CN103659801A

CN103659801A - 并联杆机械手的线条体处理结构

Info

Publication number: CN103659801A
Application number: CN201310398088.2A
Authority: CN
Inventors: 昔炫澈
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-09-04
Also published as: JP2014050898A; CN103659801B; US20140069222A1; US9694493B2; DE102013014399A1

Abstract

本发明提供一种线条体处理结构。该线条体处理结构在并联杆机械手中能够适当地引导线条体。在并联杆机械手的从动连杆部上设有第一追加驱动器。线条体从形成在基础部的大致圆形的底面的开口部被引出，具有规定的间隙后，在沿着与从动连杆的长度方向相交的方向延伸的状态下朝向从动连杆部，并连接在第一追加驱动器上。在此，所谓相交的方向是指相对于从动连杆的长度方向为70～110度的角度、优选80～100度的角度、更优选大致90度的角度的方向。

Description

并联杆机械手的线条体处理结构

技术领域

本发明涉及在并联杆机械手中使用的、由电缆或气管等构成的线条体的处理结构。

背景技术

作为对具备终端执行器的可动部进行三维定位的机构，已知有使用三角式并联杆机构的并联杆机械手。例如，图6是现有技术的并联杆机械手的立体图。如图6所示，现有技术的并联杆机械手100具备基础部110、可动部120、连结基础部110及可动部120的三个连杆部200a～200c，在可动部120上具备未图示的终端执行器的安装部件190。

另外，连杆部200a包括从基础部110延伸的驱动连杆210a、从可动部120a延伸的两个从动连杆220a、230a，这些连杆通过球面轴承互相连结。另外，基础部110具有对驱动连杆210a进行驱动的驱动器130a。另外，其他连杆部200b、200c也是相同的结构。通过分别控制这些连杆部200a～200c的驱动器130a～130c，使可动板120以三自由度（第一轴～第三轴）移动，并能够定位在规定的位置。

如上所述，现有的三角式并联杆机械手由基础部、可动部、以及连结它们的驱动连杆及从动连杆构成。设有三组驱动连杆及从动连杆，通过分别控制这些连杆，能够使可动部以XYZ三自由度移动。

在此，在图6的并联杆机械手中，存在如下场合：设置改变安装有终端执行器的安装部件190的姿势的姿势变更机构，并追加该姿势变更机构的驱动用驱动器。例如，在日本特开2011-088262号公报的图2中记载了在两个从动连杆之间配置追加驱动器的结构。

在利用追加驱动器的场合，需要从基础部对用于追加驱动器的电缆或气管等线条体进行配线并连接，因此产生以不妨碍机械手的动作的方式引导该线条体的必要。例如在日本特开2004-223635号公报的图1中记载了利用设在自由接头5上的夹子部件保持配线配管类11，并通过设在滚珠丝杠4上的夹子部件19连接在主轴头2的接头20上的结构。另外，在日本特开2004-223635号公报的图4中记载了将配线配管类11从贯通顶部7的夹子部件31通过夹子部件32连接在主轴头2上的结构。

在日本特开2004-223635号公报的图1中，线条体向并联杆机构的外侧突出，由此，该机构实际所占的区域变大。因此，有可能使周边物与线条体产生干涉，进而导致线条体破损。另外，在日本特开2004-223635号公报的图4中，理解为线条体收放在并联杆机构的内侧区域，但如其图5所示，在连杆机构较大地进行动作的场合，过大的负荷有可能施加在线条体上。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供在并联杆机械手中，能够适当地引导线条体的线条体处理结构。

为了实现上述目的，本发明提供一种线条体处理结构，其用于并联杆机械手，该并联杆机械手具备基础部、设在上述基础部的下方的可动部、连结上述基础部与上述可动部且相对于上述基础部分别具有一自由度的三个连杆部，该线条体处理结构的特征在于，各个上述连杆部具备连结在上述基础部上的驱动连杆和连结该驱动连杆与上述可动部的、由互相平行的一对从动连杆构成的从动连杆部，从形成在上述基础部的底面的开口部向下方引出的线条体在由包括上述一对从动连杆的一方的中心轴线与另一方的中心轴线的平面划定的两个空间中、上述开口部所在的空间内延伸，在沿着相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下，到达上述一个从动连杆部的侧面上的部位。

在优选的实施方式中，上述并联杆机械手还具有设在上述一个从动连杆部的一对从动连杆之间的第一追加驱动器，从形成在上述基础部的底面的开口部引出的上述线条体在沿着相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下，连接在上述第一追加驱动器上。

