JP4849652B2 - 荷重補償装置 - Google Patents
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Description
τW=WLcosθ (e1)
一方、
LSsinφ=pcosθ (e3)
であるから、前記(e2)と(e3)の式からφを消去すると、
τS=kphcosθ (e4)
耐久性が得られる。
図1は、本発明の荷重補償装置の実施例1の概略図であって、同図に示す荷重補償装置101は、床面に固定された支持体102を有している。この支持体102には、水平な軸103(第1枢着部)によって、作動アーム104がこの軸103回りに回動自在に支持されている。
また、作動シリンダ105と補償シリンダ110にそれぞれ設けられているポートP2は、何れも大気に開放されている。
L1S1=L2S2 (1)
F=KL2 (2)
f=(S1/S2)F (3)
f=(S1/S2)KL2=(S1/S2)2 KL1 (4)
ここで、k=(S1/S2)2 K とおくと、f=kL1と表せるから、作動シリンダ105は見かけ上、ばね定数kのばねと等価とみなせる。
K=(S2/S1)2k=(S2/S1)2 (WL/ph) (5)
図3は、本発明に係る荷重補償装置の実施例2の概略図であって、同図に示す荷重補償装置101Aは、作動シリンダ105’のピストンロッド108’側の端部外周面を軸107’(第2枢着部)で回動自在に支持体102に支持したもので、同図において、図1中の番号と同じ番号で示す部分は、前述した荷重補償装置101と略同一構成である。
図4に示す荷重補償装置101Bは、前述した荷重補償装置101Aの補償シリンダ110のヘッド側ポートP2と、作動シリンダ105’のヘッド側ポートP2に、それぞれ駆動用作動流体を供給し、または、排出するための一対の駆動用管路116A、116Bを更に追加したものであって、その他の部分については、図3に示す荷重補償装置101Aと略同一構成である。
図5に示す荷重補償装置101Cは、作動シリンダ105’のシリンダ室105’Aのヘッド側と補償シリンダ110のシリンダ室110Aのヘッド側に作動流体が満たされており、作動シリンダ105’のヘッド側のポートP2と、補償シリンダ110のヘッド側のポートP2間を管路115で連結し、それぞれのロッド側のポートP1は大気中に開放してある点を除いて、前述した図3に示す荷重補償装置101Aと同一構成となっている。
図6は、本発明に係る荷重補償装置の更に別の実施例を示す概略側面図であって、この荷重補償装置101Dは、前述した図3の荷重補償装置101Aと基本構造は共通しているが、作動アーム104の下方に軸103aで支持体102に回動自在に支持された補助作動アーム104aを有している。
従って、連結支持体118は、この平行リンクによって、作動アーム104の傾斜角度に関係なく、常に一定の姿勢が保持されている。
支持体118に保持アームを取り付け、その上に物品を保持させればよい。
図7は、本発明に係る荷重補償装置の更に別の実施例を示す概略斜視図であって、同図に示す荷重補償装置101Eにおいては、作動アーム104Aは、支持体102A上に、第1枢着部となるO点で互いに直交するPitch軸、Roll軸、Yaw軸の各軸回りに回動できるように支持されている。
102,102A 支持体
103 軸(第1枢着部)
103a 軸
104,104A 作動アーム
104a 補助作動アーム
105、105’ 作動シリンダ
105A シリンダ室
106 連結ロッド
107、107’ 軸(第2枢着部)
108、108’ ピストンロッド
108A ピストン
109 軸(第3枢着部)
110 補償シリンダ
110A シリンダ室
111 固定枠
112 ピストンロッド
112A ピストン
113 可動枠
114 圧縮コイルばね(ばね部材)
115 管路
116A、116B 駆動用管路
117a 軸(第4枢着部)
117b 軸
118 連結支持体
119 トロリ
120 トロリ案内レール
121 ジンバル機構(第2枢着部)
121A ジンバル枠
121B、121C 軸
121D ジンバル支持枠
122 作動シリンダ
123 ピストンロッド
Claims (4)
- 支持体と、前記支持体に一方の端部が第1枢着部で回動自在に支持された作動アームと、第1枢着部から前記支持体の鉛直上方に離間した定位置に、第2枢着部で回動自在に支持された作動シリンダと、前記作動シリンダ内に嵌挿されたピストンを有し、前記作動アームの長手方向途中位置に第3枢着部で回動自在に連結されたピストンロッドと、前記作動アームから離して設けられ、前記作動シリンダと管路で連結されて前記管路を通る作動流体を介して、前記作動シリンダのピストンと連動するピストンが嵌挿された補償シリンダと、前記補償シリンダのシリンダ室内のピストンを直接、もしくは当該ピストンのピストンロッドを介して付勢し、これに連動する前記作動シリンダのピストンロッドを介して、前記作動アームに負荷される負荷トルクと釣り合う補償トルクを発生させるばね部材とを備え、第1枢着部の中心位置と第2枢着部の中心位置間の距離をh、第1枢着部の中心位置と第3枢着部の中心位置間の距離をp、作動アームが保持する物体の重量と当該作動アームの自重を合わせた総重量に等価な荷重をW、前記荷重Wの作動アーム上の作用点と第1枢着部の中心位置間の距離をL、作動シリンダ内のピストンの受圧面積をS1、補償シリンダ内のピストンの受圧面積をS2とするとき、前記ばね部材は、そのばね定数が(S2/S1)2 (WL/ph)であり、且つ、第2枢着部の中心位置と第3枢着部の中心位置間の距離がLSのときに、自然長より(S1/S2)LSだけ弾性変形していることを特徴とする荷重補償装置。
