の回転中心位置と各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yとを結ぶ基準面に平行な直線に直角で基準面に平行な方向かつ機械構造10aの所望の回転方向に合致する方向と同じになるようにするとともに、各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの能動受動合成移動の速度が、機械構造10aの所望の回転中心位置と各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yとの間の基準面に平行な方向の距離に機械構造10aの所望の回転の角速度を乗じた大きさとなるように、駆動ユニットを制御する。この場合、各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの能動受動合成移動速度・方向のうち各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの能動移動方向成分に相当する移動速度を、能動移動可能方向に能動的に実現するように各駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの駆動を制御すればよい。これにより、機械構造10aを所望の回転中心位置を中心に、一体的に回転させることができる。すなわち、移動体11aに対する駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yの相対位置を保持したまま、機械構造10aを回転させることができる。
When the
機械構造10aは、6つの1能動1受動駆動ユニットである駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yを備えているため、駆動ユニットの能動自由度の合計の数は6となる。これに対し、機械構造10aは、基準面に沿っての移動(2自由度)と回転(1自由度)の合計3自由度を有しており、駆動ユニットの能動自由度の合計の数が、機械構造10aの移動と回転の自由度の合計の数よりも多い。そのため、駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yを用いて機械構造10aを移動、回転させるだけでなく、移動体11aに対する駆動ユニット50y,52y,54yの相対位置を変えることができる。すなわち、基礎部材20a,22a,24aに対する駆動ユニット50y,52y,54yの相対位置を変えることができる。
Since the
移動体11aに対する相対位置が変わるときの駆動ユニット50y,52y,54yの運動や力は、機械構造10aの基準面に沿った移動や回転以外の別の作業に利用することが可能である。この別の作業のために、機械構造10aの基準面に沿った移動や回転に用いる駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yとは構成が異なるモータ等の新たな駆動源を設ける必要がないので、駆動源を有効に利用しやすい。また、機械構造10aを移動させることによって広い移動領域を得られる。
The movement and force of the
特に、一つの仮想円の円周上に等間隔に配置された仮想点又はその近傍領域に、それぞれ、駆動ユニット40y,42y,44y,50y,52y,54yが配置されるように構成すると、移動体11aを安定して移動、回転させやすくなり、好ましい。駆動ユニット50y,52y,54yについては、駆動ユニット50y,52y,54yが固定された可動部30y,32y,34yの可動範囲内に、仮想点又はその近傍領域が含まれていればよい。
In particular, if the
特に、一つの仮想円の円周上に等間隔に配置された仮想点又はその近傍領域に、それぞれ、基礎部材20a,22a,24aに固定された3つの駆動ユニット40y,42y,44yが配置されるように構成すると、駆動ユニット40y,42y,44yにより移動体11aを安定して移動、回転させやすくなり、好ましい。
In particular, three
<実施例1−3> 図3は、実施例1−3の機械構造10bを模式的に示す概略図である。
<Example 1-3> FIG. 3 is a schematic diagram schematically illustrating the
図3に示すように、機械構造10bは、基礎部材20b,22bと支持部材30b,32b,34bとが放射状に結合された移動体11bと、駆動ユニット40y,42y,50x,52y,54yとを備える。駆動ユニット40y,42y,50x,52y,54yは、床面等の基準面に載置される。
As shown in FIG. 3, the
支持部材30b,32b,34bは、案内部30x,32x,34xと、矢印50s,52s,54sで示すように、案内部30x,32x,34xに固定された1つの仮想線(図示せず)に沿って受動移動が可能である可動部30y,32y,34yとを含む。支持部材30b,32b,34bの案内部30x,32x,34xに固定された仮想線(図示せず)は基準面に平行な直線である。
The
基礎部材20b,22bには、それぞれ、駆動ユニット40y,42yが固定される。支持部材30b,32b,34bの可動部30y,32y,34yには、それぞれ、駆動ユニット50x,52y,54yが固定される。駆動ユニット40y,42y,50x,52y,54yは、基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として受動回転可能である。
基礎部材20b,22bに固定される駆動ユニット40y,42yは、1能動1受動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印41b,43bのうち実線で示すように基礎部材20b,22bの延在方向に直角な方向には能動移動可能であり、2方向の矢印41b,43bのうち破線で示すように他の1方向、例えば基礎部材20b,22bの延在方向には受動移動可能である。
The
支持部材32b,34bの可動部32y,34yに固定された駆動ユニット52y,54yは、1能動1受動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印53b,55bのうち実線で示すように、支持部材32b,34bの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿う方向には能動移動可能であり、2方向の矢印53b,55bのうち破線で示すように、能動移動が可能な方向と異なる方向、例えば仮想線(図示せず)に直角な方向には受動移動可能である。
The
支持部材30bの可動部30yに固定された駆動ユニット50xは、2能動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印51bで示すように、支持部材30bの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿う方向と、それとは異なる方向、例えば仮想線(図示せず)に直角な方向とに、能動移動可能である。
The
機械構造10bは、駆動ユニット40y,42y,50x,52y,54yの駆動を制御することにより、基準面に沿って移動、回転させることができる。
The
機械構造10bを基準面に沿って移動させる場合、例えば、2能動駆動ユニットである駆動ユニット50xの能動移動の速度・方向が機械構造10bの所望の移動速度・方向と同じになるように、駆動ユニット50xを制御する。さらに、1能動1受動駆動ユニットである駆動ユニット40y,42y,52y,54yのそれぞれの移動速度・方向は能動移動可能方向成分と受動移動可能方向成分とを合成したものとなるので、各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの能動受動合成移動(能動移動可能方向成分と受動移動可能方向成分とを合成した移動を意味する)の方向が、機械構造10bの所望の移動方向と同じになるようにするとともに、各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの能動受動合成移動の速度が、機械構造10bの所望の移動速度と同じになるように、各駆動ユニット40y,42y,52y,54yを制御する。この場合、各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの能動受動合成移動速度・方向のうち各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの能動移動可能方向成分に相当する移動速度を、能動移動可能方向に能動的に実現するように各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの駆動を制御すればよい。これにより、機械構造10bを所望の方向に一体的に移動させることができる。すなわち、移動体11bに対する駆動ユニット40y,42y,50x,52y,54yの相対位置を保持したまま、機械構造10bを移動させることができる。
When the
機械構造10bを基準面に沿って回転させる場合、例えば、2能動駆動ユニットである駆動ユニット50xの能動移動の方向が、機械構造10bの所望の回転中心位置と駆動ユニット50xとを結ぶ基準面に平行な直線に直角で基準面に平行な方向かつ機械構造10bの所望の回転方向に合致する方向と同じになるようにするとともに、駆動ユニット50xの能動移動の速度が、機械構造10bの所望の回転中心位置と駆動ユニット50xとの間の基準面に平行な方向の距離に、機械構造10bの所望の回転の角速度を乗じた大きさとなるように制御する。さらに、1能動1受動駆動ユニット40y,42y,52y,54yについては、各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの能動受動合成移動の方向が、機械構造10bの所望の回転中心位置と各駆動ユニット40y,42y,52y,54yとを結ぶ基準面に平行な直線に直角で基準面に平行な方向かつ機械構造10bの所望の回転方向に合致する方向と同じになるようにするとともに、各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの能動受動合成移動の速度が、機械構造10bの所望の回転中心位置と各駆動ユニット40y,42y,52y,54yとの間の基準面に平行な方向の距離に、機械構造10bの所望の回転の角速度を乗じた大きさとなるように、駆動ユニット40y,42y,52y,54yを制御する。 この場合、各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの能動受動合成移動速度・方向のうち各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの能動移動方向成分に相当する移動速度を、能動移動可能方向に能動的に実現するように各駆動ユニット40y,42y,52y,54yの駆動を制御すればよい。これにより、機械構造10bを所望の回転中心位置を中心に、一体的に回転させることができる。すなわち、移動体11bに対する駆動ユニット40y,42y,50x,52y,54yの相対位置を保持したまま、機械構造10bを回転させることができる。
When the
機械構造10bは、4つの1能動1受動駆動ユニットである駆動ユニット40y,42y,52y,54yと、1つの2能動駆動ユニットである駆動ユニット50xとを備えているため、駆動ユニットの能動自由度の合計は6となる。これに対し、機械構造10bは、基準面に沿っての移動(2自由度)と回転(1自由度)の合計3自由度を有しており、駆動ユニットの能動自由度の合計の数が、機械構造10bの移動と回転の自由度の合計の数よりも多い。そのため、駆動ユニット40y,42y,50x,52y,54yを用いて機械構造10bを移動、回転させるだけでなく、移動体11bに対する駆動ユニット50x,52y,54yの相対位置を変えることができる。すなわち、基礎部材20b,22bに対する駆動ユニット50x,52y,54yの相対位置を変えることができる。
The
移動体11bに対する相対位置が変わるときの駆動ユニット50x,52y,54yの運動や力は、機械構造10bの基準面に沿った移動や回転以外の別の作業に利用することが可能である。この別の作業のために、機械構造10bの基準面に沿った移動や回転に用いる駆動ユニット40y,42y,50x,52y,54yとは構成が異なるモータ等の新たな駆動源を設ける必要がないので、駆動源を有効に利用しやすい。また、機械構造10bを移動させることによって広い移動領域を得られる。
The movement and force of the
<実施例1−4> 図4は、実施例1−4の機械構造10cを模式的に示す概略図である。
<Example 1-4> FIG. 4 is a schematic diagram schematically illustrating a
図4に示すように、機械構造10cは、基礎部材20c,22cと支持部材30c,32c,34cとが放射状に結合された移動体11cと、駆動ユニット40y,42x,50y,52y,54yとを備える。駆動ユニット40y,42x,50y,52y,54yは、床面等の基準面に載置される。
As shown in FIG. 4, the
支持部材30c,32c,34cは、案内部30x,32x,34xと、矢印50s,52s,54sで示すように案内部30x,32x,34xに固定された1つの仮想線(図示せず)に沿って受動移動が可能である可動部30y,32y,34yとを含む。支持部材30c,32c,34cの案内部30x,32x,34xに固定された仮想線(図示せず)は基準面に平行な直線である。
The
基礎部材20c,22cには、それぞれ、駆動ユニット40y,42xが固定される。支持部材30c,32c,34cの可動部30y,32y,34yには、それぞれ、駆動ユニット50y,52y,54yが固定される。駆動ユニット40y,42x,50y,52y,54yは、基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として受動回転可能である。
基礎部材20cに固定される駆動ユニット40yは、1能動1受動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印41cのうち実線で示すように基礎部材20cの延在方向には能動移動可能であり、2方向の矢印41cのうち破線で示すように他の1方向、例えば基礎部材20cの延在方向に直角な方向には受動移動可能である。
The
基礎部材22cに固定される駆動ユニット42xは、2能動駆動ユニットである。例えば2方向の矢印43cで示すように、基礎部材22cの延在方向と、他の1方向、例えば基礎部材22cの延在方向に直角な方向とに能動移動可能である。
The
支持部材30c,32c,34cの可動部30y,32y,34yに固定された駆動ユニット50y,52y,54yは、1能動1受動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印51c,53c,55cのうち実線で示すように、支持部材30c,32c,34cの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿う方向に能動移動可能であり、2方向の矢印51c,53c,55cのうち破線で示すように能動移動が可能な方向と異なる方向、例えば仮想線(図示せず)に直角な方向に受動移動可能である。
The
機械構造10cは、駆動ユニット40y,42x,50y,52y,54yの駆動を制御することにより、基準面に沿って移動、回転させることができる。
The
機械構造10cを基準面に沿って移動、回転させる場合、実施例1−3の機械構造10bを基準面に沿って移動、回転させる場合の駆動ユニットの駆動と同様に駆動ユニットの駆動を制御すればよい。例えば、2能動駆動ユニット42xについては実施例1−3の2能動駆動ユニットと同様に駆動を制御し、1能動1受動駆動ユニット40y,50y,52y,54yについては、実施例1−3の1能動1受動駆動ユニットと同様に駆動を制御すればよい。これにより、機械構造10cを所望の方向に一体的に移動、回転させることができる。すなわち、移動体11cに対する駆動ユニット42x,40y,50y,52y,54yの相対位置を保持したまま、機械構造10cを移動、回転させることができる。
