KR20150123242A

KR20150123242A - 이차원 이동 닫힌 링크 구조

Info

Publication number: KR20150123242A
Application number: KR1020157023045A
Authority: KR
Inventors: 사토시 혼보
Original assignee: 코마츠 엔티씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2015-11-03
Also published as: WO2014132960A1; US9732787B2; JP2014168825A; JP6040057B2; CN105026113A; US20160003291A1; CN105026113B

Abstract

이동 대상(2)을 평면 내에서 자유롭게 이동 가능하게 지지하는 이차원 이동 닫힌 링크 구조(1)는, 고정 링크(50)와, 고정 링크(50)의 일단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제1 링크(10)와, 제1 링크(10)의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제2 링크(20)와, 제2 링크(20)의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제3 링크(30)와, 제3 링크(30)의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결되고 고정 링크(50)의 타단에 대해서 타단이 회동 자유자재로 연결된 제4 링크(40)를 구비하되, 제2 링크(20)는, 제2 링크(20)가 연결되는 양단의 관절부(21,22)와, 양단의 관절부(21,22)를 일체로 결합하는 바아 부분(23)을 가지고, 제2 링크(20)의 바아 부분(23)에 이동 대상(2)이 배치되어 있다. 이로써 이동 대상의 지지 강성을 확보하여 이동 정밀도를 향상시켜서 넓은 가동범위를 확보할 수 있다.

Description

이차원 이동 닫힌 링크 구조{TWO-DIMENSIONAL MOVEMENT CLOSED-LINK STRUCTURE}

본 발명은 이차원 이동 닫힌(閉) 링크 구조에 관한 것으로 더 자세하게는 이동 대상을 평면 내에서 자유롭게 이동 가능하게 지지하는 이차원 이동 닫힌 링크 구조에 관한 것이다.

종래, 조립 작업이나 반송(搬送) 작업 등에 사용되는 로봇 장치에 적용되는 여러 링크 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1,2). 이들의 링크 장치는, 일반적으로 작업 내용이나 목적에 부합하도록 부하 하중 특성이나 가동 범위가 설정된다.

특허문헌 1에 기재된 링크 구조는, 베이스에 회동 자유자재로 연결된 제1 링크 내지 제4 링크의 4개의 링크로 구성된 닫힌 링크 구조이며, 제2 링크와 제3 링크의 연결 축과 동축(同軸) 상에 핸드(이동 대상)를 지지하고 있다.

특허문헌 2에 기재된 링크 구조는, 고정된 제1 링크에 회동 자유자재로 연결된 제2 링크 내지 제5 링크의 4개의 링크로 구성된 닫힌 링크 구조이며, 제4 링크의 타단과 제5 링크의 타단을 연결 가능하게 해서 연결을 해제한 상태에서 가벼운 작업을 행하고, 연결된 상태에서 가벼운 작업보다 큰 부하 하중을 받을 수 있도록 한다.

일본 특허공개공보 특개평10-193287호 (청구항 1, 도 1) 일본 특허공개공보 특개소60-48276호 (발명의 목적, 청구항 1, 도 1)

그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 링크 구조에서는, 링크의 관절부(조인트부)에서 이동 대상을 지지하고 있어서 이동 대상을 지지한 관절부에 과도한 부하 하중이 작용해서 지지 강성이 부족하여 가벼운 부하의 작업에는 적합하지만, 특히 무거운 부하 작업에서 이동 대상의 지지 강성을 향상시켜서 이동 정밀도를 높이면서 보다 넓은 가동 범위를 확보하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은, 이런 배경을 감안하여 이루어진 것이며, 이동 대상의 지지 강성을 확보하여 이동 정밀도를 향상시키며 넓은 감동 범위를 확보할 수 있는 이차원 이동 닫힌 링크 구조를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 관련된 발명은, 이동 대상을 평면 내에서 자유롭게 이동 가능하게 지지하는 이차원 이동 닫힌 링크 구조이며, 고정 링크와, 그 고정 링크의 일단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제1 링크와, 그 제1 링크의 타단에 대해서 일단이 회전 자유자재로 연결된 제2 링크와, 그 제2 링크의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제3 링크와, 그 제3 링크의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결되고 상기 고정 링크의 타단에 대해서 타단이 회동 자유롭게 연결된 제4 링크를 구비하며, 상기 제2 링크는 그 제2 링크가 연결되는 양단의 관절부와, 그 양단의 관절부를 일체로서 결합하는 바아 부분을 가지고, 상기 제2 링크의 상기 바아 부분에 상기 이동 대상을 배치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 제2 링크의 바아 부분에 상기 이동 대상을 배치함으로써 제2 링크의 일단의 관절부와 타단의 관절부에 걸쳐서 이동 대상을 지지하므로 제2링크의 타단과 제3 링크의 일단이 연결된 한 곳(一箇所)의 관절부로 이동 대상을 지지하는 경우보다도 지지 강성을 향상시킬 수 있다.

