JPH08245190A - 昇降装置 - Google Patents

昇降装置

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JPH08245190A
JPH08245190A JP4970295A JP4970295A JPH08245190A JP H08245190 A JPH08245190 A JP H08245190A JP 4970295 A JP4970295 A JP 4970295A JP 4970295 A JP4970295 A JP 4970295A JP H08245190 A JPH08245190 A JP H08245190A
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JP
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link mechanism
link
ball screw
drive
upper frame
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JP4970295A
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Hiroshi Shindo
弘 進藤
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ティーチングを容易に行うことのできる昇降
装置を提供することを目的とする。 【構成】 上部フレーム21と下部フレーム22との間
に、上下方向に伸縮自在なパンタグラフ式のリンク機構
23を設け、このリンク機構23を伸縮駆動させる駆動
機構24を、上下方向に軸線を有するボールネジ41
と、これを回転駆動させる駆動モータ40と、リンク機
構23に回転自在に連結されるとともにボールネジ41
に沿って移動する移動部材42とから構成し、これらボ
ールネジ41と駆動モータ40とを、上部フレーム21
に水平方向スライド移動自在に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の搬送装置等に備
えられて、各種物品を昇降させるのに用いて好適な昇降
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、工場の組立ライン等においては、
レールに沿って移動する搬送装置等、各種の搬送装置に
より各種物品の搬送を行うことが一般に行われている。
【0003】このような搬送装置において、物品を上面
に搭載したり下方に吊り下げたりして昇降させる昇降装
置として、例えば以下に示すような構成のものがある。
図8に示すように、昇降装置1は、上部フレーム2と下
部フレーム3との間に、上下方向に伸縮自在なリンク機
構4が備えられ、さらにこのリンク機構4を伸縮駆動さ
せるための駆動機構としてギヤードモータ5が備えられ
た概略構成となっている。
【0004】リンク機構4はパンタグラフ式とされ、上
下方向に複数節の単位リンク6,6,…が連結された構
成とされている。各単位リンク6は、リンク部材7aと
リンク部材7bとが、互いにその中央部において互いに
交差して回転自在に連結されている。そして、互いに上
下に位置する各単位リンク6は、リンク部材7a,7b
の上下端部で回転自在に連結されている。このリンク機
構4の最上部に位置する単位リンク6aと、最下部に位
置する単位リンク6bは、それぞれ、一方のリンク部材
7aが上部フレーム2あるいは下部フレーム3に直接回
転自在に連結され、他方のリンク部材7bが、上部フレ
ーム2あるいは下部フレーム3に設けられたスライドレ
ール8に沿って水平方向にスライド移動自在とされたス
ライド部材9に回転自在に連結されている。
【0005】このようなリンク機構4を伸縮駆動させる
前記ギヤードモータ5は、その駆動軸5aが、上部フレ
ーム2に回転自在に連結された最上部の単位リンク6a
のリンク部材7aに一体に固定されている。そしてこの
ような昇降装置1の例えば下部フレーム3には、搬送す
べき物品を支持するための図示しないチャック等の各種
の支持機構が備えられるようになっている。
【0006】上記構成の昇降装置1では、ギヤードモー
タ5の駆動軸5aを回転駆動させると、これにともなっ
て最上部の単位リンク6aのリンク部材7aが揺動し、
これによってリンク機構4全体が上下方向に伸縮駆動し
