JP2015224786A - パラレルリンク機構およびリンク作動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の他の目的は、2自由度の角度を制御することが可能で、かつ広範な作動範囲の動作を精度良く行うことができ、低コストで製作できるリンク作動装置を提供することである。
この場合、曲がり部の加工が容易である。
この場合、中央リンク部材の湾曲形状に合わせて、曲がり部の数が多い第1の板材を湾曲の内周側に配置し、かつ曲がり部の数が少ない第2の板材を湾曲の外周側に配置する。中央リンク部材を2つの板材で構成すると、中央リンク部材の強度を確保しつつ、板材の板厚を薄くすることができる。それにより、中央リンク部材を安価に製造できると共に、軽量化を図ることができる。
この構成によると、第1の板材と第2の板材とで回転軸の両端を支持し、前記2つの板材の間に軸受が位置する。このため、端部リンク部材と中央リンク部材の回転対偶部のモーメント荷重に対する剛性が高くなり、パラレルリンク機構全体の剛性が向上する。
中央リンク部材の両端にそれぞれ連結される2つの回転軸は互いに角度を持っている。このため、板材の貫通孔がタイトな孔であると、2つの回転軸と2つの貫通孔を互いに位置合わせしてから、回転軸を進出させて貫通孔に回転軸を挿通することはできても、位置固定されている2つの回転軸に対して、板材を移動させて貫通孔に回転軸を挿通することはできない。
上記構成のように、2つの板材の貫通孔をそれぞれタイトな孔およびルーズな孔とすると、次の手順で組立を行うことができる。すなわち、先に、タイトな孔である貫通孔を有する板材に対して2つの回転軸を位置合わせし、板材は位置固定したまま2つの回転軸を進出させることで貫通孔に回転軸を挿通する。後で、位置固定された2つの回転軸に対して、ルーズな孔である貫通孔を有する板材を移動させて、回転軸と貫通孔の位置合わせをしながら貫通孔に回転軸を挿通する。貫通孔がルーズな孔であれば、回転軸と貫通孔の正確な位置合わせをする必要がなく、しかも板材をずらしたり傾けたりしながら回転軸を貫通孔に挿通することができるため、組立て作業性が良い。一方の板材のタイトな孔である貫通孔に回転軸が挿通されているため、中央リンク部材と回転軸の連結部の組立て精度を確保できる。
これにより、端部リンク部材と中央リンク部材の回転対偶部を簡素な構成とすることができる。
3組以上のリンク機構のうちの2組以上のリンク機構に姿勢変更用アクチュエータを設ければ、基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を確定することができる。これにより、2自由度の角度を制御することが可能なリンク作動装置を低コストで実現できる。
図1はこのパラレルリンク機構の一状態を示す斜視図、図2は同パラレルリンク機構の一部を省略した正面図である。このパラレルリンク機構1は、基端側のリンクハブ2に対し先端側のリンクハブ3を3組のリンク機構4を介して姿勢変更可能に連結したものである。図2では、1組のリンク機構4のみが示されている。リンク機構4の数は、4組以上であっても良い。
リンクハブ2には、外周と貫通孔30A間を貫通する軸受設置孔31が円周方向に等配で3箇所に形成され、各軸受設置孔31内に設けた2つの軸受32により軸部材33がそれぞれ回転自在に支持されている。軸部材33の外側端部はリンクハブ2から突出しており、その先端にねじ部33aが形成されている。軸部材33のリンクハブ2から突出した部分を、端部リンク部材5の一端に設けられた軸挿通孔5aに挿通し、軸部材33のねじ部33aに螺着したナット34を締め付けて、軸部材33に端部リンク部材5を結合する。
この方法であると、先端が突出した回転軸55に対して貫通孔59を嵌める際に、目視での位置合わせが可能であり、組立て作業性が良い。タイトな孔である第2の部材52の貫通孔56に回転軸55が挿通されているため、中央リンク部材7と回転軸55の連結部の組立て精度は確保できる。
なお、この例では、リンク機構4と同数の姿勢変更用アクチュエータ93が設けられているが、3組のリンク機構4のうち少なくとも2組に姿勢変更用アクチュエータ93が設けられていれば、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の姿勢を確定することができる。
2…基端側のリンクハブ
3…先端側のリンクハブ
4…リンク機構
5…基端側の端部リンク部材
6…先端側の端部リンク部材
7…中央リンク部材
7a…曲がり部
51…第1の板材
51a…曲がり部
52…第2の板材
52a…曲がり部
53…軸受
55…回転軸
56…貫通孔(タイトな孔)
59…貫通孔(ルーズな孔)
62…軸受ハウジング
63…回転軸
64…軸受
70…リンク作動装置
72…姿勢変更用アクチュエータ
90…リンク作動装置
93…姿勢変更用アクチュエータ
Claims (7)
- 基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを、3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結し、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを備え、
前記中央リンク部材は、板厚方向の曲がり部を2箇所以上有する板材を備えることを特徴とするパラレルリンク機構。 - 請求項1に記載のパラレルリンク機構において、前記中央リンク部材を構成する前記板材は金属板であり、前記曲がり部を板金曲げ加工により形成したパラレルリンク機構。
- 請求項1または請求項2に記載のパラレルリンク機構において、前記中央リンク部材は、板厚方向の曲がり部を2箇所以上有する第1の板材と、この第1の板材よりも板厚方向の曲がり部の数が少ない第2の板材とを備えるパラレルリンク機構。
- 請求項3に記載のパラレルリンク機構において、前記端部リンク部材と前記中央リンク部材の回転対偶部は、前記第1の板材および第2の板材の間に、軸受を内蔵した前記端部リンク部材を配置し、前記第1の板材および第2の板材にそれぞれ設けられた貫通孔および前記軸受の内輪に回転軸を挿通し、前記第1の板材および第2の板材、前記軸受の内輪、および前記回転軸を互いに固定したパラレルリンク機構。
- 請求項4に記載のパラレルリンク機構において、前記第1の板材および第2の板材のうちの一方の板材に設けられた前記貫通孔は、この貫通孔に挿通される前記回転軸との間にすきまが生じないタイトな孔であり、もう一方の板材に設けられた前記貫通孔は、この貫通孔に挿通される前記回転軸との間にすきまが生じるルーズな孔であるパラレルリンク機構。
- 請求項1または請求項2に記載のパラレルリンク機構において、前記端部リンク部材に固定された回転軸に、軸受を介して前記中央リンク部材を回転自在に連結し、前記中央リンク部材は、板厚方向の曲がり部を2箇所以上有する前記板材に、前記軸受を内蔵する軸受ハウジングを固定して設けたパラレルリンク機構。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のパラレルリンク機構において、前記3組以上のリンク機構のうちの2組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更する姿勢変更用アクチュエータを設けたことを特徴とするリンク作動装置。
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