JPS6288008A - 多自由度空間微動機構 - Google Patents
多自由度空間微動機構Info
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- JPS6288008A JPS6288008A JP22700285A JP22700285A JPS6288008A JP S6288008 A JPS6288008 A JP S6288008A JP 22700285 A JP22700285 A JP 22700285A JP 22700285 A JP22700285 A JP 22700285A JP S6288008 A JPS6288008 A JP S6288008A
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
- B23Q1/50—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/54—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
- B23Q1/545—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only comprising spherical surfaces
- B23Q1/5462—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only comprising spherical surfaces with one supplementary sliding pair
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
- B23Q1/36—Springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
- B25J9/0015—Flexure members, i.e. parts of manipulators having a narrowed section allowing articulation by flexion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は空間的な動きを行う多自由度機構に係り、とく
にサブミクロンオーダの精度にて位置決めするのに好適
な多自由度空間微動機構に関するものである。
にサブミクロンオーダの精度にて位置決めするのに好適
な多自由度空間微動機構に関するものである。
従来、空間的な動きを行なう多自由度機構に関しては、
たとえば、ヤングおよびり−によるrフィーシビリテイ
スタデイオブアプラットフォームタイプオブロボティ
ックマニピュシーターズフロムアキネマチック ビュー
ポイント(F easibiHty S tudy
of a P 1atfor11Type of
Robotic Manipulators
fro+a aKina+5atic Viewp
oint) J ASMEペーパ83−D E T −
35,1983にスチュアート・プラットフォームにつ
いて論ぜられている。この論文には、たとえば第7図に
示す如く、ベース1と移動台2とを6個のリンク31乃
至36によって連結されており。
たとえば、ヤングおよびり−によるrフィーシビリテイ
スタデイオブアプラットフォームタイプオブロボティ
ックマニピュシーターズフロムアキネマチック ビュー
ポイント(F easibiHty S tudy
of a P 1atfor11Type of
Robotic Manipulators
fro+a aKina+5atic Viewp
oint) J ASMEペーパ83−D E T −
35,1983にスチュアート・プラットフォームにつ
いて論ぜられている。この論文には、たとえば第7図に
示す如く、ベース1と移動台2とを6個のリンク31乃
至36によって連結されており。
これら6個のリンク31乃至36は夫々中央部のアクチ
ュエータ41乃至46にて長さ方向を調整可能になって
おり、かつ両端部とベース1および移動台2とを球対偶
51a、51b乃至56a、56bを介して連結し、移
動台2の空間的な位置および姿勢を自由に変化可能に構
成されたものと略同様なものが記載されている。
ュエータ41乃至46にて長さ方向を調整可能になって
おり、かつ両端部とベース1および移動台2とを球対偶
51a、51b乃至56a、56bを介して連結し、移
動台2の空間的な位置および姿勢を自由に変化可能に構
成されたものと略同様なものが記載されている。
しかるに上記の多自由度空間移動機構に使用されている
球対偶51a乃至56aおよび51b乃至56bの構成
では、球部の外周面とこの外周面を摺動する摺動面との
間の間隙および両者の加工誤差などにより、たとえアク
チュエータ41乃至46を高精度に形成してこれに接続
するリンク31乃至36の端部の球対偶51a、51b
乃至56a、56bの球部の軸心方向位置を一定に保持
させたとしても球部の中心位置と、これの外周面を摺動
する摺動面すなわちベース1もしくは移動台2の揺動中
心位置との間にズレを発生する。そのため、サブミクロ
ンオーダの精度で移動台2の位置および姿勢を制御する
ことが困難である。
球対偶51a乃至56aおよび51b乃至56bの構成
では、球部の外周面とこの外周面を摺動する摺動面との
間の間隙および両者の加工誤差などにより、たとえアク
チュエータ41乃至46を高精度に形成してこれに接続
するリンク31乃至36の端部の球対偶51a、51b
乃至56a、56bの球部の軸心方向位置を一定に保持
させたとしても球部の中心位置と、これの外周面を摺動