When the
機械構造10cは、4つの1能動1受動駆動ユニットである駆動ユニット40y,50y,52y,54yと、1つの2能動駆動ユニットである駆動ユニット42xとを備えているため、駆動ユニットの能動自由度の合計は6となる。これに対し、機械構造10cは、基準面に沿っての移動(2自由度)と回転(1自由度)の合計3自由度を有しており、駆動ユニットの能動自由度の合計の数が、機械構造10cの移動と回転の自由度の合計の数よりも多い。そのため、駆動ユニット40y,42x,50y,52y,54yを用いて機械構造10cを移動、回転させるだけでなく、移動体11cに対する駆動ユニット50y,52y,54yの相対位置を変えることができる。すなわち、基礎部材20c,22cに対する駆動ユニット50y,52y,54yの相対位置を変えることができる。
The
移動体11cに対する相対位置が変わるときの駆動ユニット50y,52y,54yの運動や力は、機械構造10cの基準面に沿った移動や回転以外の別の作業に利用することが可能である。この別の作業のために、機械構造10cの基準面に沿った移動や回転に用いる駆動ユニット40y,42x,50y,52y,54yとは構成が異なるモータ等の新たな駆動源を設ける必要がないので、駆動源を有効に利用しやすい。また、機械構造10cを移動させることによって広い移動領域を得られる。
The movements and forces of the
<実施例1−5> 図5は、実施例1−5の機械構造10dを模式的に示す概略図である。
<Example 1-5> FIG. 5 is a schematic diagram schematically illustrating a
図5に示すように、機械構造10dは、基礎部材20dと支持部材30d,32dとが放射状に結合された移動体11dと、駆動ユニット40y,50x,52xとを備える。駆動ユニット40y,50x,52xは、床面等の基準面に載置される。
As shown in FIG. 5, the
支持部材30d,32dの可動部30y,32yは、案内部30x,32xと、矢印50s,52sで示すように案内部30x,32xに固定された1つの仮想線(図示せず)に沿って受動移動が可能である可動部30y,32yとを含む。支持部材30d,32dの案内部30x,32xに固定された仮想線(図示せず)は、基準面に平行な直線である。
The
基礎部材20dには、駆動ユニット40yが固定される。支持部材30d,32dの可動部30y,32yには、それぞれ、駆動ユニット50x,52xが固定される。駆動ユニット40y,50x,52xは、基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として受動回転可能である。
The
基礎部材20dに固定される駆動ユニット40yは、1能動1受動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印41dのうち実線で示すように基礎部材20dの延在方向に直角な方向には能動移動可能であり、2方向の矢印41dのうち破線で示すように、他の1方向、例えば基礎部材20dの延在方向には受動移動可能である。
The
支持部材30d,32dの可動部30y,32yに固定された駆動ユニット50x,52xは、2能動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印51d,53dで示すように、支持部材30d,32dの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿う方向と、それとは異なる方向、例えば仮想線(図示せず)に直角な方向とに能動移動可能である。
The
機械構造10dは、駆動ユニット40y,50x,52xの駆動を制御することにより、基準面に沿って移動、回転させることができる。
The
機械構造10dを基準面に沿って移動、回転させる場合、実施例1−3の機械構造10bを基準面に沿って移動、回転させる場合の駆動ユニットの駆動と同様に駆動ユニットの駆動を制御すればよい。例えば、2能動駆動ユニット50x,52xについては実施例1−3の2能動駆動ユニットと同様に駆動を制御し、1能動1受動駆動ユニット40yについては、実施例1−3の1能動1受動駆動ユニットと同様に駆動を制御すればよい。これにより、機械構造10dを所望の方向に一体的に移動、回転させることができる。すなわち、移動体11dに対する駆動ユニット50x,52x,40yの相対位置を保持したまま、機械構造10dを移動、回転させることができる。
When the
機械構造10dは、一つの1能動1受動駆動ユニットである駆動ユニット40yと、2つの2能動駆動ユニットである駆動ユニット50x,52xとを備えているため、駆動ユニットの能動自由度の合計は5となる。これに対し、機械構造10dは、基準面に沿っての移動(2自由度)と回転(1自由度)の合計3自由度を有しており、駆動ユニットの能動自由度の合計の数が、機械構造10dの移動と回転の自由度の合計の数よりも多い。そのため、駆動ユニット40y,50x,52xを用いて機械構造10dを移動、回転させるだけでなく、移動体11dに対する駆動ユニット50x,52xの相対位置を変えることができる。すなわち、基礎部材20dに対する駆動ユニット50x,52xの相対位置を変えることができる。
Since the
移動体11dに対する相対位置が変わるときの駆動ユニット50x,52xの運動や力は、機械構造10dの基準面に沿った移動や回転以外の別の作業に利用することが可能である。この別の作業のために、機械構造10dの基準面に沿った移動や回転に用いる駆動ユニット40y,50x,52xとは構成が異なるモータ等の新たな駆動源を設ける必要がないので、駆動源を有効に利用しやすい。また、機械構造10dを移動させることによって広い移動領域を得られる。
The movement and force of the
特に、一つの仮想円の円周上に等間隔に配置された仮想点又はその近傍領域に、それぞれ、駆動ユニット40y,50x,52xが配置されるように構成すると、移動体11dを安定して移動、回転させやすくなり、好ましい。駆動ユニット50x,52xは、それが固定された可動部の可動範囲内に、仮想点又はその近傍領域が含まれていればよい。
In particular, when the
<実施例1−6> 図6は、実施例1−6の機械構造10eを模式的に示す概略図である。
<Example 1-6> FIG. 6 is a schematic diagram schematically illustrating a
図6に示すように、機械構造10eは、基礎部材20e,22eと支持部材30eとが放射状に結合された移動体11eと、駆動ユニット40y,42y,50xとを備える。駆動ユニット40y,42y,50xは、床面等の基準面に載置される。
As shown in FIG. 6, the
支持部材30eは、案内部30xと、矢印50sで示すように案内部30xに固定された1つの仮想線(図示せず)に沿って受動移動が可能である可動部30yとを含む。支持部材30eの案内部30xに固定された仮想線(図示せず)は、基準面に平行な直線である。
The
基礎部材20e,22eには、それぞれ、駆動ユニット40y,42yが固定されている。支持部材30eの可動部30yには、駆動ユニット50xが固定されている。駆動ユニット40y,42y,50xは、基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として受動回転可能である。
基礎部材20e,22eに固定される駆動ユニット40y,42yは、1能動1受動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印41e,43eのうち実線で示すように基礎部材20e,22eの延在方向に直角な方向には能動移動可能であり、2方向の矢印41e,43eのうち破線で示すように、他の1方向、例えば基礎部材20e,22eの延在方向には受動移動可能である。
The
支持部材30eの可動部30yに固定された駆動ユニット50xは、2能動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印51eで示すように、支持部材30eの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿う方向と、それとは異なる方向、例えば仮想線(図示せず)に直角な方向とに、能動移動可能である。
The
機械構造10eは、駆動ユニット40y,42y,50xの駆動を制御することにより、基準面に沿って移動、回転させることができる。
The
機械構造10eを基準面に沿って移動、回転させる場合、実施例1−3の機械構造10bを基準面に沿って移動、回転させる場合の駆動ユニットの駆動と同様に駆動ユニットの駆動を制御すればよい。例えば、2能動駆動ユニット50xについては実施例1−3の2能動駆動ユニットと同様に駆動を制御し、1能動1受動駆動ユニット40y,42yについては、実施例1−3の1能動1受動駆動ユニットと同様に駆動を制御すればよい。これにより、機械構造10eを所望の方向に一体的に移動、回転させることができる。すなわち、移動体11eに対する駆動ユニット50x,40y,42yの相対位置を保持したまま、機械構造10eを移動、回転させることができる。
When the
機械構造10eは、2つの1能動1受動駆動ユニットである駆動ユニット40y,42yと、1つの2能動駆動ユニットである駆動ユニット50xとを備えているため、駆動ユニットの能動自由度の合計は4となる。これに対し、機械構造10eは、基準面に沿っての移動(2自由度)と回転(1自由度)の合計3自由度を有しており、駆動ユニットの能動自由度の合計の数が、機械構造10eの移動と回転の自由度の合計の数よりも多い。そのため、駆動ユニット40y,42y,50xを用いて機械構造10eを移動、回転させるだけでなく、移動体11eに対する駆動ユニット50xの相対位置を変えることができる。すなわち、基礎部材20e,22eに対する駆動ユニット50xの相対位置を変えることができる。
Since the
移動体11eに対する相対位置が変わるときの駆動ユニット50xの運動や力は、機械構造10eの基準面に沿った移動や回転以外の別の作業に利用することが可能である。この別の作業のために、機械構造10eの基準面に沿った移動や回転に用いる駆動ユニット40y,42y,50xとは構成が異なるモータ等の新たな駆動源を設ける必要がないので、駆動源を有効に利用しやすい。また、機械構造10eを移動させることによって広い移動領域を得られる。
The movement and force of the
特に、一つの仮想円の円周上に等間隔に配置された仮想点又はその近傍領域に、それぞれ、駆動ユニット40y,42y,50xが配置されるように構成すると、移動体11eを安定して移動、回転させやすくなり、好ましい。駆動ユニット50xは、それが固定された可動部の可動範囲内に、仮想点又はその近傍領域が含まれていればよい。
In particular, if the
<実施例1−7> 図7は、実施例1−7の機械構造10fを模式的に示す概略図である。
<Example 1-7> FIG. 7 is a schematic diagram schematically illustrating a
図7に示すように、機械構造10fは、基礎部材20fと支持部材30f,32fとが放射状に結合された移動体11fと、駆動ユニット40x,50x,52xとを備える。駆動ユニット40x,50x,52xは、床面等の基準面に載置される。
As shown in FIG. 7, the
支持部材30f,32fは、案内部30x,32xと、矢印50s,52sで示すように案内部30x,32xに固定された1つの仮想線(図示せず)に沿って受動移動が可能である可動部30y,32yとを含む。支持部材30f,32fの案内部30x,32xに固定された仮想線(図示せず)は、基準面に平行な直線である。
The
基礎部材20fには、駆動ユニット40xが固定される。支持部材30f,32fの可動部30y,32yには、それぞれ、駆動ユニット50x,52xが固定される。駆動ユニット40x,50x,52xは、基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として受動回転可能である。
The
基礎部材20fに固定される駆動ユニット40xは、2能動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印41fで示すように、基礎部材20fの延在方向と、他の1方向、例えば基礎部材20fの延在方向に直角な方向に能動移動可能である。
The
支持部材30f,32fの可動部30y,32yに支持される駆動ユニット50x,52xは、2能動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印51f,53fで示すように、支持部材30f,32fの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿う方向と、それとは異なる方向、例えば仮想線(図示せず)に直角な方向とに、能動移動可能である。
The
機械構造10fは、駆動ユニット40x,50x,52xの駆動を制御することにより、基準面に沿って移動、回転させることができる。
The
機械構造10fを基準面に沿って移動、回転させる場合、実施例1−1の機械構造10を基準面に沿って移動、回転させる場合の駆動ユニットの駆動と同様に駆動ユニットの駆動を制御すればよい。例えば、2能動駆動ユニット40x,50x,52xについては実施例1−1の2能動駆動ユニットと同様に駆動を制御すればよい。これにより、機械構造10fを所望の方向に一体的に移動、回転させることができる。すなわち、移動体11fに対する駆動ユニット40x,50x,52xの相対位置を保持したまま、機械構造10fを移動、回転させることができる。
When the
機械構造10fは、3つの2能動駆動ユニットである駆動ユニット40x,50x,52xを備えているため、駆動ユニットの能動自由度の合計は6となる。これに対し、機械構造10fは、基準面に沿っての移動(2自由度)と回転(1自由度)の合計3自由度を有しており、駆動ユニットの能動自由度の合計の数が、機械構造10fの移動と回転の自由度の合計の数よりも多い。そのため、駆動ユニット40x,50x,52xを用いて機械構造10fを移動、回転させるだけでなく、移動体11fに対する駆動ユニット50x,52xの相対位置を変えることができる。すなわち、基礎部材20fに対する駆動ユニット50x,52xの相対位置を変えることができる。
Since the
移動体11fに対する相対位置が変わるときの駆動ユニット50x,52xの運動や力は、機械構造10fの基準面に沿った移動や回転以外の別の作業に利用することが可能である。この別の作業のために、機械構造10fの基準面に沿った移動や回転に用いる駆動ユニット40x,50x,52xとは構成が異なるモータ等の新たな駆動源を設ける必要がないので、駆動源を有効に利用しやすい。また、機械構造10fを移動させることによって広い移動領域を得られる。
The movements and forces of the
特に、一つの仮想円の円周上に等間隔に配置された仮想点又はその近傍領域に、それぞれ、駆動ユニット40x,50x,52xが配置されるように構成すると、移動体11fを安定して移動、回転させやすくなり、好ましい。駆動ユニット50x,52xは、それが固定された可動部の可動範囲内に、仮想点又はその近傍領域が含まれていればよい。
In particular, when the
<実施例1−8> 図8は、実施例1−8の機械構造10gを模式的に示す概略図である。
<Example 1-8> FIG. 8 is a schematic diagram schematically illustrating a
図8に示すように、機械構造10gは、基礎部材20gに支持部材30g,32g,34g,36gが放射状に結合された移動体11gと、駆動ユニット50x,52x,54y,56xとを備える。駆動ユニット50x,52x,54y,56xは、床面等の基準面に載置される。
As shown in FIG. 8, the
支持部材30g,32g,34g,36gは、案内部30x,32x,34x,36xと、矢印50s,52s,54s,56sで示すように案内部30x,32x,34x,36xに固定された1つの仮想線(図示せず)に沿って受動移動が可能である可動部30y,32y,34y,36yとを含む。支持部材30g,32g,34g,36gの案内部30x,32x,34x,36xに固定された仮想線(図示せず)は、基準面に平行な直線である。
