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JPH0347996B2 - - Google Patents
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JPH0347996B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0347996B2
JPH0347996B2 JP6573885A JP6573885A JPH0347996B2 JP H0347996 B2 JPH0347996 B2 JP H0347996B2 JP 6573885 A JP6573885 A JP 6573885A JP 6573885 A JP6573885 A JP 6573885A JP H0347996 B2 JPH0347996 B2 JP H0347996B2
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JP
Japan
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support
swing link
supports
link
swing
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Application number
JP6573885A
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Japanese (ja)
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JPS61226288A (en
Inventor
Juji Nakahara
Kunio Myawaki
Azuma Hisayasu
Jiro Tsuji
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Kanadevia Corp
Original Assignee
Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
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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 number of discs with varying thicknesses, and by rotating the discs, the arm could be bent in any direction (Japanese Patent Laid-Open No. 58 −59785)
and multi-jointed arm (Japanese Unexamined Patent Publication 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.

問題点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、正三角形の各頂点をそれぞれ含
む3つの第1〜第3支持体を重ねるように配置
し、上記中間に位置する第2支持体の各頂点位置
において、第2支持体を含む第1平面に垂直な第
2平面内で揺動自在な一対の揺動リンクをそれぞ
れ設け、上記第1及び第3支持体の各頂点に、そ
れぞれの支持体を含む第1平面に垂直な第2平面
内で揺動自在な揺動リンクをそれぞれ設け、上記
第2支持体の一方の揺動リンクと第1支持体の揺
動リンク並びに第2支持体の他方の揺動リンクと
第3支持体の揺動リンクとを、それぞれ球面軸受
を介して連結し、上記第2支持体の各頂点とその
三角形の中心を通る軸上にねじ軸をその軸心回り
で回転自在に支持すると共に、これら各ねじ軸に
移動体を螺嵌させ、これら各移動体と第2支持体
の各頂点に支持された揺動リンクの中間部とを、
それぞれ連結リンクを介して連結し、且つ上記各
ねじ軸を別個に回転させて各移動体を介して第2
支持体の各一対の揺動リンクを互いに逆方向に揺
動させる回転駆動装置を設けたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the flexible arm device of the present invention has three first to third supports each including each vertex of an equilateral triangle arranged in an overlapping manner, and At each apex position of the second support, a pair of swing links are provided which are swingable in a second plane perpendicular to the first plane including the second support, and the first and third supports A swinging link that can swing freely within a second plane perpendicular to the first plane containing the respective support is provided at each vertex of the support, and one swinging link of the second support and the first support The swing link, the other swing link of the second support body, and the swing link of the third support body are connected through spherical bearings, and the link passes through each vertex of the second support body and the center of the triangle thereof. A screw shaft is supported on the shaft so as to be rotatable around its axis, and a movable body is screwed onto each of these screw shafts, and a swing link supported at each vertex of each of these movable bodies and the second support body is attached. with the middle part,
The screw shafts are connected to each other through connecting links, and the screw shafts are rotated separately to connect the second screw shaft through each moving body.
A rotary drive device is provided for swinging each pair of swing links of the support body in mutually opposite directions.

作 用 上記構成において、回転駆動装置により、各ね
じ軸を回転させて移動体を移動させれば、各揺動
リンクは同一角度でもつて揺動し各支持体同志の
間隔が変化するため、全体として伸縮する。ま
た、各ねじ軸の回転量を調節して各頂点に対応す
る各組揺動リンクの揺動角を異なるようにすれ
ば、支持体同志が傾斜角を持つようになるため、
全体として任意の方向に傾動させることができ
る。
Effect In the above configuration, if the rotary drive device rotates each screw shaft to move the movable body, each swing link swings at the same angle and the spacing between each support body changes, so the overall expands and contracts as In addition, by adjusting the rotation amount of each screw shaft and making the swing angle of each set of swing links corresponding to each vertex different, the supports will have an inclination angle with each other.
The whole can be tilted in any direction.

