JPS62173188A - マニピユレ−タ - Google Patents
マニピユレ−タInfo
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- JPS62173188A JPS62173188A JP62009166A JP916687A JPS62173188A JP S62173188 A JPS62173188 A JP S62173188A JP 62009166 A JP62009166 A JP 62009166A JP 916687 A JP916687 A JP 916687A JP S62173188 A JPS62173188 A JP S62173188A
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- Japan
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- main axis
- arms
- manipulator
- motor
- arm
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Links
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- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
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- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
- B25J9/1065—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms
- B25J9/107—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms of the froglegs type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はロッド機構によって変位自在の端作動具をもち
、前記ロッド機構は4個の変位自在のアームをもち、そ
のうちの2個のアームは2個のアームの各々用の個別の
駆動装置によって主軸線の回りに回動でき、前記主軸線
はロッド機構の4個のアームのうちの少なくとも2個の
アームの変位が行われる平面に対して直角に延在してい
る如きマニピュレータに関するものである。
、前記ロッド機構は4個の変位自在のアームをもち、そ
のうちの2個のアームは2個のアームの各々用の個別の
駆動装置によって主軸線の回りに回動でき、前記主軸線
はロッド機構の4個のアームのうちの少なくとも2個の
アームの変位が行われる平面に対して直角に延在してい
る如きマニピュレータに関するものである。
ジョン・ハートレイ著“日本におけるフレキシブルオー
トメーション”1984年発行、74〜75頁、l5B
N3−540−13499−9、及び日本草加市在のペ
ンチル・コンパニー・リミテッド、1982年発行のパ
ンツレフト、カタログ& L ’ 82−10−3−0
00+から既知の上記の種類のマニピュレータ(ロボッ
ト)においては、比較的長いいわゆる後アームと、比較
的短いいわゆる前アームを成すロッド機構の部分は個々
のモータによって駆動され、そのモータの位置は端作動
具に面する垂直コラムの側に常にある。このコラムの中
心軸線はマニピュレータの前記主軸線を成す。バナナ形
の作業スペース全体がおおわれるようにするためには、
二個の順次に又は同時に付勢できる直流モータは不同の
角速度で駆動される必要がある。一方のモータは後アー
ムの絶対回転用のみに使用し、他方のモータは後アーム
に対して前アームを相対回転させるためのみに使う。
トメーション”1984年発行、74〜75頁、l5B
N3−540−13499−9、及び日本草加市在のペ
ンチル・コンパニー・リミテッド、1982年発行のパ
ンツレフト、カタログ& L ’ 82−10−3−0
00+から既知の上記の種類のマニピュレータ(ロボッ
ト)においては、比較的長いいわゆる後アームと、比較
的短いいわゆる前アームを成すロッド機構の部分は個々
のモータによって駆動され、そのモータの位置は端作動
具に面する垂直コラムの側に常にある。このコラムの中
心軸線はマニピュレータの前記主軸線を成す。バナナ形
の作業スペース全体がおおわれるようにするためには、
二個の順次に又は同時に付勢できる直流モータは不同の
角速度で駆動される必要がある。一方のモータは後アー
ムの絶対回転用のみに使用し、他方のモータは後アーム
に対して前アームを相対回転させるためのみに使う。
既知のマニピュレータでは、ロッド機構、モータ、モー
タを下げるためのヨーク、端作動具及び負荷の全質量が
片側からコラムに作用するため、コラムは比較的大きな
曲げモーメントを及ぼされるために比較的重量のある構
造としなければならない。更に後アームに連結されたモ
ータの電力は、ロッド機構、モータ端作動具、モータを
下げるためのヨーク及び負荷の全質量が変位するため比
較的高くなければならない。最後に、所要の運動に必要
とされるコンピュータプログラムは比較的複雑になる。
タを下げるためのヨーク、端作動具及び負荷の全質量が
片側からコラムに作用するため、コラムは比較的大きな
曲げモーメントを及ぼされるために比較的重量のある構
造としなければならない。更に後アームに連結されたモ
ータの電力は、ロッド機構、モータ端作動具、モータを