The
支持部材30g,32g,34g,36gの可動部30y,32y,34y,36yには、それぞれ、駆動ユニット50x,52x,54y,56xが固定される。駆動ユニット50x,52x,54y,56xは、基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として受動回転可能である。
Drive
支持部材34gの可動部34yに固定された駆動ユニット54yは、1能動1受動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印55gのうち実線で示すように支持部材34gの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿う方向に能動移動可能であり、2方向の矢印55gのうち破線で示すように能動移動が可能な方向と異なる方向、例えば仮想線(図示せず)に直角な方向には受動移動可能である。
The
支持部材30g,32g,36gの可動部30y,32y,36yに固定された駆動ユニット50x,52x,56xは、2能動駆動ユニットである。例えば、2方向の矢印51g,53g,57gで示すように、支持部材30g,32g,36gの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿う方向と、それとは異なる方向、例えば仮想線(図示せず)に直角な方向とに、能動移動可能である。
The
機械構造10gは、駆動ユニット50x,52x,54y,56xの駆動を制御することにより、基準面に沿って移動、回転させることができる。
The
機械構造10gを基準面に沿って移動、回転させる場合、実施例1−3の機械構造10bを基準面に沿って移動、回転させる場合の駆動ユニットの駆動と同様に駆動ユニットの駆動を制御すればよい。例えば、2能動駆動ユニット50x,52x,56xについては実施例1−3の2能動駆動ユニットと同様に駆動を制御し、1能動1受動駆動ユニット54yについては、実施例1−3の1能動1受動駆動ユニットと同様に駆動を制御すればよい。これにより、機械構造10gを所望の方向に一体的に移動、回転させることができる。すなわち、移動体11gに対する駆動ユニット50x,52x,56x,54yの相対位置を保持したまま、機械構造10gを移動、回転させることができる。
When the
機械構造10gは、1つの1能動1受動駆動ユニットである駆動ユニット54yと、3つの2能動駆動ユニットである駆動ユニット50x,52x,56xとを備えているため、駆動ユニット50x,52x,54y,56xの能動自由度の合計は7となる。これに対し、機械構造10gは、基準面に沿っての移動(2自由度)と回転(1自由度)の合計3自由度を有しており、駆動ユニットの能動自由度の合計の数が、機械構造10gの移動と回転の自由度の合計の数よりも多い。そのため、駆動ユニット50x,52x,54y,56xを用いて機械構造10gを移動、回転させるだけでなく、移動体11gに対する駆動ユニット50x,52x,54y,56xの相対位置を変えることができる。すなわち、基礎部材20gに対する駆動ユニット50x,52x,54y,56xの相対位置を変えることができる。
Since the
移動体11gに対する相対位置が変わるときの駆動ユニット50x,52x,54y,56xの運動や力は、機械構造10gの基準面に沿った移動や回転以外の別の作業に利用することが可能である。この別の作業のために、機械構造10gの基準面に沿った移動や回転に用いる駆動ユニット50x,52x,54y,56xとは構成が異なるモータ等の新たな駆動源を設ける必要がないので、駆動源を有効に利用しやすい。また、機械構造10gを移動させることによって広い移動領域を得られる。
The movement and force of the
次に、移動体の上に、機械構造の基準面に沿った移動や回転以外の別の作業のための構成を設けた機械構造について、図9〜図23を参照しながら説明する。 Next, a mechanical structure in which a structure for another work other than movement and rotation along the reference plane of the mechanical structure is provided on the moving body will be described with reference to FIGS.
<実施例2−1> 図9は、シリアル型の機械構造60を模式的に示す概略図である。
Example 2-1 FIG. 9 is a schematic view schematically showing a serial type
図9に示すように、機械構造60は、土台として実施例1−1と同じ構成の機械構造10を備え、その上に被動部材62,64,66が直列に結合されている。
As shown in FIG. 9, the
すなわち、移動体11の基礎部材20に、油圧シリンダ61の一端が固定されている。第1の被動部材62の一端は、油圧シリンダ61の他端に結合され、第1の被動部材62の他端は、第1の油圧モータ63を介して、第2の被動部材64の一端に結合されている。第2の被動部材64の他端は、第2の油圧モータ65を介して、第3の被動部材66の一端に結合されている。第3の被動部材66の他端には、作業用ツール等の作動要素68が固定されている。駆動ユニット50xは、チューブ65pを介して第2の油圧モータ65に接続されている。駆動ユニット52xは、チューブ61pを介して、油圧シリンダ61に接続されている。駆動ユニット54xは、チューブ63pを介して第1の油圧モータ63に接続されている。チューブ65p,61p,63pは、駆動ユニット50x,52x,54xの代わりに、駆動ユニット50x,52x,54xが固定された支持部材30,32,34の可動部に接続されてもよい。すなわち、チューブ65p,61p,63pは、駆動ユニット50x,52x,54xと駆動ユニット50x,52x,54xが固定された支持部材30,32,34の可動部とが結合された結合体に接続されていればよい。
That is, one end of the
ここでは、「駆動ユニットが支持部材に沿って移動する」とは、「駆動ユニットが支持部材の案内部に固定された仮想線に沿って移動し、駆動ユニットが基礎部材に対して相対移動する」ことを意味するものとし、また、「結合体が支持部材に沿って移動する」とは、「結合体が支持部材の案内部に固定された仮想線に沿って移動し、結合体が基礎部材に対して相対移動する」ことを意味するものとし、この表現を実施例2−1から実施例3−11の説明で用いる。 Here, “the drive unit moves along the support member” means “the drive unit moves along an imaginary line fixed to the guide portion of the support member, and the drive unit moves relative to the base member. "The combined body moves along the supporting member" means that the combined body moves along an imaginary line fixed to the guide portion of the supporting member. This expression is used in the description of Example 2-1 to Example 3-11.
油圧シリンダ61は、駆動ユニット52xが矢印52sで示すように支持部材32に沿って移動すると、すなわち、駆動ユニット52xを含む結合体が矢印52sで示すように支持部材32に沿って移動すると、チューブ61pを介して油が移動し、矢印61sで示すように伸縮する。第1の油圧モータ63は、駆動ユニット54xが矢印54sで示すように支持部材34に沿って移動すると、すなわち、駆動ユニット54xを含む結合体が矢印54sで示すように支持部材34に沿って移動すると、チューブ63pを介して油が移動し、矢印63sで示すように回転し、第2の被動部材64の姿勢を変える。第2の油圧モータ65は、駆動ユニット50xが矢印50sで示すように支持部材30に沿って移動すると、すなわち、駆動ユニット50xを含む結合体が矢印50sで示すように支持部材30に沿って移動すると、チューブ65pを介して油が移動し、矢印65sで示すように回転し、第3の被動部材66の姿勢を変える。したがって、作動要素68は、駆動ユニット50x,52x,54xの移動により、すなわち、駆動ユニット50x,52x,54xを含む各結合体の移動により、移動体11の基礎部材20に対する位置や姿勢を変化させることができる。
When the
また、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動し、移動体11を基準面に沿って移動、回転させることにより、作動要素68に基準面に沿っての移動、回転の3自由度を与えることができる。
Further, by driving the
機械構造60は、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動して、移動体11を基準面に沿って移動、回転させることで、作動要素68の移動領域を広げることができる。また、駆動ユニット50x,52x,54xは移動体11の基準面に沿った移動、回転にも、作動要素68の移動体11の基礎部材20に対する移動と姿勢の変化にも利用できるので、駆動源を有効利用できる。
The
<実施例2−2> 図10は、パラレル型の機械構造60sを模式的に示す概略図である。
Example 2-2 FIG. 10 is a schematic diagram schematically illustrating a parallel type
図10に示すように、機械構造60sは、土台として実施例1−1と同じ構成の機械構造10を備え、その上に被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50x,52x,54xとの間がリンク70,72,74を介して接続されている。
As shown in FIG. 10, the
すなわち、リンク70,72,74の一端は、1自由度の回転ジョイント71s,73s,75sを介して駆動ユニット50x,52x,54xに接続されている。リンク70,72,74の一端は、駆動ユニット50x,52x,54xの代わりに、駆動ユニット50x,52x,54xが固定された支持部材の可動部に接続されてもよい。すなわち、リンク70,72,74の一端は、駆動ユニット50x,52x,54xと駆動ユニット50x,52x,54xが固定された支持部材30,32,34の可動部とが結合された結合体に接続されていればよい。リンク70,72,74の他端は、3自由度の回転ジョイントである球面ジョイント71b,73b,75bを介して被動部材80に接続される。被動部材80には、例えば、作業用のツールや装置などを取り付ける。
That is, one end of each of the
リンク70,72,74は、1自由度の回転ジョイント71s,73s,75sを中心に回転自在である。リンク70,72,74は、球面ジョイント71b,73b,75bを通る任意の直線を回転中心軸として回転自在であり、被動部材80に対して自在に傾くことができ、被動部材80に対して回転することができる。
The
このように移動体11の上に設けられたリンク機構によって、被動部材80の移動体11の基礎部材に対する位置及び傾きは、駆動ユニット50x,52x,54xが矢印50s,52s,54sで示すように支持部材30,32,34に沿って移動すると、すなわち、駆動ユニット50x,52x,54xを含む各結合体が矢印50s,52s,54sで示すように支持部材30,32,34に沿って移動すると、変化する。このとき、被動部材80の、移動体11の基礎部材に対する高さと2方向の傾きを変化させることができ、3自由度の運動を実現できる。
Thus, by the link mechanism provided on the moving
また、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動し、移動体11を基準面に沿って移動、回転させることにより、被動部材80に基準面に沿っての移動、回転の3自由度を与えることができる。
Further, by driving the
したがって、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動することで、被動部材80の空間6自由度の運動を独立して実現することが可能である。
Therefore, by driving the
機械構造60sは、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動して、移動体11を基準面に沿って移動、回転させることで、被動部材80の移動領域を広げることができる。また、駆動ユニット50x,52x,54xは移動体11の基準面に沿った移動、回転にも、被動部材80の移動体11の基礎部材に対する移動と姿勢の変化にも利用できるので、駆動源を有効利用できる。
The
<実施例2−3> 図11は、ハイブリッド型の機械構造60tを模式的に示す概略図である。
Example 2-3 FIG. 11 is a schematic view schematically showing a hybrid
図11に示すように、機械構造60tは、土台として実施例1−1と同じ構成の機械構造10を備え、その上に被動部材80と被動部材66aとが直列に結合されている。
As shown in FIG. 11, the
支持柱78aは支持柱要素78とユニバーサルジョイント79kを有する。被動部材80は、基端が移動体11の基礎部材に固定された支持柱要素78の先端に、2自由度の回転ジョイントであるユニバーサルジョイント79kを介して2方向の傾き自在に支持されている。また、被動部材80と駆動ユニット50x,52xとの間が、リンク70,72により並列に接続されている。すなわち、リンク70,72の一端は、球面ジョイント71a,73aを介して駆動ユニット50x,52xに接続されている。リンク70,72の他端は、球面ジョイント71b,73bを介して被動部材80に接続される。
The
被動部材80は、駆動ユニット50x,52xが矢印50s,52sで示すように支持部材30,32に沿って移動すると、移動体11の基礎部材に対する2方向の傾きが変わる。
When the
被動部材80には、油圧シリンダ67の一端が取り付けられている。被動部材80は、油圧シリンダ67を介して、被動部材66aの一端に結合されている。被動部材66aの他端には作動要素68が固定されている。駆動ユニット54xはチューブ67pを介して油圧シリンダ67に接続されている。駆動ユニット54xが矢印54sで示すように支持部材34に沿って移動すると、チューブ67pを介して油が移動して、油圧シリンダ67が矢印67sで示すように伸縮し、作動要素68が進退する。
One end of a
また、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動し、移動体11を基準面に沿って移動、回転させることにより、作動要素68に基準面に沿っての移動、回転の3自由度を与えることができる。
Further, by driving the
機械構造60tは、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動して、移動体11を基準面に沿って移動、回転させることで、作動要素68の移動領域を広げることができる。また、駆動ユニット50x,52x,54xは移動体11の基準面に沿った移動、回転にも、作動要素68の移動体11の基礎部材に対する移動と姿勢の変化にも利用できるので、駆動源を有効利用できる。
The
次に、パラレル型の機械構造について、さらに説明する。 Next, the parallel type mechanical structure will be further described.