이렇게 해서 본 발명은 간단한 링크 구조로 이동 대상의 지지 강성을 향상시키고 이동 정밀도를 높이면서 더 넓은 가동 범위를 확보할 수 있어서 종래에 없는 새로운 용도에도 알맞게 적용할 수 있는 이차원 이동 닫힌 링크 구조를 제공할 수 있다.

청구항 2에 관련한 발명은, 청구항 1에 기재된 이차원 이동 닫힌 링크 구조이며, 상기 제2 링크의 상기 일단과 상기 타단을 잇는 선에서 닫힌 링크의 외측 쪽으로 소정 양만큼 비켜서 상기 이동 대상을 배치한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 상기 제2 링크에 있어서 이동 대상을 닫힌 링크의 바깥쪽으로 빗겨나게 함으로써 이동 대상과 다른 링크와의 간섭을 억제해서 이동 대상의 더 넓은 가동 범위를 확보할 수 있다.

청구항 3에 관련된 발명은, 청구항 2에 기재된 이차원 이동 닫힌 링크 구조이며, 상기 제1 링크의 길이와 상기 제4 링크의 길이를 같게 하고, 상기 제2 링크에 닫힌 링크의 외방을 향해서 く자 모양으로 굴곡진 절곡부를 마련하고, 그 절곡부에서부터 상기 제2 링크의 상기 일단까지의 길이와 상기 제3 링크의 길이를 같게 하고, 상기 이동 대상을 상기 절곡부와 상기 제2 링크의 상기 타단 사이에 배치한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 이동 대상의 가동 범위를 더 넓게 확보하면서 콤팩트한 닫힌 링크 구조를 형성할 수 있다.

또한, 청구항 4에 관련된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 이차원 이동 닫힌 링크 구조이며, 상기 고정 링크가 배치되는 베이스 부재를 구비하고, 상기 베이스부재는, 좌우방향, 전후방향, 및 상하방향 중 적어도 두 방향이 규정된 형상을 가지며, 상기 베이스 부재의 상기 두 방향이 상기 평면을 규정하는 서로 직교하는 X축 및 Y축을 각각 따르는 방향으로 설정되는 동시에, 상기 고정 링크의 상기 일단과 상기 타단을 잇는 선과 교각(交角)이 X축보다 Y축 쪽이 직각에 가깝게 설정되고, 상기 고정 링크의 상기 일단보다 상기 타단을 Y축 방향에서 상기 이동 대상에 가까워지도록 배치한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 고정 링크의 중앙(센터)을 지나 Y축에 평행한 선의 양쪽에서 더 균등하게 이동 대상의 더 넓은 가동 범위를 확보할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이동 대상의 지지 강성을 확보하여 이동 정밀도를 향상시키고 또한 넓은 가동범위를 확보할 수 있는 2차원 이동 닫힌 링크 구조를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태와 관련한 링크 구조의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이고,
도 2에 있어서, (a)는 링크의 일예를 나타내는 사시도이며, (b)는 링크의 다른 예를 나타내는 사시도이고,
도 3은, 본 발명의 제2의 실시형태와 관련한 링크 구조의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이고,
도 4는, 본 발명의 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이고
도 5는, 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조에 의해 이동 대상이 이동시켜지는 모습을 나타내는 개략 정면도이고,
도 6은, 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조에 의한 이동 대상의 가동 범위를, 제2의 실시형태와 관련한 링크 구조에 의한 이동 대상의 가동 범위와 함께 나타내는 개략 정면도이고,
도 7은, 본 발명의 제4의 실시형태와 관련한 링크 구조의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이고,
도 8은, 제4의 실시형태와 관련한 링크 구조에 의해 이동 대상이 이동시켜지는 모습을 나타내는 개략 정면도이고,
도 9는, 제4의 실시형태와 관련한 링크 구조에 의한 이동 대상의 가동 범위를, 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조에 의한 이동 대상의 가동 범위와 함께 나타내는 개략 정면도이다.

본 발명의 실시형태에 관해서 적당히 도면을 참조하면서 상세하게 설명하다.

또한, 이하에 나타내는 도면에서 동일한 부재 또는 상당하는 부재에는 동일한 참조 부호를 부여한다. 또한, 부재의 크기 및 형상은 설명의 편의를 위해 변형 또는 과장해서 모식적으로 나타내는 경우가 있다.

