CN113597523B - 平行连杆机构和连杆致动装置 - Google Patents

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Abstract

该平行连杆机构设有基端连杆毂(1)、三个连杆机构(11)、旋转体(2a)和远端连杆毂(3)。旋转体(2a)与三个连杆机构(11)之一连接。旋转体(2a)与基端连接毂(1)可转动地联接。在连杆机构(11)中,第一旋转接头部件(25a‑25c)的第一中心轴线(15a‑15c)和第二旋转接头部件的第二中心轴线(16a‑16c)相交于球面连杆中心点(30)处。旋转体(2a)的旋转轴线12与球面连杆中心点(30)相交。

Description

平行连杆机构和连杆致动装置
技术领域
本发明涉及平行连杆机构和连杆致动装置。
背景技术
常规的,已知有用于在诸如医疗设备和工业设备的各种设备中使用的平行连杆机构(例如,见日本专利公开第2000-94245号(专利文献1)、日本专利公开第2015-194207号(专利文献2))。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本专利公开第2000-94245号
专利文献2:日本专利公开第2015-194207号
发明内容
技术问题
专利文献1中的平行连杆机构具有相对简单的构造,但是每个连杆的操作角度较小。因此,当设定行进板的较大的操作范围时,连杆长度增加,从而导致整个机构的尺寸增加和装置的尺寸增加。因此,在要求结构紧凑并要求精度和宽的操作范围的应用中很难使用这种机构。
在PTL 2中的连杆致动装置中,近端侧连杆毂和远端侧连杆毂通过三组或更多个组连杆机构联接在四杆链中。PTL 2中的连杆致动装置是紧凑的,可以在精确且宽的操作范围内操作。
然而,在PTL 2中的连杆致动装置中,远端侧连杆毂在三组或更多个组连杆机构处提供的姿态控制驱动源的转动的两个自由度中操作。因此,为了增加另外的转动自由度,需要在连杆致动装置外部有转动整个装置的机构。因此,整个装置的尺寸增加。此外,由于该结构的原因,远端侧连杆毂的转动半径根据连杆机构的弯曲角度而改变,而转动中心的位置在远端侧连杆毂的转动运动中无法固定。也就是说,从近端侧连杆毂看,远端侧连杆毂无法在距固定转动中心具有一定半径的球面上移动,因此,很难想象远端侧连杆毂的操作。
本发明的目的是提供一种平行连杆机构和连杆致动装置,其中远端构件可在距固定转动中心有一定半径的球面上移动。
解决技术问题所采用的技术方案
根据本公开的平行连杆机构包括近端侧连杆毂、三个或更多个连杆机构、一个或多个转动体,以及远端侧连杆毂。一个或多个转动体连接到三个或更多个连杆机构中的至少一个连杆机构。一个或多个转动体可转动地联接到近端侧连杆毂。三个或更多个连杆机构中的每个都包括第一连杆构件和第二连杆构件。第一连杆构件固定到一个或多个可转动体。第二连杆构件在第一旋转对部分处可转动地连接到第一连杆构件。第二连杆构件在第二旋转对部分处可转动地连接到远端侧连杆毂。在三个或更多个连杆机构中,第一旋转对单元的第一中心轴线和第二旋转对部分的第二中心轴线在球面连杆中心点处相交。一个或多个转动体的转动中心轴线与球面连杆中心点相交。
根据本公开的连杆致动装置包括如上述的平行连杆机构和姿态控制驱动源。姿态控制驱动源在三个或更多个转动体中转动至少三个转动体,并根据需要改变远端侧连杆毂相对于近端侧连杆毂的姿态。
本公开涉及一种包括平行连杆机构和控制装置的连杆致动装置。该平行连杆机构包括:近端侧第一连杆毂、至少三个连杆机构、各自与至少三个连杆机构中的第一连杆机构和第二连杆机构连接的第一转动体和第二转动体、以及远端侧第二连杆毂。第一转动体和第二转动体中的每个都可转动地连接到第一连杆毂。至少三个连杆机构中的每个包括第一连杆构件和第二连杆构件,在第一旋转对部分处可转动地连接到第一连杆构件。第二连杆构件在第二旋转对单元处可转动地连接到第二连杆构件。第一连杆机构的第一连杆构件固定到第一转动体,而第二连杆机构的第一连杆件固定到第二转动体。在至少三个连杆机构中,第一旋转对部分的第一中心轴线和第二旋转对部分的第二中心轴线在球面连杆中心点处相交。第一转动体和第二转动体的转动中心轴线与球面连杆中心点相交。当控制装置接收代表对应于第二连杆毂相对于球面连杆中心点的姿态的法向量的信息时,控制装置确定第一转动体和第二转动体的转动角度。
优选地,平行连杆机构进一步包括与至少三个连杆机构中的第三连杆机构相连的第三转动体。当控制装置接收信息时,控制装置确定第一至第三转动体的转动角度。
更优选地,当在接收信息的时间点上,用第三转动体的转动角度无法实现由信息指示的法向量指示的弯曲角度时,控制装置改变第一转动体的转动角度并确定第一至第三转动体的转动角度,从而实现该弯曲角度。
进一步优选地,当改变第三转动体的转动角度时,控制装置还为附接到第二连杆毂的终端执行器执行转动过程。
发明效果
根据以上描述,提供了一种平行连杆机构和连杆致动装置,其中远端构件可在距固定转动中心具有一定半径的球面上移动。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的平行连杆机构的构造的立体图。
图2是图1所示的平行连杆机构的前视图。
图3是从沿图2中箭头60的方向看的远端侧的连杆毂和连杆机构的部分视图。
图4是沿图2中线IV-IV的横截面视图。
图5是用于解释图1中示出的平行连杆机构的操作的立体图。
图6是用于解释图1中示出的平行连杆机构的操作的立体图。
图7是图6中所示的平行连杆机构的俯视图。
图8是示出根据第一实施例的平行连杆机构的变型的前视图。
图9是示出根据第二实施例的平行连杆机构的构造的立体图。
图10是图9中示出的平行连杆机构的远端侧连杆毂和连杆机构的部分视图。
图11是示出根据第三实施例的平行连杆机构的构造的立体图。
图12是示出根据第四实施例的平行连杆机构的构造的部分横截面视图。
图13是示出根据第五实施例的平行连杆机构的构造的示意图。
图14是图13中区域XIV的放大横截面视图。
图15是示出根据第六实施例的平行连杆机构的构造的立体图。
图16是图15所示的平行连杆机构的前视图。
图17是沿图16中的线XVII-XVII的横截面视图。
图18是图15所示的平行连杆机构的转动体俯视图。
图19是示出根据第七实施例的连杆制动装置的构造的立体图。
图20是示出图19中所示的连杆致动装置的构造的示意图。
图21是示出根据第七实施例的连杆致动装置的第一变型的示意图。
图22是示出根据第七实施例的连杆致动装置的第二变型的立体图。
图23是示出图22中所示的连杆致动装置的构造的部分视图。
图24是示出根据第七实施例的连杆致动装置的第三变型的示意图。
图25是示出根据第七实施例的连杆致动装置的第四变型的立体图。
图26是示出根据第八实施例的连杆制动装置的构造的立体图。
图27是示出图26中所示的连杆致动装置的构造的示意图。
图28是沿图27中的线XXVIII-XXVIII的横截面视图。
图29是示出根据第八实施例的连杆致动装置的第一变型的示意图。
图30是示出图29中所示的连杆致动装置的构造的示意图。
图31是图30中区域XXXI的放大横截面视图。
图32是沿图30中的线XXXII-XXXII的横截面视图。
图33是示出根据第八实施例的连杆致动装置的第二变型的立体图。
图34是示出根据第八实施例的连杆致动装置的第三变型的示意图。
图35是示出根据第九实施例的平行连杆机构的构造的示意图。
图36是示出根据第十实施例的连杆制动装置的构造的示意图。
图37是示出根据第十一实施例的连杆制动装置的构造的示意图。
图38是图37中所示的连杆致动装置的平行连杆机构的前视图。
图39是从沿图38中线XXXIX-XXXIX的横截面看的远端侧的连杆毂和连杆机构的部分视图。
图40是沿图38中的线XL-XL的横截面视图。
图41是用于解释图37中所示的平行连杆机构的基本姿态的立体图。
图42是用于解释图37中所示的平行连杆机构的姿势改变时的操作的立体图。
图43是图42中所示的平行连杆机构的俯视图。
图44是用于解释由控制装置100执行的平行连杆机构的控制的流程图。
图45是用于解释由控制装置100执行的教学操作的流程图。
图46是说明当弯曲角θ1具有大限制时平行连杆机构的姿态的立体图。
图47是示出与图46中所示的姿势相对应的第一连杆构件4a至4c的近端布置的示意图。
图48是示出当弯曲角θ1具有小限制时平行连杆机构的姿态的立体图。
图49是示出与图48中所示的姿态相对应的第一连杆构件4a至4c的近端布置的示意图。
图50是用于解释第十二实施例中由控制装置100执行的过程的流程图。
图51是示出根据第十三实施例的连杆制动装置的构造的立体图。
具体实施方式
以下,将参考附图对本发明的实施例进行描述。在以下图中的相似或对应的部分由相似的附图标记表示,并且对其的描述不再重复。
(第一实施例)
<平行连杆机构的构造>
图1是示出根据第一实施例的平行连杆机构的构造的立体图。图2是图1中所示的平行连杆机构的前视图。图3是从沿图2中箭头60的方向看的,远端侧的连杆毂和连杆机构的部分视图。图4是沿图2中线IV-IV的横截面视图。
图1至图4所示的平行连杆机构包括近端侧连杆毂1、三个连杆机构11、三个转动体2a至2c和远端侧连杆毂3。近端侧连杆毂1是盘状构件。虽然图1中示出的近端侧连杆轮毂1的二维形状是圆形,但该二维形状也可以是多边形,诸如三角形或四角形或任何其他形状,诸如椭圆形或半圆形。此外,近端侧连杆毂1可以是图1中所示的板状体,也可以具有任何其他形状,或者可以是另外的机械装置的部分。连杆机构11的数量为三个以上,例如,可以是四个或五个。
三个转动体2a至2c以堆叠状态可转动地联接到近端侧连杆毂1,使得其各自的转动中心轴线12是重合的。三个转动体2a至2c通过起紧固构件作用的螺栓7和螺母8连接到近端侧连杆毂1。三个转动体2a至2c在中心处各具有孔,以允许螺栓7穿过。垫圈9布置在螺栓7的端部处的头部和转动体2a之间。转动摩擦减少构件19布置在堆叠的三个转动体2a至2c之间。转动摩擦减少构件19也布置在近端侧连杆毂1和转动体2c之间,转动体2c在堆叠的三个转动体2a至2c中最接近近端侧连杆毂1定位。
三个转动体2a至2c的二维形状基本为圆形。三个转动体2a至2c在各自的外周部分处具有用于连接连杆机构11的突起。这些突起是由转动体2a至2c的外周端面向外突起的凸面部分。三个转动体2a至2c在突起处各连接至三个连杆机构11中对应的一个。
三个连杆机构11包括相应的第一连杆构件4a至4c和相应的第二连杆构件6a至6c。第一第一连杆构件4a固定至转动体2a的突起。第二第一连杆构件4b固定至转动体2b的突起。第三第一连杆构件4c固定至转动体2c的突起。可以用任何方法将第一连杆构件4a至4c固定至转动体2a至2c的突起。例如,第一连杆构件4a至4c可以通过起紧固构件作用的螺钉56固定至转动体2a至2c。替代地,第一连杆构件4a至4c可以通过焊接固定至转动体2a至2c的突起,或可以通过粘合剂层固定。
第一连杆构件4a至4c各具有带有弯曲部分的柱状形状。第一连杆构件4a至4c的长度彼此不同。连接至转动体2c的第一连杆构件4c最长,转动体2c布置在最接近近端侧连杆毂1的位置。连接至转动体2a的第一连杆构件4a最短,转动体2a布置得离近端侧连杆毂1最远。第一连杆构件4a至4c各具有垂直延伸至转动体2a至2c中对应的一个的表面的第一部分,对于第一部分延伸的方向斜向延伸的第二部分,以及作为第一部分和第二部分之间连接部分的弯曲部分。如图2所示,第一连杆构件4a至4c中的每一个的第一部分的一端固定至转动体2a至2c中对应的一个。该第一部分的一端的相对侧的另一端与第二部分的一端连接。该第二部分的一端的相对侧的另一端可转动地连接到第二连杆构件6a至6c中对应的一个。第二部分的形成速度转动体2a至2c的转动中心轴线12的距离从一端朝向另一端逐渐增加。也就是说,第一连杆构件4a至4c的第二部分延伸的方向相对于转动中心轴线12是倾斜的。