下げるためのヨーク及び負荷の全質量が変位するため比
較的高くなければならない。最後に、所要の運動に必要
とされるコンピュータプログラムは比較的複雑になる。
これは端作動具の位置決めのために円柱座標を使用でき
ないからである。
ないからである。
本発明の目的は、質量分布が最適であり、モータ電力が
比較的低く、しかも円柱座標に基づく制御プログラムを
使用できるマニピュレータを提供することにある。
比較的低く、しかも円柱座標に基づく制御プログラムを
使用できるマニピュレータを提供することにある。
この目的を達成するため本発明はマニピュレータが前記
主軸線に対して直角をなす横断面において環状を成す作
業スペースをもち、前記主軸線の回りに回動する2個の
アームは同じ長さをもち、これらの2個のアーム用の同
時に作動せしめられる個々の駆動装置は1つの作動駆動
装置に統合されていると共に、主軸線の回りの前記2個
のアームの等しい反対向きの角速度で主軸線に対する端
作動具の径方向の変位を生ぜしめかつ主軸線の回りの同
じ方向における2個のアームの等しい角速度で主軸線の
回りの端作動具の円形変位を生ぜしめるよう構成した点
に特徴を有する。
主軸線に対して直角をなす横断面において環状を成す作
業スペースをもち、前記主軸線の回りに回動する2個の
アームは同じ長さをもち、これらの2個のアーム用の同
時に作動せしめられる個々の駆動装置は1つの作動駆動
装置に統合されていると共に、主軸線の回りの前記2個
のアームの等しい反対向きの角速度で主軸線に対する端
作動具の径方向の変位を生ぜしめかつ主軸線の回りの同
じ方向における2個のアームの等しい角速度で主軸線の
回りの端作動具の円形変位を生ぜしめるよう構成した点
に特徴を有する。
ロッド機構を全体で2πラジアン(時計方向のπラジア
ンと反時計方向のπラジアンの合計)にわたり主軸線の
回りに回動させ、従って駆動装置に必要な結線によって
妨げられずに管状の作業スペースを使用できるマニピュ
レータの一実施例は、等しい長さの2個の駆動されるア
ームの各々が個々の電気モータに固定され、前記モータ
は主軸線の回りを回動できると共に、固定配置した歯付
リングにピニオンを介して連結し、前記歯付リングの軸
線は主軸線と一致する点に特徴を有する。
ンと反時計方向のπラジアンの合計)にわたり主軸線の
回りに回動させ、従って駆動装置に必要な結線によって
妨げられずに管状の作業スペースを使用できるマニピュ
レータの一実施例は、等しい長さの2個の駆動されるア
ームの各々が個々の電気モータに固定され、前記モータ
は主軸線の回りを回動できると共に、固定配置した歯付
リングにピニオンを介して連結し、前記歯付リングの軸
線は主軸線と一致する点に特徴を有する。
ロッド機構に対する端作動具の回転又は直線運動を、必
要な駆動機構が作業者に危険を及ぼすことなく、簡単な
方法で得ることのできるマニピュレータの他の実施例は
、主軸線の近くにある等しい長さの2個のアームのうち
の少な(とも1つのアームには電気モータを固定してお
り、このモータの出力シャフトは第一の管状アーム内に
配置した第一の歯付ヘルドと第二の管状アーム内に配置
した第二の歯付ベルトを介して端作動具に連結しており
、前記第一管状アームは旋回シャフトによって第二管状
アームに対して回動でき、前記旋回シャフトの軸線は主
軸線と平行であり、第一歯付ベルトと第二歯付ベルトの
動きを連動させるために第一プーリと第二プーリを前記
旋回シャフト上に固定した点に特徴を有する。
要な駆動機構が作業者に危険を及ぼすことなく、簡単な
方法で得ることのできるマニピュレータの他の実施例は
、主軸線の近くにある等しい長さの2個のアームのうち
の少な(とも1つのアームには電気モータを固定してお
り、このモータの出力シャフトは第一の管状アーム内に
配置した第一の歯付ヘルドと第二の管状アーム内に配置
した第二の歯付ベルトを介して端作動具に連結しており
、前記第一管状アームは旋回シャフトによって第二管状
アームに対して回動でき、前記旋回シャフトの軸線は主
軸線と平行であり、第一歯付ベルトと第二歯付ベルトの
動きを連動させるために第一プーリと第二プーリを前記
旋回シャフト上に固定した点に特徴を有する。
比較的簡単に制御できると共に外乱に対して鈍感なマニ
ピュレータの他の実施例は、差動駆動装置が同じ電気的
機械的動力をもつ二個の同時に制御可能の電気モータか
ら成り、一方のモータは主軸線近くにあるロッド機構の
1つのアームに機械的に連結され、主軸線近くにあるロ
ッド機構の他方のアームは他方のモータに機械的に連結
される点に特徴を有する。
ピュレータの他の実施例は、差動駆動装置が同じ電気的
機械的動力をもつ二個の同時に制御可能の電気モータか
ら成り、一方のモータは主軸線近くにあるロッド機構の
1つのアームに機械的に連結され、主軸線近くにあるロ
ッド機構の他方のアームは他方のモータに機械的に連結
される点に特徴を有する。
比較的簡単な、安価な差動駆動装置をもったマニピュレ
ータは、両モータを同じ直流モータとし、これらのモー
タは同じ切換スイッチを介して同じ電流源から給電され
、端作動具の角度変位のために、切換スイッチの異なっ
た極性の位置において両モータは反対向きに付勢される
が、端作動具の径方向の変位のために、切換スイッチの
等しい極性の位置において両モータは同じ向きに付勢さ
れる点に特徴を有する。
ータは、両モータを同じ直流モータとし、これらのモー
タは同じ切換スイッチを介して同じ電流源から給電され
、端作動具の角度変位のために、切換スイッチの異なっ
た極性の位置において両モータは反対向きに付勢される