<実施例3−1> 図12は、実施例3−1の機械構造60aを模式的に示す概略図である。
Example 3-1 FIG. 12 is a schematic view schematically showing a
図12に示すように、機械構造60aは、土台として実施例1−1と同じ構成の機械構造10を備え、その上に被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50x,52x,54xとの間がリンク70,72,74を介して接続されている。すなわち、リンク70,72,74の一端は、球面ジョイント71a,73a,75aを介して駆動ユニット50x,52x,54xに接続されている。リンク70,72,74の他端は、球面ジョイント71b,73b,75bを介して被動部材80に接続されている。
As shown in FIG. 12, the
支持柱78aは支持柱要素78とユニバーサルジョイント79kを有する。被動部材80は、基端が移動体11の基礎部材に固定された支持柱要素78の先端に、ユニバーサルジョイント79kを介して結合されている。支持柱要素78は、中間位置に伸縮ジョイント79tを備え、支持柱要素78は上下1方向にのみ伸縮自在であり、被動部材80の高さが自在に変化する。被動部材80は、支持柱78aとの結合によって基準面に沿う方向には移動体11の基礎部材に対して相対移動と相対回転をしないように拘束されるが、基準面に接離する高さ方向には移動体11の基礎部材に対して相対移動自在であり、また、移動体11の基礎部材に対して2方向に傾くことも自在である。
The
駆動ユニット50x,52x,54xが支持部材30,32,34に沿って移動し、移動体11に対する駆動ユニット50x,52x,54xの相対位置が変化すると、被動部材80は、基準面や移動体11の基礎部材からの高さと、基準面や移動体11の基礎部材に対する傾きとが変わる。基準面に沿う2軸をx、yとし、基準面に垂直な軸をz、x軸まわりの回転をθx、y軸まわりの回転をθy、z軸まわりの回転をθzとすると、被動部材は、z、θx、θyの運動が可能である。
When the
また、駆動ユニット50x,52x,54xの駆動により、移動体11の基準面に沿った移動と回転が可能であるため、被動部材80は、移動体11とともに運動することにより、x,y、θzの運動が可能である。
Further, since the
したがって、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動することで、被動部材80が空間6自由度の運動を独立して行うことが可能である。
Therefore, by driving the
<実施例3−2> 図13は、実施例3−2の機械構造60bを模式的に示す概略図である。
Example 3-2 FIG. 13 is a schematic view schematically showing a
図13に示すように、機械構造60bは、土台として実施例1−1と同じ構成の機械構造10を備え、その上に被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50x,52x,54xとの間がリンク70,72,74を介して接続されている。すなわち、リンク70,72,74の一端は、1自由度の回転ジョイント71s,73s,75sを介して駆動ユニット50x,52x,54xに接続されている。リンク70,72,74の他端は、球面ジョイント71b,73b,75bを介して被動部材80に接続されている。
As shown in FIG. 13, the
駆動ユニット50x,52x,54xが支持部材30,32,34に沿って移動し、移動体11に対する駆動ユニット50x,52x,54xの相対位置が変化すると、被動部材80は、位置と傾きとが変わる。すなわち、被動部材80は、z、θx、θyを変化させることができる。
When the
また、駆動ユニット50x,52x,54xの駆動により、移動体11の基準面に沿った移動と回転が可能であるため、被動部材80は、移動体11とともに運動することにより、x,y、θzの運動が可能である。
Further, since the
したがって、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動することで、被動部材80が空間6自由度の運動を独立して行うことが可能である。
Therefore, by driving the
なお,被動部材80がz、θx、θyを変化させると、移動体11の基礎部材が静止した条件下でも、これとともに被動部材80のx,y,θzも変化する。このため、被動部材80のx,y,θzの運動は、移動体11の基礎部材に対する被動部材80の運動と、基準面に沿った移動体11の運動を合成したものとなる。
Note that when the driven
<実施例3−3> 図14は、実施例3−3の機械構造60cを模式的に示す概略図である。
<Example 3-3> FIG. 14 is a schematic diagram schematically illustrating a
図14に示すように、機械構造60cは、図13の実施例3−2と略同様に構成されているが、土台となる機械構造10hの構成が実施例3−2とは異なる。すなわち、機械構造10hは、実施例3−2と同じ構成の機械構造10に、基礎部材20sと基礎部材20sに固定された2能動駆動ユニット40xが追加されている。
As illustrated in FIG. 14, the
駆動ユニット40x,50x,52x,54xを駆動することで、被動部材80は空間6自由度の運動を独立して行うことが可能である。
By driving the
機械構造60cは、駆動ユニット40x,50x,52x,54xの能動自由度の合計の数が8であり、被動部材80の空間6自由度よりも自由度の数が多い。
In the
<実施例3−4> 図15は、実施例3−4の機械構造60dを模式的に示す概略図である。
Example 3-4 FIG. 15 is a schematic diagram schematically showing a
図15に示すように、機械構造60dは、図13の実施例3−2と略同様に構成されているが、土台となる機械構造10iの構成とリンクの構成が実施例3−2とは異なる。
As shown in FIG. 15, the
すなわち、土台となる機械構造10iは、実施例3−2と同じ構成の機械構造10に、支持部材30,32,34とともに放射状に結合された支持部材36と、支持部材36の可動部に固定された2能動駆動ユニット56xとが追加され、駆動ユニット56xと被動部材80とは、リンク76を介して接続されている。すなわち、リンク76の一端は、球面ジョイント77aを介して駆動ユニット56xに接続されている。リンク76の他端は、球面ジョイント77bを介して被動部材80に接続されている。
That is, the base mechanical structure 10i is fixed to the
駆動ユニット50x,52x,54x,56xを駆動することで、被動部材80は空間6自由度の運動を独立して行うことが可能である。
By driving the
機械構造60dは、駆動ユニット50x,52x,54x,56xの能動自由度の合計の数が8であり、被動部材80の空間6自由度よりも自由度の数が多い。
In the
<実施例3−5> 図16は、実施例3−5の機械構造60eを模式的に示す概略図である。
Example 3-5 FIG. 16 is a schematic view schematically showing a
図16に示すように、機械構造60eは、実施例1−1と同じ構成の機械構造10の移動体11の上に、被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50x,52x,54xとの間は、リンク70,72,74を介して接続されている。すなわち、リンク70,72,74の一端は、球面ジョイント71a,73a,75aを介して駆動ユニット50x,52x,54xに接続されている。リンク70,72,74の他端は、球面ジョイント71b,73b,75bを介して被動部材80に接続されている。
As shown in FIG. 16, in the
支持柱78aは支持柱要素78を有する。被動部材80は、基端が移動体11の基礎部材に固定された支持柱要素78の先端に固定されている。支持柱要素78は、中間位置に伸縮ジョイント79tを備え、上下1方向にのみ伸縮自在である。被動部材80は、支持柱78aに支持されることによって、移動体11の基礎部材に接離する高さ方向にのみ移動自在であり、基準面に沿う方向の移動体11の基礎部材に対する相対移動と、移動体11の基礎部材に対する3方向の相対回転とが拘束されている。
The
駆動ユニット50x,52x,54xが支持部材30,32,34に沿って移動し、移動体11に対する駆動ユニット50x,52x,54xの相対位置が変化すると、被動部材80は、移動体11の基礎部材からの高さが変わる。被動部材はzの運動が可能である。
When the
また、駆動ユニット50x,52x,54xの駆動により、移動体11の基準面に沿った移動と回転が可能であるため、被動部材80は、移動体11とともに運動することにより、x,y、θzの運動が可能である。
Further, since the
したがって、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動することで、被動部材80がx,y、z,θzの空間4自由度の運動を独立して行うことが可能である。
Therefore, by driving the
機械構造60eは、駆動ユニット50x,52x,54xの能動自由度の合計の数が6であり、被動部材80が運動を実現できる空間4自由度よりも自由度の数が多い。
In the
<実施例3−6> 図17は、実施例3−6の機械構造60fを模式的に示す概略図である。
<Example 3-6> FIG. 17 is a schematic diagram schematically illustrating a
図17に示すように、機械構造60fは、土台として実施例1−1と同じ構成の機械構造10を備え、移動体11の上に被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50x,52x,54xとがリンク70,72,74を介して接続されている。すなわち、リンク70,72,74の一端は、球面ジョイント71a,73a,75aを介して駆動ユニット50x,52x,54xに接続されている。リンク70,72,74の他端は、球面ジョイント71b,73b,75bを介して被動部材80に接続されている。
As shown in FIG. 17, the
支持柱78aは支持柱要素78と球面ジョイント79aを有する。被動部材80は、基端が移動体11の基礎部材に固定された支持柱要素78の先端に、球面ジョイント79aを介して結合されている。これにより、被動部材80は、移動体11の基礎部材に対する相対位置が拘束されながら、移動体11の基礎部材に対する姿勢を変えることができる。すなわち、基準面に対して自在に傾くことができ、基準面に沿って回転自在である。駆動ユニット50x,52x,54xを駆動して、移動体11に対する駆動ユニット50x,52x,54xの相対位置を変えることにより、リンク70,72,74を介して、被動部材80のθx,θy,θzの運動を実現することができる。
The
また、駆動ユニット50x,52x,54xの駆動により、移動体11の基準面に沿った移動と回転が可能であるため、被動部材80は、移動体11とともに運動することにより、x,y、θzの運動が可能である。
Further, since the
したがって、駆動ユニット50x,52x,54xを駆動することで、被動部材80がx,y、θx,θy,θzの空間5自由度の運動を独立して行うことが可能である。
Therefore, by driving the
なお、被動部材80は、移動体11の基礎部材が静止した条件下でも、θzを変化させることができる。このため、被動部材80のθzの運動は、移動体11の基礎部材に対する被動部材80の運動と、基準面に沿った移動体11の運動を合成したものとなる。
The driven
機械構造60fは、駆動ユニット50x,52x,54xの能動自由度の合計の数が6であり、被動部材80が運動を実現できる空間5自由度よりも自由度の数が多い。
In the
<実施例3−7> 図18は、実施例3−7の機械構造60gを模式的に示す概略図である。
<Example 3-7> FIG. 18 is a schematic diagram schematically illustrating a
図18に示すように、機械構造60gは、土台として実施例1−5と同じ構成の機械構造10dを備え、移動体11dの上に被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50x,52xとがリンク70,72を介して接続されている。すなわち、リンク70,72の一端は、球面ジョイント71a,73aを介して駆動ユニット50x,52xに接続されている。リンク70,72の他端は、球面ジョイント71b,73bを介して被動部材80に接続されている。
As shown in FIG. 18, the
支持柱78aは支持柱要素78とユニバーサルジョイント79kを有する。被動部材80は、基端が移動体11dの基礎部材に固定された支持柱要素78の先端に、ユニバーサルジョイント79kを介して結合されている。これにより、被動部材80は、移動体11dの基礎部材に対する相対位置が拘束されながら、移動体11dの基礎部材に対する傾きを変えることができる。すなわち、移動体11dの基礎部材に対して自在に傾くことができる。駆動ユニット50x,52xを駆動して、移動体11dに対する駆動ユニット50x,52xの相対位置を変えることにより、リンク70,72を介して、被動部材80のθx,θyの運動を実現することができる。
The
また、駆動ユニット50x,52x,40yの駆動により、移動体11dの基準面に沿った移動と回転が可能であるため、被動部材80は、移動体11dとともに運動することにより、x,y、θzの運動が可能である。
Further, since the
したがって、駆動ユニット50x,52x,40yを駆動することで、被動部材80がx,y、θx,θy,θzの空間5自由度の運動を独立して行うことが可能である。
Therefore, by driving the
<実施例3−8> 図19は、実施例3−8の機械構造60hを模式的に示す概略図である。
Example 3-8 FIG. 19 is a schematic view schematically showing a
図19に示すように、機械構造60hは、土台として実施例1−5と同じ構成の機械構造10dを備え、移動体11dの上に被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50x,52xとがリンク70,72を介して接続されている。すなわち、リンク70,72の一端は、球面ジョイント71a,73aを介して駆動ユニット50x,52xに接続されている。リンク70,72の他端は、球面ジョイント71b,73bを介して被動部材80に接続されている。
As shown in FIG. 19, the
支持柱78aは支持柱要素78と1自由度の回転ジョイント79sを有する。被動部材80は、基端が移動体11dの基礎部材に固定された支持柱要素78の先端に、1自由度の回転ジョイント79sを介して結合されている。すなわち、図20の要部拡大図に示すように、被動部材80は、支持柱要素78に対して、1自由度の回転ジョイント79sを中心に矢印79xで示す1方向にのみ回転することができる。また、支持柱要素78は、中間位置に伸縮ジョイント79tを備え、支持柱要素78は上下1方向にのみ伸縮自在であり、被動部材80の高さが自在に変化する。
The
被動部材80は、支持柱78aによって、基準面に沿う方向の移動体11dの基礎部材に対する相対位置と相対回転と、移動体11dの基礎部材に対する1方向の傾きとが拘束されながら、移動体11dの基礎部材に対する他の方向の傾きと高さを変えることができる。すなわち、駆動ユニット50x,52xを駆動して、移動体11dに対する駆動ユニット50x,52xの相対位置を変えることにより、リンク70,72を介して、被動部材80のz,θxの運動を実現することができる。
The driven
また、駆動ユニット50x,52x,40yの駆動により、移動体11dの基準面に沿った移動と回転が可能であるため、被動部材80は、移動体11dとともに運動することにより、x,y、θzの運動が可能である。
Further, since the
したがって、駆動ユニット50x,52x,40yを駆動することで、被動部材80がx,y,z,θx,θzの空間5自由度の運動を独立して行うことが可能である。
Therefore, by driving the
<実施例3−9> 図21は、機械構造60iを模式的に示す概略図である。
