JPS6260232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば産業用ロボツトなどに使用さ
れるフレキシブルアーム装置に関する。

従来の技術 産業用ロボツトに使用されているアームの多く
は、リンク機構を採用したものであつた。このリ
ンク機構によると、作業空間が狭くて且つ正面に
障害物がある場合には不適当であつた。この欠点
を解消するものとして、厚みが変化させられた多
数の円板を連結させて構成すると共に、この円板
を回転させることにより、任意の方向に曲げられ
るようにしたアーム（特開昭58―59785号公報）
及び多関節型アーム（特開昭59―129687号公報）
が提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記従来のアームによると、任意の方
向に曲げることはできても、同時に伸縮させるこ
とができず、従つて複雑な工程の自動化を図る場
合に支障があつた。

そこで、本発明は上記問題を解消し得るフレキ
シブルアーム装置を提供することを目的とする。

問導を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明のフレキシブ
ルアーム装置は、第１平面内に正三角形状に配置
されると共に互いに端部同志が連結された３本の
棒状体と、各棒状体にその軸心方向で摺動自在に
保持された摺動体と、上記各棒状体にそれぞれ一
端部が軸支されて、第１平面に垂直な第２平面内
で揺動自在な第１及び第２揺動リンクと、各第１
揺動リンクとそれに対応する摺動体とを連結して
第１揺動リンクを第１平面によつて区切られる一
方の空間内で案内する第１連結リンクと、各第２
揺動リンクとそれに対応する摺動体とを連結して
第２揺動リンクを第１平面によつて区切られる他
方の空間内で案内する第２連結リンクとから成る
基本単位体を、それぞれ対応する揺動リンクの他
端部間に介装される球面軸受を介して複数個連結
し、上記複数個の基本単位体のうち端部に位置す
る基本単位体の各揺動リンク遊端部と架台とをそ
れぞれ駆動用揺動リンクを介して連結すると共
に、各揺動リンクと各駆動用揺動リンクとの連結
部に球面軸受を介装し、且つ上記各駆動用揺動リ
ンクを別個に揺動させる駆動装置を設けたもので
ある。

作 用 上記構成において、駆動装置により、正三角形
状に配置連結された棒状体に設けられた第１及び
第２揺動リンクの各組を同一揺動角でもつて揺動
させれば、フレキシブルアームは伸縮し、また第
１及び第２揺動リンクの各組を異なる揺動角でも
つて揺動させれば、フレキシブルアームは所定の
方向に曲がる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第７図に基
づき説明する。１はフレキシブルアーム装置で、
フレキシブルアーム２を構成する複数個（本実施
例では２個）の基本単位体３と、基本単位体３の
一端側に連結された第１端部単位体４と、基本単
位体３の他端側に連結された第２端部単位体５
と、この第２端部単位体５を介して上記フレキシ
ブルアーム２を任意の方向に曲げると共に伸縮さ
せる駆動装置６とから構成されている。以下、フ
レキシブルアーム２、第１端部単位体４、第２端
部単位体５、駆動装置６の順で説明する。第１図
〜第５図に示すように、上記フレキシブルアーム
２は複数個の基本単位体３によつて構成されてい
る。この基本単位体３は、第１平面（例えば第１
図において水平面）内に正三角形状に配置される
と共に互いに端部同志が連結部材７を介して連結
された３本の棒状体８と、これら各棒状体８にそ
の軸心方向で摺動自在に外観保持された摺動体
（例えばニアベアリング）９と、上記各棒状体８
の一端寄りに、連結ピン（第１平面内で且つ棒状
体８と直交する軸心を有する）１０を介して軸支
されて第１平面に垂直な第２平面（第１図におい
ては鉛直面）内で揺動自在な第１及び第２揺動リ
ンク１１，１２と、各第１揺動リンク１１の中間
部とそれに対応する摺動体９とを連結して第１揺
動リンク１１を第１平面によつて区切られる一方
の空間（第１図においては上方空間）内でその揺
動を案内する第１連結リンク１４と、各第２揺動
リンク１２の中間部とそれに対応する摺動体９と
を連結して第２揺動リンク１２を第１平面によつ
て区切られる他方の空間（第１図においては下方
空間）内でその揺動を案内する第２連結リンク１
５とから構成されている。なお、上記各棒状体８
同志の長さは、勿論のこと、各揺動リンク１１，
１２同志の長さ、及び各連結リンク１４，１５同
志の長さは、それぞれ等しくされており、また各
揺動リンク１１，１２及び各連結リンク１４，１
５は棒状体８の両側に交互に設けられると共に、
各連結リンク１４，１５の端部は、それぞれ上記
連結ピン１０と平行な取付ピン１６により相手方
に接続されている。そして、フレキシブルアーム
２は、上記基本単位体３が２個連結されたもの
で、しかもその連結部には球面軸受１７が使用さ
れている即ち、一方（例えば下方）の基本単位体
３Ａの第１揺動リンク１１の他端部（上端部）に
は取付ピン（連結ピン１０と平行な軸心を有する
もの）１８を介して球面軸受１７が取付けられる
と共に、他方（例えば上方）の基本単位体３Ｂの
第２揺動リンク１２の他端部（下端部）には、上
記球面軸受１７を保持する保持箱１９が取付けら
れている。次に、第１及び第２端部単位体４，５
について説明する。第１図に示すように、第１端
部単位体４は、上記フレキシブルアーム２とロボ
ツトの操作部（例えば手首部）とを連結するため
のもので、基本単位体３と同様に正三角形状に連
結された３本の連結用棒状体２０と、同じく第２
揺動リンク１２と同様の連結用揺動リンク２１と
から構成されると共に、この連結用揺動リンク２
１とフレキシブルアーム２の上方の基本単位体３
Ｂの第１揺動リンク１１とがやはり上記と同じ球
面軸受１７を介して連結されている。また、第６
図に示すように、第２端部単位体５は、フレキシ
ブルアーム２とその駆動装置６とを連結するもの
で、基本単位体３の第１揺動リンク１１と同様の
駆動リンク２２の一端部が基本単位体３と同様の
配置で架台２３上に支持ピン２４を介して支持さ
れると共に、他端部が上記と同じ球面軸受１７を
介してフレキシブルアーム２の下方の基本単位体
３Ａと第２揺動リンク１２に連結されている。次
に、駆動装置について説明すると、上記各駆動用
揺動リンク２２に対応する位置の架台２３下面に
は、それぞれシリンダー装置（例えば油圧シリン
ダー）２５が取付けられ、またそれぞれのピスト
ンロツド２５ａは各駆動用揺動リンク２２の中間
部に接続ピン２６を介して接続されている。