が、端作動具の径方向の変位のために、切換スイッチの
等しい極性の位置において両モータは同じ向きに付勢さ
れる点に特徴を有する。
以下、本発明を図について説明する。
第1図に示すマニピュレータは垂直支持コラムlをもち
、このコラムの中心線は垂直主軸線3を成す。コラムl
のもつ台5によってマニピュレータは第1図に示してい
ない普通の支持材に固定される。コラムlに主軸線3に
対して直角を成す水平面内に固定配置した第一の歯付リ
ング7を固着している。第一の歯付リング7の下に成る
一定距離をおいて第二の固定した歯付リング9をコラム
1に固定する。歯付リング9は歯付リング7と同形とし
、主軸線3に対して直角を成した水平面内に位置する。
、このコラムの中心線は垂直主軸線3を成す。コラムl
のもつ台5によってマニピュレータは第1図に示してい
ない普通の支持材に固定される。コラムlに主軸線3に
対して直角を成す水平面内に固定配置した第一の歯付リ
ング7を固着している。第一の歯付リング7の下に成る
一定距離をおいて第二の固定した歯付リング9をコラム
1に固定する。歯付リング9は歯付リング7と同形とし
、主軸線3に対して直角を成した水平面内に位置する。
マニピュレータはロッド機構をもち、この機構は管状ア
ーム11.13.15.17の形状の4個の回動自在の
ロッドから構成する(第2図も参照)。アーム13は垂
直の回動軸線19の回りにアーム11に対して回動し、
アーム11は後述する方法で主軸線3の回りに回動する
。またアーム17は垂直回動軸線21の回りにアーム1
5に対して回動し、アーム15は後述する方法で主軸線
3の回りに回動する。アーム13は垂直回動輪線23の
回りにアーム17に対して回動する。4個のアーム11
.13.15.17から成るロード機構のうちアーム1
1と15(後アーム)は同じ長さをもち、比較的長いア
ーム13と17(前アーム)より短い。これらの長い方
のアニムもまた同じ長さをもつ。水平面内にあると共に
主軸線3に対して径方向にあるロッド機構の対角線25
は点Pにおいて主軸線3と交差する。すべてのアーム1
1.13.15.17は主軸線3と直角を成す水平面内
にあって、移動できる。第1図に示す端作動具27(例
えばグリップ)はアーム13.17から下がる。端作動
具27は回動軸線23の回りに回動(φ)し、後述する
方法で主軸線3に対して平行なアーム13.17に対し
て垂直(Z)に変位する。
ーム11.13.15.17の形状の4個の回動自在の
ロッドから構成する(第2図も参照)。アーム13は垂
直の回動軸線19の回りにアーム11に対して回動し、
アーム11は後述する方法で主軸線3の回りに回動する
。またアーム17は垂直回動軸線21の回りにアーム1
5に対して回動し、アーム15は後述する方法で主軸線
3の回りに回動する。アーム13は垂直回動輪線23の
回りにアーム17に対して回動する。4個のアーム11
.13.15.17から成るロード機構のうちアーム1
1と15(後アーム)は同じ長さをもち、比較的長いア
ーム13と17(前アーム)より短い。これらの長い方
のアニムもまた同じ長さをもつ。水平面内にあると共に
主軸線3に対して径方向にあるロッド機構の対角線25
は点Pにおいて主軸線3と交差する。すべてのアーム1
1.13.15.17は主軸線3と直角を成す水平面内
にあって、移動できる。第1図に示す端作動具27(例
えばグリップ)はアーム13.17から下がる。端作動
具27は回動軸線23の回りに回動(φ)し、後述する
方法で主軸線3に対して平行なアーム13.17に対し
て垂直(Z)に変位する。
アーム11は機械的電動装置31をもつ直流モータ29
を固着されており、この電動装置のピニオン33は固定
した歯付リング7と噛合う。アーム15には機械的電動
装置37をもつ直流モータ35を固着しており、この電
動装置37のピニオン39は固定した歯付リング9と噛
合う。モータ29と35は同形であり、機械的伝動装置
31と37、ピニオン33と39も同形である。アーム
11はこれに固定した管形のプラノトフオーム44によ
って回転し、コラム1と主軸線3の回りに玉軸受40.
42によって支持される(第3図参照)。モータ29は
プラントフオーム44上に設ける。モータ35は主軸線
3の回りにモータ29と同様に回動する。第3図に示す
ように、機械的電動装置43をもつ電気モータ41がア
ーム11に固定される。モータ41は、質量慣性とコラ
ム1に加わる曲げモーメントを減らすためにできるだけ
主軸線3に接近させて配置する。ロッド機構は第2図の
位置に対して角度αだけ円形経路に沿って第3図におい
て回動する(第2図参照)。伝動装置43は駆動シャフ
ト47をもち、このシャフトは玉軸受45によってアー
ム11に軸支され、このシャフトに歯付プーリ49を固
定する。第一歯付ベルト51はプーリ49を歯付プーリ
53に連結し、このプーリ53は中空の旋回シャフト5
5上に固着し、このシャフト55は夫々玉軸受57.5
9と玉軸受61.63によってアーム11と13に回動
自在に軸支する。旋回シャフト55に固定した他の歯付
プーリ65は第二の歯付ベルト67によって歯付プーリ
69に連結する(第4図参照)。
を固着されており、この電動装置のピニオン33は固定
した歯付リング7と噛合う。アーム15には機械的電動
装置37をもつ直流モータ35を固着しており、この電
動装置37のピニオン39は固定した歯付リング9と噛
合う。モータ29と35は同形であり、機械的伝動装置
31と37、ピニオン33と39も同形である。アーム
11はこれに固定した管形のプラノトフオーム44によ
って回転し、コラム1と主軸線3の回りに玉軸受40.