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。第1図において、1はフレキシブルアーム装
置で、基本単位体2が1組又は複数組連結して構
成されたフレキシブルアーム3と、このフレキシ
ブルアーム3を伸縮且つ傾動させる回転駆動装置
4とから構成されている。なお、本実施例におい
ては、フレキシブルアーム3が一組の基本単位体
2から成る場合について説明する。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a flexible arm device, which is composed of a flexible arm 3 configured by connecting one or more basic unit bodies 2, and a rotation drive device 4 for extending, contracting and tilting this flexible arm 3. ing. In this embodiment, a case will be described in which the flexible arm 3 is composed of a set of basic unit bodies 2.

まず、基本単位体2を第2図〜第4図に基づき
説明する。5〜7は中央に貫通穴8aを有する環
状板8とこの環状板8周囲に垂設された円形フラ
ンジ板9とから構成された第1〜第3支持体で、
各円形フランジ板9の正三角形の各頂点に対応す
る位置には、各頂点を通る円の接線方向でもつて
支持軸10が設けられている。また、上記第1〜
第3支持体5〜7は、下から上方に向つて順次重
ねるように配置されている。上記中間に位置する
第2支持体6の各支持軸10の両側には一対の揺
動リンク11,12がそれぞれの軸心回りで回転
自在に支持され、また第1及び第3支持体5,7
の各支持軸10にも1個づつ揺動リンク13,1
4がそれぞれの軸心回りで回転自在に支持されて
いる。従つて、上記各揺動リンク11〜14はそ
れぞれ正三角の各頂点を含む第1平面に垂直な第
2平面内で揺動自在にされている。そして、上記
第2支持体6の一方(下側)の揺動リンク11
と、これに対応する第1支持体5の揺動リンク1
3とが、また第2支持体6の他方(上側)の各揺
動リンク12と、これに対応する第3支持体7の
揺動リンク14とがそれぞれ球面軸受15を介し
て連結されている。16は上記第2支持体6の各
頂点とその三角形の中心を通る軸に沿つて軸受1
7A,17Bを介して回転自在に環状体8上に支
持されたねじ軸で、このねじ軸16にはナツト体
18を介して移動体19が螺嵌され、更にこの移
動体19と第2支持体6に設けられている一対の
揺動リンク11,12の中間部とは、それぞれ連
結リンク20,21を介して連結されている。な
お、上記各支持体5〜7同志の大きさ、各揺動リ
ンク11〜14同志の長さ、及び連結リンク2
0,21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11〜14及び各連結リン
ク20,21はねじ軸16の両側に交互に設けら
れると共に、各連結リンク20,21の端部は、
それぞれ上記支持軸10と平行な取付ピン22に
より相手方に接続されている。また、23は上記
移動体19の移動をガイドするためのガイド棒で
ある。24は第1支持体5下部に取付けられた架
台で、基本単位体2を支持するものである。な
お、図示していないが第3支持体7にはロボツト
の手首が接続される。
First, the basic unit body 2 will be explained based on FIGS. 2 to 4. Reference numerals 5 to 7 denote first to third supports, which are composed of an annular plate 8 having a through hole 8a in the center and a circular flange plate 9 vertically disposed around the annular plate 8;
A support shaft 10 is provided at a position corresponding to each vertex of an equilateral triangle of each circular flange plate 9 in the tangential direction of the circle passing through each vertex. In addition, the above
The third supports 5 to 7 are arranged so as to be sequentially stacked from the bottom to the top. A pair of swing links 11 and 12 are rotatably supported on both sides of each support shaft 10 of the second support body 6 located in the middle, and the first and third support bodies 5, 7
One swing link 13, 1 is attached to each support shaft 10 of
4 are supported rotatably around their respective axes. Therefore, each of the swing links 11 to 14 is swingable within a second plane perpendicular to the first plane that includes each vertex of an equilateral triangle. One (lower) swing link 11 of the second support body 6
and the corresponding swing link 1 of the first support body 5
3, and each swing link 12 on the other (upper side) of the second support 6 and the corresponding swing link 14 of the third support 7 are connected via spherical bearings 15, respectively. . 16 is a bearing 1 along an axis passing through each vertex of the second support 6 and the center of the triangle.
A screw shaft is rotatably supported on the annular body 8 via 7A and 17B, and a movable body 19 is screwed into this screw shaft 16 via a nut body 18, and the movable body 19 and the second support The intermediate portions of a pair of swing links 11 and 12 provided on the body 6 are connected via connection links 20 and 21, respectively. In addition, the size of each of the supports 5 to 7, the length of each of the swing links 11 to 14, and the connecting link 2
The lengths of the 0 and 21 comrades are equal, and the swing links 11 to 14 and the connecting links 20 and 21 are provided alternately on both sides of the screw shaft 16, and the ends of the connecting links 20 and 21 are arranged alternately on both sides of the screw shaft 16. The department is
Each is connected to the other by a mounting pin 22 parallel to the support shaft 10. Further, 23 is a guide rod for guiding the movement of the moving body 19. Reference numeral 24 denotes a frame attached to the lower part of the first support body 5, which supports the basic unit body 2. Although not shown, the wrist of the robot is connected to the third support 7.

