JPH0750176B2 - Parallel link type support mechanism - Google Patents
Parallel link type support mechanismInfo
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- JPH0750176B2 JPH0750176B2 JP61165307A JP16530786A JPH0750176B2 JP H0750176 B2 JPH0750176 B2 JP H0750176B2 JP 61165307 A JP61165307 A JP 61165307A JP 16530786 A JP16530786 A JP 16530786A JP H0750176 B2 JPH0750176 B2 JP H0750176B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は被支持物体を鉛直面で上下可能に支持する平行
リンク支持機構の重量平衡装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a weight balance device of a parallel link support mechanism that supports a supported object so that the supported object can move up and down in a vertical plane.
(従来の技術) 比較的軽量な被支持物体、例えば手術用顕微鏡の顕微鏡
本体部を鉛直面内で上下動可能に支持する機構として平
行リンクの機構が利用されている。(Prior Art) A parallel link mechanism is used as a mechanism for supporting a relatively lightweight supported object, for example, a microscope main body of a surgical microscope so as to be vertically movable within a vertical plane.
そして、被支持物を所定の空間位置で静止支持させるの
に、平行リンク機構の対角線上に引張あるいは圧縮のコ
イルバネを架渡して、被支持物と重量平衡をとるように
した重量平衡装置が公知である。Further, in order to support the supported object stationary at a predetermined spatial position, a weight balance device is known in which a tension or compression coil spring is installed on the diagonal of the parallel link mechanism so as to achieve weight balance with the supported object. Is.
(発明が解決しようとする問題点) しかし、従来の平行リンク型支持装置においては、被支
持物の交換や追加による重量変化が大きいと、コイルバ
ネによる重量平衡が取りきれない欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional parallel link type supporting device has a drawback that the weight balance due to the coil spring cannot be achieved when the weight change due to the replacement or addition of the supported object is large.
本発明は、係る従来の欠点に着目してなされたもので、
その目的は被支持物の重量変化があっても重量平衡をと
り得る平行リンク型支持機構を提供することにある。The present invention has been made by paying attention to such conventional drawbacks,
It is an object of the present invention to provide a parallel link type support mechanism capable of achieving weight balance even if the weight of a supported object changes.
(問題点を解決するための手段) この目的を達成するため本発明は、固定リンクと、上下
動自在に前記固定リンクの上部に第1の枢軸で一端部が
枢着された主リンクと、前記主リンクの下方に該主リン
クと平行に配設され且つ上下動自在に前記固定リンクの
下部に第2の枢軸で一端部が枢着された副リンクと、上
下部が前記主リンクの他端部と副リンクの他端部に第3,
第4の枢軸で枢着された被支持物取付用の支持リンクと
からなる平行リンク機構を設けると共に、前記固定リン
ク側と第3の枢軸との間に圧縮弾発部材を介装した平行
リンク型支持機構であって、前記固定リンク上の第1,第
2の枢軸を結ぶ鉛直軸線に対し前記被支持物側とは反対
側に傾斜して交差する傾斜軸線上を移動可能な可動支点
を前記固定リンク側に設けて、前記圧縮弾発部材を前記
第3の枢軸と前記可動支点との間に介装した平行リンク
型支持装置としたことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, the present invention provides a fixed link, and a main link whose one end is pivotally attached to an upper portion of the fixed link by a first pivot. A sub-link which is disposed below the main link in parallel with the main link, and one end of which is pivotally attached to the lower part of the fixed link by a second pivot so as to be vertically movable; At the end and the other end of the secondary link,
A parallel link mechanism including a support link for mounting a supported object pivotally mounted on a fourth pivot and a parallel link having a compression elastic member interposed between the fixed link side and the third pivot A mold supporting mechanism, wherein a movable fulcrum movable on an inclined axis that intersects with a vertical axis connecting the first and second pivots on the fixed link at a side opposite to the supported object side is provided. A parallel link type supporting device is provided on the fixed link side, and the compression elastic member is interposed between the third pivot and the movable fulcrum.
(作 用) 上記構成により、可動支点が傾斜軸線上を移動すると、
リンクと圧縮弾発部材の交角及び圧縮弾発部材の長さが
変化して、被支持物の重量変化に応じた上方への反力が
平行リンク機構の支持リンクに作用し、常に重量平衡を
保つことができる。(Operation) With the above configuration, when the movable fulcrum moves on the tilt axis,
The crossing angle between the link and the compression elastic member and the length of the compression elastic member change, and the upward reaction force according to the weight change of the supported object acts on the support link of the parallel link mechanism, and the weight balance is always maintained. Can be kept.