42によって支持される(第3図参照)。モータ29は
プラントフオーム44上に設ける。モータ35は主軸線
3の回りにモータ29と同様に回動する。第3図に示す
ように、機械的電動装置43をもつ電気モータ41がア
ーム11に固定される。モータ41は、質量慣性とコラ
ム1に加わる曲げモーメントを減らすためにできるだけ
主軸線3に接近させて配置する。ロッド機構は第2図の
位置に対して角度αだけ円形経路に沿って第3図におい
て回動する(第2図参照)。伝動装置43は駆動シャフ
ト47をもち、このシャフトは玉軸受45によってアー
ム11に軸支され、このシャフトに歯付プーリ49を固
定する。第一歯付ベルト51はプーリ49を歯付プーリ
53に連結し、このプーリ53は中空の旋回シャフト5
5上に固着し、このシャフト55は夫々玉軸受57.5
9と玉軸受61.63によってアーム11と13に回動
自在に軸支する。旋回シャフト55に固定した他の歯付
プーリ65は第二の歯付ベルト67によって歯付プーリ
69に連結する(第4図参照)。
従って旋回シャフト55は一方ではアーム11と13間
の回動自在の連結部として、他方では第一歯付ヘルド5
1と第二歯付ベルト67間の連結部として作用する。第
二歯付ベルト67は歯付ブー!J69と噛合い、このプ
ーリ69は玉軸受71と73によって支持され、ナツト
75と一緒にプーリ69は軸線23の回りにアーム13
に対して回転する(第4図参照)。玉軸受71と73は
アーム13に支持される。内ねじ山77によってナツト
75は外ねじ山付の中空ロッド79と噛合い、このロッ
ド79は回動軸線23に沿って軸線方向に直線移動する
。ロッド79の直線移動中ナツト75は垂直方向に動か
ない。このためモータ41は端作動具27を回動軸線2
3に沿うて直線移動させる。前記端作動具はロッドア9
に固定している。
の回動自在の連結部として、他方では第一歯付ヘルド5
1と第二歯付ベルト67間の連結部として作用する。第
二歯付ベルト67は歯付ブー!J69と噛合い、このプ
ーリ69は玉軸受71と73によって支持され、ナツト
75と一緒にプーリ69は軸線23の回りにアーム13
に対して回転する(第4図参照)。玉軸受71と73は
アーム13に支持される。内ねじ山77によってナツト
75は外ねじ山付の中空ロッド79と噛合い、このロッ
ド79は回動軸線23に沿って軸線方向に直線移動する
。ロッド79の直線移動中ナツト75は垂直方向に動か
ない。このためモータ41は端作動具27を回動軸線2
3に沿うて直線移動させる。前記端作動具はロッドア9
に固定している。
第2図に示すように、アーム15上に固定した電気モー
タ81(第1図参照)は、電気モータ41を歯付プーリ
69に連結した方法と同じ方法で2個の歯付ベルトによ
って歯付プーリ83に連結する。このために用いる2個
の歯付ベルトのうちの1個即ち歯付ベルト82を第4図
に示す。軸線23の回りでアーム17に対して回転する
ようスリーブ91は玉軸受85と87によってプーリ8
3と共に支持される。スリーブ91は3個のローラを内
部に備えるが、第4図にはそのうちの1個のローラ93
のみを示す。ローラ93は中空ロッド79の壁の長手方
向のみぞ95に掛合する。回動輪線23と直角をなす横
断面97で示すように、ロッド79の壁は2個の他の長
手方向のみぞ99と101をもち、これらのみぞにはス
リーブ91上の他の2個のローラ(図示せず)が掛合す
る。
タ81(第1図参照)は、電気モータ41を歯付プーリ
69に連結した方法と同じ方法で2個の歯付ベルトによ
って歯付プーリ83に連結する。このために用いる2個
の歯付ベルトのうちの1個即ち歯付ベルト82を第4図
に示す。軸線23の回りでアーム17に対して回転する
ようスリーブ91は玉軸受85と87によってプーリ8
3と共に支持される。スリーブ91は3個のローラを内
部に備えるが、第4図にはそのうちの1個のローラ93
のみを示す。ローラ93は中空ロッド79の壁の長手方
向のみぞ95に掛合する。回動輪線23と直角をなす横
断面97で示すように、ロッド79の壁は2個の他の長
手方向のみぞ99と101をもち、これらのみぞにはス
リーブ91上の他の2個のローラ(図示せず)が掛合す
る。
回動軸線23の回りにプーリ83が回転すると、回転運
動がローラ93と図示していない2個のローラを介して
スリーブ91によってロッド79とこれに固定した端作
動具27に伝えられる。ロッド79の回転によってナツ
ト75が軸線方向に動くのを防止するために、モータ8
1を付勢したときモータ41も付勢されて、ナツト75
に固定したプーリ69が歯付ベルト51と67によって
回転せしめられる。端作動具27の直線移動はこの端作
動具の回転運動とは無関係である。アーム13は玉軸受
89.90によってアーム17に対して回転する。
動がローラ93と図示していない2個のローラを介して
スリーブ91によってロッド79とこれに固定した端作
動具27に伝えられる。ロッド79の回転によってナツ
ト75が軸線方向に動くのを防止するために、モータ8
1を付勢したときモータ41も付勢されて、ナツト75
に固定したプーリ69が歯付ベルト51と67によって
回転せしめられる。端作動具27の直線移動はこの端作
動具の回転運動とは無関係である。アーム13は玉軸受
89.90によってアーム17に対して回転する。
第2図に矢印で示す端作動具27のいわゆるR(径方向
)変位とθ(角度)変化は差動駆動装置によって起こさ
れる。この駆動装置は特にモータ29、35と共に前述
した(電気)機械的部品のほかに、第5図に示す制御回
路の形をなす電気部品を含む。モータ29.35.41
.81へ電力供給する配線は主としてコラム1内に置く
が、簡単化のためこれは第1〜3図には図示していない