て、下部フレーム3に備えた前記支持機構(図示なし)
で支持した物品を昇降することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の昇降装置1には、以下のような問題が存
在する。すなわち、昇降装置1では、リンク機構4を伸
縮駆動させるときに、その昇降量、言い換えればリンク
機構4の伸縮量と、ギヤードモータ5の駆動軸5aの回
転角度とが正比例しない構造となっている。これを、よ
り詳しく説明すると、駆動軸5aの回転角度をθ、各リ
ンク部材7の長さをL、リンク機構4を構成する単位リ
ンク6の数をnとしたときに、昇降装置1全体の伸縮量
Sは、 S=n×L×sinθ となり、昇降装置1の伸縮量Sと、ギヤードモータ5の
駆動軸5aの回転角度θとは比例しない。
【0008】このような理由から、特に、昇降装置1の
作動ストロークを任意に変化させるよう制御する場合
に、ギヤードモータ5の作動量の設定が難しく、昇降装
置1のティーチングに手間がかかるという問題がある。
【0009】本発明は、以上事情に鑑みてなされたもの
で、ティーチングを容易に行うことのできる昇降装置を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る昇降装置
は、物品を昇降させる昇降装置であって、上記昇降装置
が、上部フレームと、下部フレームと、これら上部フレ
ームと下部フレームとの間に設けられて上下方向に沿っ
て伸縮自在なパンタグラフ式のリンク機構と、上記リン
ク機構を伸縮駆動させる駆動機構とを備え、上記駆動機
構が、上記リンク機構に回転自在に接続されるとともに
上下方向に移動可能な駆動部を備えるとともに、上記上
部フレームと下部フレームのいずれか一方に上記リンク
機構の水平方向への伸縮方向にスライド移動自在に設け
られていることを特徴としている。
【0011】請求項2に係る昇降装置は、請求項1記載
の昇降装置において、前記駆動機構が、駆動モータと、
前記リンク機構の伸縮方向と平行な軸線を有し、上記駆
動モータによって回転駆動されるボールネジと、前記リ
ンク機構に連結されて、上記ボールネジの回転によりそ
の軸線方向に移動する移動部材とを備えるとともに、上
記駆動モ−タとボールネジとが前記上部フレームと下部
フレームのいずれか一方にスライド移動自在に設けられ
ていることを特徴としている。
【0012】請求項3に係る昇降装置は、請求項1また
は2記載の昇降装置において、前記駆動機構が前記上部
フレームの下面側または前記下部フレームの上面側に設
けられていることを特徴としている。
【0013】
【作用】請求項1記載の昇降装置では、駆動機構の駆動
部を上下方向へ移動させるとリンク機構が上下方向に伸
縮し、その伸縮長は駆動部の移動量に比例する。また、
リンク機構が上下方向へ伸縮すると、リンク機構と駆動
部との接続部はリンク機構の水平方向への伸縮方向へ移
動し、それに伴って駆動機構は、上部フレームまたは下
部フレームに沿ってリンク機構の水平方向への伸縮方向
にスライド移動する。
【0014】請求項2記載の昇降装置では、駆動モータ
を駆動させるとボールネジが回転駆動され、リンク機構
に連結した移動部材が上下方向に移動して、リンク機構
が伸縮する。このとき、リンク機構の伸縮とともにリン
ク機構を構成するリンク部材が回動すると、これに伴っ
て駆動モータとボールネジとがリンク機構の水平方向へ
の伸縮方向にスライド移動する。
【0015】請求項3記載の昇降装置では、駆動機構を
上部フレームの下面側または下部フレームの上面側に設
ける構成とした。これによって、昇降装置を、上下に突
起物のないコンパクトな構造とすることができる。
【0016】
【実施例】
A.実施例の構成 以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明す
る。ここでは、例えば、ダンボール等の物品を上下方向
だけでなく水平方向にも移動させるための搬送装置に、
本発明に係る昇降装置を適用する場合の実施例を用いて
説明する。図1ないし図7は、本発明に係る昇降装置を
適用して構成した搬送装置を示すものである。図1に示
すように、搬送装置10は、工場等の天井付近に、水平
一軸方向に伸びる一対のX軸レール11,11と、これ
らと直交して水平方向に延びるY軸レール12と、この
Y軸レール12に沿って走行する台車部13と、この台
車部13の下面に備えられて、ダンボール等、搬送すべ
き物品(以下、「搬送物」と称する)を保持するための