在优选的实施方式中，上述并联杆机械手还具有配置在上述可动部上的第二追加驱动器，从形成在上述基础部的底面的开口部引出的上述线条体在沿相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下被设在上述一个从动连杆部的侧面上的部位的夹子部件保持，沿上述一个从动连杆部的长度方向延伸，并连接在上述第二追加驱动器上。

在优选的实施方式中，上述并联杆机械手还具有安装在上述可动部上的终端执行器，从形成在上述基础部的底面的开口部引出的上述线条体在沿着相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下被设在上述一个从动连杆部的侧面上的部位的夹子部件上保持，并且沿着上述一个从动连杆部的长度方向延伸，连接在上述终端执行器上。

附图说明

本发明的上述或其他目的、特征及优点通过参照附图说明以下优选的实施方式而变得更明确。

图1是表示本发明的第一实施方式的线条体处理结构的基本结构的图。

图2是表示本发明的第二实施方式的线条体处理结构的基本结构的图。

图3是示意地表示本发明的线条体处理结构的图。

图4是表示本发明的线条体处理结构的应用例的图。

图5是表示本发明的线条体处理结构的另一应用例的图。

图6是现有技术的并联杆机械手的立体图。

具体实施方式

图1是表示具有本发明的第一实施方式的线条体处理结构的三角式并联杆机械手的概略结构的图。并联杆机械手2具备基础部10、设在基础部10的下方的可动部12、连结基础部10及可动部12且相对于基础部10分别具有一自由度的三个连杆部20a～20c，在可动部12上具备用于终端执行器的安装部件19。

另外，连杆部20a包括从基础部10延伸的驱动连杆21a、从可动部12互相平行地延伸的一对（在图示例中为两个）从动连杆22a、23a（下面，还称为从动连杆部），这些连杆由球面轴承互相连结。另外，基础部10具有对驱动连杆21a进行驱动的、与图6的驱动器130a相同的驱动器（未图示）。另外，其他连杆部20b、20c也是相同的结构。通过分别控制这些连杆部20a～20c的驱动器（未图示），能够使可动部12以三自由度（第一轴～第三轴）移动，并定位在期望的位置。这样，并联杆机械手2由基础部10、可动部12、以及连结它们的驱动连杆21a～21c及从动连杆部构成。设有三组驱动连杆及从动连杆，通过分别控制这些连杆，能够使可动部以XYZ三自由度移动。

在此，如图1所示，为了能够改变（例如旋转）可动部12的姿势，设有第一追加驱动器14。第一追加驱动器设在三个从动连杆部中的一个（在此为连杆部20c）的侧面上，优选配置在两个从动连杆22c与23c之间，且比从动连杆部的长度方向的中央靠上方（基础部10侧）。动力传递轴15（参照后述的图4）从第一追加驱动器14与从动连杆22c、23c大致平行地延伸，并连接在可动部12上。

在第一追加驱动器14上连接有用于驱动该驱动器的电源电缆或管等的、具有一定的挠性的线条体16。线条体16从形成在基础部10的大致圆形的底面（下表面）的开口部18被引出，具有规定的间隙，并且在由包括从动连杆22c的中心轴线与从动连杆23c的中心轴线的平面划定的两个空间中、开口部18所在的空间内延伸，在沿着与从动连杆22c、23c的长度方向相交的方向延伸的状态下朝向连杆部20c的从动连杆部，并连接在第一追加驱动器14上。在此，所谓相交的方向是指相对于从动连杆22c、23c的长度方向为70～110度的角度、优选80～100度的角度、更优选大致90度的角度的方向。

图2是表示具有本发明的第二实施方式的线条体处理结构的三角式并联杆机械手的概略结构的图。另外，在第二实施方式中，除了后述的追加驱动器与线条体的处置结构以外，可以与第一实施方式相同，因此对具有相同功能的部件标注与第一实施方式相同的参照符号，并省略详细的说明。

在图2所示的第二实施方式中，代替图1所示的第一追加驱动器14，作为能够改变可动部的姿势的机构，在可动部12的上部配置第二追加驱动器24。另外，用于驱动第二追加驱动器的电源电缆或管等的、具有一定挠性的线条体26从形成在基础部10的下表面的开口部18被引出，具有规定的间隙，并在由包括从动连杆22c的中心轴线与从动连杆23c的中心轴线的平面划定的两个空间中、开口部18所在的空间内延伸，被配置在连杆部20c的从动连杆部的侧面上的部位、优选比从动连杆部的长度方向的中央靠上方（基础部10侧）的部位的夹子部件28暂时保持，沿从动连杆22c、23c的长度方向延伸，并连接在第二追加驱动器24上。另外，线条体26在沿着与从动连杆22c、23c的长度方向相交的方向延伸的状态下朝向连杆部20c的从动连杆部，直到被夹子部件28保持。在此，所谓相交的方向是指相对于从动连杆22c、23c的长度方向为70～110度的角度、优选80～100度的角度、更优选大致90度的角度的方向。