。配線はモータ29.41用のケーブルハーネス103
と、モータ35゜81用のケープルバー ネス105を
もつ。ケーブルハーネス103と105はカバー111
の開口107を通ってコラム1から出てくる。このカバ
ーは玉軸受109(第1〜3図参照)によってコラム1
に対して回転する。ケーブルハーネス103はモータ2
9用の結線113とモータ41用の結線115をもつ。
)変位とθ(角度)変化は差動駆動装置によって起こさ
れる。この駆動装置は特にモータ29、35と共に前述
した(電気)機械的部品のほかに、第5図に示す制御回
路の形をなす電気部品を含む。モータ29.35.41
.81へ電力供給する配線は主としてコラム1内に置く
が、簡単化のためこれは第1〜3図には図示していない
。配線はモータ29.41用のケーブルハーネス103
と、モータ35゜81用のケープルバー ネス105を
もつ。ケーブルハーネス103と105はカバー111
の開口107を通ってコラム1から出てくる。このカバ
ーは玉軸受109(第1〜3図参照)によってコラム1
に対して回転する。ケーブルハーネス103はモータ2
9用の結線113とモータ41用の結線115をもつ。
モータ35と81用の結線は同じ構成とする。モータ結
線を上記のように配置することによって、ロッド機構は
電気結線によって妨害されずに時計方向と反時計方向に
πラジアンの角度にわたり変位することができる。これ
らの結線は更にコラム1中の大部分と管状アーム11.
15のために配置されている。モータ29.35はアー
ム11.15上に設けられていて、ピニオン33.39
が互いに向合い、モータの同じ極性を付勢するとこれら
のアームが端作動具27を径方向に変位させるためお互
いに近づいたり離れたりする。端作動具27の円形変位
はモータ29.35の異なった極性を付勢することによ
り得られる。
線を上記のように配置することによって、ロッド機構は
電気結線によって妨害されずに時計方向と反時計方向に
πラジアンの角度にわたり変位することができる。これ
らの結線は更にコラム1中の大部分と管状アーム11.
15のために配置されている。モータ29.35はアー
ム11.15上に設けられていて、ピニオン33.39
が互いに向合い、モータの同じ極性を付勢するとこれら
のアームが端作動具27を径方向に変位させるためお互
いに近づいたり離れたりする。端作動具27の円形変位
はモータ29.35の異なった極性を付勢することによ
り得られる。
モータ29.35用の第5図に示す制御回路は直流電源
117をもち、この電源は主スィッチ119と2個の二
極切換スイッチ121 と123を経てモータ29と3
5へ接続できる。モータ29は角度センサー125を介
して比較器127に接続し、モータ35は角度センサー
129を介して比較器131に接続する。プロセス制御
器133を介して比較器127は前記切換スイッチ12
1に連結する。同様にして比較器131はプロセス制御
器137を介して二極切換スイッチ123に接続する。
117をもち、この電源は主スィッチ119と2個の二
極切換スイッチ121 と123を経てモータ29と3
5へ接続できる。モータ29は角度センサー125を介
して比較器127に接続し、モータ35は角度センサー
129を介して比較器131に接続する。プロセス制御
器133を介して比較器127は前記切換スイッチ12
1に連結する。同様にして比較器131はプロセス制御
器137を介して二極切換スイッチ123に接続する。
モータ29用の基準値REF29を比較器127に供給
し、モータ35用の基準値REF35を比較器131に
供給する。基準値REF29とREF35は径方向(R
)と円方向(θ)の端作動具27の所望位置を決める。
し、モータ35用の基準値REF35を比較器131に
供給する。基準値REF29とREF35は径方向(R
)と円方向(θ)の端作動具27の所望位置を決める。
モータ41(Z方向)と81 (、φ方向)用の同様の
制御回路は簡略化のため説明を省く。
制御回路は簡略化のため説明を省く。
比較器127と131に供給される基準値RIEF29
とREF35の記号(正又は負)はスイッチ121 と
123の位置を、従っでモータ29と35の回転方向を
決める。基準値REF29とREF35の絶対値はあら
ゆる状況下において等しい。簡略化のため角度センサー
125と129の信号を変換する普通のデータプロセス
は第5図には示さない。
とREF35の記号(正又は負)はスイッチ121 と
123の位置を、従っでモータ29と35の回転方向を
決める。基準値REF29とREF35の絶対値はあら
ゆる状況下において等しい。簡略化のため角度センサー
125と129の信号を変換する普通のデータプロセス
は第5図には示さない。
電気モータ29.35.41.81の代わりに、空気式
又は液圧式モータを使ってもよい。モータ41.81は
、もし簡単な使用のために端作動具のZ及び/又はφ移
動を必要としなければ、省略してもよい。
又は液圧式モータを使ってもよい。モータ41.81は
、もし簡単な使用のために端作動具のZ及び/又はφ移
動を必要としなければ、省略してもよい。
ロッド機構は平行四辺形リンク機構として構成し、その
すべてのアーム11.13.15.17は同じ長さをも
つ。Z軸方向の追加の変位は便利な手段によって例えば
他のコラムによって垂直方向に変位するようコラム1を
配置することによって可能となる。
すべてのアーム11.13.15.17は同じ長さをも
つ。Z軸方向の追加の変位は便利な手段によって例えば
他のコラムによって垂直方向に変位するようコラム1を
配置することによって可能となる。
コラム1は前記他のコラムに沿って入れ子穴に変位自在
とする。上記マニピュレータは頭上の支持材から下げら
れる。上記説明では作業スペースは常に環状(横断面に