ハンドリング部14とから概略構成されている。
【0017】X軸レール11,11は、例えばI型鋼か
らなり、工場のフロアに立てられた主柱15,15の上
面に互いに平行となるように固定されている。そして、
これらX軸レール11,11には、図示しないローラを
備えて各X軸レール11に沿って走行移動自在なスライ
ダ17,17が設けられており、これらスライダ17,
17の下面に上記Y軸レール12が設けられている。こ
のようにして、Y軸レール12は、X軸レール11,1
1に沿って走行移動自在となっており、これにより、上
記台車部13は、水平面内で任意の方向に移動自在とな
っている。
【0018】この台車部13の下面に設けられたハンド
リング部14は、例えばチャック機構を備え、ダンボー
ル等の搬送物を把持するハンドリング装置19と、ハン
ドリング装置19を昇降させるため上下方向に伸縮駆動
される昇降装置20とから構成されている。
【0019】図2および図3に示すように、昇降装置2
0は、上記台車部13(図1参照)の下面に取り付けら
れる上部フレーム21と、上記ハンドリング装置19
(図1参照)が下面に取り付けられる下部フレーム22
と、これら上部フレーム21,下部フレーム22間に設
けられて、上下方向に伸縮自在なパンタグラフ式のリン
ク機構23と、このリンク機構23を伸縮駆動させる駆
動機構24とから構成されている。
【0020】上部フレーム21は、ベースプレート25
の下面に、水平方向に互いに平行に延在するガイドレー
ル26,26が一体に形成され、その下方にガイドレー
ル26,26に沿ってスライド移動自在な上部スライド
プレート27が設けられている。一方、下部フレーム2
2は、ベースプレート28の上面にリニアガイド29,
29が一体に設けられ、これらリニアガイド29に、ガ
イドレール30a,30aを備えた下部スライドプレー
ト30が、上記上部スライドプレート27のスライド方
向と平行な水平方向にスライド移動自在に設けられてい
る。
【0021】また、このような上部フレーム21,下部
フレーム22間の上記リンク機構23は、上下方向に複
数節の単位リンク31,31,…が連結されたパンタグ
ラフ構造とされている。各単位リンク31は、内側リン
ク部材32と、外側リンク部材33とから構成されてい
る。図4(a)および(b)に示すように、内側リンク
部材32は、互いに平行に延在してそれぞれ内側に補強
リブ35aを有する断面視略T字状のバー35,35
と、これと直交する断面視略十字状の連結材36,3
6,…とが一体に形成され、これによって、略梯子状の
外観形状をなしている。
【0022】一方、図2および図3に示すように、外側
リンク部材33は、内側リンク部材32の両側にそれぞ
れ配置された、外側に補強リブ37aを有した断面視略
T字状の一対のバー37および37により構成されてい
る。そして、このような内側リンク部材32と外側リン
ク部材33は、それぞれの長さ方向中央部において交差
し、連結ピン38,38によって互いに回転自在に連結
されている。
【0023】そして、互いに上下に位置する単位リンク
31,31の連結部においては、上側に位置する単位リ
ンク31の内側リンク部材32の下端部と、下側に位置
する単位リンク31の外側リンク部材33の上端部と
が、連結ピン39,39によって回転自在に連結されて
いる。また、上側に位置する単位リンク31の外側リン
ク部材33の下端部と、下側に位置する単位リンク31
の内側リンク部材32の上端部とが、連結ピン39,3
9によって回転自在に連結されている。このようにし
て、互いに上下に位置する単位リンク31,31どうし
が回転自在に連結されている。
【0024】図2に示すように、このようなリンク機構
23の最上部に位置する単位リンク31aは、これを構
成する内側リンク部材32の上端部が、上部フレーム2
1のベースプレート25の下面に設けられたブラケット
25aに、連結ピン39を介して回転自在に連結されて
いる。また、この単位リンク31aを構成する外側リン
ク部材33の上端部は、上記上部フレーム21の上部ス
ライドプレート27のブラケット27aに、連結ピン3
9を介して回転自在に連結されている。
【0025】一方、リンク機構23の最下部に位置する
単位リンク31bは、内側リンク部材32の下端部が、
下部フレーム22の下部スライドプレート30のブラケ
ット30bに連結ピン39を介して回転自在に連結さ
れ、外側リンク部材33の下端部が、下部フレーム22