<제1의 실시형태>

우선, 도 1을 참조해서 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 이차원 이동 닫힌 링크 구조(이하, 단순히 「링크 구조」라고 함)(1)에 대해서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태와 관련한 링크 구조(1)의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 링크 구조(1)는, 이동 대상(2)을 서로 직교하는 X축 및 Y축에 의해 규정되는 XY 평면 내에 자유롭게 이동 가능하게 지지하는 이차원 이동 닫힌 링크 구조이다.

이동 대상(2)은, 링크 구조(1)에 의해 이동시켜지는 대상물이며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 이송 수단에서의 이송 대상(제품이나 워크 등)을 파지(把持)하는 핸드 장치, 머시닝 센터의 주축 장치나 워크 테이블 등을 상정할 수 있다.

링크 구조(1)는, 고정 링크(50)와, 고정 링크(50)의 일단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제1 링크(10)와, 제1 링크(10)의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제2 링크(20)와, 제2 링크(20)의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제3 링크(30)와, 제3 링크(30)의 타단이 회동 자유자재로 연결되고 고정 링크(50)의 타단에 대해서 타단이 회동 자유자재로 연결된 제4 링크(40)를 구비한다.

여기에서, 링크 구조(1)를 구성하는 요소를 링크라고 한다. 또한, 각 링크에서 다른 링크가 연결되는 양단부를 관절부라 하고, 해당 링크의 양단부를 일체로 결합하는 부분을 바아(bar) 부분이라 한다. 또한, 양단의 관절부의 위치가 이동하지 않는(링크 구조 전체가 이동하는 경우 제외) 링크를 고정 링크, 양단의 관절부 중 적어도 한쪽의 위치가 이동하는 링크를 가동 링크라고 한다.

도 2(a)는, 링크의 일 예를 나타내는 사시도이며, 도 2(b)는 링크의 다른 예를 나타내는 사시도이다.

도 2(a)에 나타낸 예에서는, 링크(70)는, 그 링크(70)가 연결되는 양단의 관절부(71,72)와, 그 양단의 관절부(71,72)를 일체로 결합하는 바아 부분(73)을 가지고 있다. 또한, 도 2(b)에 나타낸 예에서는, 링크(80)는, 그 링크(80)가 연결되는 양단의 관절부(81,82)와, 그 양단의 관절부(81,82)를 일체로 결합하는 바아 부분(83)을 가진다. 링크(80)에 있어서, 관절부(81,82)는, 링크(80)의 길이방향 단부의 외면을 외주면의 일부로 하는 가상적인 원통 부분을 말하는 것으로 한다.

도 1에 나타내는 링크 구조(1)를 구성하는 각 링크는, 여기에서는 도 2(a) 또는 도 2(b)에 나타내는 링크(70,80)와 같은 형상으로 형성되어 있다. 다만, 링크 구조(1)에 사용되는 각 링크의 형상은, 도 2에 나타내는 형상에 특별히 한정되는 것은 아니다.

도 1로 돌아가서, 링크 구조(1)는, 고정 링크(50)가 설치되는 베이스 부재(60)를 구비하고 있다. 그리고, 바꾸어 말하면, 링크 구조(1)는 베이스 부재(60)에 설치된 고정 링크(50)와, 가동 링크인 제1 링크(10), 제2 링크(20), 제3 링크(30), 및 제4 링크(40)를 구비한 닫힌 링크 구조를 이루고 있다. 또한, 고정 링크(50)는 베이스 부재(60)와 별개체로서 베이스 부재(60)에 설치되는 구성이라도 좋으며, 베이스 부재(60)의 일부가 고정 링크(50)로서 기능하는 구성이라도 좋다.

베이스 부재(60)는, 좌우 방향, 세로 방향, 및 상하 방향 중 적어도 두 방향(도 1의 예에서는 좌우 방향 및 상하 방향)이 규정된 형상을 가진다. 즉, 베이스 부재(60)는, 여기에서는 좌우 방향을 따른 상면(61) 및 하면(62)과, 상하 방향을 따른 좌측면(63) 및 우측면(64)를 가진다. 그리고, 베이스 부재(60)의 좌우 방향 및 상하 방향이 X축 및 Y축을 각각 따르는 방향(평행한 방향)으로 설정되어 있다. 즉, 베이스 부재(60)의 상면(61) 및 하면(62)이 X축을, 베이스 부재(60)의 좌측면(63) 및 우측면(64)이 Y축을, 각각 따르는 방향으로 설정되어 있다.