する摺動面すなわちベース1もしくは移動台2の揺動中
心位置との間にズレを発生する。そのため、サブミクロ
ンオーダの精度で移動台2の位置および姿勢を制御する
ことが困難である。
本発明は前記従来の欠点を除去し、簡単な構成で小形化
を可能としかつ移動台の位置および姿勢をサブミクロン
オーダの精度で制御可能とする多自由度空間微動機構を
提供することにある。
を可能としかつ移動台の位置および姿勢をサブミクロン
オーダの精度で制御可能とする多自由度空間微動機構を
提供することにある。
本発明はi「記の目的達成するため、ベースおよび移動
台と長さ方向調整機構を有する複数個のリンクの両端部
とを一体に連結し、上記複数個のリンク両端部付近に上
記ベースおよび移動台よりも剛性を低くして球対偶機能
を有する接続部を設けたことを特徴とするものである。
台と長さ方向調整機構を有する複数個のリンクの両端部
とを一体に連結し、上記複数個のリンク両端部付近に上
記ベースおよび移動台よりも剛性を低くして球対偶機能
を有する接続部を設けたことを特徴とするものである。
以下1本発明の一実施例を示す第1図および第2図につ
いて説明する。第1図は本発明による多自由度空間微動
機構を示す斜視図、第2図は第1図に示す接続部の拡大
図、第3図は第1図に示すアクチュエータの拡大断面図
である。
いて説明する。第1図は本発明による多自由度空間微動
機構を示す斜視図、第2図は第1図に示す接続部の拡大
図、第3図は第1図に示すアクチュエータの拡大断面図
である。
同図において、6はベース、7は移動台、81−a乃至
86aおよび81b乃至86bは2個一対で合計12個
からなるリンクにして、夫々外方先端部を上記ベース6
および移動台7に一体になるように固嵌し、その外方先
端部付近に巾方向中心線0−0′と対称にその両端部に
同一形状をした2個の切欠穴10a、10bを穿設して
これら2個の切欠穴10a。
86aおよび81b乃至86bは2個一対で合計12個
からなるリンクにして、夫々外方先端部を上記ベース6
および移動台7に一体になるように固嵌し、その外方先
端部付近に巾方向中心線0−0′と対称にその両端部に
同一形状をした2個の切欠穴10a、10bを穿設して
これら2個の切欠穴10a。
10b間の巾Wを細く形成し、これによってこの部分の
剛性を上記ベース6および移動台7よりも小さくした接
続部9を有している。11乃至16は6個の7クチユエ
ータにして夫々筒状をしてその一端部を開口し、その他
端部に一方のリンク81a乃至86aまたは81b乃至
86bの後端部を螺着するアクチュエータ本体11a乃
至16aと、このアクチュエータ本体11a乃至16a
内に遊嵌し、外周面に上記アクチュエータ本体11a乃
至16aの内周面に介挿する電極11c乃至16cを固
定する電圧素子11b乃至16bと、この圧電端子11
b乃至16bの外方端部に一端部を接続し、他端部に他
方のリンク81b乃至86bまたは81a乃至86aの
後端部を螺着する取付部lid乃至16dとから形成さ
れ、上記電極11C乃至16cに電圧を印加したとき、
圧電素子11b乃至16b、アクチュエータ本体11a
乃至16aおよび取付部lid乃至16dを介してリン
ク81a乃至86aおよび81b乃至86bの長さを微
動させる如くしている。なお図示していないが各リンク
81a乃至86bおよび81b乃至86bにはその長さ
を検出する変位検出器が取付けられている。
剛性を上記ベース6および移動台7よりも小さくした接
続部9を有している。11乃至16は6個の7クチユエ
ータにして夫々筒状をしてその一端部を開口し、その他
端部に一方のリンク81a乃至86aまたは81b乃至
86bの後端部を螺着するアクチュエータ本体11a乃
至16aと、このアクチュエータ本体11a乃至16a
内に遊嵌し、外周面に上記アクチュエータ本体11a乃
至16aの内周面に介挿する電極11c乃至16cを固
定する電圧素子11b乃至16bと、この圧電端子11
b乃至16bの外方端部に一端部を接続し、他端部に他
方のリンク81b乃至86bまたは81a乃至86aの
後端部を螺着する取付部lid乃至16dとから形成さ
れ、上記電極11C乃至16cに電圧を印加したとき、
圧電素子11b乃至16b、アクチュエータ本体11a
乃至16aおよび取付部lid乃至16dを介してリン
ク81a乃至86aおよび81b乃至86bの長さを微
動させる如くしている。なお図示していないが各リンク
81a乃至86bおよび81b乃至86bにはその長さ
を検出する変位検出器が取付けられている。
本発明による自由度空間微動機構は前記の如く構成され
ているから、移動台2よりリンク81a乃至86aおよ
び81b乃至86bに力が加わると、接続部9が変形し
て第2図に2点鎖線にて示す如く揺動するので、接続部
9はその巾方向中心線○−○′上の中心点を中心点01
にして回ねり対偶を形成する。
ているから、移動台2よりリンク81a乃至86aおよ
び81b乃至86bに力が加わると、接続部9が変形し
て第2図に2点鎖線にて示す如く揺動するので、接続部
9はその巾方向中心線○−○′上の中心点を中心点01
にして回ねり対偶を形成する。
またリンク81a乃至86aおよび81b乃至86bに
その中心線0−o′を中心点01にして回動させる力が
加わると、リンク81a乃至86aおよび81b乃至8
6bは回動するので、接続部9は球対偶を形成する。
その中心線0−o′を中心点01にして回動させる力が
加わると、リンク81a乃至86aおよび81b乃至8
6bは回動するので、接続部9は球対偶を形成する。
さらにアクチュエータ11乃至16によりリンク81a
乃至86aおよび81b乃至86bの長さを微動したと
き、接続部9の巾方向中心線0−○′上の中心点OIを
中心にして曲げられてねじり変形をしつつ移動台7の位