Example 3-9 FIG. 21 is a schematic view schematically showing a
図21に示すように、機械構造60iは、土台として実施例1−5と同じ構成の機械構造10dを備え、移動体11dの上に被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50x,52xとがリンク70,72を介して接続されている。すなわち、リンク70,72の一端は、1自由度の回転ジョイント71s,73sを介して駆動ユニット50x,52xに接続されている。リンク70,72の他端は、球面ジョイント71b,73bを介して被動部材80に接続されている。
As shown in FIG. 21, the
支持柱78aは支持柱要素78と球面ジョイント79aを有する。被動部材80は、基端が移動体11dの基礎部材に固定された支持柱要素78の先端に、球面ジョイント79aを介して結合されている。また、支持柱要素78は、中間位置に伸縮ジョイント79tを備え、支持柱要素78は上下1方向にのみ伸縮自在であり、被動部材80の高さが自在に変化する。
The
被動部材80は、支持柱78aによって、基準面に沿う方向の移動体11dの基礎部材に対する相対位置が拘束されながら、移動体11dの基礎部材に対する姿勢と高さを変えることができる。すなわち、駆動ユニット50x,52xを駆動して、移動体11dに対する駆動ユニット50x,52xの相対位置を変えることにより、リンク70,72を介して、被動部材80のz,θx,θyを変化させることができる。ただし、z、θx、θyが、相互に制約をもった上で変化するので、独立して動かすことはできるのはz、θx、θyのうち、いずれか2つまでとなる。
The driven
なお、被動部材80がz,θx,θyを変化させると、移動体11dの基礎部材が静止した条件下でも、これとともにθzも変化する。このため、被動部材80のθzの運動は、移動体11dに対する被動部材80の運動と、基準面に沿った移動体11dの運動を合成したものとなる。
Note that when the driven
また、駆動ユニット50x,52x,40yの駆動により、移動体11dの基準面に沿った移動と回転が可能であるため、被動部材80は、移動体11dとともに運動することにより、x,y、θzの運動が可能である。
Further, since the
したがって、駆動ユニット50x,52x,40yを駆動することで、被動部材80が空間5自由度の運動を独立して行うことが可能である。
Therefore, by driving the
<実施例3−10> 図22は、機械構造60jを模式的に示す概略図である。 Example 3-10 FIG. 22 is a schematic diagram schematically showing a mechanical structure 60j.
図22に示すように、機械構造60jは、土台として実施例1−6と同じ構成の機械構造10eを備え、その上に被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50xとの間がリンク70を介して接続されている。すなわち、リンク70の一端は、球面ジョイント71aを介して駆動ユニット50xに接続されている。リンク70の他端は、球面ジョイント71bを介して被動部材80に接続されている。
As shown in FIG. 22, the mechanical structure 60j includes a
支持柱78aは支持柱要素78を有する。被動部材80は、基端が移動体11eの基礎部材に固定された支持柱要素78の先端に固定されている。支持柱要素78は、中間位置に伸縮ジョイント79tを備え、上下1方向にのみ伸縮自在である。被動部材80は、支持柱78aに支持されることによって、基準面に沿う方向の移動体11eの基礎部材に対する相対移動と、移動体11eの基礎部材に対する3方向の相対回転とが拘束された状態で、移動体11eの基礎部材に接離する高さ方向にのみ移動自在である。
The
駆動ユニット50xを駆動して、移動体11eに対する駆動ユニット50xの相対位置を変えることにより、リンク70を介して、被動部材80のz方向の運動を実現することができる。
By driving the
また、駆動ユニット50x,40y,42yの駆動により、移動体11eの基準面に沿った移動と回転が可能であるため、被動部材80は、移動体11eとともに運動することにより、x,y、θzの運動が可能である。
Further, since the
したがって、駆動ユニット50x,40y,42yを駆動することで、被動部材80がx,y,z,θzの空間4自由度の運動を独立して行うことが可能である。
Therefore, by driving the
<実施例3−11> 図23は、機械構造60kを模式的に示す概略図である。
Example 3-11 FIG. 23 is a schematic view schematically showing a
図23に示すように、機械構造60kは、土台として実施例1−6と同じ構成の機械構造10eを備え、その上に被動部材80が配置され、被動部材80と駆動ユニット50xとの間がリンク70を介して接続されている。すなわち、リンク70の一端は、球面ジョイント71aを介して駆動ユニット50xに接続されている。リンク70の他端は、球面ジョイント71bを介して被動部材80に接続されている。
As shown in FIG. 23, the
支持柱78aは支持柱要素78と1自由度の回転が可能な回転ジョイント79sを有する。被動部材80は、基端が移動体11eの基礎部材に固定された支持柱要素78の先端に、1自由度の回転が可能な回転ジョイント79sを介して、固定されている。被動部材80は、支持柱78aに支持されることによって、基準面に沿う方向の移動体11eの基礎部材に対する相対位置と相対回転と、移動体11eの基礎部材に対する高さと1方向の傾きとが拘束されながら、移動体11eの基礎部材に対して他の1方向に自在に傾くことができる。駆動ユニット50xを駆動して、移動体11eに対する駆動ユニット50xの相対位置を変えることにより、リンク70を介して、被動部材80の傾きθxを変えることができる。
The
また、駆動ユニット50x,40y,42yの駆動により、移動体11eの基準面に沿った移動と回転が可能であるため、被動部材80は、移動体11eとともに運動することにより、x,y、θzの運動が可能である。
Further, since the
したがって、駆動ユニット50x,40y,42yを駆動することで、被動部材80がx,y,θx,θzの空間4自由度の運動を独立して行うことが可能である。
Therefore, by driving the
次に、駆動ユニットの具体的な構成について、図24〜図27を参照しながら説明する。 Next, a specific configuration of the drive unit will be described with reference to FIGS.
<具体例1−1> 図24の要部斜視図に示すように、支持部材は、案内部102と可動部104とを備える。案内部102は基礎部材に固定される。可動部104は、案内部102に固定された仮想線(図示せず)に沿って受動移動が可能である。支持部材は、例えば、可動部104が案内部102に沿って直線状に移動自在であるリニアガイドである。
Specific Example 1-1 As shown in a perspective view of a main part in FIG. 24, the support member includes a
可動部104には、駆動ユニットである全方向移動車輪100が固定されている。全方向移動車輪100は、回転駆動されると基準面に沿って能動的に移動し、かつ該進行方向と異なる方向に基準面に沿って能動的又は受動的に移動可能である車輪を有する。すなわち、全方向移動車輪100は、車輪が接する基準面に沿って異なる2方向に移動することができ、駆動されると、少なくとも1方向に基準面に沿って能動的に移動する駆動装置である。全方向移動車輪100は、1自由度の能動移動と1自由度の受動移動とが可能であっても、2自由度の能動移動が可能であってもよい。すなわち、全方向移動車輪100は、1能動1受動駆動ユニットであっても、2能動駆動ユニットであってもよい。
An omnidirectional moving
全方向移動車輪100は、基準面との接点において受動的に回転する。すなわち、外部からの力が作用すると、基準面に沿って接点を中心に受動的に回転する。全方向移動車輪100の基準面との接点になる部分で、受動回転可能となる。
The
例えば、全方向移動車輪として、オムニホイールを用いることができる。オムニホイールは、回転駆動されると基準面に沿って能動的に移動し、かつ該進行方向と垂直な方向に基準面に沿って受動的に移動可能となるようなローラを有する。また、基準面に沿って受動回転可能である。すなわち、オムニホイールは1能動1受動駆動ユニットである。 For example, an omni wheel can be used as the omnidirectional moving wheel. The omni wheel has a roller that actively moves along the reference plane when driven to rotate and is passively movable along the reference plane in a direction perpendicular to the traveling direction. Further, passive rotation is possible along the reference plane. That is, the omni wheel is one active one passive drive unit.
あるいは、全方向移動車輪として、全方向駆動車輪を用いることができる。全方向駆動車輪は、回転駆動されると基準面に沿って能動的に移動し、かつ該進行方向と垂直な方向にも基準面に沿って能動的に移動可能となるようなローラを有する。また、基準面に沿って受動回転可能である。すなわち、全方向駆動車輪は2能動駆動ユニットである。 Or an omnidirectional drive wheel can be used as an omnidirectional movement wheel. The omnidirectional drive wheel has a roller that actively moves along the reference plane when driven to rotate, and can also move actively along the reference plane in a direction perpendicular to the traveling direction. Further, passive rotation is possible along the reference plane. That is, the omnidirectional drive wheel is two active drive units.
<具体例1−2> 図25(a)の底面図、図25(b)の正面図に模式的に示すように、駆動ユニット110は、2個の駆動ユニット要素である全方向車輪112,114が、本体部111に支持されている。本体部111は、支持部材の可動部104に固定されている。支持部材の可動部104は、支持部材の案内部102に固定された仮想線(図示せず)に沿って移動自在に支持されている。
<Specific Example 1-2> As schematically shown in the bottom view of FIG. 25A and the front view of FIG. 25B, the
全方向車輪112,114は、駆動されると、図25(a)において実線で示す矢印112s,114sの方向に能動的に移動する。全方向車輪112,114は、破線で示す矢印112t,114tの方向には受動的に移動自在である。2個の全方向車輪112,114は、図25(a)に示すように、互いに非平行に配置され、それぞれの駆動方向が中心軸116で交差するように配置されている。駆動ユニット110は、全方向車輪112,114を駆動することで、基準面に沿って2自由度の能動移動が可能である。また、全方向車輪112,114の、受動移動自在である方向112t,114tは、どちらも中心軸116を中心とする仮想円の円周方向と一致するため、駆動ユニット110は、矢印116sで示すように、中心軸116を中心として受動回転可能となる。駆動ユニット110は、2能動駆動ユニットである。
When driven, the
<具体例1−3> 図26の概略図に示すように、駆動ユニット122は、基準面120に接する下部122bと、支持部材の可動部104に固定される上部122aとが、矢印124で示すように相対回転自在に結合されている。支持部材の可動部104は、支持部材の案内部102に固定された仮想線(図示せず)に沿って移動自在に支持されている。
Specific Example 1-3 As shown in the schematic diagram of FIG. 26, in the
駆動ユニット122の下部122bは、基準面120に沿って、x,y方向に並進2自由度の能動移動が可能であるが、基準面120に対して受動回転することや、能動回転することはできない。駆動ユニット122の上部122aと下部122bとを相対回転自在に結合する部分により、駆動ユニット122の上部122aは基準面120に対して受動回転可能となる。すなわち、駆動ユニット122は2能動駆動ユニットである。例えば、駆動ユニット122の下部122bには、2自由度能動並進リニアモータの可動部を用いることができる。この場合、基準面120にリニアモータの固定部を配置する。
The
<具体例1−4> 駆動ユニットとして、能動方向可変車輪を用いてもよい。能動方向可変車輪は、支持部材の可動部又は基礎部材に固定されるベース部と、ベース部に支持される車輪とを備え、車輪を能動的に回転駆動することで基準面に沿った能動移動ができ、かつ車輪の向きを能動的に変えることで能動移動方向を変えることができる。能動方向可変車輪は、車輪の向きを変えることによって、基準面に沿って2自由度の能動移動が可能である。また、能動方向可変車輪は、基準面との接点において受動的に回転する。すなわち、外部からの力が作用すると、基準面に沿って接点を中心に受動的に回転する。能動方向可変車輪の基準面との接点になる部分で、受動回転可能となる。すなわち、能動方向可変車輪は2能動駆動ユニットである。 <Specific Example 1-4> Active direction variable wheels may be used as the drive unit. The active direction variable wheel includes a base part fixed to a movable part or a base member of a support member and a wheel supported by the base part, and actively moves along the reference plane by actively rotating the wheel. The active movement direction can be changed by actively changing the direction of the wheel. The active direction variable wheel is capable of active movement with two degrees of freedom along the reference plane by changing the direction of the wheel. Further, the active direction variable wheel passively rotates at the contact point with the reference plane. That is, when an external force is applied, it rotates passively around the contact point along the reference plane. Passive rotation is possible at the point of contact with the reference plane of the active direction variable wheel. That is, the active direction variable wheel is two active drive units.