이동 대상(2)의 이동 평면이 되는 XY 평면은, 그 평면의 방향이 특별히 한정되는 것이 아니며 목적이나 용도에 따라서 적절히 설정된다. 즉, XY 평면은, 여기에서는, 연직(鉛直) 방향을 따른 평면으로 되어 있지만 이에 한정되는 것이 아니라 수평 방향을 따른 평면이라도 좋고, 수평 방향 또는 연직 방향에서 소정의 각도만큼 비켜서 설정된 평면이라도 좋다. 예를 들어, 링크 구조(1)를 이송 장치의 이송 수단으로서 사용하는 경우에는 X축 방향을 이송방향으로 취할 수 있다. 또한, 링크 구조(1)를 공작 기계의 주축 장치의 이동 수단으로서 사용할 경우에는 X축 방향을 좌우 방향으로 취하고, Y축 방향을 전후 방향이나 상하 방향으로 취할 수 있다.

고정 링크(50)는, 일단에 마련되는 관절부(51)와 타단에 마련되는 관절부(52)를 가지고 있다. 관절부(51) 및 관절부(52)는, 고정 링크(50)의 양단에 위치하는 고정된 부분이며, 제1링크(10) 및 제4링크(40)와 각각 연결된다.

본 실시형태에서는, 고정 링크(50)의 일단과 타단을 잇는 선(L0)이, Y축과 직교하도록 설정되어 있다.

제1 링크(10)는, 일단에 설치되는 관절부(11)와, 타단에 설치되는 관절부(12)와, 양단의 관절부(11,12)를 일체로 결합하는 바아 부분(13)을 가진다. 제1 링크(10)의 관절부(11)는, 고정 링크(50)의 관절부(51)에 대해서 그 관절부(51)의 중심축의 주위에서 자유자재로 연결되어 있다.

제1 링크(10)의 관절부(11)에는, 예를 들면 서보 모터 등의 회전 구동 장치 (M1)의 출력 축(미도시)이 회전력을 전달 가능하게 접속되어 있다. 따라서, 회전 구동 장치(M1)의 작동에 의해 제1 링크(10)를 관절부(11)의 주위에서 소정의 회전 방향 각도 위치로 회전시키는 것이 가능하다.

제2 링크(20)는, 일단에 설치되는 관절부(21)와, 타단에 설치되는 관절부(22)와, 양단의 관절부(21,22)를 일체로 결합하는 바아 부분(23)을 가진다. 제2 링크(20)의 관절부(21)는, 제1 링크(10)의 관절부(12)에 대해서 그 관절부(12)의 중심 축과 같은 축으로 배치된 핀(P1)의 주위에서 회동 자유자재로 연결되어 있다. 여기에서 관절부(12)와 관절부(21)는, 핀(P1)의 축 방향(XY 평면에 직교하는 Z축 방향)을 따라서 동축(同軸)으로 배치된다. 이렇게 해서 제2 링크(20)는 관절부(21)의 주위에서 회동 자유롭다.

이동 대상(2)은, 제2 링크(20)의, 양단의 관절부(21,22)가 아니라 바아 부분(23)에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 제2 링크(20)의 바아 부분(23)은 쪽 곧은 형상으로 형성되어 있으며, 이동 대상(2)이 제2 링크(20)의 일단의 관절부(21)와 타단의 관절부(22)를 잇는 선상에 배치되어 있다.

제3 링크(30)는, 일단에 설치되는 관절부(31)와, 타단에 설치되는 관절부(32)와, 양측 관절부(31,32)를 일체로 결합하는 바아 부분(33)을 가지고 있다. 제3 링크(30)의 관절부(31)는, 제2 링크(20)의 관절부(22)에 대해서 그 관절부(22)의 중심축과 같은 축으로 배치된 핀(P2)의 주위에서 회동 자유자재로 연결되어 있다. 여기에서 관절부(22)와 관절부(31)는, 핀(P2)의 축 방향을 따라서 동축으로 배치되어 있다. 이렇게 제3 링크(30)는, 관절부(31)의 주위에서 회동 자유자재로 되어 있다.

제4 링크(40)는, 일단에 설치되는 관절부(41)와, 타단에 설치되는 관절부(42)와, 양측 관절부(41,42)를 일체로 결합하는 바아 부분(43)을 가지고 있다. 제4 링크(40)의 관절부(41)는, 제3 링크(30)의 관절부(32)에 대해서 그 관절부(32)의 중심축과 같은 축으로 배치된 핀(P3)의 주위에서 회동 자유자재로 연결되어 있다. 여기에서 관절부(32)와 관절부(41)는, 핀(P3)의 축 방향을 따라서 동축으로 배치되어 있다. 이렇게 제4 링크(40)는, 관절부(41)의 주위에서 회동 자유자재로 되어 있다.

또한, 제4 링크(40)의 관절부(42)는, 고정 링크(50)의 관절부(52)에 대해서 그 관절부(52)의 중심축의 주위에서 회동 자유자재로 연결되어 있다.