第一第二连杆构件6a在第一旋转对部分25a处可转动地连接到第一连杆构件4a。第二第二连杆构件6b在第一旋转对部分25b处可转动地连接到第一连杆构件4b。第三第二连杆构件6c在第一旋转对部分25c处可转动地连接到第一连杆构件4c。第一旋转对部分25a至25c各自具有第一中心轴线15a至15c。第一中心轴线15a至15c在朝向转动体2a至2c的转动中心轴线12的方向中延伸。此外,第一中心轴线15a至15c相对于转动中心轴线12是倾斜的,从而随着至转动中心轴线12的距离的减少,与转动体2a至2c的距离增加。
第一旋转对部分25a至25c可以具有任何结构。例如,第一旋转对部分25a至25c各自可以形成有沿第一中心轴线15a至15c延伸的轴部分、第一连杆构件4a至4c的具有轴部分所插入的通孔的部分、以及第二连杆构件6a至6b的具有轴部分所插入的通孔的部分。在这种情况下,第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c可绕各自的轴部分转动。例如,起定位构件作用的螺母可以固定至各轴部分的两端,以防止轴部分从第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c的通孔中脱落。
替代地,轴部分可以连接到第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c中的一个,并且该轴部分可以插入形成在第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c中的另一个中的通孔中。第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c中的另一个可以围绕轴部分转动。例如,起定位构件作用的螺母可以固定至轴部分的远端,以防止轴部分从通孔中脱落。
第二连杆构件6a至6c各包括在与第一中心轴线15a至15c延伸的方向相交的方向上延伸的第一部分,以及从第一部分的远端沿第一中心轴线15a至15c延伸的第二部分。第一部分的远端的相反侧上的基部部分是第一旋转对部分25a至25c的部分,可转动地连接到第一连杆构件4a至4c。
第二连杆构件6a至6c在第二旋转对部分26a至26c处可转动地连接至远端侧连杆毂3。第二旋转对部分26a至26c各自具有第二中心轴线16a至16c。具体来说,第二旋转对部分26a至26c各包括沿第二中心轴线16a至16c延伸的轴部分、远端侧连杆毂3的具有轴部分所插入的通孔的突起,以及布置为夹住突起并具有轴部分所插入的通孔的成对壁部分。成对壁部分形成于各第二连杆构件6a至6c的第二部分的远端处。轴部分形成有螺栓17和螺母18。远端侧连杆毂3的突起和各第二连杆构件6a至6c可围绕轴部分转动。如图3所示,转动阻力减少构件29布置在成对壁部分和远端侧连杆毂3的突起之间。任何能够降低成对壁部分和突起之间的摩擦系数的构件都可以作为转动摩擦减少构件29使用。例如,具有较低摩擦系数的树脂垫片可被用作转动摩擦减少构件29。
第二中心轴线16a至16c在与第一中心轴线15a至15c不同的方向中延伸,并且在朝向转动体2a至2c的转动中心轴线12的方向中延伸。第二中心轴线16a至16c例如在与转动体2a至2c的转动中心轴线12正交的方向上延伸。
在三个连杆机构11中,第一旋转对部分25a至25c的第一中心轴线15a至15c与第二旋转对部分26a至26c的第二中心轴线16a至16c在球面连杆中心点30处相交。三个或更多个转动体2a至2c的转动中心轴线12与球面连杆中心点30相交。只要满足上述关系,第一旋转对部分25a至25c和第二旋转对部分26a至26c的布置可以根据需要改变。从图3可以看出,在三个第二连杆构件6a至6c中的每个中,从远端侧连杆毂3看(在下文中为二维视图),第一中心轴线15a至15c和第二中心轴线16a至16c之间形成的角度基本为90°。此外,第一中心轴线15a至15c在球面连杆中心点30周围的周向方向上以规则间隔布置。
远端侧连杆轮毂3的二维形状是六边形,但也可以是任何其他多边形。该二维形状可以是任何形状,诸如圆形或椭圆形。
在二维视图中,三个连杆机构11在圆周上以规则的间隔布置。即,对于第一中心轴线15a至15c,从二维视图中的球面连杆中心点30看,相邻两个第一中心轴线之间形成的角度为120°。此外,对于第二中心轴线16a至16c,从二维视图中的球面连杆中心点30看,相邻两个第二中心轴线之间形成的角度是120°。在二维视图中,三个连杆机构11可以在圆周上以不同的间隔布置。
<平行连杆机构的操作>
图5是用于解释图1中示出的平行连杆机构的操作的立体图。图6是用于解释图1中示出的平行连杆机构的操作的立体图。图7是图6中所示的平行连杆机构的俯视图。
如图5所示,所有转动体2a至2c按图5中的箭头所示的相同方向转动相同的角度,使得远端侧连杆毂3可以围绕转动中心轴线12(见图2)转动,同时维持远端侧连杆毂3的姿态。此处维持了转动体2a至2c的突起之间的相对位置关系。
如图6所示,三个转动体2a至2c的转动方向或转动角度是变化的,使得远端侧连杆毂3相对于近端侧连杆毂1的姿态可以根据需要改变。也就是说,三个转动体2a至2c的转动角度受控使得从球面连杆中心点30看的远端侧连杆毂3的姿态中的弯曲角θ1、横移角θ2,以及转动角可以受控。也就是说,远端侧连杆毂3的姿态具有三个自由度,即弯曲角θ1、横移角θ2和转动角。
如图6所示,如本文所使用的弯曲角θ1是由远端侧连杆毂中心轴线31以及转动体2a至2c的转动中心轴线12所形成的角度,远端侧连杆毂中心轴线31则是与所有第二中心轴线16a至16c垂直并穿过球面连杆中心点30的直线。如图7所示,横移角θ2是由远端侧连杆毂中心轴线31在穿过球面连杆中心点30并与转动中心轴线12垂直相交的平面(XY平面)上的投影线和在以球面连杆中心点30为原点的XY平面上设置的X轴形成的角度。如图5中的箭头所示,转动角是远端侧连杆毂3围绕转动中心轴线12转动时相对于近端侧连杆毂1的转动角。
<操作和效果>
根据本公开的平行连杆机构包括,近端侧连杆毂1、三个或更多个连杆机构11、三个或更多个转动体2a至2c、以及远端侧连杆毂3。三个或更多个转动体2a至2c与各自的三个或更多个连杆机构11连接。三个或更多个转动体2a至2c以堆叠状态可转动地联接到近端侧连杆毂1,使得其各自的转动中心轴线12是重合的。三个或更多个连杆机构11包括相应的第一连杆构件4a至4c和相应的第二连杆构件6a至6c。第一连杆构件4a至4c各固定到三个或更多个转动体2a至2c中对应的一个。第二连杆构件6a至6c在第一旋转对部分25a至25c处可转动地连接到第一连杆构件4a至4c。第二连杆构件6a至6c在第二旋转对部分26a至26c处可转动地连接至远端侧连杆毂3。在三个或更更多个连杆机构11中,第一旋转对部分25a至25c的第一中心轴线15a至15c与第二旋转对部分26a至26c的第二中心轴线16a至16c在球面连杆中心点30处相交。三个或更多个转动体2a至2c的转动中心轴线12与球面连杆中心点30相交。
通过这种构造,远端侧连杆毂3可以相对于近端侧连杆毂1以三个转动自由度进行操作。即,三个转动体2a至2c转动,由此远端侧连杆毂3可以相对于近端侧连杆毂1沿球面围绕球面连杆中心点30移动,并且远端侧连杆毂3也可以围绕转动中心轴线12转动。此外,由于远端侧连杆毂3的姿态是由转动体2a至2c的转动运动控制的,所以可以实现包括上述平行连杆机构的紧凑的连杆致动装置。此外,由于远端侧连杆毂3围绕球面连杆中心点30沿球面运动,所以远端侧连杆毂3的操作易于想象。
<变型>
图8是示出根据第一实施例的平行连杆机构的变型的前视图。图8中示出的平行连杆机构基本上包括与图1至图4中示出的平行连杆机构相似的构造,但是在远端侧连杆毂3的形状和第二旋转对部分26a至26c的构造方面与图1至图4中所示的平行连杆机构不同。也就是说,远端侧连杆毂3具有板状的形状,第二连杆构件6a至6c直接可转动地连接到远端侧连杆毂3的端面。远端侧连杆毂3的二维形状可以与图1至图4中所示的平行连杆机构中远端侧连杆毂3的二维形状相同,也可以是任何其他形状。此外,远端侧连杆毂3的端面与第二连杆构件6a至6c之间的连接部分可以有允许第二连杆构件6a可转动地连接到远端侧连杆毂3的任何构造。
通过这样的构造,与图1至图4中示出的平行连杆机构相比,平行连杆机构在高度方向中的尺寸可以减小。因此,平行连杆机构可以进一步缩小尺寸。
(第二实施例)
<平行连杆机构的构造>
图9是示出根据第二实施例的平行连杆机构的构造的立体图。图10是图9中示出的平行连杆机构的远端侧连杆毂和连杆机构的部分视图。图9和图10中示出的平行连杆机构基本上包括与图1至图4中所示的平行连杆机构类似的构造,但在转动体2a至2d和连杆机构11的数量以及远端侧连杆毂3的形状方面与图1至图4中所示的平行连杆机构不同。具体来说,图9和图10中所示的平行连杆机构包括四个转动体2a至2d。四个转动体2a至2d以堆叠状态连接到近端侧连杆毂1,从而可独立转动。转动体2a至2d各在外周部分具有突起。
连杆机构11与各转动体2a至2d连接。四个连杆机构11包括相应的第一连杆构件4a至4d和相应的第二连杆构件6a至6d。三个第一连杆构件4a至4c各自固定到转动体2a至2c的突起,与图1至图4中所示的平行连杆机构类似。第四连杆机构11中的第一连杆构件4d固定到第四转动体2d的突起。
第一连杆构件4a至4d各具有带有弯曲部分的柱状形状,类似于图1至图4中所示的平行连杆机构中的第一连杆构件4a至4c。第一连杆构件4a至4d的长度彼此不同。
三个第二连杆构件6a至6c在第一旋转对部分25a至25c处可转动地连接到三个第一连杆构件4a至4c,类似于图1至图4中所示的平行连杆机构。第四第二连杆构件6d在第一旋转对部分25d处可转动地连接到第四第一连杆构件4d。第一旋转对部分25a至25d各自具有第一中心轴线15a至15d。第一中心轴线15a至15d在朝向转动体2a至2d的转动中心轴线12的方向中延伸。此外,第一中心轴线15a至15d相对于转动中心轴线12是倾斜的,从而随着至转动中心轴线12的距离的减少,与转动体2a至2d的距离增加。
第二连杆构件6a至6d各包括在与第一中心轴线15a至15d延伸的方向相交的方向中延伸的第一部分,以及从第一部分的远端在与第一部分的延伸方向不同的方向中延伸的第二部分。第二部分相对于第一中心轴线15a至15d倾斜,使得随着与第一部分的距离增加,与第一中心轴线15a至15d的距离增加。第一部分的远端的相反侧上的基部部分是第一旋转对部分25a至25d的可转动地连接到第一连杆构件4a至4d的部分。
第二连杆构件6a至6d在第二旋转对部分26a至26d处可转动地连接至远端侧连杆毂3。第二旋转对部分26a至26d各自具有第二中心轴线16a至16d。远端侧连杆毂3的二维形状为八角形。在远端侧连杆毂3的外周部分上,第二旋转对部分26a至26d在沿远端侧连杆毂3的外周方向中基本以规则的间隔布置。在一个第二连杆构件6a中,第一旋转对部分25a的第一中心轴线15a与第二旋转对部分26a的第二中心轴线16a之间形成的角度小于90°。其他第二连杆构件6b至6d的构造与上述第二连杆构件6a相似。
在四个连杆机构11中,第一旋转对部分25a至25d的第一中心轴线15a至15d与第二旋转对部分26a至26d的第二中心轴线16a至16d在球面连杆中心点30处相交。四个转动体2a至2c的转动中心轴线12与球面连杆中心点30相交。只要满足上述关系,第一旋转对部分25a至25d和第二旋转对部分26a至26d的布置可以根据需要改变。
<操作和效果>