<具体例1−5> 図27(a)の底面図、図27(b)の正面図に模式的に示すように、駆動ユニット130は、基準面120に接する下部130bと、支持部材の可動部104に固定される上部130aとが、矢印130kで示すように相対回転自在に結合されている。支持部材の可動部104は、支持部材の案内部102に固定された仮想線(図示せず)に沿って移動自在に支持されている。
Specific Example 1-5 As schematically shown in the bottom view of FIG. 27A and the front view of FIG. 27B, the
駆動ユニット130は、駆動されると、矢印132s,134sで示す方向に能動移動する並進能動1自由度の2個の駆動輪132,134を備えている。駆動輪132,134は、矢印132s,134sに示す方向以外の方向には能動的にも受動的にも移動できない。2個の駆動輪132,134は、それぞれの能動移動方向が互いに平行になるように固定されている。
When driven, the
駆動ユニット130は、2個の駆動輪132,134を同じ方向に同じ移動量となるように駆動すると、矢印130tで示すように1方向に移動する。2個の駆動輪132,134の移動量に差が生じると、矢印130sで示すように、駆動ユニット130の下部130bが向きを変え、駆動ユニット130が移動する方向が変化する。これにより、基準面120に沿っての2自由度の能動移動が可能である。また、駆動ユニット130の上部130aと下部130bとを相対回転自在に結合する部分により、駆動ユニット130の上部130aは基準面120に対して受動回転可能となる。すなわち、駆動ユニット130は、2能動駆動ユニットである。
The
次に、支持部材の具体的な構成について、図28〜図30を参照しながら説明する。 Next, a specific configuration of the support member will be described with reference to FIGS.
<具体例2−1> 図28(a)〜(c)の概略図に模式的に示すように、複数の支持部材を、3股、4股、5股など、放射状に配置する。あるいは、図28(d)の概略図に模式的に示すように、基準面に沿ってずれた配置とすることもできる。 <Specific Example 2-1> As schematically shown in the schematic views of FIGS. 28A to 28C, a plurality of support members are radially arranged such as three forks, four forks, and five forks. Alternatively, as schematically shown in the schematic diagram of FIG. 28 (d), the arrangement may be shifted along the reference plane.
支持部材は、同一平面に配置されても、異なる平面に配置されてもよい。例えば図28(e)の概略図に模式的に示すように、支持部材が空間的にずれて配置されてもよい。 The support members may be arranged on the same plane or different planes. For example, as schematically shown in the schematic diagram of FIG. 28E, the support members may be arranged so as to be spatially displaced.
<具体例2−2> 図29の概略図に模式的に示すように、基礎部材140と可動部142とが、矢印146で示す方向に伸縮するパンタグラフ144を介して結合されていてもよい。パンタグラフ144が案内部となる。
Specific Example 2-2 As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 29, the
<具体例2−3> 支持部材は、必ずしも、基礎部材に対して駆動ユニットが直線状に相対移動する必要はない。例えば図30の概略図に示すように支持部材の案内部に固定された曲がった仮想線に沿って、駆動ユニットが非直線状に案内されてもよい。 <Specific example 2-3> It is not always necessary for the support member to linearly move the drive unit relative to the base member. For example, as shown in the schematic diagram of FIG. 30, the drive unit may be guided non-linearly along a curved imaginary line fixed to the guide portion of the support member.
なお、支持部材は、基礎部材に対して駆動ユニットの相対的な移動が可能となるものを用いればよく、上述した構成以外に、種々の構成とすることができる。 In addition, the support member should just use what enables the relative movement of a drive unit with respect to a base member, and can be set as various structures other than the structure mentioned above.
次に、伝達要素の具体的な構成について、図31〜図42を参照しながら説明する。 Next, a specific configuration of the transmission element will be described with reference to FIGS.
<具体例3−1> 結合体と被動部材との間を、すなわち、支持部材の可動部又は可動部に固定された駆動ユニットと被動部材との間をリンク機構を介して接続する。この場合、例えば図31(a)〜(c)の概略図に示すように、駆動ユニットの駆動によって基礎部材に対する相対位置が変化する部分(結合体、すなわち、支持部材の可動部又は可動部に固定された駆動ユニット)200と被動部材202との間に1つのリンク204のみを配置しても、複数のリンク205,206,207を直列に配置しても、複数のリンク208,209を並列に配置してもよい。なお、図中の●はジョイントである。
<Specific example 3-1> The coupled body and the driven member, that is, the movable portion of the support member or the drive unit fixed to the movable portion and the driven member are connected via a link mechanism. In this case, for example, as shown in the schematic diagrams of FIGS. 31A to 31C, the relative position with respect to the base member is changed by driving of the drive unit (the combined body, that is, the movable portion or the movable portion of the support member). Even if only one
<具体例3−2> 図32の概略図に模式的に示すように、支持部材の可動部(図示せず)に固定された駆動ユニット210と一体に移動する第1のラック212が矢印211で示すように移動すると、第1のラック212が噛み合うように基礎部材(図示せず)に回転自在に支持されたピニオン214が矢印215で示すように回転し、ピニオン214に噛み合うように基礎部材(図示せず)に支持された第2のラック216が矢印217で示すように移動するように構成する。
Specific Example 3-2 As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 32, the
この場合、駆動ユニット210の運動を、駆動ユニット210の移動方向とは異なる方向の運動に変換して利用することができる。
In this case, the movement of the
<具体例3−3> 図33の要部斜視図に模式的に示すように、支持部材の可動部に固定された駆動ユニット220の矢印211で示す運動を、駆動ユニット220と一体に移動する直進部材222に形成されたラック222aと中間部材224に形成されたピニオン224aとの噛み合いによって、矢印225で示す回転運動に変換した後、この回転運動を、中間部材224に形成されためねじ224bとねじ棒部材226に形成されたおねじ226aとの噛み合いによって、ねじ棒部材226の直進運動に変換する。中間部材224は基礎部材に回転自在に支持されている。ねじ棒部材226は、回転しないように基礎部材に拘束されており、矢印227で示す直進移動が可能である。
Specific Example 3-3 As schematically illustrated in the perspective view of the main part in FIG. 33, the movement indicated by the
この場合、駆動ユニット220の運動を、駆動ユニット220の移動方向とは異なる方向の運動に変換して利用することができる。
In this case, the motion of the
<具体例3−4> 図34の概略図に模式的に示すように、基礎部材234と、駆動ユニット230が固定された支持部材の可動部232とに、パンタグラフ機構236を接続し、矢印231で示すように、基礎部材234に対して駆動ユニット230が接離すると、パンタグラフ機構236が矢印237で示すように伸縮する。
Specific Example 3-4 As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 34, a
この場合、駆動ユニット230の運動を、駆動ユニット230の移動方向とは異なる方向の運動に変換して利用することができる。
In this case, the movement of the
<具体例3−5> 図35の概略図に模式的に示すように、基礎部材に固定された直進案内部材244に沿って自在に移動する直進部247に移動部材248を固定する。駆動ユニット240が固定されたリニアガイドの可動部242と直進部247との間を、リンク246と紙面内においてのみ回転自在である1自由度の回転ジョイント246s,246tとを介して接続する。
Specific Example 3-5 As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 35, the moving
矢印241で示すように駆動ユニット240が移動すると、直進部247が矢印245で示すように直進案内部材244に沿って移動し、移動部材248は矢印249で示すように上下に移動する。
When the
<具体例3−6> 図36の概略図に模式的に示すように、移動体に、駆動ユニット250を支持するリニアガイド252の上に、斜めにリニアガイド254を配置する。上側のリニアガイド254の可動部254aに移動部材256を固定する。2つのリニアガイド252,254の可動部252a,254aの間を、伸縮自在な結合部材258で結合する。
Specific Example 3-6 As schematically illustrated in the schematic diagram of FIG. 36, the
駆動ユニット250が矢印251で示すようにリニアガイド252に沿って移動すると、結合部材258は矢印259で示すように伸縮し、上側のリニアガイド254の可動部254aは矢印255で示すようにリニアガイド254に沿って移動する。これにより、移動部材256は、上側のリニアガイド254に沿って高さを変えながら移動する。
When the
<具体例3−7> 図37の概略図に模式的に示すように、基礎部材262に、駆動ユニット260の移動によりピストンが進退するように第1の油圧シリンダ264を固定する。第1の油圧シリンダ264の油圧によりピストンが駆動される第2の油圧シリンダ266を基礎部材262に固定し、第2の油圧シリンダ266のピストンに移動部材268を固定する。
Specific Example 3-7 As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 37, the first
駆動ユニットが矢印261で示すように移動すると、移動部材268は矢印269で示すように移動する。
When the drive unit moves as indicated by an
<具体例3−8> 図38の概略図に模式的に示すように、機械構造290は、土台となる機械構造270の上に、被動部材298が配置されている。土台となる機械構造270は、Y字状の移動体271を備えている。移動体271は、基礎部材271sに支持部材271a,271b,271cの案内部の一端が固定され、支持部材271a,271b,271cの案内部の他端に基礎部材271x,271y,271zが固定されている。基礎部材271x,271y,271zには、伸縮部材282,284,286の一端が固定されている。駆動ユニット272,274,276が、支持部材271a,271b,271cの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿って移動すると、伸縮部材282,284,286は、矢印283,285,287で示すように伸縮する。伸縮部材282,284,286の他端と被動部材298との間は、リンク292,294,296を介して接続されている。リンク292,294,296の一端は、1自由度の回転ジョイント293s,295s,297sを介して、伸縮部材282,284,286の先端に接続され、リンク292,294,296の他端は、球面ジョイント293b,295b,297bを介して、被動部材298に接続されている。
Specific Example 3-8 As schematically illustrated in the schematic diagram of FIG. 38, the
駆動ユニット272,274,276が支持部材271a,271b,271cの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿って移動すると、伸縮部材282,284,286が伸縮し、伸縮部材282,284,286にリンク292,294,296を介して接続されている被動部材298の姿勢や位置が変化する。
When the
機械構造290は、駆動ユニット272,274,276の移動を、伸縮部材282,284,286の伸縮運動に変換して利用している。
The
<具体例3−9> 図39の概略図に模式的に示すように、機械構造308は、土台となる機械構造300の上に配置された被動部材310と、駆動ユニット302,304,306との間が、破線で示すワイヤ312,314,316で接続されている。機械構造300は、具体例3−8と同様に、Y字状の移動体301を備えている。移動体301は、基礎部材301sに支持部材301a,301b,301cの案内部の一端が固定され、支持部材301a,301b,301cの案内部の他端に基礎部材301x,301y,301zが固定されている。駆動ユニット302,304,306は、支持部材301a,301b,301cの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿って移動することができる。機械構造300の基礎部材301x,301y,301zには、ワイヤ312,314,316が挿通される中空穴を有するワイヤ案内部材313,315,317が固定されている。
Specific Example 3-9 As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 39, the
駆動ユニット302,304,306が支持部材301a,301b,301cの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿って移動すると、ワイヤ312,314,316の繰り出し、引き込みが生じて、被動部材310の姿勢や位置が変化する。
When the
機械構造308は、駆動ユニット302,304,306の移動を、ワイヤ312,314,316の繰り出し、引き込みに変換して利用している。
The
<具体例3−10> 図40の概略図に模式的に示すように、駆動ユニット320と一体となって移動するラック322が噛み合うピニオン324を、基礎部材に回転自在に支持する。
Specific Example 3-10 As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 40, a
この場合、矢印321で示す駆動ユニット320の移動を、矢印325で示すピニオン324の回転運動に変換して利用することができる。
In this case, the movement of the
<具体例3−11> 図41の概略図に模式的に示すように、基礎部材に、回転リンク334の一端を、矢印335で示すように紙面内においてのみ回転自在となるように支持し、駆動ユニット330とともに移動する部分と回転リンク334とを、リンク332と1自由度の回転ジョイント332s,332tを介して接続する。
<Specific Example 3-11> As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 41, one end of the
この場合、矢印331で示す駆動ユニット330の移動を、矢印335で示す回転リンク334の回転運動に変換して利用することができる。
In this case, the movement of the
<具体例3−12> 図42の概略図に模式的に示すように、土台として実施例1−1と同じ構成の機械構造340を備え、その上に被動部材368を配置する。駆動ユニット342,344,346は、支持部材341s,341t,341uの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿って移動することができる。機械構造340の基礎部材341xに、駆動ユニット342,344,346の支持部材341s,341t,341uの案内部に固定された仮想線(図示せず)に沿った移動に伴って1自由度の回転をする回転部材352,354,356を配置し、回転部材352,354,356に一端が結合された直動ジョイント362,364,366の傾きを変化させる。直動ジョイント362,364,366は、長さ方向に自在に伸縮する。直動ジョイント362,364,366の他端は、球面ジョイント363,365,367を介して、被動部材368に接続されている。
Specific Example 3-12 As schematically shown in the schematic diagram of FIG. 42, a
この場合、駆動ユニット342,344,346の移動を、矢印で示すように回転部材352,354,356の回転運動に変換して利用することができる。
In this case, the movements of the
<変形例1> 基礎部材と支持部材の案内部とが、一体に形成されてもよい。例えば図43(a)の要部斜視図及び図43(a)の線X−Xに沿って見た図43(b)の正面図に示すように、共通部材400の下部に、駆動ユニット420が固定される支持部材410の可動部414を摺動自在に支持し案内する支持部材410の案内部412を形成し、共通部材400の上部に基礎部材402を形成する。
<Modification 1> The base member and the guide portion of the support member may be integrally formed. For example, as shown in the perspective view of the main part of FIG. 43A and the front view of FIG. 43B viewed along the line XX of FIG. The
<まとめ> 以上に説明したように、本発明の駆動ユニットを備えた機械構造は、移動体の基準面に沿った移動、回転と、それ以外の別の作業とに、駆動ユニットを用いることで、広い移動領域を得られ、また、駆動源を有効に利用しやすい。 <Summary> As described above, the mechanical structure provided with the drive unit of the present invention uses the drive unit for movement and rotation along the reference plane of the moving body and other work. A wide movement area can be obtained, and the drive source can be used effectively.