次に、上記回転駆動装置4を第1図及び第2図
に基づき説明する。この回転駆動装置4は、上記
ねじ軸16の内端部に取付けられた第1かさ歯車
25と、第2支持体6の中央貫通穴8a内上方位
置で設けられた支持部材26と、この支持部材2
6に軸受27A,27Bを介して第1平面と直交
する方向で支持された回転軸28と、この回転軸
28に取付けられると共に上記第1かさ歯車25
に噛合された第2かさ歯車29と、各環状体8の
中央貫通穴8a内に配置されると共に伸縮自在に
された連結部材30を介して上記回転軸28を回
転させるサーボモータ31とから構成されてい
る。勿論、この回転駆動装置4は各ねじ軸16に
対応して3個配置されている。上記連結部材30
は、一端部がユニバーサルジヨイント32を介し
てサーボモータ31に連結されると共に他端部両
側にピン33が突設された連結棒34と、一端部
がユニバーサルジヨイント32を介して回転軸2
8に連結されると共に他端側が上記連結棒34を
嵌入可能な大きさにされ且つ連結棒34のピン3
3をその嵌入方向でのみの移動を許す溝部(図示
せず)が形成された連結筒35とから構成されて
いる。また、上記サーボモータ31は例えば基本
単位体2を支持している架台24に設けられてい
る。
Next, the rotary drive device 4 will be explained based on FIGS. 1 and 2. This rotary drive device 4 includes a first bevel gear 25 attached to the inner end of the screw shaft 16, a support member 26 provided at an upper position inside the central through hole 8a of the second support body 6, and Part 2
6 is supported via bearings 27A and 27B in a direction perpendicular to the first plane, and the first bevel gear 25 is attached to the rotating shaft 28 and
The second bevel gear 29 is meshed with the second bevel gear 29, and the servo motor 31 rotates the rotating shaft 28 via a connecting member 30 which is disposed within the central through hole 8a of each annular body 8 and is extendable and retractable. has been done. Of course, three rotary drive devices 4 are arranged corresponding to each screw shaft 16. The connecting member 30
The connecting rod 34 has one end connected to the servo motor 31 via a universal joint 32 and pins 33 protruding from both sides of the other end, and a connecting rod 34 whose one end is connected to the rotating shaft 2 via the universal joint 32.
8, the other end is sized to fit the connecting rod 34, and the pin 3 of the connecting rod 34 is connected to the pin 3 of the connecting rod 34.
3 and a connecting tube 35 in which a groove (not shown) is formed to allow movement of the connecting tube 3 only in the insertion direction. Further, the servo motor 31 is provided, for example, on a pedestal 24 that supports the basic unit 2.