置および姿勢を制御するので、接続部9は前記第7図に
示す球対偶と同一機能を行なう。
乃至86aおよび81b乃至86bの長さを微動したと
き、接続部9の巾方向中心線0−○′上の中心点OIを
中心にして曲げられてねじり変形をしつつ移動台7の位
置および姿勢を制御するので、接続部9は前記第7図に
示す球対偶と同一機能を行なう。
すなわち、上記接続部9は、弾塑性変形によす球対偶の
機能を等価的に実現させることができる。
機能を等価的に実現させることができる。
また弾塑性変形のさい接続部9の中心位置0旨ま常に一
定に保持されるので、高精度で移動台2の位置および姿
勢を制御することができる。
定に保持されるので、高精度で移動台2の位置および姿
勢を制御することができる。
これに加えてベース6、移動台7.リンク81a乃至8
6aおよび81b乃至86b、接続部9がすべて一体に
構成され、アクチュエータ11乃至16にて連結されて
いるので、構成が簡単で小形化にすることができ、かつ
操作が容易である。
6aおよび81b乃至86b、接続部9がすべて一体に
構成され、アクチュエータ11乃至16にて連結されて
いるので、構成が簡単で小形化にすることができ、かつ
操作が容易である。
なお前記の実施例においては、各リンクの接続部を巾方
向に2個の切欠穴にて形成した場合について述べたが、
これに限定されるものでなく、例えば第4図に示す如く
、接続部9′を円形状の細径17にしたり第5図に示す
如くリンク18の接続部9′を間隙18aを有する如く
2個に分割し、これらのリンク18を細径の丸棒18b
にて接続したり。
向に2個の切欠穴にて形成した場合について述べたが、
これに限定されるものでなく、例えば第4図に示す如く
、接続部9′を円形状の細径17にしたり第5図に示す
如くリンク18の接続部9′を間隙18aを有する如く
2個に分割し、これらのリンク18を細径の丸棒18b
にて接続したり。
第6図に示す如く、リンク19の接続部9′にベース6
および移動台7よりも剛性の低い材質から形成された部
材19aを介挿したりすることも可能である。
および移動台7よりも剛性の低い材質から形成された部
材19aを介挿したりすることも可能である。
以上述べたる如く1本発明によれば、ベース。
移動台、リンクおよび接続部がすべて一体に構成され、
アクチュエータにて連結されているので、構成が簡単で
小形化にすることができかつ操作が容易である。
アクチュエータにて連結されているので、構成が簡単で
小形化にすることができかつ操作が容易である。
また上記接続部が弾塑性変形により球対偶の機能を等価
的に実現させることができ、かつ弾塑性変形のさい、接
続部の中心位置を常に一定に保持することができるので
、サブミクロンオーダの精度で移動台の位置および姿勢
を制御することができる。
的に実現させることができ、かつ弾塑性変形のさい、接
続部の中心位置を常に一定に保持することができるので
、サブミクロンオーダの精度で移動台の位置および姿勢
を制御することができる。
図面のWJ、iiLな説明
第1図は本発明の一実施例を示す多自由度空間微動機構
の斜視図、第2図は第1図に示す接続部の拡大図、第3
図は第1図に示すアクチュエータの拡大断面図、第4図
は第1図に示す接続部の他の一実施例を示す斜視図、第
5図は第1図に示す接続部のさらに他の一実施例を示す
斜視図、第6図は第1図に示す接続部のさらに他の一実
施例を示す斜視図、第7図は従来の多自由度空間移動機
構を示す斜視図である。
の斜視図、第2図は第1図に示す接続部の拡大図、第3
図は第1図に示すアクチュエータの拡大断面図、第4図
は第1図に示す接続部の他の一実施例を示す斜視図、第
5図は第1図に示す接続部のさらに他の一実施例を示す
斜視図、第6図は第1図に示す接続部のさらに他の一実
施例を示す斜視図、第7図は従来の多自由度空間移動機
構を示す斜視図である。
1.6・・・ベース、2,7・・・移動台、31〜36
.81a 〜86 a 、 81 b −86b−リン
ク、 11=−16,41〜46・・・アクチュエータ
、51a〜56b、 51b〜56b・・・球対偶、9
.9’、9’、9”−・・接続部、10a、 10b−
切欠穴。
.81a 〜86 a 、 81 b −86b−リン
ク、 11=−16,41〜46・・・アクチュエータ
、51a〜56b、 51b〜56b・・・球対偶、9
.9’、9’、9”−・・接続部、10a、 10b−
切欠穴。
11〜16・・・アクチュエータ。
代理人弁理士 秋 本 正 実
弟 1 図
第 2 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ベースおよび移動台と長さ方向調整機構を有する複
数個のリンクの両端部を一体に連結し、上記複数個のリ
ンクの両端部付近に上記ベースおよび移動台よりも剛性
を低くして球対偶機能を有する接続部を設けたことを特
徴とする多自由度空間微動機構。 2、前記長さ方向調整機構は圧電素子に設けた電極に電
圧を印加したとき、圧電で素子が長さ方向に微動するよ
うに構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の多自由度空間微動機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60227002A JPH06105416B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 多自由度空間微動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60227002A JPH06105416B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 多自由度空間微動機構 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6288008A true JPS6288008A (ja) | 1987-04-22 |