在具有如图9和图10所示构造的平行连杆机构中,远端侧连杆毂3可以相对于近端侧连杆毂1沿球面围绕球面连杆中心点30移动,并且远端侧连杆毂3可以围绕转动中心轴线12转动,与图1至图4所示的平行连杆机构类似。此外,由于远端侧连杆毂3由四个连杆机构11支承,与由三个连杆机构11支承相比,安装在远端侧连杆毂3上的设备的重量上限可以提高,并且可以提高平行连杆机构本身的刚性。
(第三实施例)
<平行连杆机构的构造>
图11是示出根据第三实施例的平行连杆机构的构造的立体图。图11中示出的平行连杆机构基本上包括与图1至图4中示出的平行连杆机构相似的构造,但在转动体2a至2c的形状和连杆机构11的第二连杆构件6a至6c的形状方面与图1至图4中示出的平行连杆机构不同。具体来说,连接到第一连杆构件4a至4c的转动体2a至2c的突起的长度在转动体2a至2c之间是不同的。在图11所示的平行连杆机构中,从转动体2a看,位于更接近近端侧连杆毂1的转动体2b的突起22b的长度L2比布置在离近端侧连杆毂1最远位置处的转动体2a的突起22a的长度L1长。此外,尽管在图11中没有清楚地示出,但从转动体2b看,定位更接近近端侧连杆毂1的转动体2c的突起的长度可能比突起22b的长度L2长。
如上所述,随着三个转动体2a至2c的突起的不同长度,连接到三个转动体2a至2c的连杆机构11的第二连杆构件6a至6c的形状彼此不同。具体来说,基于上述突起的长度差异,三个连杆机构11中的第一旋转对部分25a至25c和第二旋转对部分26a至26c之间的距离不同。因此,三个连杆机构11中的第二连杆构件6a至6c的长度是彼此不同的。即使三个连杆机构11的尺寸以这种方式不同,第一旋转对部分25a至25c、第二旋转对部分26a至26c、转动中心轴线12、以及球面连杆中心点30之间的关系也维持与图1至图4中所示的平行连杆机构类似。也就是说,即使在图11中所示的平行连杆机构中,在三个连杆机构11中,第一旋转对部分25a至25c的第一中心轴线15a至15c与第二旋转对部分26a至26c的第二中心轴线16a至16c相交于球面连杆中心点30处。此外,三个转动体2a至2c的转动中心轴线12与球面连杆中心点30相交。
<操作和效果>
即使在具有如图11中所示构造的平行连杆机构中,远端侧连杆毂3可以相对于近端侧连杆毂1沿球面围绕球面连杆中心点30移动,并且远端侧连杆毂3可以围绕转动中心轴线12转动,与图1至图4中所示的平行连杆机构类似。
(第四实施例)
<平行连杆机构的构造>
图12是示出根据第四实施例的平行连杆机构的构造的部分横截面视图。图12示出了平行连杆机构的连杆机构11中从第一旋转对部分25a至25c到第二旋转对部分26a至26c的部分横截面图。图12中示出的平行连杆机构基本上包括与图1至图4中示出的平行连杆机构相似的构造,但与图1至图4中示出的平行连杆机构不同的是,在第一旋转对部分25a至25c和第二旋转对部分26a至26c处设置有作为转动阻力减少器件的轴承39和49。在图12中,为第一旋转对部分25a至25c和第二旋转对部分26a至26c的所有都安装轴承39和49。然而,可以在第一旋转对部分25a至25c和第二旋转对部分26a至26c中的至少一个中安装轴承。
具体而言,在各第一旋转对部分25a至25c中,在第一连杆构件4a至4c中起第一旋转对部分25a至25c的部分的作用的远端处形成通孔。在第二连杆构件6a至6c中的起第一旋转对部分25a至25c的部分的作用的基部部分处也形成通孔。
轴承39布置在第二连杆构件6a至6c中的每个中的通孔的内部。两个轴承39在通孔的内部以双排布置。例如,滚子轴承、诸如球轴承可以用作轴承39。每个轴承39包括外圈、内圈、以及布置在外圈和内圈之间的多个滚动元件。轴承39的外圈布置在第二连杆构件6a至6c中的通孔的内部。外圈可用任何方法固定。例如,外圈可以压配在第二连杆构件6a至6c的通孔中。此外,插入第二连杆构件6a至6c的通孔中的外圈可以通过压接来固定,或者可以使用保持环来固定。
第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c布置成使得第一连杆构件4a至4c的通孔与第二连杆构件6a至6c的通孔在同一轴线上对齐。螺栓17插入第一连杆构件4a至4c的通孔和第二连杆构件6a至6c的通孔中。螺母18固定到螺栓17的远端。例如,未示出的垫圈布置在螺母18和轴承39的内圈之间。螺母18紧固轴承39的内圈,由此轴承39的内圈通过螺栓17和螺母18固定到第一连杆构件4a至4c。通过以上描述的构造,预负载施加到轴承39的内圈。
此处,在成双排布置的轴承39之间布置有垫圈或间隔件,以增加两个轴承39之间的距离。角球轴承可以被用作两个轴承39。通过这样做,可以增强包括轴承39的第一旋转对部分25a至25c的刚性。
在第二旋转对部分26a至26c中的每个中,在作为第二连杆构件6a至6c中的第二旋转对部分26a至26c的一部分的远端形成成对的布置为夹住远端侧连杆毂3的突起的壁部分。通孔在壁中部分形成。在作为第二旋转对部分26a至26c的远端侧连杆毂3的突起处也形成通孔。
轴承49布置在形成于远端侧连杆毂3的突起的通孔内部。两个轴承49在通孔的内部以双排布置。可以使用球轴承等滚子轴承作为轴承49,类似于轴承39。每个轴承49包括外滚道、内滚道、以及布置在外滚道和内滚道之间的多个滚动元件。轴承49的外圈固定到远端侧连杆毂3的通孔。可用任何方法固定外圈。例如,外圈可以压配在远端侧连杆毂3的通孔中。
第二连杆构件6a至6c和远端侧连杆毂3的突起布置成使得第二连杆构件6a至6c的通孔与远端侧连杆毂3的通孔在同一轴线上对齐。螺栓17插入第二连杆构件6a至6c的通孔和远端侧连杆毂3的突起的通孔中。螺母18固定到螺栓17的远端。垫圈69布置在第二连杆构件6a至6c的壁部分和轴承49的内圈之间。螺母18通过第二连杆构件6a至6c的壁部分和垫圈69紧固轴承49的内圈,由此轴承49的内圈固定到第二连杆构件6a至6c。
<操作和效果>
在上述平行连杆机构中,第一旋转对部分25a至25c和第二旋转对部分26a至26c中的至少一个可以包括轴承39、49。在这种情况下,提供有轴承39、49的第一旋转对部分25a至25c或第二旋转对部分26a至26c的操作可以变得平稳,并且可以提高远端侧连杆毂3的定位精度。轴承39、49的安装减少了提供有轴承39、49的第一旋转对部分25a至25c或第二旋转对部分26a至26c的摩擦扭矩,从而抑制了在旋转对部分处的发热。因此,旋转对部分的使用寿命可被延长。此外,与不使用轴承39至49时相比,轴承39至49的安装可以抑制旋转对部分在操作中的颤动。
(第五实施例)
<平行连杆机构的构造>
图13是示出根据第五实施例的平行连杆机构的构造的示意图。图14是图13中区域XIV的放大横截面图。
图13和图14中示出的平行连杆机构基本上包括类似于图1至图4中所示的平行连杆机构的构造,但与图1至图4中说明的平行连杆机构不同的是,在转动体2a至2c的每个转动体处设置有作为转动阻力减少装置的轴承59,并且用于固定转动体2a至2c的螺栓7是空心的。转动体2a至2c中的每个安装了两个轴承59。在图13和图14中,轴承59被安装在所有转动体2a至2c中。然而,轴承59可以被安装在多个转动体2a至2c中的至少一个中。可以在每个转动体2a到2c中安装一个轴承59。
每个轴承59包括外圈、内圈、以及布置在外圈和内圈之间的多个滚动元件。轴承59的外圈布置成与转动体2a至2c的内周表面接触。在转动体2a至2c的内周表面中更接近近端侧连杆毂1的一侧的端部具有用于支承轴承59的外圈的凸起70。两个轴承59的外圈沿转动中心轴线12的方向通过介于其间的与转动体2a至2c的内周表面接触的垫片33而堆叠,。在转动体2a至2c的上表面上,保持构件71布置在面向近端侧连杆毂1的一侧的相反侧上。保持构件71与轴承59的外圈接触。保持构件71固定到转动体2a至2c,以便将轴承59的外圈推向凸起70。
轴承59的内圈的内周表面布置为与螺栓7的侧表面接触。也就是说,螺栓7插入由内圈的内周表面限定的开口中。垫圈9布置成在沿转动中心轴线12的方向中夹住两个轴承59的内圈。如图13所示,螺母8从近端侧连杆毂1的下侧固定到螺栓7的远端。螺母8被拧紧,以将近端侧连杆毂1推向远端侧连杆毂3。因此,轴承59的内圈通过垫圈9固定在螺栓7的头部和近端侧连杆毂1之间。也就是说,轴承59的内圈固定到螺栓7。因此可以对轴承59施加预负载。
<操作和效果>
在上述平行连杆机构中,转动体2a至2c中的至少一个包括轴承59。在这种情况下,设置有轴承59的转动体2a至2c的操作可以变得顺畅,并且远端侧连杆毂3的定位精度也可以提高。轴承59的安装减少了设置有轴承59的转动体2a至2c的摩擦扭矩,从而抑制了转动体2a至2c处的发热。
此外,在图13和图14所示的平行连杆机构中,由于螺栓7是中空的,因此例如,构件可以在螺栓7的中空部分中布置,该构件诸如安装在远端侧连杆毂3上的设备的连接线缆。
(第六实施例)
<平行连杆机构的构造>
图15是示出根据第六实施例的平行连杆机构的构造的立体图。图16是图15中所示的平行连杆机构的前视图。图17是沿图16中的线XVII-XVII的横截面视图。图18是图15所示的平行连杆机构的转动体俯视图。
图15中示出的平行连杆机构基本上包括与图1至图4中示出的平行连杆机构相似的构造,但是在转动体2a至2c的形状以及第一连杆构件4a至4c和转动体2a至2c之间的连接部分的构造方面与图1至图4中所示的平行连杆机构有所不同。具体来说,在图15至图18所示的平行连杆机构中,转动体2a至2c具有通孔27a至27c,每个通孔在二维视图中的形状为字母C。转动体2a至2c包括连接通孔27a至27c的内周侧和外周侧的连接部分28a至28c。转动体2a至2c基本上具有类似的二维形状。
三个连杆机构11的第一连杆构件4a至4c各自固定到转动体2a至2c的连接部分28a至28c。也就是说,第一连杆构件4a至4c在转动体2a至2c的外周部分的内部连接到转动体2a至2c。可以用任何方法将第一连接件4a至4c固定到转动体2a至2c的连接部分28a至28c。。例如,第一连杆构件4a至4c可以使用诸如螺钉等紧固构件来固定到连接部分28a至28c。
固定到转动体2b的连接部分28b的第一连杆构件4b穿过转动体2a的通孔27a内部并朝向远端侧连杆毂3延伸。固定到转动体2c的连接部分28c的第一连杆构件4c穿过转动体2a的通孔27a和转动体2b的通孔27b的内部,并向远端侧连杆毂3延伸。
<操作和效果>
在上述平行连杆机构中,三个或多个转动体2a至2c具有环绕转动中心轴线12的环形通孔27a至27c。三个或多个转动体2a至2c包括第一转动体2a和第二转动体2b,其从第一转动体2a看布置在更接近近端侧连杆毂1的一侧。固定到第二转动体2b的连杆构件4b的第一连杆构件4b穿过第一转动体2a的通孔27a内部并朝向远端侧连杆毂3延伸。
在这种情况下,与第一连杆构件4b布置在转动体2a至2c外部的构造相比,平行连杆机构可以缩小。此外,由于第一连杆构件4b布置成穿过形成为环形的通孔27a,因此即使在转动体2b相对于转动体2a转动时,第一连杆构件4b也不会干扰转动体2a。此外,由于第一连杆构件4c布置成穿过转动体2a和2b各自的通孔27a和27b,所以即使在转动体2c相对于转动体2a和2b转动时,第一连杆构件4c也不会干扰两个转动体2a和2b。
(第七实施例)
<连杆致动装置的构造>
图19是示出根据第七实施例的连杆制动装置的构造的立体图。图20是示出图19中所示的连杆致动装置的构造的示意图。图19和图20中示出的连杆致动装置基本上是图15至图18中示出的包括平行连杆机构的连杆致动装置。图19和图20中说明的连杆致动装置主要包括平行连杆机构和用于驱动平行连杆机构的姿态控制驱动源35a至35c。
