JPS6260237B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6260237B2 JPS6260237B2 JP18566384A JP18566384A JPS6260237B2 JP S6260237 B2 JPS6260237 B2 JP S6260237B2 JP 18566384 A JP18566384 A JP 18566384A JP 18566384 A JP18566384 A JP 18566384A JP S6260237 B2 JPS6260237 B2 JP S6260237B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- link
- swing
- plane
- swinging
- rod
- Prior art date
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- Expired
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a flexible arm device used, for example, in industrial robots.
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。Prior Art Most of the arms used in industrial robots employ link mechanisms. This link mechanism is not suitable when the work space is narrow and there are obstacles in front. In order to overcome this drawback, an arm was constructed by connecting a large number of discs with varying thicknesses, and by rotating these discs, the arm could be bent in any direction (Japanese Patent Laid-Open No. 58 - Publication No. 59785)
and multi-jointed arm (Japanese Patent Application Laid-open No. 129687/1987)
is proposed.
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。Problems to be Solved by the Invention However, although the above-mentioned conventional arm can be bent in any direction, it cannot be expanded and contracted at the same time, which poses a problem when attempting to automate complex processes. Ta.
問題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120゜置きで放射
状に配置されると共にそれぞれ一端部同志が連結
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
の他端部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シ
リンダー装置を設けたものである。上記構成にお
いて、シリンダー装置により、120゜置きに配置
された棒状体の一端部に設けられた第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。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the flexible arm device of the present invention has three rod-shaped bodies arranged radially at 120° intervals in a first plane and each having one end connected to the other. a sliding body held by each rod-shaped body so as to be slidable in the axial direction thereof, and one end of which is pivotally supported by the other end of each of the rod-shaped bodies, in a second plane perpendicular to the first plane. The first and second
A first swing link that connects each first swing link and a corresponding sliding body to guide the first swing link in one space partitioned by a first plane.
a second swing link that connects each second swing link and its corresponding sliding body and guides the second swing link within the other space partitioned by the first plane;
A plurality of basic units consisting of connecting links are connected via spherical bearings interposed between the other ends of the corresponding swinging links, and the unit is located at the end of the plurality of basic units. The free end of each swing link of the basic unit and the frame are connected via drive swing links, and a spherical bearing is interposed at the connection between each swing link and each drive swing link. In addition, a cylinder device is provided for separately swinging each of the driving swing links. In the above configuration, the cylinder device causes the first and second cylinders provided at one end of the rod-shaped body to be arranged at 120° intervals.
If each set of swing links is swung at the same swing angle, the flexible arm will expand and contract, and if each set of first and second swing links are swung at different swing angles, the flexible arm will expand and contract. The flexible arm bends in a predetermined direction.
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
図においては水平面)内に120゜置きで放射状に
配置されると共にそれぞれ一端同志が円柱状連結
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嵌
保持された摺動体(例えばリニアベアリング)9
と、上記各棒状体8の他端部に、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1
4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15とから構成されている。な
お、上記各棒状体8同志の長さ、各揺動リンク1
1,12同志の長さ、及び各連結リンク14,1
5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1
4,15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と同様に放射状に
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
21とフレキシブルアーム2の上方の基本単位体
3B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
の駆動用揺動リンク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の第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2
3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2
2の中間部に接続ピン26を介して接続されてい
る。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. 1 is a flexible arm device,
A plurality of basic units 3 (two in this embodiment) forming the flexible arm 2, a first end unit 4 connected to one end of the basic unit 3, and the other end of the basic unit 3. a second end unit 5 connected to the side;
and a drive device 6 that bends the flexible arm 2 in any direction and extends and contracts it via the second end unit 5. Hereinafter, the flexible arm 2, the first end unit 4, the second end unit 5, and the drive device 6 will be explained in this order. As shown in FIGS. 1 to 5, the flexible arm 2 is composed of a plurality of basic units 3. As shown in FIGS. This basic unit body 3 has a first plane (for example, a first plane).
Three rod-like bodies 8 are arranged radially at 120° intervals in a horizontal plane (in the figure) and are connected at one end to each other via a cylindrical connecting member 7, and each of these rod-like bodies 8 is connected in the axial direction. A sliding body (for example, a linear bearing) 9 that is slidably held on the outside by
A connecting pin (first
(has an axis within a plane and perpendicular to the rod-shaped body 8)
first and second swing links 11 and 12 that are pivotally supported via a first swing link 10 and swingable within a second plane (vertical plane in FIG. 1) perpendicular to the first plane; The middle part of the link 11 and the corresponding sliding body 9 are connected to each other so that the first swing link 11 can swing within one space (the upper space in FIG. 1) divided by the first plane. First connecting link 1 to guide
4, and the middle part of each second swing link 12 and the corresponding sliding body 9 are connected to form the second swing link 12.