另外，作为夹子部件28，可以是以固定式保持线条体26的类型，但也可以是例如具备比线条体26的外径稍大的内径的环状部件那样的、容许线条体26在该环内自由的扭转及沿长度方向的滑动那样的部件。后述的夹子部件32、34也相同。另外，任一个实施方式都可以在开口部18设置以固定式保持线条体26的类型的夹子部件、或容许自由的扭转及沿长度方向的滑动那样的部件。

图3是示意地表示图1及图2所示的实施方式的图。如图3所示，从设在基础部10的下方的开口部18引出的线条体16（26）具有规定的间隙，并且在由包括从动连杆22c的中心轴线与从动连杆23c的中心轴线的平面划定的两个空间中、开口部18所在的空间内延伸，朝向一个从动连杆部（在此为连杆部20c的从动连杆部）的侧面上的部位、优选比从动连杆部的长度方向中央靠上方（靠近基础部10或驱动连杆21c）的部位，并且在与从动连杆的长度方向相交的方向上延伸。通过这种线条体的处理，线条体能够不承受过大的应力地追随可动部12或连杆机构的动作。另外，由于线条体不会超过连杆的可动范围而突出，因此能够使机械手的占有区域最小化而避免与周围干涉。另外，当这样配置线条体时，即使连杆机构在可动范围内进行动作，线条体朝向一个从动连杆部的方向也不会较大地变化。但是，为了使线条体尽量短，基础部10的底面的开口部18的位置优选是比通过将各驱动连杆连结在基础部上的部位的圆而划定的区域靠内侧，并且比该底面的中央靠线条体所朝向的从动连杆部。

图4是表示本发明的应用例的图，除了如在第一实施方式中所说明的那样将线条体16连接在第一追加驱动器14上之外，还将线条体16连接在安装于安装部件9的终端执行器30上。具体地说，线条体16由包括用于第一驱动器14的电缆等的线条体16a、包括用于终端执行器30的气管等的线条体16b构成，线条体16a如在图1中所说明的那样连接在第一追加驱动器14上。另一方面，线条体16b与线条体16a相同地被引到连杆部20c的从动连杆部，被配置在比连杆部20c的从动连杆部的长度方向的中央靠上方（基础部10侧）的部位的夹子部件32暂时保持，沿从动连杆22c、23c的长度方向延伸，并连接在终端执行器30上。

在图4中，线条体16a及16b也从开口部18被引出，具有规定的间隙，在由包括从动连杆22c的中心轴线与从动连杆23c的中心轴线的平面划定的两个空间中、开口部18所在的空间内延伸，在沿着与从动连杆22c、23c的长度方向相交的方向上延伸的状态下，朝向从动连杆部20c。在此，所谓相交的方向是指相对于从动连杆22c、23c的长度方向为70～110度的角度、优选80～100度的角度、更优选大致90度的角度的方向。因此，在图4那样的实施方式中，线条体16a及16b中任一个均能够适当地追随可动部或连杆机构的动作。

图5是表示本发明的另一应用例的图，除了如在第二实施方式中所说明的那样将线条体26连接在第二追加驱动器24上之外，还将线条体26连接在安装于安装部件19的终端执行器30上。具体地说，线条体26由包括用于第二驱动器24的电缆等的线条体26a和包括用于终端执行器30的气管等的线条体26b构成，线条体26a被配置在连杆部20c的从动连杆部的侧面上的部位、优选比从动连杆部的长度方向的中央靠上方（基础部10侧）的部位的夹子部件34暂时保持，并连接在第二追加驱动器24上。另一方面，线条体26b也与线条体26a相同地被引到连杆部20c的从动连杆部，被夹子部件34暂时保持，沿从动连杆22c、23c的长度方向延伸，并连接在终端执行器30上。

在图5中，线条体26a及26b也从开口部18被引出，具有规定的间隙，并且在由包括从动连杆22c的中心轴线与从动连杆23c的中心轴线的平面划定的两个空间中、开口部18所在的空间内延伸，在沿着与从动连杆22c、23c的长度方向相交的方向延伸的状态下朝向连杆部20c的从动连杆部。在此，所谓相交的方向是指相对于从动连杆22c、23c的长度方向为70～110度的角度、优选80～100度的角度、更优选大致90度的角度的方向。因此，在图5的实施方式中，线条体26a及26b中任一个均能够适当地追随可动部或连杆机构的动作。