제4 링크(40)의 관절부(42)에는, 예를 들면 서보 모터 등의 회전 구동 장치(M2)의 출력 축(미도시)이 회전력을 전달 가능하게 접속되어 있다. 따라서, 회전 구동 장치(M2)의 작동에 의해 제4 링크(40)를 관절부(42)의 주위에서 소정의 회전 방향 각도 위치로 회전시키는 것이 가능해진다.

제1 링크(10), 제2 링크(20), 제3 링크(30), 제4 링크(40) 및 고정 링크(50)의 길이, 즉 각 링크 양단의 관절부 간의 거리(D1~D5)는 적절히 설정될 수 있다. 여기에서는 D1=D4, D2>D3으로 설정되며, 이동 대상(2)이 제2 링크(20)의 바아 부분(23)에서의 제2 링크(20)의 타단 관절부(22) 쪽에 가깝게 배치되어 있다. 이렇게 하면, 이동 대상(2)의 가동 범위를 베이스 부재(60)의 좌우 양측에서 더 균등하게 확보할 수 있다.

이어서, 상기와 같이 구성된 링크 구조(1)의 작용에 관해서 설명한다.

회전 구동 장치(M1,M2)가 예를 들면 제어 장치(미도시)의 지령에 따라서 작동되면, XY 평면 내에서 제1 링크(10)가 일단의 관절부(11)의 주위에서 소정의 회전 방향 각도 위치로 회전시켜지면서 동시에 제4 링크(40)가 타단의 관절부(42)의 주위에서 소정의 회전 방향 각도 위치로 회전시켜진다. 이에 따라 제1 링크(10)의 제2 링크(20)와의 연결점인 핀(P1)의 위치, 및 제4 링크(40)의 제3 링크(30)와의 연결점인 핀(P3)의 위치가 정해진다.

제2 링크(20)와 제3 링크(30)가 핀(P2)의 주위에서 회동 자유자재로 연결되어 있어서 상기한 바와 같이 핀(P1,P3)의 위치가 정해지면 핀(P2)의 위치도 한가지로 정해진다. 따라서, 링크 구조(1)를 구성하는 전 링크의 위치가 정해지게 되고, 이 결과 제2 링크(20)의 바아 부분(23)에 배치된 이동 대상(2)이 위치 결정된다.

그리고, 회전 구동 장치(M1,M2)의 작동에 의해, 제1 링크(10) 및/또는 제4 링크(40)가 별도의 회전 방향 각도 위치로 회전시켜지면, 이에 따라서 이동 대상(2)도 이동시켜진다. 이로써 이동 대상(2)은 XY 평면 내의 임의의 위치로 이동시켜져서 위치 결정된다.

상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 이동 대상(2)을 평면 내에서 자유롭게 이동 가능하게 지지하는 링크 구조(1)는, 고정 링크(50)와, 고정 링크(50)의 일단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제1 링크(10)와, 제1 링크(10)의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제2 링크(20)와, 제2 링크(20)의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제3 링크(30)와, 제3 링크(30)의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결되고 고정 링크(50)의 타단에 대해서 타단이 회동 자유자재로 연결된 제4 링크(40)를 구비한다. 그리고, 제2 링크(20)는, 제2 링크(20)가 연결되는 양단의 관절부(21,22)와, 양단의 관절부(21,22)를 일체로서 결합하는 바아 부분(23)을 가지고 있으며, 제2 링크(20)의 바아 부분(23)에 이동 대상(2)이 배치되어 있다.

따라서, 본 실시형태에 따르면, 제2 링크(20)의 바아 부분(23)에 이동 대상(2)을 배치함으로써 제2 링크(20)의 일단의 관절부(21)와 타단의 관절부(22)에 걸쳐서 이동 대상(2)을 지지하기 때문에 제2 링크(20)의 타단과 제3 링크(30)의 일단이 연결된 한 곳의 관절부(22,31)로 이동 대상(2)을 지지하는 경우보다도 지지 강성을 향상시킬 수 있다.

이렇게 해서 본 실시형태는 간단한 링크 구조에 의해 이동 대상(2)의 지지 강성을 향상시켜서 이동 정밀도를 높이면서 더 넓은 가동범위를 확보할 수 있어서 종래에 없는 새로운 용도에도 알맞게 적용할 수 있는 이차원 이동 닫힌 링크 구조(1)를 제공할 수 있다.

<제2의 실시형태>

이어서, 도 3을 참조해서 본 발명의 제2의 실시형태와 관련한 링크 구조(1a)에 대해서, 상기한 제1의 실시형태와 관련한 링크 구조(1)와 다른 점을 중심으로 설명하고 공통하는 점에 관한 설명을 생략한다.