従つて、上記構成において、架台24に配置さ
れた3個のサーボモータ31を同じ回転角度でも
つて回転させて、例えば移動体19を外側に移動
させると、第2支持体6の揺動リンク11,12
は外側に揺動すると共にこの揺動リンク11,1
2に連結されている第1及び第3支持体5,7の
各揺動リンク13,14も追従して外側に揺動
し、従つて基本単位体2は全体として伸びること
になる。勿論、上記移動体19を内側に移動させ
ると、全体として縮むことになる。また、3個の
サーボモータ31のうち例えば1個だけ他のサー
ボモータ31より回転角度を少なくして移動体1
9の移動量を少なくすると、その方向に基本単位
体2が傾動する。更に3個のサーボモータ31の
回転角度を適当に選ぶことによつて、基本単位体
2の長さ及びその傾動方向を自由に調整できる。
なお、第1図に示すように、各頂点に対応する各
揺動リンクの支持体に対する揺動角αは等しい。
Therefore, in the above configuration, when the three servo motors 31 arranged on the pedestal 24 are rotated at the same rotation angle to move the movable body 19 outward, for example, the swing link 11 of the second support body 6 ,12
swings outward and this swing link 11,1
The respective swing links 13, 14 of the first and third supports 5, 7 connected to the base unit 2 also follow and swing outward, so that the basic unit 2 is extended as a whole. Of course, if the movable body 19 is moved inward, it will shrink as a whole. Also, for example, one of the three servo motors 31 may have a smaller rotation angle than the other servo motors 31 to reduce the rotation angle of the moving body 1.
When the amount of movement of 9 is decreased, the basic unit 2 is tilted in that direction. Furthermore, by appropriately selecting the rotation angles of the three servo motors 31, the length of the basic unit 2 and its tilting direction can be freely adjusted.
Note that, as shown in FIG. 1, the swing angle α of each swing link corresponding to each vertex with respect to the support body is equal.

ところで、上記実施例においては、基本単位体
2が1個の場合について説明したが、通常は第5
図に示すように、2個以上の基本単位体2A,2
Bが順次支持軸10を介して連結されると共に、
各基本単位体2A,2Bのそれぞれ対応する回転
軸28同志が連結部材30を介して連結される。
また、第6図に示すように、各基本単位体2ごと
にサーボモータ31を取付けてそれぞれ別個に傾
動させれば、蛇行させることもできる。
By the way, in the above embodiment, the case where there is one basic unit body 2 has been explained, but normally the fifth
As shown in the figure, two or more basic units 2A, 2
B are sequentially connected via the support shaft 10, and
The corresponding rotating shafts 28 of each basic unit body 2A, 2B are connected to each other via a connecting member 30.
Furthermore, as shown in FIG. 6, by attaching a servo motor 31 to each basic unit 2 and tilting each of them separately, it is possible to meander.