另外，虽然未图示，但也可以为不设置追加的驱动器，只设置连接在终端执行器上的线条体的方式。该方式相当于在图4中删除了第一追加驱动器14及线条体16a的方式、或在图5中删除了第二追加驱动器24及线条体26a的方式。

在上述实施方式中，将线条体从开口部18被引出且延伸到一个从动连杆部的侧面上的部位的空间，作为由包括从动连杆22c的中心轴线与从动连杆23c的中心轴线的平面划定的两个空间中、开口部18所在的空间进行说明，但也可以利用其他空间。例如，可以利用由包括从动连杆22a的中心轴线与从动连杆23a的中心轴线的平面、包括从动连杆22b的中心轴线与从动连杆23b的中心轴线的平面、包括从动连杆22c的中心轴线与从动连杆23c的中心轴线的平面这三个平面划定，并且包括开口部18的空间。或者，可以利用在侧面上包括在从上方观察机械手时向最外侧突起的点（在实施方式中，连接驱动连杆与从动连杆的接合线），在沿垂直方向延伸的圆筒的内侧划定的空间，也可以利用在使机械手绕通过圆形的基础部的中心的垂直轴旋转时由驱动连杆及从动连杆划定的扫描空间。

根据本发明的线条体处理结构，能够将连接在并联杆机械手的追加的驱动器或终端执行器上的配线、配管等线条体收放在连杆的可动区域内。另外，通过这种处理结构，能够按照可动部或连杆等移动体的动作，使线条体不施加过大的应力地进行追随，并能使机械手的占有区域也最小化。另外，还能够防止机械手动作时与周边物的干涉或由此产生的线条体的损伤，从而实现长寿命化。

Claims

1.一种线条体处理结构，其用于并联杆机械手（2），该并联杆机械手（2）具备基础部（10）、设在上述基础部的下方的可动部（12）、以及连结上述基础部与上述可动部且相对于上述基础部分别具有一自由度的三个连杆部（20a、20b、20c），该线条体处理结构的特征在于，

各个上述连杆部具备连结在上述基础部上的驱动连杆（21a、21b、21c）和连结该驱动连杆与上述可动部的、由互相平行的一对从动连杆构成的从动连杆部（22a、23a、22b、23b、22c、23c），

从形成在上述基础部的底面的开口部（18）向下方引出的线条体（16、26）在由包括上述一对从动连杆的一方的中心轴线与另一方的中心轴线的平面划定的两个空间中、上述开口部所在的空间内延伸，在沿着相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下，到达上述一个从动连杆部的侧面上的部位。

2.根据权利要求1所述的线条体处理结构，其特征在于，

上述并联杆机械手还具有设在上述一个从动连杆部的一对从动连杆之间的第一追加驱动器（14），

从形成在上述基础部的底面的开口部引出的上述线条体在沿着相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下，连接在上述第一追加驱动器上。

3.根据权利要求1所述的线条体处理结构，其特征在于，

上述并联杆机械手还具有配置在上述可动部上的第二追加驱动器（24），

从形成在上述基础部的底面的开口部引出的上述线条体在沿着相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下被设在上述一个从动连杆部的侧面上的部位的夹子部件（28、34）保持，并且沿着上述一个从动连杆部的长度方向延伸，连接在上述第二追加驱动器上。

4.根据权利要求1所述的线条体处理结构，其特征在于，

上述并联杆机械手还具有安装在上述可动部上的终端执行器（30），

从形成在上述基础部的底面的开口部引出的上述线条体在沿着相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下被设在上述一个从动连杆部的侧面上的部位的夹子部件（32、34）保持，并且沿着上述一个从动连杆部的长度方向延伸，连接在上述终端执行器上。

5.根据权利要求2所述的线条体处理结构，其特征在于，

从形成在上述基础部的底面的开口部引出的上述线条体在沿着相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下被设在上述一个从动连杆部的侧面上的部位的夹子部件（32）保持，并且沿着上述一个从动连杆部的长度方向延伸，连接在上述终端执行器上。

6.根据权利要求3所述的线条体处理结构，其特征在于，

从形成在上述基础部的底面的开口部引出的上述线条体在沿着相对于上述一个从动连杆部的长度方向为70～110度的角度的方向延伸的状态下被设在上述一个从动连杆部的侧面上的部位的夹子部件（34）保持，并且沿着上述一个从动连杆部的长度方向延伸，连接在上述终端执行器上。