(実施例) 第1図は本発明に係る平行リンク型支持機構(以下単に
平行リンクアームと言う)の構成を示すもので、平行リ
ンクアーム10は固定リンク11、主リンク12、支持リンク
13、副リンク14及びガススプリング30並びにバランス調
整機構部40とから大略構成されている。(Embodiment) FIG. 1 shows a structure of a parallel link type support mechanism (hereinafter simply referred to as a parallel link arm) according to the present invention. The parallel link arm 10 includes a fixed link 11, a main link 12, and a support link.
The sub-link 14, the sub-link 14, the gas spring 30, and the balance adjusting mechanism 40 are included.
固定リンク11は腕111を有し、その下面に鉛直方向に向
けた軸112が固着されている。また、100は図示なき架台
に取付けられたアームで、このアーム100の先端には軸
受101が形成されている。しかも、軸112は、軸受101に
回動自在に保持されて、固定リンク111を水平面で旋回
可能にしている。The fixed link 11 has an arm 111, and a shaft 112 oriented in the vertical direction is fixed to the lower surface of the arm 111. Further, 100 is an arm attached to a mount (not shown), and a bearing 101 is formed at the tip of this arm 100. Moreover, the shaft 112 is rotatably held by the bearing 101, so that the fixed link 111 can be swung in the horizontal plane.
固定リンク11の上下部には第1,第2の枢軸21,22が水平
方向に向けて植設されており、この枢軸21,22にそれぞ
れ断面コの字状の主リンク12、副リンク14が鉛直面内で
上下方向に旋回可能に連結されている。主リンク12と副
リンク13の他端はそれぞれ支持リンク13に水平方向に向
けて植設された第3,第4の枢軸23,24に旋回可能に連結
されている。そして固定リンク11、主リンク12、副リン
ク14、支持リンク13は枢軸21乃至枢軸24を交点とする平
行リンク機構を構成している。First and second pivots 21 and 22 are planted horizontally in the upper and lower portions of the fixed link 11, and the pivots 21 and 22 respectively have a main link 12 and a sub-link 14 having a U-shaped cross section. Are connected so as to be vertically rotatable in a vertical plane. The other ends of the main link 12 and the sub link 13 are pivotally connected to third and fourth pivots 23 and 24, respectively, which are planted in the support link 13 in the horizontal direction. The fixed link 11, the main link 12, the sub link 14, and the support link 13 constitute a parallel link mechanism having the pivots 21 to 24 as intersections.
支持リンク13には鉛直軸受130が形成されており、この
軸受リンク130には被支持物、例えば手術用顕微鏡本体
Mが取付けられ、通常緊定ネジ131で、この軸回わりの
回動が規制されている。A vertical bearing 130 is formed on the support link 13, and an object to be supported, for example, a surgical microscope main body M is attached to the bearing link 130, and the rotation of the shaft is usually regulated by a tightening screw 131. Has been done.
枢軸23には、圧縮弾発部材であるガススプリング30の一
端が旋回可能に連結されている。可動片41はハンドル42
により回動される送りネジ43によって、その軸線03に沿
って上下動される。One end of a gas spring 30, which is a compression elastic member, is pivotally connected to the pivot 23. The movable piece 41 is a handle 42
By a feed screw 43 which is rotated by, it is moved up and down along its axis 0 3.
送りネジ43の軸線03は可動支点としての軸31の傾斜軸線
02と平行に配列されてする。ここで傾斜軸線02すなわち
傾斜軸線の鉛直軸線01との傾斜角θは、平行リンクアー
ムの自重、ガススプリング30のガス圧及びそのバネ定
数、及び主リンク12とガススプリング30との交角α、さ
らに被支持物の重量により、力学的あるいは実験的に求
めることができる。The axis 0 3 of the feed screw 43 is the tilt axis of the shaft 31 as a movable fulcrum.
It is arranged in parallel with 0 2 . Here, the inclination angle θ 2 with respect to the inclination axis 0 2, that is, the vertical axis 0 1 of the inclination axis, is the weight of the parallel link arm, the gas pressure of the gas spring 30 and its spring constant, and the intersection angle α between the main link 12 and the gas spring 30. Further, it can be determined mechanically or experimentally by the weight of the supported object.
本発明は力学的解析と実験から、被支持物の重量が5.5k
g〜17.5kgのとき、傾斜角θが7゜20″〜16゜の範囲に
あれば実用上にさしつかえがないことがわかった、第1
図の実施例では傾斜角θはθ=12゜に設定されている。The present invention shows that the weight of the supported object is 5.5 k from the mechanical analysis and the experiment.
It was found that when the inclination angle θ is in the range of 7 ° 20 ″ to 16 ° when g is 17.5 kg, it is practically acceptable.