在图19和图20中所示的连杆致动装置中,近端侧连杆毂1被形成为延伸到转动体2a至2c的外周外部。也就是说,在二维视图中,近端侧连杆毂1的尺寸大于转动体2a至2c在二维视图中的尺寸。近端侧连杆轮毂1的二维形状可以是圆形,如图7所示,也可以是任何其他形状,例如,多边形形状诸如四角形或三角形,或者也可以是椭圆形形状。三个姿态控制驱动源35a至35c通过紧固部36a至36c固定到近端侧连杆毂1。例如,可以使用电动机作为姿态控制驱动源35a至35c。
姿态控制驱动源35a至35c各自与转动体2a至2c连接,使得驱动力可以通过齿轮38和转动传动构件37a至37c传动。在二维视图中,姿态控制驱动源35a至35c在围绕转动中心轴线12的周向方向中基本上以规则的间隔布置。姿态控制驱动源35a至35c可以在周向方向上以不同的间隔布置。
具体而言,姿态控制驱动源35a至35c各包括转动轴,齿轮38连接到转动轴线的端部。此外,转动传动构件37a至37c通过诸如螺钉的紧固构件47固定到转动体2a至2c的外周部分。转动传动构件37a至37c是环形构件,在外周部分上各具有齿轮部分。只要保证必要的强度和精度,可以采用除上述使用紧固构件47的方法以外的任何方法将转动传动构件37a至37c固定到转动体2a至2c。例如,转动传动构件37a至37c可以通过粘合、压配、压接或类似方式固定到转动体2a至2c。
转动传动构件37a至37c的齿轮部分与连接到姿态控制驱动源35a至35c的转动轴的齿轮38相啮合。姿态控制驱动源35a至35c的转动轴转动以导致齿轮38和转动传动构件37a至37c转动,并因此驱动转动体2a至2c的转动。
连杆机构11的第一连杆构件4a至4c通过用作紧固构件46的螺钉固定到转动体2a至2c。转动体2a至2c由姿态控制驱动源35a至35c转动,以改变连杆机构11围绕转动中心轴线12的位置。因此,可以改变远端侧连杆毂3的姿态。
<操作和效果>
根据本公开的连杆致动装置包括如上所述的平行连杆机构10和姿态控制驱动源35a到35c。姿态控制驱动源35a至35c转动在至少三个的转动体2a至2c中的三个或多个转动体2a至2c,并根据需要改变远端侧连杆毂3相对于近端侧连杆毂1的姿态。
在这种情况下,姿态控制驱动源35a至35c单独控制多个连杆机构11,以使远端侧连杆毂3能够在大范围内精确地运行。此外,如上所述的平行连杆机构10可以用于实施轻量且紧凑的连杆致动装置。
上述的连杆致动装置包括连接到至少三个转动体2a至2c的转动传动构件37a至37c。姿态控制驱动源35a至35c通过转动传动构件37a至37c转动至少三个转动体2a至2c。在这种情况下,由于转动传动构件37a至37c作为单独的构件安装在转动体2a至2c上,转动传动构件37a至37c的材料可以独立于转动体2a至2c的材料来选择。
<变型的构造和操作以及效果>
图21是示出根据第七实施例的连杆致动装置的第一变型的示意图。图22是示出根据第七实施例的连杆致动装置的第二变型的立体图。图23是示出图22中所示的连杆致动装置的构造的部分视图。图24是示出根据第七实施例的连杆致动装置的第三变型的示意图。图25是示出根据第七实施例的连杆致动装置的第四变型的立体图。
图21所示的连杆致动装置包括与图19和图20所示的连杆致动装置基本上类似的构造,但是与图19和图20所示的连杆致动装置的不同之处在于转动体2a至2c与转动传动构件一体形成。在图21所示的连杆致动装置中,转动体2a至2c的外周部分局部突出以形成转动传动部分48a至48c。转动传动部分48a至48c的外周部分是与齿轮38啮合的齿轮部分。
也就是说,在图21所示的连杆致动装置中,至少三个转动体2a至2c包括转动传动部分48a至48c。姿态控制驱动源35a至35c通过转动传动构件48a至48c转动至少三个转动体2a至2c。
总结上述连杆致动装置的特定构造,由于转动体2a至2c的部分是转动传动部分48a至48c,与作为与转动体2a至2c分离的构件的转动传动构件37a至37c连接到转动体2a至2c时相比,可以减少连杆致动装置的构件数量并简化制造过程。
图22和图23中示出的连杆致动装置基本上包括类似于图19和图20中所示的连杆致动装置的构造,但是与图19和图20中所示的连杆致动装置不同的是,它包括四个转动体2a至2d和四个姿态控制驱动源35a至35d。四个转动体2a至2d按转动体2d、转动体2c、转动体2b和转动体2a的顺序从近端侧连杆毂1堆叠。姿态控制驱动源35a至35d分别通过齿轮38和转动传动构件与转动体2a至2d连接。如图23所示,四个姿态控制驱动源35a至35d在转动体2a至2d周围的周向方向上基本以规则的间隔布置。姿态控制驱动源35a至35d可以在周向方向上以不同的间隔布置。
总结上述连杆致动装置的特征构造,在上述连杆致动装置中,至少三个转动体是如图22所示的四个转动体2a至2c。姿态控制驱动源35a至35d使四个转动体2a至2d转动。在这种情况下,与只用三个转动体2a至2c控制远端侧连杆毂3的姿态时相比,通过四个姿态控制驱动源35a至35d的合作操作,可以对连杆机构11施加预负载,从而抑制连杆机构11的颤动。因此,可以提高连杆致动装置的刚性和远端侧连杆毂3的定位精度。
图24中说明的连杆致动装置基本上包括与图19和图20中示出的连杆致动装置类似的构造,但是在转动体2a至2c的形状、转动传动构件37a至37c的形状、姿态控制驱动源35a至35c的布置、近端侧连杆毂1的形状以及第一连杆构件4a至4c与转动体2a至2c的连接部分的构造方面与图19和图20中所示的连杆致动装置有所不同。
图24所示的连杆执行装置的转动体2a至2c在二维视图中具有各为字母C形状的通孔27a至27c,并且具有内部齿轮的转动传动构件37a至37c固定到通孔27a至27c的内周表面。任何方法都可以用来将转动传动构件37a至37c固定至转动体2a至2c。例如,使用诸如压配的方法。
转动传动构件37a至37c具有环形形状。转动传动构件37a至37c的内周表面具有用作内齿轮的齿轮部分。与姿态控制驱动源35a至35c的转动轴连接的齿轮38布置在转动传动构件37a至37c的内周侧上。齿轮38与转动传动构件37a至37c的齿轮部分相啮合。姿态控制驱动源35a至35c的转动轴转动以使转动体2a至2c通过齿轮38和转动传动构件37a至37c转动。
转动传动构件37a至37c固定到转动体2a至2c中的通孔27a至27c的外周侧的侧壁上。具体而言,凹陷部分在转动体2a至2c中的通孔27a至27c的外周侧的侧壁中,在更接近近端侧连杆毂1的端部处形成。随着转动传动构件37a至37c的外周部分装配在该凹陷部分中,转动传动构件37a至37c固定到转动体2a至2c。转动传动构件37a至37c的(一些)部分布置在更接近近端侧连杆毂1的连接部分28a至28c的一侧,连接转动体2a至2c中的通孔27a至27c的内周部分和外周部分。此外,凹陷部分在转动体2a至2c中的连接部分28a至28c的更接近近端侧连杆毂1的一侧形成,以使齿轮38布置在转动传动构件37a至37c的内周侧上。
在图24中所示的连杆致动装置中,姿态控制驱动源35a至35c安装在近端侧连杆毂1的后表面(与面向转动体2a至2c的前表面相反的表面)上。姿态控制驱动源35a至35c在二维视图中布置在与转动体2a至2c重叠的位置处。姿态控制驱动源35a的转动轴41插入形成在近端侧连杆毂1中的第一通孔和转动体2a至2c的通孔27a至27c中。虽然没有示出,但姿态控制驱动源35b的转动轴插入形成在近端侧连杆毂1中的第二通孔中,并通过转动体2b和2c的孔27b和27c。此外,姿态控制驱动源35c的转动轴插入形成在近端侧连杆毂1中的第三通孔和转动体2c的通孔27c中。齿轮38与姿态控制驱动源35a至35c的相应转动轴的端部连接。
如上所述,由于姿态控制驱动源35a至35c在二维视图中布置在与转动体2a至2c重叠的位置上,近端侧连杆毂1不包括如图19所示的从转动体2a至2c的外周向外突出的部分。此外,第一连杆构件4a至4c与转动体2a至2c的外周相连接,类似于图1中所示的平行连杆机构。
图24中所示的连杆致动装置实现了与图19和图20中示出的连杆致动装置类似的效果。此外,由于近端侧连杆毂1的尺寸小于图19和图20中示出的连杆致动装置的近端侧连杆毂1的尺寸,整个连杆致动装置的占用体积可以相对减少。图24中所示的连杆致动装置可以包括四个转动体2a至2d、四个姿态控制驱动源35a至35d、以及四个连杆机构11,如图22和图23中所示的连杆致动装置。
图25中所示的连杆致动装置基本上包括类似于图19和图20中所示的连杆致动装置的构造,但是在用于将转动驱动力从姿态控制驱动源35a至35c传递到转动体2a至2c的构造中与图19和图20中所示的连杆致动装置不同。具体来说,在图25所示的连杆致动装置中,滑轮58固定到姿态控制驱动源35a至35c的转动轴。皮带57a至57c在三个滑轮58和转动体2a至2c之间被拉伸。也就是说,皮带57a至57c的内周表面与固定到姿态控制驱动源35a至35c的转动轴的滑轮58的相应外周接触,并且还与转动体2a至2c的外周接触。姿态控制驱动源35a至35c的转动轴转动,由此滑轮58转动以允许转动体2a至2c通过皮带57a至57c转动。
图25中所示的连杆致动装置也实现了与图19和图20中示出的连杆致动装置类似的效果。此外,在上述连杆致动装置中,可以采用任何其他构造来将驱动力从姿态控制驱动源35a至35c传递到转动体2a至2c。例如,可以采用锥齿轮或蜗轮,使姿态控制驱动源35a至35c的转动轴的方向与转动体2a至2c的转动中心轴线12的方向相交。
(第八实施例)
<连杆致动装置的构造>
图26是示出根据第八实施例的连杆制动装置的构造的立体图。图27是示出图26中所示的连杆致动装置的构造的示意图。图28是沿图27中的线XXVIII-XXVIII的横截面视图。
图26至图28中所示的连杆致动装置基本上包括类似于图19和图20中所示的连杆致动装置的构造,但与图19和图20中所示的连杆装置不同的是将驱动力从姿态控制驱动源传递到平行连杆机构的机构的构造。
在图26至图28所示的连杆致动装置中,驱动力以平行连杆机构和姿态控制驱动源不接触的方式传递。具体而言,平行连杆机构和姿态控制驱动源是磁性联接的。
磁体67a固定到转动体2a的外周表面29a。磁体67b固定到转动体2b的外周表面29b。磁体67c固定到转动体2c的外周表面29c。只要保证必要的强度和精度,可以采用除上述使用紧固构件47的方法以外的任何方法将磁体67a至37c固定到转动体2a至2c。例如,磁体67a至67c可以通过粘合、压配、压接或类似方式固定到转动体2a至2c。
姿态控制驱动源包括轭65、多个齿66a至66c、定子线圈68a至68c以及控制流经每个定子线圈68a至68c的电流值的未示出的控制器。
如图27所示,轭65固定到近端侧连杆毂1的外周端并从外周端朝向远端突出。轭65设置为在围绕转动中心轴线12的径向方向中面向磁体67a至67c。轭65布置在磁体67a至67c在径向方向中的外周侧。
如图27和图28所示,多个齿66a至66c固定到轭65的内周表面并沿径向方向向内突出。
多个齿66a在周向方向中彼此间隔开。定子线圈68a缠绕在每个齿66a上。多个齿66a和定子线圈68a设置为在径向方向中面向磁体67a。多个齿66a和定子线圈68a在径向方向中布置在磁体67a的外周侧上。
多个齿66b在周向方向上彼此间隔开。定子线圈68b缠绕在每个齿66b上。多个齿66b和定子线圈68b设置为在径向方向中面向磁体67b。多个齿66b和定子线圈68b在径向方向中布置在磁体67b的外周侧上。
多个齿66c在周向方向上彼此间隔开。定子线圈68c缠绕在每个齿66c上。多个齿66c和定子线圈68c设置为在径向方向中面向磁体67c。多个齿66c和定子线圈68c在径向方向中布置在磁体67c的外周侧上。
在周向方向上相邻的两个齿66a至66c之间的距离例如是相等的。在二维视图中,多个齿66a和定子线圈68a、多个齿66b和定子线圈68b以及多个齿66c和定子线圈68c例如布置成相互重叠。