- 支持体と、前記支持体に一方の端部が第1枢着部で回動自在に支持された作動アームと、前記作動アームの長手方向途中位置に第3枢着部で回動自在に連結された作動シリンダと、前記作動シリンダ内に嵌挿されたピストンを有し、第1枢着部から前記支持体の鉛直上方に離間した定位置に、第2枢着部で回動自在に支持されたピストンロッドと、前記作動アームから離して設けられ、前記作動シリンダと管路で連結されて前記管路を通る作動流体を介して、前記作動シリンダのピストンと連動するピストンが嵌挿された補償シリンダと、前記補償シリンダのシリンダ室内のピストンを直接、もしくは当該ピストンのピストンロッドを介して付勢し、これに連動する前記作動シリンダのピストンロッドを介して、前記作動アームに負荷される負荷トルクと釣り合う補償トルクを発生させるばね部材を備え、第1枢着部の中心位置と第2枢着部の中心位置間の距離をh、第1枢着部の中心位置と第3枢着部の中心位置間の距離をp、作動アームが保持する物体の重量と当該作動アームの自重を合わせた総重量に等価な荷重をW、前記荷重Wの作動アーム上の作用点と第1枢着部の中心位置間の距離をL、作動シリンダ内のピストンの受圧面積をS1、補償シリンダ内のピストンの受圧面積をS2とするとき、前記ばね部材は、そのばね定数が(S2/S1)2 (WL/ph)であり、且つ、第2枢着部の中心位置と第3枢着部の中心位置間の距離がLSのときに、自然長より(S1/S2)LSだけ弾性変形していることを特徴とする荷重補償装置。
- 支持体と、前記支持体に一方の端部が第1枢着部で回動自在に支持された作動アームと、第1枢着部から前記支持体の鉛直上方に離間した定位置に、第2枢着部で回動自在に支持された作動シリンダと、前記作動シリンダ内に嵌挿されたピストンを有し、前記作動アームの長手方向途中位置に第3枢着部で回動自在に連結されたピストンロッドと、前記作動アームから離して設けられ、前記作動シリンダと管路で連結されて前記管路を通る作動流体を介して、前記作動シリンダのピストンと連動するピストンが嵌挿された補償シリンダと、前記補償シリンダのシリンダ室内のピストンを直接、もしくは当該ピストンのピストンロッドを介して付勢し、これに連動する前記作動シリンダのピストンロッドを介して、前記作動アームに負荷される負荷トルクと釣り合う補償トルクを発生させるばね部材を備え、第1枢着部の中心位置と第2枢着部の中心位置間の距離をh、第1枢着部の中心位置と第3枢着部の中心位置間の距離をp、作動アームが保持する物体の重量と当該作動アームの自重を合わせた総重量に等価な荷重をW、前記荷重Wの作動アーム上の作用点と第1枢着部の中心位置間の距離をL、作動シリンダ内のピストンの受圧面積をS1、補償シリンダ内のピストンの受圧面積をS2とするとき、前記ばね部材は、そのばね定数が(S2/S1)2 (WL/ph)であり、且つ、第2枢着部の中心位置と第3枢着部の中心位置間の距離がLSのときに、自然長より(S1/S2)LSだけ弾性変形しているとともに、前記作動シリンダと補償シリンダの少なくとも一方は、相互に管路で連結されている側と反対側のポートが駆動用流体回路と駆動用管路を介して連結され、前記駆動用流体回路から前記ポートに連通するシリンダ室内に作動流体を給排出することにより作動アームが駆動されることを特徴とする荷重補償装置。
- 支持体と、前記支持体に一方の端部が第1枢着部で回動自在に支持された作動アームと、前記作動アームの長手方向途中位置に第3枢着部で回動自在に連結された作動シリンダと、前記作動シリンダ内に嵌挿されたピストンを有し、第1枢着部から前記支持体の鉛直上方に離間した定位置に、第2枢着部で回動自在に支持されたピストンロッドと、前記作動アームから離して設けられ、前記作動シリンダと管路で連結されて前記管路を通る作動流体を介して、前記作動シリンダのピストンと連動するピストンが嵌挿された補償シリンダと、前記補償シリンダのシリンダ室内のピストンを直接、もしくは当該ピストンのピストンロッドを介して付勢し、これに連動する前記作動シリンダのピストンロッドを介して、前記作動アームに負荷される負荷トルクと釣り合う補償トルクを発生させるばね部材を備え、第1枢着部の中心位置と第2枢着部の中心位置間の距離をh、第1枢着部の中心位置と第3枢着部の中心位置間の距離をp、作動アームが保持する物体の重量と当該作動アームの自重を合わせた総重量に等価な荷重をW、前記荷重Wの作動アーム上の作用点と第1枢着部の中心位置間の距離をL、作動シリンダ内のピストンの受圧面積をS1、補償シリンダ内のピストンの受圧面積をS2とするとき、前記ばね部材は、そのばね定数が(S2/S1)2 (WL/ph)であり、且つ、第2枢着部の中心位置と第3枢着部の中心位置間の距離がLSのときに、自然長より(S1/S2)LSだけ弾性変形しているとともに、前記作動シリンダと補償シリンダの少なくとも一方は、相互に管路で連結されている側と反対側のポートが駆動用流体回路と駆動用管路を介して連結され、前記駆動用流体回路から前記ポートに連通するシリンダ室内に作動流体を給排出することにより作動アームが駆動されることを特徴とする荷重補償装置。
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