発明の効果 上記本発明の構成によれば、正三角形の各頂点
をそれぞれ含む3つの第1〜第3支持体を、それ
ぞれ揺動リンクを介して連結すると共にこれら各
頂点に対応する揺動リンクの組をねじ軸を介して
別個に揺動させる回転駆動装置を設けたので、回
転駆動装置により各揺動リンクの組を同一角度で
もつて揺動させれば、各支持体同志の間隔を変化
即ち伸縮させることができる。また、各揺動リン
ク同志の連結部に球面軸受を介在させたので、各
揺動リンクの組を異なる角度でもつて揺動させれ
ば、各支持体同志を互いに傾動させることがで
き、従つて上記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 three first to third supports each including each vertex of an equilateral triangle are connected via the swinging link, and the swinging link corresponding to each of these vertices is connected. Since a rotary drive device is provided to separately swing the sets of links via screw shafts, by swinging each set of swing links at the same angle using the rotary drive device, the distance between each support can be changed. That is, it can be expanded and contracted. In addition, since a spherical bearing is interposed in the connection between each swinging link, by swinging each set of swinging links at different angles, the supports can be tilted relative to each other. It can also be tilted in any direction at the same time as the expansion and contraction described above.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第4図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図は要部拡大
断面図、第3図は第2図の−矢視図、第4図
は第2図の−矢視図、第5図及び第6図は他
の実施例の全体構成を示す図である。 1……フレキシブルアーム装置、2……基本単
位体、3……フレキシブルアーム、4……回転駆
動装置、5……第1支持体、6……第2支持体、
7……第3支持体、10……支持軸、11〜14
……揺動リンク、15……球面軸受、16……ね
じ軸、19……移動体、20,21……連結リン
ク、25……第1かさ歯車、28……回転軸、2
9……第2かさ歯車、30……連結部材、31…
…サーボモータ、34……連結棒、35……連結
筒。
1 to 4 show an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a schematic diagram of the overall configuration, FIG. 2 is an enlarged sectional view of main parts, and FIG. 3 is a view taken along the - arrow in FIG. 2. , FIG. 4 is a view taken along the - arrow in FIG. 2, and FIGS. 5 and 6 are diagrams showing the overall configuration of other embodiments. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Flexible arm device, 2... Basic unit, 3... Flexible arm, 4... Rotation drive device, 5... First support body, 6... Second support body,
7...Third support body, 10...Support shaft, 11-14
... Swinging link, 15 ... Spherical bearing, 16 ... Screw shaft, 19 ... Moving body, 20, 21 ... Connection link, 25 ... First bevel gear, 28 ... Rotating shaft, 2
9...Second bevel gear, 30...Connection member, 31...
...Servo motor, 34...Connection rod, 35...Connection cylinder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 正三角形の各頂点をそれぞれ含む3つの第1
〜第3支持体を重ねるように配置し、上記中間に
位置する第2支持体の各頂点位置において、第2
支持体を含む第1平面に垂直な第2平面内で揺動
自在な一対の揺動リンクをそれぞれ設け、上記第
1及び第3支持体の各頂点に、それぞれの支持体
を含む第1平面に垂直な第2平面内で揺動自在な
揺動リンクをそれぞれ設け、上記第2支持体の一
方の揺動リンクと第1支持体の揺動リンク並びに
第2支持体の他方の揺動リンクと第3支持体の揺
動リンクとを、それぞれ球面軸受を介して連結
し、上記第2支持体の各頂点とその三角形の中心
を通る軸上にねじ軸をその軸心回りで回転自在に
支持すると共に、これら各ねじ軸に移動体を螺嵌
させ、これら各移動体と第2支持体の各頂点に支
持された揺動リンクの中間部とを、それぞれ連結
リンクを介して連結し、且つ上記各ねじ軸を別個
に回転させて各移動体を介して第2支持体の各一
対の揺動リンクを互いに逆方向に揺動させる回転
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。
1. Three first lines each containing each vertex of an equilateral triangle.
- The third supports are arranged so as to overlap each other, and at each vertex position of the second support located in the middle, the second support is arranged so as to overlap.
A pair of swinging links that are swingable in a second plane perpendicular to a first plane that includes the supports are provided, and the first plane that includes the respective supports is provided at each apex of the first and third supports. A swing link that is swingable in a second plane perpendicular to is provided, and one swing link of the second support, a swing link of the first support, and the other swing link of the second support. and the swing link of the third support are connected through spherical bearings, and a screw shaft is freely rotatable about the axis on an axis passing through each vertex of the second support and the center of the triangle. At the same time, a movable body is screwed onto each of these screw shafts, and each of these movable bodies and the intermediate portion of the swing link supported at each apex of the second support body are connected via a connecting link, respectively. The flexible arm device is further provided with a rotational drive device that rotates each of the screw shafts separately and swings each pair of swinging links of the second support in opposite directions via each movable body. .
JP6573885A 1985-03-28 1985-03-28 flexible arm device Granted JPS61226288A (en)

Priority Applications (1)

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Publication Number Publication Date
JPS61226288A JPS61226288A (en) 1986-10-08
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Family

ID=13295653

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