おいて)又は管状と仮定したが、これはリング又は管の
一区分から成るものとしてもよい。従って“環状”又は
“管状”という言葉は本文中においては広い意味に解釈
するものとする。作業スペースの形状に因り、マニピュ
レータの向きはもはやその周囲状況には無関係となり、
マニピュレータの据付けの自由度は大きい。
とする。上記マニピュレータは頭上の支持材から下げら
れる。上記説明では作業スペースは常に環状(横断面に
おいて)又は管状と仮定したが、これはリング又は管の
一区分から成るものとしてもよい。従って“環状”又は
“管状”という言葉は本文中においては広い意味に解釈
するものとする。作業スペースの形状に因り、マニピュ
レータの向きはもはやその周囲状況には無関係となり、
マニピュレータの据付けの自由度は大きい。
マニピュレータはモータ41.81をアーム11.15
上にコラム1の近くで固着することによってコラムlに
対する質量分布を最適となした特定の実施例につき説明
したが、モータ41.81は端作動具27の上方でアー
ム13.15の端に配置してもよい。しかしその場合に
は重量分布はあまり有利にならない。
上にコラム1の近くで固着することによってコラムlに
対する質量分布を最適となした特定の実施例につき説明
したが、モータ41.81は端作動具27の上方でアー
ム13.15の端に配置してもよい。しかしその場合に
は重量分布はあまり有利にならない。
前記モータ配置はマニピュレータの質量慣性モーメント
を比較的小さくする。ロッド機構は二重構造を成すため
剛性が比較的高い。特にこの二重ロッド機構をもつため
捩じり剛性が比較的高い。このマニピュレータは、アー
ムの回転角度が比較的大きいにも拘らず、配線は大部分
が内部に配置されるため比較的安全である。この実施例
の場合、θ(円形)運動のためのアーム11と15の回
転角度は時計方向と反時計方向においてπラジアンに等
しく、R−(径方向)運動のための前記角度は士−ラジ
アンに等しい。θ−運動においてはコラム1中の配線は
±πラジアンにわたり回転し、カバー111を一緒に連
れて行く (第3図参照)そのとき配線はコラム1内で
捩じられる。歯付リング7と9はコラム1に対して回転
するよう配置する。この場合、アーム11.15は歯付
リング7゜9に固定し、モータ29と35はコラム1に
固着して、固定状に配置する。しかしアーム11.15
の回転角度は配線のためにそれ程大きくすることはでき
ない。
を比較的小さくする。ロッド機構は二重構造を成すため
剛性が比較的高い。特にこの二重ロッド機構をもつため
捩じり剛性が比較的高い。このマニピュレータは、アー
ムの回転角度が比較的大きいにも拘らず、配線は大部分
が内部に配置されるため比較的安全である。この実施例
の場合、θ(円形)運動のためのアーム11と15の回
転角度は時計方向と反時計方向においてπラジアンに等
しく、R−(径方向)運動のための前記角度は士−ラジ
アンに等しい。θ−運動においてはコラム1中の配線は
±πラジアンにわたり回転し、カバー111を一緒に連
れて行く (第3図参照)そのとき配線はコラム1内で
捩じられる。歯付リング7と9はコラム1に対して回転
するよう配置する。この場合、アーム11.15は歯付
リング7゜9に固定し、モータ29と35はコラム1に
固着して、固定状に配置する。しかしアーム11.15
の回転角度は配線のためにそれ程大きくすることはでき
ない。
両モータ29.35でR−運動とθ−運動が得られると
いう事実に因り、要求される電力は半分になる。それ故
モータは軽い構造のものでもよい。モータ29.35は
同形であるから、丈夫なモジュール構造に構成すること
ができる。マニピュレータは全体として比較的多数の同
じ部品を使用するため、高度にモジュール化される。更
にその構造は対称形であるため極めて簡単である。それ
故マニピュレータの製造、据付け、保守はかなり簡単に
なる。
いう事実に因り、要求される電力は半分になる。それ故
モータは軽い構造のものでもよい。モータ29.35は
同形であるから、丈夫なモジュール構造に構成すること
ができる。マニピュレータは全体として比較的多数の同
じ部品を使用するため、高度にモジュール化される。更
にその構造は対称形であるため極めて簡単である。それ
故マニピュレータの製造、据付け、保守はかなり簡単に
なる。
特に組立用の比較的安価なマニピュレータを量産するこ
とができる。最適条件に合う剛性構造に因り、端作動具
を位置決めするための絶対精度と繰り返し精度は比較的
高い。最後に、マニピュレータの制御プロセッサをプロ
グラミングするのに要する円柱座標との座標変換によっ
て比較的急速で、安価な制御が可能となることは注目す
べきである。
とができる。最適条件に合う剛性構造に因り、端作動具
を位置決めするための絶対精度と繰り返し精度は比較的
高い。最後に、マニピュレータの制御プロセッサをプロ
グラミングするのに要する円柱座標との座標変換によっ
て比較的急速で、安価な制御が可能となることは注目す
べきである。
第1図はマニピュレータの一実施例の側面図、第2図は
第1図のマニピュレータの平面図、第3図は第1.2図
に示すマニピュレータの一部を拡大して示す部分断面立
面図、 第4図は第1図のマニピュレータの端作動具の駆動装置
の断面図、 第5図は第1図のマニピュレータの差動駆動装置の一部
のブロック回路図である。 1・・・垂直支持コラム 3・・・主軸線5・・・
台 7・・・第一歯付リング9・・・
第二歯付リング 11、13.15.17・・・管状アーム19・・・回
動軸線 21.23・・・垂直回動輪線25
・・・対角線 27・・・端作動具29、
35・・・直流モータ 31.37.43・・・伝
動装置33、39・・・ピニオン 40.42.