控制器设置为单独控制流经定子线圈68a至68c的电流值。
在图26至图28所示的连杆致动装置中,固定到转动体2a至2c的磁体67a至67c和姿态控制驱动源构成内转子型电机。电流从姿态控制驱动源的控制器供应到定子线圈68a至68c,以使磁体67a至67c转动,从而驱动转动体2a至2c的转动。转动体2a至2c的转动改变了连杆机构11围绕转动中心轴线12的位置。因此,可以改变远端侧连杆毂3的姿态。
图26至图28中所示的连杆致动装置的平行连杆机构基本上包括与图15至图18中所示的平行连杆机构类似的构造,但不同的是,转动体2a至2c通过用作转动阻力减少器件的轴承59连接到螺栓7,并且其中螺栓7是空心的。根据本实施例的连杆致动装置的平行连杆机构可以包括与图15至图18中所示的平行连杆机构相同的构造。
<操作和效果>
根据本实施例的连杆致动装置基本上包括与根据第七实施例的连杆致动装置类似的构造,因此实现了与根据第七实施例的连杆致动装置类似的效果。
此外,在根据本发明实施例的连杆致动装置中,平行连杆机构和姿态控制驱动源是磁性联接的。因此,在根据本实施例的连杆致动装置中,与根据第七实施例的其中连杆机构和姿态控制驱动源机械地连接的连杆致动装置相比,平行连杆机构和姿态控制驱动源之间的驱动力损失被抑制。因此,与根据第七实施例的连杆致动装置相比,根据本实施例的连杆致动装置具有较高的操作效率并节约了能源。
此外,与根据第七实施例的连杆致动装置相比,根据本实施例的连杆致动装置可以在更高的速度和更高的精度下运行,因为在用于传递驱动力的机构中提供间隙并不是必须的。
<变型的构造和操作以及效果>
图29至32是示出根据第八实施例的连杆致动装置的第一变型的示意图。图30是示出图29中所示的连杆致动装置的构造的示意图。图31是图30中区域XXXI的放大横截面视图。图32是沿图30中的线XXXII-XXXII的横截面视图。图33是示出根据第八实施例的连杆致动装置的第二变型的立体图。图34是示出根据第八实施例的连杆致动装置的第三变型的示意图。
图29至图32中所示的连杆致动装置基本上包括类似于图26至图28中所示的连杆致动装置的构造,但与图26至图28中所示的连杆致动装置不同的是,固定到转动体2a至2c的磁体77a至77c和上述姿态控制驱动源构成外转子型电机。
转动体2a至2c各具有内周表面,该内周表面相对于通过轴承59连接到螺栓7的表面定位在近端侧,并且在径向方向中定向朝向内部。磁体77a至77c固定到转动体2a至2c相应的内周表面上。换句话说,相对于定位更接近近端侧连杆毂1的表面而言低陷的凹陷部分在转动体2a至2c的径向方向中的内周侧上形成。内周表面各由凹陷部分的壁表面形成。磁体77a至77c布置在凹陷部分中。
姿态控制驱动源包括轭75a至75c、多个齿76a至76c、定子线圈78a至78c以及控制流经各定子线圈78a至78c中的电流值的未示出的控制器。
轭75a至75c各自具有与螺栓7的外周表面连接的内周表面。轭75a布置在将转动体2a连接到螺栓7的轴承59和将转动体2b连接到螺栓7的轴承59之间。轭75a设置为在径向方向中面向磁体67a。轭75a在径向方向中布置在磁体67a的外周侧上。
轭75b布置在将转动体2b连接到螺栓7的轴承59和将转动体2c连接到螺栓7的轴承59之间。轭75b设置为在径向方向中面向磁体67b。轭75b在径向方向中布置在磁体67b的外周侧上。
轭75c布置在将转动体2c连接到螺栓7的轴承59和近端侧连杆毂1之间。轭75c设置为在径向方向中面向磁体67c。轭75c在径向方向中布置在磁体67c的外周侧上。
如图30所示,多个齿76a至76c固定到轭75a至75c的外周表面,并且在径向方向中向外突出。多个齿76a至76c布置在转动体2a至2c的相应凹陷部分中。
多个齿76a在周向方向上彼此间隔开。定子线圈78a缠绕在每个齿76a上。多个齿76a和定子线圈78a设置为在径向方向中面向磁体77a。多个齿76a和定子线圈78a在径向方向中布置在磁体77a的内周侧上。
多个齿76b在周向方向上彼此间隔开。定子线圈78b缠绕在每个齿76b上。多个齿766b和定子线圈78b设置为在径向方向中面向磁体77b。多个齿76b和定子线圈78b在径向方向中布置在磁体77b的内周侧上。
多个齿76c在周向方向上彼此间隔开。定子线圈78c缠绕在每个齿76c上。多个齿76c和定子线圈78c设置为在径向方向中面向磁体77c。多个齿76c和定子线圈78c在径向方向中布置在磁体77c的外周侧上。
在周向方向上相邻的两个齿76a至76c之间的距离例如是相等的。在二维视图中,多个齿76a和定子线圈78a、多个齿76b和定子线圈78b以及多个齿76c和定子线圈78c例如布置成相互重叠。
控制器设置为单独控制流经定子线圈78a至78c的电流值。
在图29至图32所示的连杆致动装置中,上述固定到转动体2a至2c的磁体77a至67c和姿态控制驱动源构成外转子型电机。电流从姿态控制驱动源的控制器供应到定子线圈78a至78c,以使磁体77a至77c转动,从而驱动转动体2a至2c的转动。转动体2a至2c的转动改变了连杆机构11围绕转动中心轴线12的位置。因此,可以改变远端侧连杆毂3的姿态。
图33中所示的连杆致动装置基本上包括类似于图26至图28所示的连杆致动装置的构造,但与图26至图28中所示的连杆致动装置不同的是,进一步包括用于检测转动体2a至2c的转动量的转动量检测机构。
转动量检测机构可以具有能够检测转动体2a至2c的转动量的任何构造,并且例如构造为光学编码器。
用于检测转动体2a的转动量的转动量检测机构包括固定到转动体2a的检测目标81a和检测该检测目标81a的移动量的未示出的检测器。用于检测转动体2b的转动量的转动量检测机构包括固定到转动体2b的检测目标81b和检测该检测目标81b的移动量的未示出的检测器。用于检测转动体2c的转动量的转动量检测机构包括固定到转动体2c的检测目标81c和检测该检测目标81c的移动量的检测器。
检测目标81a固定到位于通孔27a的外周侧上的转动体2a的外周部分,并且向磁体67a的外周侧突出。检测目标81a,例如,固定到向转动体2a的近端侧定向的表面。检测目标81a例如布置在定子线圈68a和68b之间。检测目标81a的外周端例如布置在定子线圈68a、68b的外周侧和轭65的内周侧。检测该检测目标81a的移动量的检测器例如固定到轭65。
检测目标81b固定到位于通孔27b的外周侧上的转动体2b的外周部分,并且向磁体67b的外周侧突出。检测目标81b,例如,固定到向转动体2b的近端侧定向的表面。检测目标81b例如布置在定子线圈68b和68c之间。检测目标8b的外周端例如布置在定子线圈68b、68c的外周侧和轭65的内周侧。检测该检测目标81b的移动量的检测器例如固定到轭65。
检测目标81c固定到位于通孔27c的外周侧上的转动体2c的外周部分,并且向磁体67c的外周侧突出。检测目标81c,例如,固定到向转动体2c的近端侧定向的表面。检测目标81c例如布置在定子线圈68c和近端侧连杆毂1之间。检测目标8c的外周端例如布置在定子线圈68c的外周侧和轭65的内周侧。检测检测目标81c的运动量的检测器例如固定到近端侧连杆毂1和轭65。
每个检测器具有例如相对的部分,该相对的部分布置成彼此面对,使得检测目标81a至81c中相应的的外周端在沿转动中心轴线12的方向中被夹在该相对部分之间。在相对的部分中,相对于检测目标81a至81c在近端侧定位的部分和相对于检测目标81a至81c在远端侧定位的部分中一个形成为发光部分,另一个形成为受光部分。从发光部分到受光部分的光轴例如与沿转动中心轴线12的方向平行。检测器例如在二维视图中在周向方向上彼此间隔开。
在图33所示的连杆致动装置中,由于转动量检测机构从检测器检测到的检测目标81a至81c的运动量检测转动体2a至2c的转动量,与图26至图28所示的连杆致动装置相比,其可以基于转动量更精确地控制远端侧连杆毂3的操作。
图34中所示的连杆致动装置基本上包括类似于图29至图32所示的连杆致动装置的构造,但与图29至图32中所示的连杆致动装置不同的是,进一步包括用于检测转动体2a至2c的转动量的转动量检测机构。
图34中所示的连杆致动装置的转动量检测机构基本上包括与图33中所示的连杆致动装置的转动量检测机构类似的构造,但与图29至图32中所示的连杆致动装置不同的是,其包括朝向磁体77a至77c的内周侧突出的检测目标83a至83c,以及固定到螺栓7的检测器。
检测目标83a固定到位于磁体77a的外周侧上的转动体2a的外周部分,并且朝向磁体77a的内周侧突出。检测目标83a,例如,固定到向转动体2a的近端侧定向的表面。检测目标83a的外周端例如布置为在二维视图中与定子线圈68a重叠。检测目标83a的外周端布置在轭75a的外周侧。检测该检测目标83a的移动量的检测器84a例如固定到轭75a。
检测目标83b固定到位于磁体77b的外周侧上的转动体2b的外周部分,并且朝向磁体77b的内周侧突出。检测目标83b,例如,固定到向转动体2b的近端侧定向的表面。检测目标83b的外周端例如布置为在二维视图中与定子线圈68b重叠。检测目标83b的外周端布置在轭75b的外周侧。检测该检测目标83b的移动量的未示出的检测器例如固定到轭75b。
检测目标83c固定到位于磁体77c的外周侧上的转动体2c的外周部分,并且朝向磁体77c的外周侧突出。检测目标83c,例如,固定到向转动体2c的近端侧定向的表面。检测目标83c的外周端例如布置为在二维视图中与定子线圈68c重叠。检测目标83c的外周端布置在轭75c的外周侧。检测该检测目标83c的移动量的未示出的检测器例如固定到轭75c。
每个检测器具有例如相对的部分,该相对的部分布置成彼此面对,使得检测目标83a至83c中相应的的内周端在沿转动中心轴线12的方向中被夹在该相对部分之间。在相对的部分中,相对于检测目标83a至83c在近端侧定位的部分和相对于检测目标83a至81c在远端侧定位的部分中一个形成为发光部分,另一个形成为受光部分。检测器例如在二维视图中在周向方向上彼此间隔开。
在图34中所示的连杆致动装置中,由于转动体2a至2c的转动量由转动量检测器检测,则与图29至图32中说明的连杆致动装置相比,可以基于转动量更精确地控制远端侧连杆毂3的操作。
根据第八实施例的连杆致动装置的平行连杆机构可以包括四个转动体2a至2d,与图22和图23中所示的连杆致动装置的平行连杆机构类似。在这种情况下,转动体2d和用于驱动转动体2d的姿态控制驱动源是磁性连接的,类似于图26至图28中所示的转动体2a至2c和用于驱动其的姿态控制驱动源。
上述的连杆致动装置,例如图19至图21中所示的连杆致动装置、图22和图23中所示的连杆致动装置以及图25中所示的连杆致动装置也可以包括图33或图34中所示的转动量检测机构。例如,每个检测器都固定至固定到近端侧连杆毂1的支承构件,并向转动体2a至2c外周侧的远端侧突出。检测器例如在二维视图中在周向方向上与姿态控制驱动源间隔开。
(第九实施例)
<平行连杆机构的构造>
图35是示出根据第九实施例的平行连杆机构的构造的示意图。图35中所示的平行连杆机构基本上包括与图1至图4中所示的平行连杆机构类似的构造,但是在转动体2a至2c的形状和布置上与图1至图4中所示的平行连杆机构不同。
在图35所示的平行连杆机构中,转动体2a至2c环形地设置。转动体2a至2c在径向方向上对齐,使得其各自的转动中心轴线12是重合的。
转动体2a至2c的尺寸彼此不同。转动体2a的内径比螺栓7的外径长。转动体2a的外径比转动体2b的内径短。转动体2b的外径比转动体2c的内径短。在二维视图中,转动体2a布置在围绕转动中心轴线12的第一圆周上。转动体2b布置在围绕转动中心轴线12的第二圆周上,在二维视图中,其半径比第一圆周的半径长。转动体2c布置在围绕转动中心轴线12的第三圆周上,在二维视图中,其半径比第二圆周的半径长。