のベースプレート28のブラケット28aに連結ピン3
9を介して回転自在に連結されている。
【0026】このような構成により、リンク機構23
は、単位リンク31,31,…を構成する内側リンク部
材32,32,…と外側リンク部材33,33,…と
が、各連結ピン38,39の軸回りに回動することによ
って、上下方向に折り畳み伸縮自在となっている。
【0027】上記リンク機構23を伸縮駆動させる上記
駆動機構24は、以下に示すような構成により上部フレ
ーム21に備えられている。すなわち、駆動機構24
は、上部スライドプレート27の下面に固定された駆動
モータ40と、上部スライドプレート27にその上端部
が回動自在に支持されて、鉛直下方に向けて延在するボ
ールネジ41と、このボールネジ41のネジ溝(図示
略)に噛み合い、ボールネジ41の回転にともなってそ
の軸線方向に移動する移動部材(駆動部)42とを備え
ている。
【0028】図5に示すように、駆動モータ40の駆動
軸40aには第一プーリ45が設けられる一方、ボール
ネジ41には第二プーリ46が設けられている。そして
これら第一プーリ45と第二プーリ46との間には、例
えばタイミングベルト47が巻回されている。これによ
って、駆動モータ40の駆動軸40aを回転駆動させる
とボールネジ41が回転する。
【0029】図2および図3に示すように、移動部材4
2は、上記リンク機構23の最上部に位置する単位リン
ク31aの内側リンク部材32の所定の位置に、シャフ
ト48を介して回転自在に連結されている。さらに、ボ
ールネジ41の上端部には、その回転を停止させる保持
用電磁ブレーキ49が備えられている。
【0030】このような構成により、駆動機構24で
は、駆動モータ40でボールネジ41を駆動させると、
移動部材42がボールネジ41の軸線方向、すなわち上
下方向に移動し、これにともなってリンク機構23が伸
縮動することによって、昇降装置20の全長が伸縮し
て、ハンドリング装置19を昇降させる。なお、図6
は、伸縮装置20を最も縮ませた状態を示している。
【0031】ところで、リンク機構23の上下方向の伸
縮時には、最上部の単位リンク31aの内側リンク部材
32が上部フレーム21との連結部の連結ピン39を中
心として回動するので、駆動機構24のシャフト48は
円弧を描いて旋回移動するようになっている。このと
き、駆動モータ40とボールネジ41が上部フレーム2
1の上部スライドプレート27に設けられているので、
シャフト48の旋回移動に従って、これら駆動モータ4
0とボールネジ41は上部スライドプレート27ととも
に水平方向にスライド移動する。したがって、リンク機
構23の伸縮量、すなわち昇降装置20の昇降量は、移
動部材42の上下方向の移動量によって決定されること
になる。
【0032】ここで、リンク機構23の伸縮量と、移動
部材42の移動量との関係について説明する。図7に示
すように、各単位リンク31を構成する内側リンク部材
32と外側リンク部材33を連結する連結ピン38と、
駆動機構24の移動部材42のシャフト48との内側リ
ンク部材32に沿った方向の長さをL1、鉛直方向の離
間寸法をXとする。また、上記連結ピン38と、内側リ
ンク部材32の両端部の連結ピン39,39との、内側
リンク部材32に沿った方向の長さをL、鉛直方向の離
間寸法をBとする。すると、図から明らかなように、 X/L1=B/L という関係が成立する。そこで、レバー比i=L/L1
とし、リンク機構23を構成する単位リンク31の節数
をnとすると、リンク機構23の全長Sは、 S=2・n・B=2・n・i・X となる。ここで、変数は駆動機構24の駆動によって変
化するXのみである。したがって、リンク機構23の全
長は、連結ピン38と移動部材42のシャフト48の鉛
直方向の離間寸法Xに比例している。
【0033】さて、この連結ピン38と移動部材42の
シャフト48との離間寸法Xは、次式で表される。 X=A+Nm・Lb ここで、Aはリンク機構23が最も収縮した状態(スト
ローク0mm)のときの連結ピン38とシャフト48と
の鉛直方向の初期離間寸法(単位mm)、Nmは駆動モ
ータ40の回転数(rps)、Lbはボールネジ41の
リード(mm)である。
【0034】したがって、上記リンク機構23の全長S
は、 S=2・n・Nm・Lb・i+2・n・A・i となる。ここで、変数は駆動モータ40の回転数Nmの
みである。この式から明らかなように、リンク機構23