45・・・玉軸受44・・・プラントフオーム 49
・・・歯付プーリ51・・・第一歯付ベルト 53、65; 69・・・歯付プーリ 55・・・旋回
シャフト67・・・第二歯付ベルト75・・・ナツト7
9・・・中空ロッド 81・・・電気モータ8
2・・・歯付ベルト91・・・スリーブ93・・・ロー
ラ 99.101・・・みぞ103 、1
05・・・ケーブルハーネス111・・・カバー
113 、115・・・結線119・・・主スィ
ッチ 121 、123・・・二極切換スイッチ125・・・
角度センサー 127 、131・・・比較器13
3・・・プロセス制御器 2!3 FIG、4
第1図のマニピュレータの平面図、第3図は第1.2図
に示すマニピュレータの一部を拡大して示す部分断面立
面図、 第4図は第1図のマニピュレータの端作動具の駆動装置
の断面図、 第5図は第1図のマニピュレータの差動駆動装置の一部
のブロック回路図である。 1・・・垂直支持コラム 3・・・主軸線5・・・
台 7・・・第一歯付リング9・・・
第二歯付リング 11、13.15.17・・・管状アーム19・・・回
動軸線 21.23・・・垂直回動輪線25
・・・対角線 27・・・端作動具29、
35・・・直流モータ 31.37.43・・・伝
動装置33、39・・・ピニオン 40.42.
45・・・玉軸受44・・・プラントフオーム 49
・・・歯付プーリ51・・・第一歯付ベルト 53、65; 69・・・歯付プーリ 55・・・旋回
シャフト67・・・第二歯付ベルト75・・・ナツト7
9・・・中空ロッド 81・・・電気モータ8
2・・・歯付ベルト91・・・スリーブ93・・・ロー
ラ 99.101・・・みぞ103 、1
05・・・ケーブルハーネス111・・・カバー
113 、115・・・結線119・・・主スィ
ッチ 121 、123・・・二極切換スイッチ125・・・
角度センサー 127 、131・・・比較器13
3・・・プロセス制御器 2!3 FIG、4
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ロッド機構によって変位自在の端作動具をもち、前
記ロッド機構は4個の変位自在のアームをもち、そのう
ちの2個のアームは2個のアームの各々用の個別の駆動
装置によって主軸線の回りに回動でき、前記主軸線はロ
ッド機構の4個のアームのうちの少なくとも2個のアー
ムの変位が行われる平面に対して直角に延在している如
きマニピュレータにおいて、マニピュレータは前記主軸
線に対して直角をなす横断面において環状を成す作業ス
ペースをもち、前記主軸線の回りに回動する2個のアー
ムは同じ長さをもち、これらの2個のアーム用の同時に
作動せしめられる個々の駆動装置は1つの作動駆動装置
に統合されていると共に、主軸線の回りの前記2個のア
ームの等しい反対向きの角速度で主軸線に対する端作動
具の径方向の変位を生ぜしめかつ主軸線の回りの同じ方
向における2個のアームの等しい角速度で主軸線の回り
の端作動具の円形変位を生ぜしめるよう構成したことを
特徴とするマニピュレータ。 2、等しい長さの2個の駆動されるアームの各々は個々
の電気モータに固定され、前記モータは主軸線の回りを
回動できると共に、固定配置した歯付リングにピニオン
を介して連結し、前記歯付リングの軸線は主軸線と一致
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマニ
ピュレータ。 3、主軸線の近くにある等しい長さの2個のアームのう
ちの少なくとも1つのアームには電気モータを固定して
おり、このモータの出力シャフトは第一の管状アーム内
に配置した第一の歯付ベルトと第二の管状アーム内に配
置した第二の歯付ベルトを介して端作動具に連結してお
り、前記第一管状アームは旋回シャフトによって第二管
状アームに対して回動でき、前記旋回シャフトの軸線は
主軸線と平行であり、第一歯付ベルトと第二歯付ベルト
の動きを連動させるために第一プーリと第二プーリを前
記旋回シャフト上に固定したことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のマニピュレータ。 4、差動駆動装置は同じ電気的機械的動力をもつ二個の
同時に制御可能の電気モータから成り、一方のモータは
主軸線近くにあるロッド機構の1つのアームに機械的に
連結され、主軸線近くにあるロッド機構の他方のアーム
は他方のモータに機械的に連結されることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のマニピュレータ。 5、両モータは同じ直流モータとし、これらのモータは
同じ切換スイッチを介して同じ電流源から給電され、端
作動具の角度変位のために、切換スイッチの異なった極
性の位置において両モータは反対向きに付勢されるが、
端作動具の径方向の変位のために、切換スイッチの等し
い極性の位置において両モータは同じ向きに付勢される
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載のマニピュ
レータ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8600143 | 1986-01-23 | ||
NL8600143A NL8600143A (nl) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | Manipulator met stangenmechanisme. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62173188A true JPS62173188A (ja) | 1987-07-30 |
Family
ID=19847455
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62009166A Pending JPS62173188A (ja) | 1986-01-23 | 1987-01-20 | マニピユレ−タ |
JP012478U Pending JPH09364U (ja) | 1986-01-23 | 1996-12-06 | マニピュレータ |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP012478U Pending JPH09364U (ja) | 1986-01-23 | 1996-12-06 | マニピュレータ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4874286A (ja) |
EP (1) | EP0232930B1 (ja) |
JP (2) | JPS62173188A (ja) |
DE (1) | DE3788234T2 (ja) |
NL (1) | NL8600143A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03281183A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-11 | Ulvac Japan Ltd | 多関節搬送装置 |
Families Citing this family (8)
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---|---|---|---|---|
NL8701183A (nl) * | 1987-05-18 | 1988-12-16 | Philips Nv | Aandrijfmechanisme, alsmede manipulator met een dergelijk aandrijfmechanisme. |