转动体2a布置在由转动体2b的内周表面包围的空间中。转动体2a与螺栓7连接,轴承99a介于其间。轴承99a的内圈固定到螺栓7。轴承99a的外圈固定到转动体2a。
转动体2b布置在由转动体2c的内周表面包围的空间中。转动体2b与转动体2a连接,轴承99b介于其间。轴承99b的内圈固定到转动体2a。轴承99b的外圈固定到转动体2b。
转动体2c与转动体2b连接,轴承99c介于其间。轴承99b的内圈固定到转动体2b。轴承99c的外圈固定到转动体2c。
例如,诸如滚珠轴承的滚子轴承可以作为轴承99a至99c使用。
在图35中所示的平行连杆机构中,从转动体2a至2c到近端侧连杆毂1的距离彼此相等。在图35所示的平行连杆机构中,第一连杆构件4a至4c的长度彼此相等。
在图35中所示的平行连杆机构中,由于转动体2a至2c在沿转动中心轴线12的方向中不堆叠,而是在径向方向上对齐使得其各自的转动中心轴线12重合,因此与图1至图4中所示的平行连杆机构相比,在沿转动中心轴线12的方向中可以减小尺寸。
根据第九实施例的平行连杆机构可以包括四个转动体2a至2d。未示出的转动体2d是环形地设置的。转动体2d布置在围绕转动中心轴线12的第四圆周上,在二维视图中,其半径比第三圆周的半径长。转动体2d与转动体2c连接,未示出的轴承99d介于其间。轴承99c的内圈固定到转动体2c。轴承99b的外圈固定到转动体2b。
(第十实施例)
<连杆致动装置的构造>
图36是示出根据第十实施例的连杆制动装置的构造的示意图。图36中所示的连杆致动装置基本上是包括图35中所示的平行连杆机构的连杆致动装置。图36中所示的连杆致动装置主要包括平行连杆机构和用于驱动平行连杆机构的姿态控制驱动源。
在图36中所示的连杆致动装置中,平行连杆机构在沿转动中心轴线12的方向中与姿态控制驱动源机械地连接。
三个姿态控制驱动源95a至95c固定到近端侧连杆毂1。姿态控制驱动源95a至95c各自通过转动传动构件97a至97c和锥齿轮98a至98c连接到转动体2a至2c,从而可以传递驱动力。在图36中,姿态控制驱动源95b和95c没有示出。
在二维视图中,姿态控制驱动源95a布置在围绕转动中心轴线12的第一圆周上。姿态控制驱动源95b布置在围绕转动中心轴线12的第二圆周上,在二维视图中,其半径比第一圆周的半径长。姿态控制驱动源95c布置在围绕转动中心轴线12的第三圆周上,在二维视图中,其半径比第二圆周的半径长。
姿态控制驱动源95a至95c包括各自的转动轴,并且锥齿轮98a至98c连接到该各自的转动轴的端部。转动传动构件97a至97c固定到朝向转动体2a至2c的近端侧定向的表面。转动传动构件97a至97c各自是环形构件,在其轴向中的一个表面上具有锥齿轮部分。可以采用任何确保必要的强度和精度的方法,来将转动传动构件97a至97c固定到转动体2a至2c。例如,转动传动构件97a至97c可以通过粘合、压配、压接或类似方式固定到转动体2a至2c。
转动传动构件97a至97c的锥齿轮部分与连接到姿态控制驱动源98a至98c的转动轴的锥齿轮98a至98c相啮合。姿态控制驱动源95a至95c的转动轴转动以导致锥齿轮98a至98c和转动传动构件97a至97c转动,并因此驱动转动体2a至2c转动。
转动体2a至2c由姿态控制驱动源95a至95c转动,以改变连杆机构11围绕转动中心轴线12的位置。因此,可以改变远端侧连杆毂3的姿态。
在根据第十实施例的连杆致动装置中,平行连杆机构和姿态控制驱动源可以在沿转动中心轴线12的方向中磁性连接。也就是说,在根据第十实施例的连杆致动装置中,用于将驱动力从姿态控制驱动源传送到平行连杆机构的传动机构可以包括与根据第八实施例的连杆致动装置基本类似的构造。根据第十实施例的连杆致动装置可以与根据第八实施例的连杆致动装置不同的是,固定至转动体2a至2c的未示出的磁体和固定到近端侧连杆毂1的未示出的定子线圈布置为在沿转动中心轴线12的方向中彼此面对
根据第十实施例的连杆致动装置可以进一步包括用于检测转动体2a至2c的转动量的未示出的转动量检测机构。这样的转动量检测机构基本上可以包括类似于图33中所示的连杆致动装置的转动量检测机构的构造。检测器固定到朝向转动体2a至2c定向的近端侧的表面上。此外,检测器可以固定至例如朝向轴承99a的外圈、轴承99b、99c的内圈或外圈定向的近端侧的表面。例如,每个检测器被固定到近端侧连杆毂1,并且具有布置成彼此面对的相对部分,使得位于每个检测目标的近端侧的端部在径向方向中被夹在该相对部分之间。
在根据第一至第十实施例的平行连杆机构中,三个或更多个的连杆机构11中的每个连接到三个或更多个的转动体2a至2d中的一个转动体。然而,本发明并不仅限于此。从不同的角度来看,在根据第一至第十实施例的平行连杆机构中,设置了与连杆机构11一样多的转动体2a至2d,并且三个或更多个的连杆机构11中的每个设置成相对于近端侧连杆毂1独立地转动。然而,本发明并不仅限于此。在根据第七至第十实施例的连杆致动装置中,姿态控制驱动源35a至35c使转动体2a至2c转动,以根据需要改变远端侧连杆毂3相对于近端侧连杆毂1的姿态。然而,本发明并不仅限于此。
在根据第一至第十实施例的平行连杆机构中,至少一个连杆机构11的第一连杆构件可以固定到近端侧连杆毂1。例如,一个连杆机构11的第一连杆构件1a可以固定到近端侧连杆毂1,而其他连杆机构11的第一连杆构件1b和1c可以连接到转动体2b和2c以相对于近端侧连杆毂1转动。此外,两个连杆机构11的第一连杆构件1a和1b可以固定到近端侧连杆毂1,而只有一个连杆机构11的第一连杆构件1c可以与转动体2c连接以相对于近端侧连杆毂1转动。例如,包括后者的平行连杆机构的连杆致动装置可以只包括一个姿态控制驱动源35c作为姿态控制驱动源。
此外,在根据第一至第十实施例的平行连杆机构中,两个或多个连杆机构11的第一连杆构件1a和1b可以连接到一个转动体2a,以便相对于近端侧连杆毂1整体转动。在这种情况下,另一个连杆机构11的第一连杆构件1c可以固定到另一个转动体2c或近端侧连杆毂1。例如,包括前者的平行连杆机构的连杆致动装置可以仅包括两个姿态控制驱动源35a和35c作为姿态控制驱动源。
即使当根据第一至第十实施例的平行连杆机构具有如上所述的构造时,第一旋转对部分25a至25c的第一中心轴线15a至15c与第二旋转对部分26a至26c的第二中心轴线16a至16c在球面连杆中心点30处相交,而三个或更多个转动体2a至2c的转动中心轴线12与球面连杆中心点30相交,因此远端侧连杆毂3可以围绕球面连杆中心点30沿球面移动。
(第十一实施方式)
<平行连杆机构的构造>
图37是示出根据第十一实施例的连杆制动装置的构造的示意图。图37中所示的连杆致动装置1000包括平行连杆机构200、控制装置100、致动器111至113以及转动角度检测器121至123。
控制装置100可以接收由转动角度检测器121至123各自检测的转动角度ωa至ωc,并教导平行连杆机构200的姿态。此外,控制装置100可以向致动器111至113输出目标转动角ωa*至ωc*并控制平行连杆机构200的姿态。
控制装置100包括教导单元101、驱动单元103、手动操作单元105、存储单元106和显示单元107。教学单元101和驱动单元103各自包括转换器102和104。
中央处理单元(CPU)可以被用作教导单元101和驱动单元103。可以使用存储器、硬盘或类似物作为存储单元106。存储在存储单元106中的程序和数据由CPU读取,由此CPU作为教导单元101或驱动单元103操作。
教导单元101从转动角度检测器121至123获取角度ωa、ωb和ωc,通过转换器102将获取的角度转换为指示平行连杆机构200的姿态的数据,并且执行包括将数据输出到显示单元107的教导操作。
驱动单元103通过转换器104将从手动操作单元105或高层处理器提供的指示平行连杆机构200的目标姿态的数据转换为目标角度ωa*、ωb*和ωc*,并且驱动致动器111至113以实现目标角度。
图38是图37中所示的连杆致动装置的平行连杆机构的前视图。图39是从沿图38中线XXXIX-XXXIX的横截面看的远端侧的连杆毂和连杆机构的部分视图。图40是沿图38中的线XL-XL的横截面视图。
图37至图40中所示的平行连杆机构200包括近端侧第一连杆毂(近端侧连杆毂)1、三个连杆机构11、三个转动体2a至2c以及远端侧第二连杆毂(远端侧连杆毂)3。近端侧第一连杆毂1是盘状构件。虽然图37中示出的近端侧连杆轮毂1的二维形状是圆形,但该二维形状可以是多边形,诸如四角形或三角形或任何其他形状,诸如椭圆形或半圆形。此外,近端侧第一连杆毂1可以是图37中所示的板状体,也可以具有任何其他形状,或者可以是另外的机械装置的部分。连杆机构11的数量为三个以上,例如,可以是四个或五个。
三个转动体2a至2c以堆叠状态可转动地联接到近端侧第一连杆毂1,使得该各自的转动中心轴线12是重合的。三个转动体2a至2c通过起紧固构件作用的螺栓7和螺母8连接到近端侧第一连杆毂1。三个转动体2a至2c在中心处各具有孔,以允许螺栓7穿过。垫圈9布置在螺栓7的端部处的头部和转动体2a之间。转动摩擦减少构件19配置在堆叠的三个转动体2a至2c之间。转动摩擦减少构件19也布置在近端侧第一连杆毂1和转动体2c之间,转动体2c在堆叠的三个转动体2a至2c中最接近近端侧第一连杆毂1定位。
三个转动体2a至2c的二维形状基本为圆形。三个转动体2a至2c在各自的外周部分处具有用于连接连杆机构11的突起。这些突起是由转动体2a至2c的外周表面向外突起的凸面部分。三个转动体2a至2c在突起处各与三个连杆机构11中对应的一个连接。
三个连杆机构11包括相应的第一连杆构件4a至4c和相应的第二连杆构件6a至6c。第一第一连杆构件4a固定至转动体2a的突起。第二第一连杆构件4b固定至转动体2b的突起。第三第一连杆构件4c固定至转动体2c的突起。可以用任何方法将第一连接件4a至4c固定至转动体2a至2c的突起。例如,第一连接件4a至4c可以通过起紧固构件作用的螺钉56固定至转动体2a至2c。替代地,第一连杆构件4a至4c可以通过焊接固定至转动体2a至2c的突起,或可以通过粘合剂层固定。
第一连杆构件4a至4c各具有带有弯曲部分的柱状形状。第一连杆构件4a至4c的长度彼此不同。连接至转动体2c的第一连杆构件4c最长,转动体2c布置在最接近近端侧第一连杆毂1的位置。连接至转动体2a的第一连杆构件4a最短,转动体2a布置得离近端侧第一连杆毂1最远。第一连杆构件4a至4c各具有竖直延伸至转动体2a至2c中对应的一个的表面的第一部分,对于第一部分延伸的方向斜向延伸的第二部分,以及作为第一部分和第二部分之间连接部分的弯曲部分。如图38所示,第一连杆构件4a至4c中的每个的第一部分的一端固定至转动体2a至2c中对应的一个。该第一部分的一端的相对侧的另一端与第二部分的一端连接。该第二部分的一端的相对侧的另一端可转动地连接到第二连杆构件6a至6c中对应的一个。第二部分的形成速度转动体2a至2c的转动中心轴线12的距离从一端朝向另一端逐渐增加。也就是说,第一连杆构件4a至4c的第二部分延伸的方向相对于转动中心轴线12是倾斜的。
第一第二连杆构件6a在第一旋转对部分25a处可转动地连接到第一连杆构件4a。第二第二连杆构件6b在第一旋转对部分25b处可转动地连接到第一连杆构件4b。第三第二连杆构件6c在第一旋转对部分25c处可转动地连接到第一连杆构件4c。第一旋转对部分25a至25c各自具有第一中心轴线15a至15c。第一中心轴线15a至15c在朝向转动体2a至2c的转动中心轴线12的方向中延伸。此外,第一中心轴线15a至15c相对于转动中心轴线12是倾斜的,从而随着至转动中心轴线12的距离的减少,与转动体2a至2c的距离增加。