の全長Sは駆動モータ40の回転数Nmに比例してい
る。
【0035】このように、昇降装置20の昇降量は移動
部材42の移動量に比例しており、その移動量は駆動モ
−タ40の回転数によって決定される。すなわち、昇降
装置20を昇降させるには、駆動モータ40の回転数を
制御して移動部材42の移動量を制御すればよい。
【0036】B.実施例の動作 次に、上記のような構成からなる昇降装置20を備えた
搬送装置10で、搬送すべき物品を搬送する方法につい
て説明する。 なお、図1に示した搬送装置10は、予
め入力された作動プログラムに基づいてシーケンス制御
され、各部が自動的に作動するようになっている。もち
ろん、各部の移動量を入力することによって手動操作す
ることも可能である。
【0037】これには、まず、Y軸レール12をX軸レ
ール11,11に沿って移動させるとともに、台車部1
3をY軸レール12に沿って水平移動させ、ハンドリン
グ部14のハンドリング装置19を、搬送すべきダンボ
ール等の搬送物が積み重ねられている場所の鉛直上方に
位置させる。
【0038】続いて、図2に示した駆動機構24で昇降
装置20のリンク機構23を伸長させて、ハンドリング
装置19を下降させる。そして、最上部に位置するダン
ボールをハンドリング装置19で吸着保持した後、駆動
機構24でリンク機構23を収縮させてダンボールを保
持したハンドリング装置19を上昇させる。
【0039】次いで、Y軸レール12,台車部13を水
平移動させて、ハンドリング装置19を、ダンボールを
降ろすべき所定の位置の鉛直上方に位置させる。続い
て、上記と同様にして、図2に示した駆動機構24でリ
ンク機構23を伸長させてハンドリング装置19を下降
させ、ダンボールを床上に載置した後、ハンドリング装
置19でのダンボールの把持を開放する。そして、駆動
機構24でリンク機構23を収縮させてハンドリング装
置19を上昇させる。
【0040】この後は、Y軸レール12,台車部13を
移動させて、ハンドリング装置19を、次に搬送すべき
ダンボールの上方に移動させた後、上記と同様の動作を
繰り返すことによって、ダンボールを順次搬送する。
【0041】上記搬送装置10の昇降装置20では、駆
動機構24でリンク機構23を伸縮させることによっ
て、ハンドリング装置19を昇降させて搬送物を昇降さ
せることができる。このリンク機構23の伸縮時には、
ボールネジ41に沿って移動部材42が上下方向に移動
してリンク機構23を伸縮させつつ、ボールネジ41と
駆動モータ40とが水平移動する。このとき、ボ−ルネ
ジ41に沿った移動部材42の移動方向とリンク機構2
3の伸縮方向とが平行であるので、移動部材42の移動
量と昇降装置20の昇降量とは比例し、昇降装置20の
昇降量を、移動部材42の上下方向の移動量によって制
御することができる。したがって、昇降装置20を所定
寸法昇降させるときに、そのティーチングを容易かつ正
確に行うことが可能となる。
【0042】特に上記実施例では、駆動機構24が上部
フレーム21の下側に設けられることにより、上部フレ
ーム21と下部フレーム22との間に収められた構成と
なっている。したがって、リンク機構23から駆動機構
24が突出することなく、昇降装置20をコンパクトな
構造にすることができる。
【0043】C.変更例 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、以下の
ように種々の変更が可能である。 上記実施例において、リンク機構23の構成について
はこれに限定するものではなく、パンタグラフ式のもの
であれば、細部の構成などは異なっていても支障はな
く、上記と同様の構成を適用することによって、同様の
効果を奏することが可能である。 上記実施例において、リンク機構23の駆動機構24
としてボールネジ41を備えたが、これに限定するもの
ではなく、上下方向にリンク機構23を駆動し、かつス
ライド移動自在に設けることができるのであれば、例え
ばラックアンドピニオン等、他の機構を用いてもよい。
また、上下にスペースの余裕があるのであれば、例えば
伸縮駆動されるエアシリンダや油圧シリンダ等も用いる
ことが可能である。 上記実施例において、昇降装置20の下方に搬送物を
吊り下げる構成としたが、もちろん、上面に搬送物を搭
載する場合にも適用することができる。また、ハンドリ
ング装置19を搬送すべき搬送物に応じて変更すること
により、いかなる搬送物にも対応することが可能であ