JPH06105416B2 JPH06105416B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=16853967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60227002A Expired - Lifetime JPH06105416B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 多自由度空間微動機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06105416B2 (ja) |
Cited By (6)
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JPS63305410A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-13 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 微細位置決め装置 |
WO2002045903A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Renault Automation Comau | Machine-outil notamment a architecture parallele adoptant des articulations a deformation |
WO2007069667A1 (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Tokyo Institute Of Technology | 弾性関節装置 |
JP2009237535A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Hon Hai Precision Industry Co Ltd | 撮像装置 |
CN107414787A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-12-01 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种可防止支腿自转的6‑sps构型六自由度并联平台 |
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JPS5052230A (ja) * | 1973-09-01 | 1975-05-09 | ||
JPS588052A (ja) * | 1981-07-07 | 1983-01-18 | Sumitomo Chem Co Ltd | フエニルイソシアネ−ト化合物の製造法 |
JPS6052230A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-25 | Omron Tateisi Electronics Co | 微動ステ−ジ機構 |
JPS60155394A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-15 | 住友電気工業株式会社 | ロボツトの手首機構 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60227002A patent/JPH06105416B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
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WO2002045903A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Renault Automation Comau | Machine-outil notamment a architecture parallele adoptant des articulations a deformation |
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WO2007069667A1 (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Tokyo Institute Of Technology | 弾性関節装置 |
JP2009237535A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Hon Hai Precision Industry Co Ltd | 撮像装置 |
CN107414787A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-12-01 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种可防止支腿自转的6‑sps构型六自由度并联平台 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06105416B2 (ja) | 1994-12-21 |
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