도 3은, 본 발명의 제2의 실시형태와 관련한 링크 구조(1a)의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제2의 실시형태에서는 이동 대상(2)이 제2 링크 (20a)의 일단에 설치되는 관절부(21)와 타단에 설치되는 관절부(22)를 잇는 선(L1)에서 닫힌 링크의 바깥쪽으로 소정 양만큼 비켜서 배치되어 있다.

또한, 제2의 실시형태에서는, 제1의 실시형태와 마찬가지로 제1 링크(10)의 길이(D1)와 제4 링크의 길이(D4)가 같게 설정되어 있는 반면, 제2 링크(20a)에 닫힌 링크의 외방을 향해서 く자 모양으로 굴곡진 절곡부(24)가 마련되어 있다. 여기서 제2 링크(20a)의 바아 부분(23a)은, 일단의 관절부(21)와 절곡부(24) 사이에 규정되는 제1 바아 부분(25)과, 절곡부(24)와 타단의 관절부(22) 사이에 규정되는 제2 바아 부분(26)으로 구성된다. 제1 바아 부분(25)과 제2 바아 부분(26)은, 일체로 형성된 바아 부재를 굽힘 가공함으로써 구성되어도 좋고, 별개체로 형성된 2개의 바아 부재를 절곡부(24)가 되는 단부끼리 고정함으로써 구성되어도 좋다.

그리고, 절곡부(24)에서 제2 링크(20a)의 일단의 관절부(21)까지의 길이, 즉 제1 바아 부분(25)의 길이(D21)와 제3 링크(30)의 길이(D3)가 같게 설정되어 있다.

또한, 이동 대상(2)은, 절곡부(24)와 제2 링크(20a)의 타단의 관절부(22) 사이에 배치되어 있다. 즉, 이동 대상(2)은, 제2 바아 부분(26) 상에 배치되어 있다. 여기에서는, 이동 대상(2)은, 절곡부(24)와 관절부(22) 사이의 중앙(센터), 즉 제2 바아 부분(26)의 길이(D22)를 이등분하는 점에 배치되어 있다. 이렇게 하면 이동 대상(2)의 가동 범위를 베이스 부재(60)의 좌우 양쪽에서 더 균등하게 확보하는 것이 가능하다.

이렇게 구성된 제2의 실시형태에 의해서도 상기한 제1의 실시형태와 같은 작용 효과를 볼 수 있는 것에 더하여 한층 더 아래의 작용 효과를 더 볼 수 있다.

즉, 제2의 실시형태에서는, 제2 링크(20a)의 일단의 관절부(21)와 타단의 관절부(22)를 잇는 선(L1)에서 닫힌 링크의 바깥쪽으로 소정 양만큼 비켜서 이동 대상(2)이 배치되어 있다.

따라서, 이동 대상(2)이 고정 링크(50) 측에 접근했을 때에 이동 대상(2)이 닫힌 링크의 바깥쪽으로 비켜 있는 만큼 이동 대상(2)이 다른 링크(20,30,40,50)에서 이격된 위치에 유지되게 된다.

이와 같은 구성에 따르면, 제2 링크(20a)에 있어서 이동 대상(2)을 닫힌 링크의 바깥쪽으로 비키게 함으로써, 이동 대상(2)과 다른 링크(20,30,40,50)와의 간섭을 억제하여 이동 대상(2)의 보다 넓은 가동 범위를 확보할 수 있다.

또한, 제2의 실시형태에서는, 제1 링크(10)의 길이(D1)와 제4 링크(40)의 길이(D4)를 같게 하고, 제2 링크(20a)에 닫힌 링크의 외방을 향해서 く자 모양으로 굴곡한 절곡부(24)를 마련하고, 그 절곡부(24)에서 제2 링크(20a)의 일단까지의 길이(D21)와 제3 링크(30)의 길이(D3)를 같게 하고, 이동 대상(2)을 절곡부(24)와 제2 링크(20a)의 타단 사이에 배치하도록 구성되어 있다.

따라서, 절곡부(24)와 제2 링크(20a)의 타단 사이의 부분인 제2 바아 부분(26)이 X축과 평행해진 경우에는 닫힌 링크의 형상은 선대칭인 도형을 형성한다(도 3 참조).

이와 같은 구성에 따르면, 이동 대상(2)의 가동 범위를 더 넓게 확보하면서 콤팩트한 닫힌 링크 구조를 형성할 수 있다.

<제3의 실시형태>

이어서, 도 4~도 6을 참조해서, 본 발명의 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조(1b)에 관해서 상기한 제2의 실시형태와 관련한 링크 구조(1a)와 다른 점을 중심으로 설명하고, 공통하는 점에 관한 설명을 생략한다.