the other space separated by the first plane (the first
In the figure, the second connecting link 15 guides the swinging movement within the lower space (in the figure). In addition, the length of each rod-shaped body 8 comrades, each swing link 1
1, 12 comrades length and each connecting link 14, 1
The lengths of the five comrades are equal, and each swing link 11, 12 and each connecting link 1
4 and 15 are provided alternately on both sides of the rod-shaped body 8, and the ends of each of the connecting links 14 and 15 are connected to the other by attachment pins 16 that are parallel to the connecting pin 10, respectively. The flexible arm 2 is made up of two of the basic unit bodies 3 connected together, and a spherical bearing 17 is used at the connecting portion. That is, a spherical bearing is connected to the other end (upper end) of the first swing link 11 of one (for example, lower) basic unit 3A via a mounting pin (having an axis parallel to the connecting pin 10). 17 is attached, and a holding box 19 for holding the spherical bearing 17 is attached to the other end (lower end) of the second swing link 12 of the other (for example, upper) basic unit 3B. Next, the first and second end units 4 and 5 will be explained. As shown in Figure 1,
The first end unit 4 includes the flexible arm 2
It is for connecting the operating part (for example, the wrist part) of the robot, and it has three connecting rod-like bodies 20 that are radially connected like the basic unit body 3, and the same as the second swing link 12. Swing link 21 for connection of
This connecting swing link 21 and the first swing link 11 of the basic unit 3B above the flexible arm 2 are also connected via the same spherical bearing 17 as described above. Further, as shown in FIG. 6, the second end unit 5 connects the flexible arm 2 and its drive device 6, and is used for driving similar to the first swing link 11 of the basic unit 3. One end of the swing link 22 is the basic unit 3
The second swing link 12 of the basic unit 3A below the flexible arm 2 is supported on the pedestal 23 via the support pin 24 in the same arrangement as above, and the other end is supported via the same spherical bearing 17 as above. is connected to. Next, to explain the drive device, the mount 2 at the position corresponding to each of the drive swing links 22
A cylinder device (for example, a hydraulic cylinder) 25 is attached to the lower surface of each piston rod 25a, and each piston rod 25a is attached to each drive swing link 2.
2 through a connecting pin 26.
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。 Therefore, when the three cylinder devices 25 disposed on the lower surface of the pedestal 23 are operated with the same stroke amount to swing each driving swing link 22 downward, the second swing of the basic unit 3 is caused. dynamic link 1
2 follows, and the rod-shaped body 8 and this second swing link 12
At the same time as the angle (α) formed between the rod-shaped body 8 and the first swing link 11 becomes smaller, the sliding body 9 moves inward, and the angle (β) formed between the rod-shaped body 8 and the first swing link 11 also becomes smaller (of course, α=β ). Therefore, it will shrink overall. Furthermore, if the stroke amount of, for example, one of the three cylinder devices 25 is increased, the drive swing link 22 connected to that cylinder device 25 will tilt more than the other drive swing links 22. Each of the swing links 11, 12, and 21 connected to the driving swing link 22 also tilts significantly, so that the flexible arm 2 as a whole expands and contracts as well as bends in that direction. In addition, since the spherical bearings 17 are interposed at the connecting portions of the unit bodies 3, 4, and 5, the flexible arm 2 can freely tilt. Furthermore, by appropriately selecting the stroke amounts of the three cylinder devices 25, the length of the flexible arm 2 and its bending direction can be freely adjusted. In addition,
FIG. 7 is a schematic perspective view of the flexible arm 2 bent in a certain direction.
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、120゜置きに配置された3本の棒状体と、
これら棒状体の各一端部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、シリンダー装
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。Effects of the Invention According to the configuration of the present invention described above, the flexible arm includes three rod-shaped bodies arranged at 120° intervals;
Since a plurality of basic units consisting of first and second swing links that swing in opposite directions are connected to each end of each of these rod-like bodies, the cylinder device allows the first and second swing links to be connected to each other. By swinging each set of links at the same angle, the spacing between the rod-like bodies, that is, the flexible arms, can be expanded and contracted.
In addition, since a spherical bearing is interposed in the connecting portion between the basic unit bodies, if each set of the first and second swing links is swung at different angles, the structure formed by each rod-shaped body can be adjusted. The first planes can be inclined with respect to each other, so that the flexible arm can be extended and contracted and also inclined in any direction.
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、25
…シリンダー装置。
The drawings show one embodiment of the present invention; FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram, FIG. 2 is a sectional view of a connecting portion of a rod-like body, FIG. 3 is a view taken along the - arrow in FIG. 2, and FIG. 5 is a sectional view of the swing link portion, FIG. 5 is a sectional view of the connecting link portion, FIG. 6 is a side view of the drive device, and FIG. 7 is a schematic perspective view showing the operation. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Flexible arm device, 2... Flexible arm, 3, 3A, 3B... Basic unit body, 5... Second end unit body, 6... Drive device, 8... Rod-shaped body, 9...
Sliding body, 11... First swing link, 12... Second swing link, 14... First connection link, 15... Second connection link, 17... Spherical bearing, 21... Swing link for connection, 22... For driving Swing link, 23... Frame, 25
...Cylinder device.
Claims (1)
ると共にそれぞれ一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、上記各棒状体の他端部にそ
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シリンダー
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。1. Three rod-shaped bodies arranged radially at 120° intervals in a first plane and connected to each other at one end, and a sliding body held by each rod-shaped body so as to be slidable in its axial direction. , first and second swing links, each of which has one end pivotally supported by the other end of each of the rod-shaped bodies and is swingable in a second plane perpendicular to the first plane; and each first swing link. and a sliding body corresponding thereto, and a first connecting link that guides the first swinging link in one space partitioned by the first plane, and each second swinging link and the sliding body corresponding thereto. and a second connecting link that connects the two and guides the second swinging link in the other space separated by the first plane, between the other ends of the corresponding swinging links. A plurality of swinging links are connected via interposed spherical bearings, and each swinging link free end of the basic unit located at the end of the plurality of basic units is connected to the base. A spherical bearing is interposed in the connecting portion between each swing link and each drive swing link, and a cylinder device is provided for separately swinging each of the drive swing links. A flexible arm device featuring:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18566384A JPS6161787A (en) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | flexible arm device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18566384A JPS6161787A (en) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | flexible arm device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161787A JPS6161787A (en) | 1986-03-29 |
| JPS6260237B2 true JPS6260237B2 (en) | 1987-12-15 |
Family
ID=16174690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18566384A Granted JPS6161787A (en) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | flexible arm device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6161787A (en) |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP18566384A patent/JPS6161787A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6161787A (en) | 1986-03-29 |
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