第一旋转对部分25a至25c可以具有任何结构。例如,第一旋转对部分25a至25c各自可以形成有沿第一中心轴线15a至15c延伸的轴部分、第一连杆构件4a至4c的具有轴部分所插入的通孔的部分、以及第二连杆构件6a至6b的具有轴部分所插入的通孔的部分。在这种情况下,第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c可关于各自的轴部分转动。例如,起定位构件作用的螺母可以固定至各轴部分的两端,以防止轴部分从第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c的通孔中掉落。
替代地,轴部分可以连接到第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c中的一个,并且该轴部分可以插入形成在第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c中的另一个中的通孔中。第一连杆构件4a至4c和第二连杆构件6a至6c中的另一个可以在轴部分上转动。例如,起定位构件作用的螺母可以固定到轴部分的远端,以防止轴部分从通孔掉落。
第二连杆构件6a至6c各包括在与第一中心轴线15a至15c延伸的方向相交的方向上延伸的第一部分,以及从第一部分的远端沿第一中心轴线15a至15c延伸的第二部分。第一部分的远端的相反侧上的基部部分是第一旋转对部分25a至25c的部分,可转动地连接到第一连杆构件4a至4c。
第二连杆构件6a至6c在第二旋转对部分26a至26c处可转动地连接至远端侧第二连杆毂3。第二旋转对部分26a至26c各自具有第二中心轴线16a至16c。具体来说,第二旋转对部分26a至26c各包括沿第二中心轴线16a至16c延伸的轴部分、远端侧第二连杆毂3的具有轴部分所插入的通孔的突起,以及布置为夹住突起并具有轴部分所插入的通孔的成对壁部分。成对的壁部分形成于各第二连杆构件6a至6c的第二部分的远端处。轴部分形成有螺栓17和螺母18。远端侧第二连杆毂3的突起和各第二连杆构件6a至6c可围绕轴部分转动。如图39所示,转动阻力减少构件29布置在成对壁部分和远端侧第二连杆毂3的突起之间。任何能够降低成对壁部分和突起之间的摩擦系数的构件都可以作为转动摩擦减少构件29使用。例如,具有较低摩擦系数的树脂垫片可以被用作转动摩擦减少构件29。
第二中心轴线16a至16c在与第一中心轴线15a至15c不同的方向中延伸,并且在朝向转动体2a至2c的转动中心轴线12的方向中延伸。第二中心轴线16a至16c例如在与转动体2a至2c的转动中心轴线12正交的方向上延伸。
在三个连杆机构11中,第一旋转对部分25a至25c的第一中心轴线15a至15c与第二旋转对部分26a至26c的第二中心轴线16a至16c在球面连杆中心点30处相交。三个或多个转动体2a至2c的转动中心轴线12与球面连杆中心点30相交。只要满足上述关系,第一旋转对部分25a至25c和第二旋转对部分26a至26c的布置可以根据需要改变。从图39可以看出,在三个第二连杆构件6a至6c中的每个中,从远端侧第二连杆毂3看(在下文中为二维视图),第一中心轴线15a至15c和第二中心轴线16a至16c之间形成的角度基本为90。°此外,第一中心轴线15a至15c在球面连杆中心点30周围的周向方向上以规则间隔布置。
远端侧连杆轮毂3的二维形状是六边形,或可以是任何其他多边形。该二维形状可以是任何形状,诸如圆形或椭圆形。
在二维视图中,三个连杆机构11在圆周上以规则的间隔布置。即,对于第一中心轴线15a至15c,从二维视图中的球面连杆中心点30看,相邻两个第一中心轴线之间形成的角度为120。°此外,对于第二中心轴线16a至16c,从二维视图中的球面连杆中心点30看,相邻两个第二中心轴线之间形成的角度是120°。在二维视图中,三个连杆机构11可以在圆周上以不同的间隔布置。
<平行连杆机构的操作>
图41是用于解释图37中所示的平行连杆机构的基本姿态的立体图。图42是用于解释图37中所示的平行连杆机构的姿势改变时的操作改变的立体图。图43是图42中所示的平行连杆机构的俯视图。
]如图40和图41所示,当三个第一连杆构件4a至4c的近端以等角间隔布置时,代表远端侧第二连杆毂3的姿态的法向量与转动体2a至2c的转动轴相匹配。
另一方面,如图42所示,当三个转动体2a至2c转动,使得三个第一连杆构件4a至4c的角度间隔变化时,远端侧第二连杆毂3相对于近端侧第一连杆毂1的姿态可以根据需要改变。也就是说,三个转动体2a至2c的三个转动角度受控使得弯曲角θ1、横移角θ2,以及从球面连杆中心点30看的远端侧连杆毂3的姿态中的转动角可以受控。也就是说,远端侧第二连杆毂3的姿态具有两个自由度,即弯曲角θ1、和横移角θ2。
如图42所示,如本文所使用的弯曲角θ1是由远端侧连杆毂中心轴线31(远端侧第二连杆毂的法向量方向)以及转动体2a至2c的转动中心轴线12所形成的角度,远端侧连杆毂中心轴线31是垂直于所有第二中心轴线16a至16c并通过球面连杆中心点30的直线。如图43所示,横移角θ2是由远端侧连杆毂中心轴线31(对应于法向量)在穿过球面连杆中心点30并与转动中心轴线12垂直相交的平面(XY平面)上的投影线和在以球面连杆中心点30为原点的XY平面上设定的X轴形成的角度。
<平行连杆机构的控制>
图44是用于解释由控制装置100执行的平行连杆机构的控制的流程图。参照图37和图44,首先,在步骤S1,控制装置100接收与远端侧第二连杆毂3的目标法向量对应的信息。该信息例如来自手动操作单元105的输入,传输自高层控制设备,或预先存储在存储单元106中。
随后,在步骤S2,控制设备100在转换器104中将接收的信息转换为对应的ωa、ωb和ωc。
转换器104中的转换可以通过使用数学表达式的计算进行转换,或者可以使用转换表,其中弯曲角度θ1和横移角度θ2是输入,而角度ωb和ωc是输出。例如,这种转换表可以通过将平行连杆机构200的角度ωb和ωc增加或减少一定角度,并预先测量对应的法向量(x,y,z)来创建。替代法向量(x,y,z),可以提前测量弯曲角θ1和横移角θ2。表1中示出了这种转换表的示例。这样的转换表被预先存储在存储单元106中。转换器104参考存储在存储单元106中的这种转换表来进行转换。在第十一实施例中,ωa=0是固定的,并且该转换表至少包括用于角度ωb和ωc的数据。
[表1]
ωb ωc Nx Ny Nz θ1 θ2
β+0 γ+0 x00 y00 z00
β+0 γ+1 x01 y01 z01
β+0 γ+2 x02 y02 z02
β+0
β+0
β+0 γ+n x0n y0n z0n
β+1 γ+1 x11 y11 z11
β+1 γ+2 x12 y12 z13
β+1
β+1
β+1 γ+n x1n y1n z1n
β+2 γ+2 x22 y22 z23
β+2
β+2
在上述表1中,β和γ是由例如平行连杆机构200的每个构件的尺寸确定的可操作角度范围内的初始值。在表1中,角度从初始值β和γ以1°递增,并记录对应的法向量N(Nx、Ny、Nz)的数据。与法向量N相对应的弯曲角度θ1和横移角度θ2可以作为数据记录。角度的增量为1°,但本发明并不仅限于此。当转换表中的ωb和ωc的增量为稍大的增量时,可对数据进行插值,并输入更精细的数据用于转换。
随后,在步骤S3,控制装置100确定与获得的角度相对应的目标角度ωa*、ωb*和ωc*,并且通过驱动单元103驱动致动器111至113,使得第一连杆构件4a至4c的近端位置与目标角度ωa*、ωb*和ωc*匹配。
在第十一实施例中的连杆致动装置1000中,控制装置100驱动如参照图44所解释的致动器,使得平行连杆机构200的远端侧第二连杆毂3的姿态与指定姿态相匹配。
相比之下,例如在执行直接教导时,或者在从当前位置未知的状态启动时,例如从异常恢复后,控制装置100测量角度ωa、ωb和ωc以教导第二连杆毂3在该时刻的姿态。
图45是用于解释由控制装置100执行的教导操作的流程图。参照图37和图45,首先,在步骤S11,控制设备100使用转动角度检测器121至123获取角度ωa、ωb和ωc。
然后,在步骤S12,控制装置100在教导单元101的转换器102中将角度ωa、ωb和ωc转化为远端侧第二连杆毂3的法向量N(x、y、z)。由于在第十一个实施例中ωa=0,所以可以使用前面提到的表1所示的转换表进行转换。转换器102参考预先存储在存储单元106中的诸如表1的转换表来执行转换。
随后,在步骤S13,教导单元101在显示单元107上显示对应于目前姿态的表示法向量的信息,并将获得的法向量存储到存储单元106中,作为关于姿态的初始信息或关于直接教导的信息。
如上所述,第十一实施例中描述的连杆致动装置1000包括平行连杆机构200和控制装置100。平行连杆机构200包括近端侧第一连杆毂1、至少三个连杆机构11、各自与至少三个连杆机构11中的第一连杆机构11b和第二连杆机构11c连接的第一转动体2b和第二转动体2c、以及远端侧第二连杆毂3。第一转动体2b和第二转动体2c中的每个都可转动地联接到第一连杆毂1。至少三个连杆机构11包括各自的第一连杆构件4a至4c和在第一旋转对部分25a至25c可转动地连接到第一连杆构件4a至4c的各自的第二连杆构件6a至6c。第二连杆构件6a至6c在第二旋转对部分26a至26c处可转动地连接至第二连杆毂3。第一连杆机构11b的第一连杆构件4b固定至第一转动体4b,第二连杆机构11c的第一连杆构件4c固定至第二转动体2c。在至少三个连杆机构11中,第一旋转对部分25a至25c的第一中心轴线与第二旋转对部分26a至26c的第二中心轴线在球面连杆中心点处相交。第一转动体2b和第二转动体2c的转动中心轴线与球面连杆中心点相交。控制装置100在接收到代表与第二连杆轮毂3相对于球面连杆中心点的姿态对应的法向量的信息时,确定第一转动体2b和第二转动体2c的转动角度ωb和ωc。
以这种方式,远端侧第二连杆毂3可以相对于近端侧第一连接毂1以两个自由度操作。也就是说,两个转动体2b至2c被转动,由此远端侧第二连接毂3可以相对于近端侧第一连接毂1沿球面围绕球面连杆中心点30移动。此外,由于远端侧第二连杆毂3的姿态是由转动体2a至2c的转动运动控制的,所以可以实现包括上述平行连杆机构200的紧凑的连杆致动装置。此外,由于远端侧第二连杆毂3围绕球面连杆中心点30沿球面运动,所以远端侧第二连杆毂3的操作易于想象。
当转动体之一被固定并如第十一实施例中那样使用时,可以省略其中一个转动体,并且可以将一个第一连杆构件固定至近端侧第一连杆毂1。
(第十二实施例)
在第十一实施例中,在三个连杆机构11中的一个第一连杆构件4a固定时进行控制。然而,这样的控制可能对具有某些横移角的弯曲角施加限制。
图46是说明当弯曲角θ1具有较大限制时平行连杆机构的姿态的立体图。图47是示出与图46中所示的姿态相对应的第一连杆构件4a至4c的近端布置的示意图。
在图46中的姿态中,横移角θ2在第一连接构件4a的近端方向中。在这种情况下,第二连杆构件6a与远端侧的第二连接轮毂3相干涉,如图46所示,弯曲角θ1的上限约为45°。
图48是示出当弯曲角θ1具有小限制时平行连杆机构的姿态的立体图。图49是示出与图48中所示的姿态相对应的第一连杆构件4a至4c的近端布置的示意图。
在图48的姿态中,横移角θ2处在中间方向,该中间方向就在第一连杆构件4a的近端和第一连杆构件4c的近端之间。在这样的情况下,所有的第二连杆构件6a至6c都不太可能与远端侧的第二连杆毂3发生干涉。在这样的姿态下,弯曲角θ1的上限接近约90°。
这里,在第十一实施例中,虽然ωa=0是固定的,但角度ωb和ωc对应于两个自由度θ1和θ2。然而,如果ωa是可变的,图48中所示的姿态可以被定向到任何方向。