도 4는, 본 발명의 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조(1b)의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다. 도 5는, 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조(1b)에 의해 이동 대상이 이동시켜지는 모습을 나타내는 개략 정면도이다. 도 6은 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조(1b)에 의한 이동 대상의 가동 범위를 제2의 실시 형태와 관련한 링크 구조(1a)에 의한 이동 대상의 가동 범위와 함께 나타내는 개략 정면도이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 제3의 실시형태에서는, 고정 링크(50a)의 일단과 타단을 잇는 선(L0)과의 교각이 X축보다 Y축이 직각에 가깝게 설정되어 있다. 그리고, 고정 링크(50a)의 일단의 관절부(51)보다 타단의 관절부(52)가 Y축 방향에 있어서 이동 대상(2)에 가까워지도록 배치되어 있다.

여기에서는, 제3의 실시형태에서의 고정 링크(50a)의 양단의 관절부(51,52) 사이의 X축 방향의 거리(Dx)는, 제2의 실시형태에서의 고정 링크(50)의 길이(D5)와 동등하게 설정되어 있다. 그리고, 고정 링크(50a)의 양단의 관절부(51,52) 사이의 Y축 방향의 거리(Dy)만큼, 고정 링크(50a)의 일단의 관절부(51)보다 타단의 관절부(52)가 Y축 방향에서 이동 대상(2)에 가깝게, 즉 도 4에서 높아지도록 배치되어 있다.

이러한 제3의 실시형태에서는, 회전 구동 장치(M1,M2)가 작동되면 도 5에 나타내는 바와 같이 링크 구조(1b)에 의해 이동 대상(2)이 이동시켜진다.

이렇게 구성된 제3의 실시형태에 의해서도 상기한 제2의 실시형태와 같은 작용 효과를 볼 수 있는 것에 더하여 아래의 작용 효과를 더 볼 수 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조(1b)에 의한 이동 대상(2)의 가동 범위(Rb)와, 상기한 제2의 실시형태와 관련한 링크 구조(1a)에 의한 이동 대상(2)의 가동 범위(Ra)를 비교하면, 도 6에 나타내는 XY 평면 내에서 가동 범위(Ra)는 오른쪽으로 편이(偏移)해 있는 것에 비하여 가동 범위(Rb)는 중앙에 가깝게 시정(是正)된다.

따라서, 제3의 실시형태에 따르면, 고정 링크(50)의 중앙(센터)을 지나서 Y축에 평행한 선의 양쪽에서 더 균등하게 즉 베이스 부재(60)의 좌우 양쪽에서 더 균등하게, 이동 대상(2)의 더 넓은 가동 범위(Rb)를 확보할 수 있다.

<제4의 실시형태>

이어서, 도 7~도 9를 참조해서, 본 발명의 제4의 실시형태와 관련한 링크 구조(1c)에 대해서, 상기한 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조(1b)와 다른 점을 중심으로 설명하고 공통하는 점에 관한 설명을 생략한다.

도 7은, 본 발명의 제4의 실시형태와 관련한 링크 구조(1c)의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다. 도 8은, 제4의 실시형태와 관련한 링크 구조(1c)에 의해 이동 대상이 이동시켜지는 모습을 나타내는 개략 정면도이다. 도 9는, 제4의 실시형태와 관련한 링크 구조(1c)에 의한 이동 대상의 가동 범위를 제3의 실시 형태와 관련한 링크 구조(1b)에 의한 이동 대상의 가동 범위와 함께 나타내는 개략 정면도이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 제4의 실시형태에서는, 제2 링크(20)의 바아 부분(23)이 쪽 곧은 형상으로 형성되어 있으며, 이동 대상(2)이 제2 링크(20)의 일단에 설치되는 관절부(21)와 타단에 설치되는 관절부(22)를 잇는 선상에 배치되어 있는 점에서 제3의 실시형태와 다르다.

이러한 제4의 실시형태에서는, 회전 구동 장치(M1,M2)가 작동되면 도 8에 나타내는 바와 같이 링크 구조(1c)에 의해 이동 대상(2)이 이동시켜진다. 그리고, 제4의 실시 형태와 관련한 링크 구조(1c)에 따르면, 도 9에 나타내는 바와 같은 이동 대상(2)의 가동 범위(Rc)가 형성된다. 또한, 도 9중의 「Rb」는, 제3의 실시형태와 관련한 링크 구조(1b)에 의한 이동 대상(2)의 가동 범위를 참고를 위해 나타낸 것이다.

이렇게 구성된 제4의 실시형태에 따르면, 간단한 구성의 제2 링크(20)를 사용하여 상기한 제3의 실시형태와 같은 작용 효과를 볼 수 있다.

