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
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- 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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|---|---|---|---|---|
| JPS63226709A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 微細位置決め装置 |
| 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 |
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-
1985
- 1985-10-14 JP JP60227002A patent/JPH06105416B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH06105416B2 (ja) | 1994-12-21 |
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