る。 昇降装置20を台車部13に設け、X軸レール11,
Y軸レール12に沿って水平面内で移動自在とする構成
としたが、搬送物を昇降させるのであれば、昇降装置2
0を所定の場所に固定する構成としてもよく、例えば、
段違いに設けられたコンベアを備えた搬送装置の段差部
等にも適用することができ、上記実施例と同様の効果を
奏することが可能である。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動機構を駆動させるとリンク機構が上下方向に伸縮し
つつ、上面に搭載あるいは下方に吊り下げた物品を昇降
させることができる。このとき、駆動機構の駆動方向と
リンク機構の伸縮方向とが平行となっているので、昇降
装置の昇降量をこれと比例関係にある駆動機構の上下方
向の駆動量のみによって制御することができ、昇降装置
のティーチングを容易かつ正確に行うことが可能となる
(請求項1)。
【0045】また、駆動モータと、リンク機構の伸縮方
向と平行な軸線を有したボールネジと、リンク機構に連
結されてボールネジの軸線方向に移動する移動部材とか
ら駆動機構を構成するとともに、駆動モ−タとボールネ
ジとを上部フレームと下部フレームのいずれか一方にス
ライド移動自在に設ける構成としたので、駆動モータを
駆動させるとリンク機構が伸縮するとき、リンク機構の
伸縮方向とボ−ルネジの軸線とが平行であるので、昇降
装置の昇降量をボールネジの回転数によって制御するこ
とが可能となり、昇降装置のティーチングを容易かつ正
確に行うことが可能となる(請求項2)。
【0046】さらに、駆動機構を上部フレームの下面側
または下部フレームの上面側に設ける構成としたので、
昇降装置を上下に突起物のないコンパクトな構造とする
ことができる(請求項3)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の昇降装置を適用して構成した
搬送装置の例を示す斜視図であり、(A)はその平面
図、(B)は側面図である。
【図2】実施例の昇降装置の構造を示す正面図である。
【図3】図2に示す昇降装置の右側面図である。
【図4】実施例の昇降装置を構成するリンク部材を示す
図であって、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図5】実施例の昇降装置の駆動機構を示す平面図であ
る。
【図6】実施例の昇降装置を縮めた状態を示す正面図で
ある。
【図7】実施例の昇降装置の昇降量と駆動機構の移動量
との関係を示す図である。
【図8】従来の昇降装置の構造を示す正面図である。
【符号の説明】
20 昇降装置 21 上部フレ−ム 22 下部フレ−ム 23 リンク機構 24 駆動機構 40 駆動モ−タ 41 ボ−ルネジ 42 移動部材(駆動部)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物品を昇降させる昇降装置であって、上
    記昇降装置は、上部フレームと、下部フレームと、これ
    ら上部フレームと下部フレームとの間に設けられて上下
    方向に沿って伸縮自在なパンタグラフ式のリンク機構
    と、上記リンク機構を伸縮駆動させる駆動機構とを備
    え、 上記駆動機構は、上記リンク機構に回転自在に接続され
    るとともに上下方向に移動可能な駆動部を備えるととも
    に、上記上部フレームと下部フレームのいずれか一方に
    上記リンク機構の水平方向への伸縮方向にスライド移動
    自在に設けられていることを特徴とする昇降装置。
  2. 【請求項2】 前記駆動機構は、駆動モータと、前記リ
    ンク機構の伸縮方向と平行な軸線を有し、前記駆動モー
    タによって回転駆動されるボールネジと、上記リンク機
    構に連結され、上記ボールネジの回転によりその軸線方
    向に移動する移動部材とを備えるとともに、上記駆動モ
    −タとボールネジとが前記上部フレームと下部フレーム
    のいずれか一方にスライド移動自在に設けられているこ
    とを特徴とする請求項1記載の昇降装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動機構は、前記上部フレームの下
    面側または前記下部フレームの上面側に設けられている
    ことを特徴とする請求項1または2記載の昇降装置。
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