In the illustrated embodiment, the inclination angle θ is set to θ = 12 °.
可動片41には第2図に示すようにインデックス44が取り
付けられており、このインデックス44は、固定リンク11
に形成された傾斜軸線02と平行なスロット113内を移動
でき、ハンドル42の回動により、被支持物Mの重量Wに
応じて、重量スケール114のその対応する重量目盛にイ
ンデックスをあわせることにより、可動片41及び軸31を
移動し、重量平衡をとる。An index 44 is attached to the movable piece 41 as shown in FIG.
The formed with tilting axis 0 2 can be moved parallel to slot 113, the rotation of the handle 42, according to the weight W of the supported object M, to adjust the index to its corresponding weight scale weight scale 114 Thus, the movable piece 41 and the shaft 31 are moved to balance the weight.
尚、本発明では、傾斜軸線02を鉛直軸線01に対して図中
右方に傾斜させずに左方にθだけ傾斜させている。この
結果、本発明のものは、傾斜軸線02を鉛直軸線01に対し
て図中右方にθだけ傾斜させた場合に比べて、支持力の
点で非常に優れている。この点を、次の表を基に説明す
る。次の表では、鉛直軸線01に対する傾斜軸線02の左右
への傾斜角を同じにすると共に、リンク12,14を水平に
した状態で、軸31を上下させたときのガススプリング30
の長さ、角度、分力、バネ力等を表している。In the present invention, the tilt axis 0 2 is tilted leftward with respect to the vertical axis 0 1 by θ instead of being tilted rightward in the figure. As a result, the one according to the present invention is very excellent in the supporting force as compared with the case where the tilt axis 0 2 is tilted rightward in the figure by θ with respect to the vertical axis 0 1 . This point will be described based on the following table. In the following table, the gas spring 30 when the tilt angle of the tilt axis 0 2 with respect to the vertical axis 0 1 is the same and the links 12 and 14 are horizontal and the shaft 31 is moved up and down.
Represents the length, angle, component force, spring force, etc.
この表から分かるように、傾斜軸線02を右に傾斜させた
場合においては、軸31の上下に伴ってガススプリング30
のバネ力が増減すると、このバネ力の増減に伴ってガス
スプリング30によるバネ力の上方への分力は減少・増大
するので、ガススプリング30のバネ力の増減分を有効に
利用できないことになる。これに対して、本発明のもの
においては、軸31の下降・上昇動に伴なってガススプリ
ング30のバネ力が増減しても、この増減に伴ってガスス
プリング30による上方への分力も増減するので、ガスス
プリング30の増減分を有効に利用できる。 As can be seen from this table, when the tilt axis 0 2 is tilted to the right, the gas spring 30 moves up and down with the shaft 31.
When the spring force of the gas spring 30 increases or decreases, the upward component of the spring force of the gas spring 30 decreases or increases as the spring force increases or decreases. Become. On the other hand, in the present invention, even if the spring force of the gas spring 30 increases or decreases as the shaft 31 descends or rises, the upward component force of the gas spring 30 also increases or decreases. Therefore, the increase / decrease of the gas spring 30 can be effectively used.
従って、軸31の上下動量を同じにとれば、バネ力の上方
への分力の変化量は本発明のものの方が傾斜軸線02を右
に傾けた場合に比べて大きくなるので、本発明のものは
支持リンク13に支持し得る重量の範囲を傾斜軸線02を右
に傾けたものに比べて大きくとることが可能となる。換
言すれば、支持リンク13に支持し得る重量の範囲を同じ
にした場合、本発明では傾斜軸線02を右に傾けたものに
比べて軸31の移動量を小さくできる。Therefore, if the vertical movement amount of the shaft 31 is the same, the amount of change in the upward component force of the spring force is larger in the present invention than in the case where the tilt axis 0 2 is tilted to the right. it becomes possible to take larger than those by tilting the range of weight that can be supported on the support link 13 to the right tilting axis 0 2 ones. In other words, when the same range of weight that can be supported on the support link 13, it is possible to reduce the amount of movement of the shaft 31 as compared to that inclined tilting axis 0 2 to the right in the present invention.