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
例えば、駆動ユニットの一部に支持部材の可動部が含まれる構成にしてもよい。あるいは、駆動ユニットと一体に、可動部を形成してもよい。 For example, you may make it the structure by which the movable part of a support member is included in a part of drive unit. Or you may form a movable part integrally with a drive unit.
駆動ユニットが固定されない支持部材の可動部があってもよい。このような可動部は、例えばリンク機構を構成するために用いることができる。 There may be a movable part of the support member to which the drive unit is not fixed. Such a movable part can be used, for example, to constitute a link mechanism.
支持部材の一つの案内部に、その案内部に固定された1つの仮想線(図示せず)に沿って受動移動が可能である複数の可動部を設けてもよい。 One guide part of the support member may be provided with a plurality of movable parts capable of passive movement along one imaginary line (not shown) fixed to the guide part.
10,10a〜10i 機械構造
11,11a〜11g 移動体
20,20a〜20g,20s 基礎部材
22a,22b,22c,22e 基礎部材
24a 基礎部材
30,30a〜30g 支持部材
32,32a〜32d,32f,32g 支持部材
34,34a,34b,34c,34g 支持部材
36,36g 支持部材
30x,32x,34x,36x 案内部
30y,32y,34y,36y 可動部
30z,32z,34z 仮想線
40x,42x 駆動ユニット(2能動駆動ユニット)
40y,42y,44y 駆動ユニット(1能動1受動駆動ユニット)
50x,52x,54x,56x 駆動ユニット(2能動駆動ユニット)
50y,52y,54y 駆動ユニット(1能動1受動駆動ユニット)
60,60a〜60k,60s,60t 機械構造
61p,63p,65p,67p チューブ(伝達要素)
62,64,66,66a 被動部材
61,67 油圧シリンダ(伝達要素)
63,65 油圧モータ(伝達要素)
68 作動要素
70,72,74,76 リンク(伝達要素)
78 支持柱要素
78a 支持柱
71a,73a,75a 球面ジョイント(伝達要素)
79a 球面ジョイント
71b,73b,75b 球面ジョイント(伝達要素)
71s,73s,75s 1自由度の回転ジョイント(伝達要素)
79s 1自由度の回転ジョイント
79k ユニバーサルジョイント
79t 伸縮ジョイント
80 被動部材
100 全方向移動車輪
102 案内部
104 可動部
110 駆動ユニット
112,114 全方向車輪
122 駆動ユニット
130 駆動ユニット
140 基礎部材
142 可動部
144 パンタグラフ(案内部)
202 被動部材
204〜209 リンク(伝達要素)
210 駆動ユニット
212 ラック(伝達要素)
214 ピニオン(伝達要素)
216 ラック(伝達要素)
220 駆動ユニット
222 直進部材(伝達要素)
222a ラック(伝達要素)
224 中間部材(伝達要素)
224a ピニオン(伝達要素)
226 ねじ棒部材(伝達要素)
230 駆動ユニット
232 可動部
234 基礎部材
236 パンタグラフ機構(伝達要素)
240 駆動ユニット
242 可動部
244 直進案内部材(伝達要素)
246 リンク(伝達要素)
247 直進部(伝達要素)
248 移動部材(伝達要素)
250 駆動ユニット
252 リニアガイド(支持部材)
254 リニアガイド(伝達要素)
252a 可動部(支持部材)
254a 可動部(伝達要素)
256 移動部材(伝達要素)
258 結合部材(伝達要素)
260 駆動ユニット
264,266 油圧シリンダ(伝達要素)
268 移動部材(伝達要素)
270 機械構造
271 移動体
271a,271b,271c 支持部材
271s,271x,271y,271z 基礎部材
272,274,276 駆動ユニット
282,284,286 伸縮部材(伝達要素)
290 機械構造
292,294,296 リンク(伝達要素)
293b,295b,297b 球面ジョイント(伝達要素)
293s,295s,297s 1自由度の回転ジョイント(伝達要素)
298 被動部材
300 機械構造
301 移動体
301a,301b,301c 支持部材
301s,301x,301y,301z 基礎部材
302,304,306 駆動ユニット
308 機械構造
310 被動部材
312,314,316 ワイヤ(伝達要素)
313,315,317 ワイヤ案内部材(伝達要素)
320 駆動ユニット
322 ラック(伝達要素)
324 ピニオン(伝達要素)
330 駆動ユニット
332 リンク(伝達要素)
332s,332t 1自由度の回転ジョイント(伝達要素)
334 回転リンク(伝達要素)
340 機械構造
342,344,346 駆動ユニット
352,354,356 回転部材(伝達要素)
362,364,366 直動ジョイント(伝達要素)
363,365,367 球面ジョイント(伝達要素)
368 被動部材
402 基礎部材
410 支持部材
412 案内部
414 可動部
420 駆動ユニット
10, 10a to 10i
40y, 42y, 44y Drive unit (1 active 1 passive drive unit)
50x, 52x, 54x, 56x drive unit (2 active drive units)
50y, 52y, 54y Drive unit (1 active 1 passive drive unit)
60, 60a to 60k, 60s, 60t
62, 64, 66, 66a Driven
63, 65 Hydraulic motor (transmission element)
68
78
79a Spherical joint 71b, 73b, 75b Spherical joint (transmission element)
71s, 73s, 75s One degree of freedom rotary joint (transmission element)
79s Rotational joint with one degree of
202 Driven member 204-209 Link (transmission element)
210
214 Pinion (Transfer element)
216 rack (transmission element)
220
222a rack (transmission element)
224 Intermediate member (transmission element)
224a pinion (transmission element)
226 Screw rod member (transmission element)
230
240
246 Link (Transfer element)
247 Straight part (transmission element)
248 Moving member (transmission element)
250
254 Linear guide (Transmission element)
252a Movable part (supporting member)
254a Movable part (transmission element)
256 Moving member (transmission element)
258 coupling member (transmission element)
268 Moving member (transmission element)
270
290
293b, 295b, 297b Spherical joint (transmission element)
293s, 295s, 297s One degree of freedom rotary joint (transmission element)
298 driven
313, 315, 317 Wire guide member (transmission element)
320
324 Pinion (Transfer element)
330
332s, 332t One degree of freedom rotary joint (transmission element)
334 Rotating link (Transmission element)
340
362, 364, 366 Linear motion joint (transmission element)
363, 365, 367 Spherical joint (transmission element)
368
Claims (28)
前記基礎部材又は前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも3つの駆動ユニットと、
を備え、
前記駆動ユニットのうち少なくとも1つが、前記支持部材の前記可動部に固定され、
前記駆動ユニットは、
基準面に沿って1方向に能動移動が可能かつ前記1方向と異なる他の1方向に受動移動が可能であり、かつ、前記駆動ユニットの、前記基礎部材に固定される部分又は前記支持部材の前記可動部に固定される部分を、前記基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として前記基準面に対して受動回転させることが可能である、能動自由度の数が1である、1能動1受動駆動ユニット、又は、
前記基準面に沿って互いに異なる2方向に能動移動が可能であり、かつ、前記駆動ユニットの、前記基礎部材に固定される部分又は前記支持部材の前記可動部に固定される部分を、前記基準面の法線に平行な線を回転の中心軸として前記基準面に対して受動回転させることが可能である、前記能動自由度の数が2である、2能動駆動ユニットであり、
前記駆動ユニットの前記能動自由度の合計の数は、4以上であり、
前記支持部材の1つの前記可動部に固定される前記駆動ユニットは1つのみであり、
前記駆動ユニットの能動移動により、前記移動体を前記基準面に沿って移動及び回転させることができ、
前記支持部材の前記可動部に固定された前記駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能であることを特徴とする、駆動ユニットを備えた機械構造。 Movement having a base member and at least one support member including one guide portion fixed to the base member and a movable portion capable of passive movement along one imaginary line fixed to the guide portion. Body,
At least three drive units fixed to the movable part of the base member or the support member;
With
At least one of the drive units is fixed to the movable part of the support member,
The drive unit is
Active movement is possible in one direction along the reference plane, passive movement is possible in another direction different from the one direction, and the portion of the drive unit fixed to the base member or the support member The number of active degrees of freedom in which a portion fixed to the movable part can be passively rotated with respect to the reference plane with a line parallel to the normal line of the reference plane as a central axis of rotation is 1. 1 active 1 passive drive unit, or
A portion of the drive unit that is capable of active movement in two different directions along the reference plane and that is fixed to the base member or a portion of the support member that is fixed to the movable portion is the reference A two-active drive unit in which the number of active degrees of freedom is two, which can be passively rotated with respect to the reference plane with a line parallel to the normal of the plane as the central axis of rotation;
The total number of active degrees of freedom of the drive unit is 4 or more;
There is only one drive unit fixed to the movable part of the support member,
By the active movement of the drive unit, the moving body can be moved and rotated along the reference plane,
The drive unit fixed to the movable part of the support member can move along the virtual line fixed to the guide part of the support member by actively moving along the reference plane. A mechanical structure provided with a drive unit.
前記被動部材と、前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体とを接続し、前記結合体の、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿った運動及び/又は力を入力とし、出力として運動及び/又は力を前記被動部材に伝達する伝達要素と、
をさらに備え、
前記被動部材は、前記移動体とともに前記基準面に沿って移動及び回転することが可能であり、
前記結合体に含まれる前記駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能であり、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動する及び/又は力を発生すると、前記結合体に接続された前記伝達要素を介して、前記基礎部材に対する前記被動部材の位置及び/又は姿勢を変化させる及び/又は前記被動部材に力及び/又はトルクを発生させることを特徴とする、請求項1に記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 A driven member;
The driven member is connected to a combined body in which the driving unit and the movable portion of the support member to which the driving unit is fixed are coupled, and the movable portion of the combined body included in the combined body is connected A transmission element that receives movement and / or force along the phantom line fixed to the guide portion of the support member as an input and transmits the movement and / or force to the driven member as an output;
Further comprising
The driven member can move and rotate along the reference plane together with the moving body,
The drive unit included in the combined body is moved along the reference plane, thereby moving along the virtual line fixed to the guide portion of the support member having the movable portion included in the combined body. The movable member included in the combined body and connected to the combined body when moving along the imaginary line fixed to the guide portion of the support member and / or generating a force. The position and / or posture of the driven member with respect to the base member is changed and / or force and / or torque is generated in the driven member via the transmission element. Mechanical structure comprising the described drive unit.