이상, 본 발명에 대해서 실시형태를 토대로 설명했지만, 본 발명은 상기한 각 실시형태에 기재한 구성에 한정되는 것이 아니라 각 실시형태에 기재한 구성을 적절히 조합 내지 선택하는 것을 포함하며 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적당히 그 구성을 변경할 수 있는 것이다. 또한, 상기한 실시형태의 구성의 일부에 대해서 추가, 삭제, 치환할 수 있다.

예를 들면, 상기한 제3의 실시형태 및 제4의 실시형태에서는, 고정 링크(50a)의 일단의 관절부(51)보다 타단의 관절부(52)를 Y축 방향에 있어서 이동 대상(2)에 가까워지도록 배치하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제2의 실시형태와 관련한 링크 구조(1a) 전체를 베이스 부재(60)와 함께 도 3에서 시계 반대 방향으로 소정 각도 회전시킨 상태로 설정해도 좋다. 이러한 구성에 의해서도 이동 대상(2)의 가동 범위를 중앙에 가깝게 시정해서 고정 링크(50)의 중앙(센터)을 지나 Y축으로 평행한 선의 양쪽에서 더 균등해지도록 할 수 있다. 다만, 제3의 실시형태 및 제4의 실시형태에 따르면, 베이스 부재(60)를 기울여서 배치하지 않아도 되므로 레이아웃 상의 데드 스페이스가 발생하지 않아서 콤팩트화, 공간 절약화를 도모할 수 있는 이점이 있다.

1,1a, 1b, 1c; 링크 구조(이차원 이동 닫힌 링크 구조)
2; 이동 대상
10; 제1 링크
11; 일단의 관절부
12; 타단의 관절부
13; 바아 부분
20,20a; 제2 링크
21; 일단의 관절부
22; 타단의 관절부
23, 23a; 바아 부분
24; 절곡부
30; 제3 링크
31; 일단의 관절부
32; 타단의 관절부
33; 바아 부분
40; 제4 링크
41; 일단의 관절부
42; 타단의 관절부
43; 바아 부분
50,50a; 고정 링크
51; 일단의 관절부
52; 타단의 관절부
60; 베이스 부재
L0; 고정 링크의 일단과 타단을 잇는 선
L1; 제2 링크의 일단과 타단을 잇는 선
Ra, Rb, Rc; 가동범위

Claims

이동 대상을 평면 내에서 자유롭게 이동 가능하게 지지하는 이차원 이동 닫힌(閉) 링크 구조이며,
고정 링크와,
그 고정 링크의 일단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제1 링크와,
그 제1 링크의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제2 링크와,
그 제2 링크의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결된 제3 링크와,
그 제3 링크의 타단에 대해서 일단이 회동 자유자재로 연결되고 상기 고정 링크의 타단에 대해서 타단이 회동 자유자재로 연결된 제4 링크를 구비하며,
상기 제2 링크는, 그 제2 링크가 연결되는 양단의 관절부와, 그 양단의 관절부를 일체로 결합하는 바아 부분을 가지고,
상기 제2 링크의 상기 바아 부분에 상기 이동 대상을 배치한 것을 특징으로 하는 이차원 이동 닫힌 링크 구조.
제 1항에 있어서,
상기 제2 링크의 상기 일단과 상기 타단을 잇는 선에서 닫힌 링크의 바깥쪽으로 소정 양만큼 비켜서 상기 이동 대상을 배치한 것을 특징으로 하는 이차원 이동 닫힌 링크 구조.
제 2항에 있어서,
상기 제1 링크의 길이와 상기 제4 링크의 길이를 같게 하고,
상기 제2 링크에 닫힌 링크의 외방을 향해서 く자 모양으로 굴곡진 절곡부를 설치하고,
그 절곡부로부터 상기 제2 링크의 상기 일단까지의 길이와, 상기 제3 링크의 길이를 같게 하고,
상기 이동 대상을 상기 절곡부와 상기 제2 링크의 상기 타단 사이에 배치한 것을 특징으로 하는 이차원 이동 닫힌 링크 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 링크가 설치되는 베이스 부재를 구비하고,
상기 베이스 부재는, 좌우 방향, 전후 방향, 및 상하 방향 중 적어도 두 방향이 규정된 형상을 가지고, 상기 베이스 부재의 상기 두 방향이 상기 평면을 규정하는 서로 직교하는 X축 및 Y축을 각각 따르는 방향으로 설정되는 동시에 상기 고정 링크의 상기 일단과 상기 타단을 잇는 선과의 교각(交角)이 X축보다 Y축 쪽이 직각에 가깝게 설정되고,
상기 고정 링크의 상기 일단보다 상기 타단을 Y축 방향에 있어서 상기 이동 대상에 가까워지도록 배치한 것을 특징으로 하는 이차원 이동 닫힌 링크 구조.