(効 果) 上述したように、本発明によれば、固定リンク上の第1,
第2の枢軸を結ぶ鉛直軸線に対し前記被支持物側とは反
対側に傾斜して交差する傾斜軸線上を移動可能な可動支
点を前記固定リンク側に設けると共に、前記圧縮弾発部
材を前記第3の枢軸と前記可動支点との間に介装した構
成としたので、被支持物の重量変化があっても、バラン
ス調整機構の操作により、圧縮弾発部材であるガススプ
リング等と主リンクとの交角及び圧縮弾発部材の長さを
変化させ、常に重量平衡をとることができる。(Effect) As described above, according to the present invention, the first and second
A movable fulcrum movable on an inclined axis that intersects the vertical axis connecting the second pivot with the side opposite to the supported object is provided on the fixed link side, and the compression elastic member is provided on the movable fulcrum. Since it is arranged between the third pivot and the movable fulcrum, even if there is a change in the weight of the object to be supported, the operation of the balance adjusting mechanism causes the main link with the gas spring or the like, which is a compression elastic member. By changing the angle of intersection with and the length of the compression elastic member, weight balance can be always maintained.
第1図は、本発明に係る支持機構の実施例を示す縦断面
図、第2図はそのインデックス部分の構成を示す図であ
る。 10……平行リンクアーム、11……固定リンク、12……主
リンク、13……副リンク、14……支持リンク、21……第
1の枢軸、22……第2の枢軸、23……第3の枢軸、24…
…第4の枢軸、30……ガススプリング(圧縮弾発部
材)、31……軸(可動支点)、40……バランス調整機
構、01……鉛直軸線、02……傾斜軸線。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a support mechanism according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing the structure of its index portion. 10 …… Parallel link arm, 11 …… Fixed link, 12 …… Main link, 13 …… Sub link, 14 …… Support link, 21 …… First pivot, 22 …… Second pivot, 23 …… Third axis, 24 ...
… 4th axis, 30 …… Gas spring (compression elastic member), 31 …… Axis (movable fulcrum), 40 …… Balance adjusting mechanism, 0 1 …… Vertical axis, 0 2 …… Inclined axis.
Claims (4)
クの上部に第1の枢軸で一端部が枢着された主リンク
と、前記主リンクの下方に該主リンクと平行に配設され
且つ上下動自在に前記固定リンクの下部に第2の枢軸で
一端部が枢着された副リンクと、上下部が前記主リンク
の他端部と副リンクの他端部に第3,第4の枢軸で枢着さ
れた被支持物取付用の支持リンクとからなる平行リンク
機構を設けると共に、前記固定リンク側と第3の枢軸と
の間に圧縮弾発部材を介装した平行リンク型支持機構で
あって、 前記固定リンク上の第1,第2の枢軸を結ぶ鉛直軸線に対
し前記被支持物側とは反対側に傾斜して交差する傾斜軸
線上を移動可能な可動支点を前記固定リンク側に設ける
と共に、前記圧縮弾発部材を前記第3の枢軸と前記可動
支点との間に介装したことを特徴とする平行リンク型支
持機構。1. A fixed link, a main link whose one end is pivotally attached to an upper part of the fixed link by a first pivot so as to be movable up and down, and is arranged below the main link in parallel with the main link. A sub link whose one end is pivotally attached to the lower part of the fixed link by a second pivot so as to be vertically movable, and upper and lower parts are the third and fourth ends of the main link and the other end of the sub link. A parallel link mechanism comprising a support link for mounting a supported object pivotally mounted on the pivot axis of the parallel link type support in which a compression elastic member is interposed between the fixed link side and the third pivot axis. The mechanism, wherein the movable fulcrum movable on an inclined axis intersecting the vertical axis connecting the first and second pivots on the fixed link to the side opposite to the supported object is fixed. Provided on the link side, the compression elastic member is provided between the third pivot and the movable fulcrum. Parallel link type supporting mechanism, characterized in that interposed.
を回動軸とする送りネジにより移動されることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の平行リンク型支持機
構。2. The parallel link type supporting mechanism according to claim 1, wherein the movable fulcrum is moved by a feed screw having an axis parallel to the tilt axis as a rotation axis.
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の平行リン
ク型支持機構。3. The parallel link type support mechanism according to claim 2, wherein the compression elastic member is a gas spring.
7゜乃至16゜の範囲であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項乃至第4項いずれかに記載の平行リンク型支
持機構。4. The parallel link type according to any one of claims 1 to 4, wherein an intersecting angle of the tilt axis with the vertical axis is in the range of 7 ° to 16 °. Support mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165307A JPH0750176B2 (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Parallel link type support mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165307A JPH0750176B2 (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Parallel link type support mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6319589A JPS6319589A (en) | 1988-01-27 |
| JPH0750176B2 true JPH0750176B2 (en) | 1995-05-31 |
Family
ID=15809847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61165307A Expired - Lifetime JPH0750176B2 (en) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | Parallel link type support mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750176B2 (en) |
-
1986
- 1986-07-14 JP JP61165307A patent/JPH0750176B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6319589A (en) | 1988-01-27 |
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