従つて、架台２３下面に配置された３個のシリ
ンダー装置２５を同じストローク量でもつて作動
させて、例えば各駆動用揺動リンク２２を下方に
揺動させると、基本単位体３の第２揺動リンク１
２が追従し、棒状体８とこの第２揺動リンク１２
との成す角度（α）が小さくなると同時に、摺動
体９が内方に移動し、棒状体８と第１揺動リンク
１１との成す角度（β）も同様に小さくなる（勿
論、α＝βである。）。従つて、全体的に縮むこと
になる。また、３個のシリンダー装置２５のうち
例えば１個だけストローク量を大きくすると、そ
のシリンダー装置２５に接続されている駆動用揺
動リンク２２が他の駆動用揺動リンク２２より大
きく傾くため、この駆動用揺動リンク２２に連結
されている各揺動リンク１１，１２，２１も大き
く傾き、従つてフレキシブルアーム２は全体的に
伸縮すると共にその方向に曲がることになる。な
お、各単位体３，４，５同志の連結部に、球面軸
受１７が介在されているのでフレキシブルアーム
２が自由に傾くことができる。また、３個のシリ
ンダー装置２５のストローク量を適当に選ぶこと
によつて、フレキシブルアーム２の長さ及びその
曲げ方向を自由に調節することができる。なお、
第７図は、フレキシブルアーム２をある方向に曲
げた場合の概略斜視図である。

なお、上記実施例においては、棒状体８に体す
る揺動リンク１１，１２の取付け位置を一端寄り
としたが、中央、他端寄り又は端部としてもよ
い。即ち、第１図の距離ｌを任意の値に選ぶこと
ができる。

発明の効果 上記本発明の構成によれば、フレキシブルアー
ムを、正三角形状に配置連結された３本の棒状体
と、これら棒状体に互いに反対方向に揺動する第
１及び第２揺動リンクとから成る基本単位体を複
数個連結して構成したので、駆動装置により、第
１及び第２揺動リンクの各組を同一角度でもつて
揺動させれば、各棒状体の間隔即ちフレキシブル
アームを伸縮させることができる。また上記基本
単位体同志の連結部に、球面軸受を介在させたの
で、第１及び第２揺動リンクの各組を異なる角度
でもつて揺動させれば、各棒状体によつて構成さ
れる第１平面同志を互いに傾斜させることがで
き、従つてフレキシブルアームを伸縮と同時に任
意の方向にも傾斜させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は全体概略構成図、第２図は棒状体連結部分の断
面図、第３図は第２図の―矢視一部切欠図、
第４図は揺動リンク部の断面図、第５図は連結リ
ンク部の断面図、第６図は駆動装置の側面図、第
７図は動作を示す概略斜視図である。 １…フレキシブルアーム装置、２…フレキシブ
ルアーム、３，３Ａ，３Ｂ…基本単位体、５…第
２端部単位体、６…駆動装置、８…棒状体、９…
摺動体、１１…第１揺動リンク、１２…第２揺動
リンク、１４…第１連結リンク、１５…第２連結
リンク、１７…球面軸受、２１…連結用揺動リン
ク、２２…駆動用揺動リンク、２３…架台。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１平面内に正三角形状に配置されると共に
   互いに端部同志が連結された３本の棒状体と、各
   棒状体にその軸心方向で摺動自在に保持された摺
   動体と、上記各棒状体にそれぞれ一端部が軸支さ
   れて、第１平面に垂直な第２平面内で揺動自在な
   第１及び第２揺動リンクと、各第１揺動リンクと
   それに対応する摺動体とを連結して第１揺動リン
   クを第１平面によつて区切られる一方の空間内で
   案内する第１連結リンクと、各第２揺動リンクと
   それに対応する摺動体とを連結して第２揺動リン
   クを第１平面によつて区切られる他方の空間内で
   案内する第２連結リンクとから成る基本単位体
   を、それぞれ対応する揺動リンクの他端部間に介
   装される球面軸受を介して複数個連結し、上記複
   数個の基本単位体のうち端部に位置する基本単位
   体の各揺動リンク遊端部と架台とをそれぞれ駆動
   用揺動リンクを介して連結すると共に、各揺動リ
   ンクと各駆動用揺動リンクとの連結部に球面軸受
   を介装し、且つ上記各駆動用揺動リンクを別個に
   揺動させる駆動装置を設けたことを特徴とするフ
   レキシブルアーム装置。