請求項2又は3に記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 At least two sets each including one combined body, one driven member, the combined body, and the transmission element connected to the driven member, and the driven members of each set are connected in series. Characterized by the
A mechanical structure comprising the drive unit according to claim 2.
前記結合体の、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿った移動及び/又は力を、当該移動及び/又は力の方向とは異なる方向の移動及び/又は力に変換する変換要素を含むことを特徴とする、請求項2乃至4のいずれか一つに記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 The transmission element is
The movement and / or force along the imaginary line fixed to the guide portion of the support member having the movable portion included in the combination is referred to as the direction of the movement and / or force. 5. A machine structure comprising a drive unit according to any one of claims 2 to 4, characterized in that it comprises a conversion element for converting movement and / or force in different directions.
前記結合体の、前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿った移動及び/又は力を、回転運動及び/又はトルクに変換する変換要素を含むことを特徴とする、請求項2乃至4のいずれか一つに記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 The transmission element is
Conversion that converts movement and / or force along the phantom line fixed to the guide portion of the support member having the movable portion included in the combination into rotational motion and / or torque of the combined body. A machine structure comprising a drive unit according to any one of claims 2 to 4, characterized in that it comprises elements.
前記支持部材の前記可動部にそれぞれ固定された少なくとも3つの前記駆動ユニットを備え、
当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能であることを特徴とする、請求項1乃至17のいずれか一つに記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 The total number of active degrees of freedom of the drive unit is at least 6;
Comprising at least three of the drive units respectively fixed to the movable part of the support member;
The drive unit is capable of moving along the virtual line fixed to the guide portion of the support member by actively moving along the reference plane. A machine structure comprising the drive unit according to any one of the above.
別々の前記支持部材の前記可動部にそれぞれ固定された少なくとも3つの前記2能動駆動ユニットを備えたことを特徴とする、請求項1乃至18のいずれか一つに記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 The movable body has at least three of the support members,
19. A machine with a drive unit according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least three of the two active drive units respectively fixed to the movable parts of the separate support members. Construction.
少なくとも6つの前記1能動1受動駆動ユニットを備え、
前記1能動1受動駆動ユニットのうち少なくとも3つが、それぞれ、別々の前記支持部材の前記可動部に固定され、当該1能動1受動駆動ユニットは、当該1能動1受動駆動ユニットの前記基準面に沿った能動移動により、当該1能動1受動駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動し、
前記1能動1受動駆動ユニットのうち他の少なくとも3つが、前記基礎部材に固定されたことを特徴とする、請求項1乃至18のいずれか一つに記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 The movable body has at least three of the support members,
Comprising at least six said one active one passive drive units;
At least three of the one active one passive drive units are respectively fixed to the movable parts of the separate support members, and the one active one passive drive unit is along the reference plane of the one active one passive drive unit. The one active one passive drive unit is moved along the virtual line fixed to the guide part of the support member having the movable part fixed by the active movement,
The mechanical structure with a drive unit according to any one of claims 1 to 18, wherein at least three of the one active and one passive drive unit are fixed to the base member.
回転駆動されると前記基準面に沿って1方向に能動移動し、かつ該1方向と異なる他の1方向に前記基準面に沿って能動移動又は受動移動が可能である車輪を有することを特徴とする、請求項1乃至21のいずれか一つに記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 The drive unit is
A wheel having an active movement in one direction along the reference plane when driven to rotate and an active movement or a passive movement along the reference plane in another direction different from the one direction. A mechanical structure comprising the drive unit according to any one of claims 1 to 21.
前記駆動ユニットは、別々の前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも3つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能であり、
前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも3つ備え、前記各組の前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材は互いに異なり、前記各組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されており、
前記各組の前記伝達要素は、それぞれ、
1つのリンクと、
前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、
前記リンクの他端と、前記各組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントと、
を含み、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有し、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有することを特徴とする、請求項2に記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 The base member is fixed to support the driven member, and the relative tilting motion of the driven member with respect to the base member, and the relative movement of the driven member with respect to the base member in the direction of contacting and separating from the reference surface, A support column that allows and restricts relative movement and relative rotation of the driven member relative to the base member in a direction along the reference plane;
The drive unit includes at least three drive units fixed to the movable portions of the separate support members, and the drive unit is fixed by moving actively along the reference plane. It is possible to move along the imaginary line fixed to the guide part of the support member having the movable part,
At least three sets each including one combination of the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed and the transmission element connected to the combination; The support members having the movable part included in the combination of the sets are different from each other, and the transmission elements of the sets are connected to one of the driven members,
The transmission elements of each set are respectively
One link and
A driven joint connecting the one end of the link and the driven member;
A drive side joint connecting the other end of the link and the combined body of each set;
Including
One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation,
The mechanical structure provided with the drive unit according to claim 2, wherein one of the driven side joint and the drive side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも3つ備え、前記各組の前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材は互いに異なり、前記各組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されており、
前記各組の前記伝達要素は、それぞれ、
1つのリンクと、
前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、
前記リンクの他端と、前記各組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントと、
を含み、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有し、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転1自由度を有することを特徴とする、請求項2に記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 The drive unit includes at least three drive units fixed to the movable portions of the separate support members, and the drive unit is fixed by moving actively along the reference plane. It is possible to move along the imaginary line fixed to the guide part of the support member having the movable part,
At least three sets each including one combination of the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed and the transmission element connected to the combination; The support members having the movable part included in the combination of the sets are different from each other, and the transmission elements of the sets are connected to one of the driven members,
The transmission elements of each set are respectively
One link and
A driven joint connecting the one end of the link and the driven member;
A drive side joint connecting the other end of the link and the combined body of each set;
Including
One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation,
The mechanical structure provided with the drive unit according to claim 2, wherein one of the driven side joint and the drive side joint has one degree of freedom of rotation.
前記駆動ユニットは、別々の前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも2つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能であり、
前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも2つ備え、前記各組の前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材は互いに異なり、前記各組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されており、
前記各組の前記伝達要素は、それぞれ、
1つのリンクと、
前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、
前記リンクの他端と、前記各組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントと、
を含み、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有し、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有することを特徴とする、請求項2に記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 Relative movement of the driven member in one direction relative to the base member, and relative to the base member in a direction in which the driven member is in contact with or separated from the reference plane. The relative movement of the driven member in one direction different from the one direction relative to the base member, and the relative movement and relative rotation of the driven member in the direction along the reference plane relative to the base member. And further comprising a support column that restrains
The drive unit includes at least two of the drive units fixed to the movable part of the separate support members, and the drive unit is fixed by moving actively along the reference plane. It is possible to move along the imaginary line fixed to the guide part of the support member having the movable part,
At least two sets each including one combination of the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed and the transmission element connected to the combination; The support members having the movable part included in the combination of the sets are different from each other, and the transmission elements of the sets are connected to one of the driven members,
The transmission elements of each set are respectively
One link and
A driven joint connecting the one end of the link and the driven member;
A drive side joint connecting the other end of the link and the combined body of each set;
Including
One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation,
The mechanical structure provided with the drive unit according to claim 2, wherein one of the driven side joint and the drive side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
前記駆動ユニットは、別々の前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも2つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能であり、
前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも2つ備え、前記各組の前記結合体に含まれる前記可動部を有する前記支持部材は互いに異なり、前記各組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されており、
前記各組の前記伝達要素は、それぞれ、
1つのリンクと、
前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、
前記リンクの他端と、前記各組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントと、
を含み、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有し、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有することを特徴とする、請求項2に記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 Relative movement of the driven member relative to the base member in a direction that is fixed to the base member, supports the driven member, allows relative movement of the driven member relative to the basic member, and is in contact with and away from the reference plane of the driven member. And a support column that restrains relative movement and relative rotation of the driven member with respect to the base member in a direction along the reference plane,
The drive unit includes at least two of the drive units fixed to the movable part of the separate support members, and the drive unit is fixed by moving actively along the reference plane. It is possible to move along the imaginary line fixed to the guide part of the support member having the movable part,
At least two sets each including one combination of the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed and the transmission element connected to the combination; The support members having the movable part included in the combination of the sets are different from each other, and the transmission elements of the sets are connected to one of the driven members,
The transmission elements of each set are respectively
One link and
A driven joint connecting the one end of the link and the driven member;
A drive side joint connecting the other end of the link and the combined body of each set;
Including
One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation,
The mechanical structure provided with the drive unit according to claim 2, wherein one of the driven side joint and the drive side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
前記駆動ユニットは、前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも1つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能であり、
前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも1つ備え、前記少なくとも1つの組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されており、
前記少なくとも1つの組の前記伝達要素は、
1つのリンクと、
前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、
前記リンクの他端と、前記少なくとも1つの組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントと、
を含み、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有し、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有することを特徴とする、請求項2に記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 Relative movement of the driven member relative to the base member, fixed to the base member, supporting the driven member, allowing relative movement of the driven member relative to the base member in a direction contacting and separating from the reference plane. And a support column that restrains relative movement and relative rotation of the driven member with respect to the base member in a direction along the reference plane,
The drive unit includes at least one of the drive units fixed to the movable part of the support member, and the drive unit is actively moved along the reference plane, whereby the drive unit is fixed. It is possible to move along the virtual line fixed to the guide part of the support member having a movable part,
And at least one set including one of a combined body in which the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed are combined, and the transmission element connected to the combined body, One set of the transmission elements is connected to one of the driven members;
The at least one set of transfer elements comprises:
One link and
A driven joint connecting the one end of the link and the driven member;
A drive-side joint connecting the other end of the link and the at least one set of the combination;
Including
One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation,
The mechanical structure provided with the drive unit according to claim 2, wherein one of the driven side joint and the drive side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
前記駆動ユニットは、前記支持部材の前記可動部に固定された少なくとも1つの前記駆動ユニットを含み、当該駆動ユニットは、前記基準面に沿って能動移動することにより、当該駆動ユニットが固定された前記可動部を有する前記支持部材の前記案内部に固定された前記仮想線に沿って移動が可能であり、
前記駆動ユニットと当該駆動ユニットが固定された前記支持部材の前記可動部とが結合された結合体の1つと当該結合体に接続された前記伝達要素とからなる組を少なくとも1つ備え、前記少なくとも1つの組の前記伝達要素は1つの前記被動部材に接続されており、
前記少なくとも1つの組の前記伝達要素は、
1つのリンクと、
前記リンクの一端と前記被動部材とを接続する被動側ジョイントと、
前記リンクの他端と、前記少なくとも1つの組の前記結合体とを接続する駆動側ジョイントと、
を含み、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか一方は、回転3自由度を有し、
前記被動側ジョイントと前記駆動側ジョイントとのいずれか他方は、回転2自由度又は回転3自由度を有することを特徴とする、請求項2に記載の駆動ユニットを備えた機械構造。 Another direction fixed to the foundation member, supporting the driven member, allowing relative movement of the driven member in one direction relative to the foundation member, and different from the one direction of the driven member relative to the foundation member Relative movement of the driven member relative to the base member in the direction of moving toward and away from the reference surface, and relative movement and relative rotation of the driven member relative to the base member in the direction along the reference surface. And further comprising a support column for restraining
The drive unit includes at least one of the drive units fixed to the movable part of the support member, and the drive unit is actively moved along the reference plane, whereby the drive unit is fixed. It is possible to move along the virtual line fixed to the guide part of the support member having a movable part,
And at least one set including one of a combined body in which the drive unit and the movable portion of the support member to which the drive unit is fixed are combined, and the transmission element connected to the combined body, One set of the transmission elements is connected to one of the driven members;
The at least one set of transfer elements comprises:
One link and
A driven joint connecting the one end of the link and the driven member;
A drive-side joint connecting the other end of the link and the at least one set of the combination;
Including
One of the driven side joint and the driving side joint has three degrees of freedom of rotation,
The mechanical structure provided with the drive unit according to claim 2, wherein one of the driven side joint and the drive side joint has two degrees of freedom of rotation or three degrees of freedom of rotation.
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