US4929146A (en) * | 1987-11-13 | 1990-05-29 | U.S. Philips Corporation | Manipulator |
US5102280A (en) | 1989-03-07 | 1992-04-07 | Ade Corporation | Robot prealigner |
CH684686A5 (de) * | 1991-10-24 | 1994-11-30 | Rico Ursin Ruffner | Roboter mit direktem Antriebssystem. |
JP2722295B2 (ja) * | 1992-05-22 | 1998-03-04 | ファナック株式会社 | 小軌跡加工装置 |
FR2716400B1 (fr) * | 1994-02-22 | 1996-04-26 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Dispositif manipulateur, à structure parallèle, pour déplacer un objet dans un espace de travail cylindrique. |
US6057662A (en) * | 1998-02-25 | 2000-05-02 | Applied Materials, Inc. | Single motor control for substrate handler in processing system |
US11633848B2 (en) * | 2019-07-31 | 2023-04-25 | X Development Llc | Independent pan of coaxial robotic arm and perception housing |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2583720A (en) * | 1949-03-16 | 1952-01-29 | Cons Electric Company | Follow-up apparatus and system |
JPS5275760A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-25 | Hitachi Ltd | Manipulator joints mechanism |
FR2398347A1 (fr) * | 1977-07-19 | 1979-02-16 | Crouzet Sa | Perfectionnements aux robots |
EP0014768B1 (de) * | 1979-02-15 | 1981-09-30 | INDUSTRIE-WERKE KARLSRUHE AUGSBURG Aktiengesellschaft Zweigniederlassung Keller & Knappich | Vorrichtung zum Handhaben eines an einem Ausleger schwenk- und drehbar angeordneten Werkzeuges |
JPS569191A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-30 | Motoda Denshi Kogyo Kk | Robot arm mechanism |
JPS5656396A (en) * | 1979-10-12 | 1981-05-18 | Hiroshi Makino | Robot for assembly |
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JPS58146690U (ja) * | 1982-03-25 | 1983-10-03 | 株式会社三協精機製作所 | 工業用ロボツトのヘツド |
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JPS59134690A (ja) * | 1983-01-24 | 1984-08-02 | 三菱電機株式会社 | 多関節型ア−ク溶接ロボツト |
JPS6036192U (ja) * | 1983-08-18 | 1985-03-12 | シルバー精工株式会社 | 産業用ロボット |
US4596509A (en) * | 1983-08-29 | 1986-06-24 | Kabushiki Kaisha Myotoku | Apparatus for moving and stopping tools |
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US4712971A (en) * | 1985-02-13 | 1987-12-15 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Control arm assembly |
JPH05231456A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-07 | Tokai Rubber Ind Ltd | 摺動ブッシュ |
-
1986
- 1986-01-23 NL NL8600143A patent/NL8600143A/nl not_active Application Discontinuation
-
1987
- 1987-01-19 DE DE3788234T patent/DE3788234T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-01-19 EP EP87200075A patent/EP0232930B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-20 JP JP62009166A patent/JPS62173188A/ja active Pending
-
1988
- 1988-05-20 US US07/198,618 patent/US4874286A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-12-06 JP JP012478U patent/JPH09364U/ja active Pending
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---|---|---|---|---|
JPH03281183A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-11 | Ulvac Japan Ltd | 多関節搬送装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4874286A (en) | 1989-10-17 |
EP0232930A1 (en) | 1987-08-19 |
NL8600143A (nl) | 1987-08-17 |
DE3788234D1 (de) | 1994-01-05 |
DE3788234T2 (de) | 1994-05-19 |
JPH09364U (ja) | 1997-06-24 |
EP0232930B1 (en) | 1993-11-24 |
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