更具体地说,所有转动体2a至2c仅在图41中的箭头所示的同一方向上转动相同的角度,使得第二连杆毂3可以围绕转动中心轴线12(见图38)转动,同时保持远端侧第二连杆毂3的姿态。此时,转动体2a至2c的突起之间,即第一连杆构件4a至4c的近端之间的相对位置关系被保持。
此外,如图42所示,除了转动体2b和2c之外,转动体2a的转动方向或转动角度也是变化的,从而可以根据需要改变远端侧第二连杆毂3相对于近端侧第一连杆毂1的姿态。也就是说,三个转动体2a至2c的转动角度受控使得弯曲角θ1、横移角θ2,以及从球面连杆中心点30看的远端侧第二连杆毂3的姿态中的转动角可以受控。也就是说,远端侧第二连杆毂3的姿态具有三个自由度,即弯曲角θ1、横移角θ2和转动角。
如本文所使用的,转动角是第一连杆构件4a的近端从图40中所示的参考位置绕转动中心轴线12相对于近端侧第一连杆毂1转动时的转动角ωa。
然而,对于附接到远端侧第二连杆毂3的某些种类的终端执行器302(由图38中的虚线所示),终端执行器需要转动过程。例如,不具有方向性的终端执行器,如针,不需要转动过程。另一方面,对于用于检查的终端执行器,诸如照相机,最好能进行转动照相机图像的过程,使得图像转动。此外,当终端执行器302是拾取工作的双指手时,期望在远端侧第二连杆毂3上设置用于转动手的转动机构301(在图38中用虚线示出),以根据转动角ωa转动手。如果必要则执行图像转动过程或诸如手等终端执行器的物理转动过程。
图50是用于解释第十二实施例中由控制装置100执行的过程的流程图。参照图37和图50,首先,在步骤S21,控制装置100接收与远端侧第二连杆毂3的目标法向量对应的信息。
随后,在步骤S22,控制设备100确定对应于在步骤S21获得的信息的弯曲角θ1是否等于或大于45°虽然此处的确定阈值是45°,但是依据平行连杆机构200的结构,确定的值会适当地改变。
如果弯曲角θ1不等于或大于45°(在步骤S22的否),则不需要改变转动角,在步骤S26,设定转动角ωa=0,并且在步骤S27,控制设备100在转换器104中以与第十一实施例相同的方式将接收的信息转换为对应的ωb和ωc。转换器104中的转换可以通过使用数学表达式的计算进行转换,或者可以使用转换表,其中弯曲角θ1和横移角θ2是输入,而角度ωb和ωc是输出。
另一方面,如果弯曲角θ1等于或大于45°(在步骤S22的是),除非改变转动角,否则远端侧的第二连杆毂3和第二连杆构件6a将相互干扰,因此,在步骤S23,控制设备100设定转动角ωa=α。例如,当有三个连杆机构11时,可以设定α=60°,但α可以是0°以外的值。然后,在步骤S24,控制设备100在转换器104中将接收的信息转换为对应的ωa、ωb和ωc。当使用转换表时,在步骤S27,参考ωa=0的转换表,类似于第十一实施例中的转换表之一,并且在步骤S24,准备ωa=α的转换表并提前存储在存储单元106中,并且参考其中ωa=α的该转换表。
在步骤S25,如果必要的话,控制设备100进一步为附接到远端侧第二连杆毂3的终端执行器执行转动过程。此处的转动过程包括转动由终端执行器捕获的图像的过程或物理地转动终端执行器的过程。
随后或同时,在步骤S3,控制装置100确定与获得的角度相对应的目标角度ωa*、ωb*和ωc*,并且通过驱动单元103驱动致动器111至113,使得第一连杆构件4a至4c的近端位置与目标角度ωa*、ωb*和ωc*匹配。
在根据第十二实施例的连杆致动装置中,至少三个连杆机构11是第一至第三连杆机构。至少两个转动体是各自对应第一至第三连杆机构11的第一至第三转动体2a至2c。
上述平行连杆机构200进一步包括连接到至少三个连杆机构11中的第三连杆机构11a的第三转动体2a。当接收信息时,控制装置100除了确定第一转动体2b的转动角ωb和第二转动体2c的转动角ωc之外,还确定第三转动体2a的转动角ωa。
这样,在第十二个实施例中,由于设置了三个转动体2a至2c作为转动体,所以平行连杆机构200可以以除了弯曲角θ1和横移角θ2之外,还包括转动角α的三个自由度进行移动。
优选地,如参照图50所解释的那样,如果在给出指示目标法向量的信息的时间点,用第三转动体2a的转动角度无法实现该信息所指示的法向量所指示的弯曲角θ1(在S22处的是),控制装置100将改变第一转动体2a的转动角度ωa并确定转动体2a至2c的转动角度ωa至ωc,以便实现弯曲角θ1(S23、S24)。
进一步优选地,当第一转动体2a的转动角度被改变时,控制设备100也执行附接到第二连杆毂3的终端执行器的转动过程(S25)。
以此,在第十二实施例中的连杆致动装置1000中,控制装置100驱动如参照图50所解释的致动器,使得平行连杆机构200的远端侧第二连杆毂3的姿态与指定姿态相匹配。通过这样做,对于任何方向的横移角θ2而言,弯曲角θ1的可操作范围可以被扩大。
(第十三实施例)
在第十一和第十二实施例中,转动体2a至2c由致动器111至113驱动。例如,两个转动体可以使用空心转动轴进行转动。在这方面,在第十三实施例中,在将描述的示例中,姿态控制驱动源35a至35c作为致动器连接到近端侧第一连杆毂。对于致动器的控制,应用了第十一实施例或第十二实施例中描述的方法,这里将不重复其描述。
图51是示出根据第十三实施例的连杆制动装置的构造的立体图。图51中所示的连杆致动装置1001基本上是包括图37至图50中所示的平行连杆机构200的连杆致动装置。图51中所示的连杆致动装置1001主要包括平行连杆机构200和用于驱动平行连杆机构200的姿态控制驱动源35a至35c。
在图51中所示的连杆致动装置1001中,近端侧第一连杆毂1形成为延伸到转动体2a至2c的外周外部。也就是说,在二维视图中,近端侧第一连杆毂1的尺寸大于转动体2a至2c在二维视图中的尺寸。近端侧第一连杆轮毂1的二维形状可以是圆形,如图51所示,也可以是任何其他形状,例如,多边形形状诸如四角形或三角形,或者可以是椭圆形形状。三个姿态控制驱动源35a至35c通过紧固部36a至36c固定到近端侧第一连杆毂1。例如,可以使用电动机作为姿态控制驱动源35a至35c。
姿态控制驱动源35a至35c各自与转动体2a至2c连接,使得驱动力可以通过齿轮38和转动传输构件37a至37c传输。在二维视图中,姿态控制驱动源35a至35c在围绕转动中心轴线12的周向方向中基本上以规则的间隔布置。姿态控制驱动源35a至35c可以在周向方向上以不同的间隔布置。
具体而言,姿态控制驱动源35a至35c各包括转动轴,齿轮38连接到转动轴的端部。此外,转动传动构件37a至37c通过诸如螺钉的紧固构件47固定到转动体2a至2c的外周部分。转动传动构件37a至37c是环形构件,在外周部分上各具有齿轮部分。只要保证必要的强度和精度,可以采用除上述使用紧固构件47的方法以外的任何方法将转动传动构件37a至37c固定到转动体2a至2c。例如,转动传动构件37a至37c可以通过粘合、压配、压接或类似方式固定到转动体2a至2c。
转动传动构件37a至37c的齿轮部分与连接到姿态控制驱动源35a至35c的转动轴的齿轮38相啮合。姿态控制驱动源35a至35c的转动轴转动以导致齿轮38和转动传动构件37a至37c转动,并因此驱动转动体2a至2c转动。
连杆机构11的第一连杆构件4a至4c通过用作紧固构件46的螺钉固定到转动体2a至2c。转动体2a至2c由姿态控制驱动源35a至35c转动,以改变连杆机构11围绕转动中心轴线12的位置。因此,可以改变远端侧第二连杆毂3的姿态。
如上所述,根据第十三实施例的连杆致动装置1001包括平行连杆机构200和姿态控制驱动源35a至35c。姿态控制驱动源35a至35c转动在至少三个的转动体2a至2c中的三个或多个转动体2a至2c,并根据需要改变远端侧第二连杆毂3相对于近端侧第一连杆毂1的姿态。
在这种情况下,姿态控制驱动源35a至35c单独控制多个连杆机构11,以使远端侧第二连杆毂3能够在大范围内精确地运行。此外,如上所述的平行连杆机构10可以用于实施轻量且紧凑的连杆致动装置。
上述的连杆致动装置包括连接到至少三个转动体2a至2c的转动传动构件37a至37c。姿态控制驱动源35a至35c通过转动传动构件37a至37c转动至少三个转动体2a至2c。在这种情况下,由于转动传动构件37a至37c作为单独的构件安装在转动体2a至2c上,转动传动构件37a至37c的材料可以独立于转动体2a至2c的材料来选择。
即使在第十三实施例中,当其中转动体之一被固定并像第十一实施例中那样使用时,其中一个转动体可以省略,并且一个第一连杆构件可以固定到近端侧第一连杆毂1。
在此公开的实施方式应该被理解为在所有方面都是说明性的而不是限制性的。本发明的范围不是在前面的说明中示出,而是在权利要求中示出,并且意图在此包括落入与权利要求等同的含义和范围内的所有修改。
附图标记列表
1近端侧连杆毂(第一连杆毂),2a~2d转动体,3远端侧连杆毂(第二连杆毂),4a~4d第一连杆构件,6a~6d第二连杆构件,7、17螺栓,8、18螺母,9、69垫圈,11、11a~11c连杆机构,12转动中心轴线,15a~15d第一中心轴线,16a~16d第二中心轴线,19、29转动摩擦减少构件,22a、22b突起,25a~25d第一旋转对部分,26a~26d第二旋转对部分,27a~27c通孔,28a~28c连接部分,30球面连杆中心点,31远端侧连杆中心轴线,33垫片,35a、35b、35c、35d、95a、95b、95c姿态控制驱动源,36a~36c紧固部,37a~37c转动传动构件,38齿轮,39,49,59轴承,46,47紧固构件,48a~48c转动传动部分,56螺丝,58滑轮,60箭头,65、75a、75b、75c轭,66a、66b、66c、76a、76b、76c、766b齿,67a、67b、67c、77a、77b、77c磁体,68a、68b、68c、78a、78b、78c定子线圈,70凸起,71保持构件,81a、81b、81c、83a、83b、83c检测目标,82c、84a检测器,98a锥齿轮,98a、98c锥齿轮。

Claims (19)

1.一种平行连杆机构,包括:
近端侧连杆毂;
三个或更多个连杆机构;
连接到所述三个或更多个连杆机构中的至少一个连杆机构的一个或多个转动体;以及
远端侧连杆毂,其中
所述一个或多个转动体能转动地联接到所述近端侧连杆毂,
所述三个或更多个连杆机构中的每个包括
第一连杆构件,以及
第二连杆构件,所述第二连杆构件在第一旋转对部分处能转动地连接到所述第一连杆构件;
所述第二连杆构件在第二旋转对部分处能转动地连接到所述远端侧连杆毂,
所述至少一个连杆机构的所述第一连杆构件固定到所述一个或多个转动体,
在所述三个或更多个连杆机构中,所述第一旋转对单元的第一中心轴线和所述第二旋转对部分的第二中心轴线在球面连杆中心点处相交,以及
所述一个或多个转动体的转动中心轴线与所述球面连杆中心点相交。
2.根据权利要求1所述的平行连杆机构,其特征在于,
所述一个或多个转动体包括三个或更多个转动体,
所述三个或更多个转动体能转动地联接到所述近端侧连杆毂,并且对齐使各自的转动中心轴线重合,
所述三个或多个连杆机构中的每个的所述第一连杆构件固定到所述三个或更多个转动体之一,以及
所述三个或更多个转动体的所述转动中心轴线与所述球面连杆中心点相交。
3.根据权利要求2所述的平行连杆机构,其特征在于,所述三个或更多个转动体堆叠使得所述各自的转动中心轴线重合。
4.根据权利要求3所述的平行连杆机构,其特征在于,
所述三个或更多个转动体各具有围绕所述转动中心轴线的环形通孔,
所述三个或更多个转动体包括第一转动体和第二转动体,从所述第一转动体看,所述第二转动体配置在更接近近端侧连杆毂的一侧,并且
连接到所述第二转动体的所述第一连杆构件穿过所述第一转动体的所述通孔内部,并朝向所述远端侧连杆毂延伸。
5.根据权利要求3或4所述的平行连杆机构,其特征在于,所述第一旋转对部分和所述第二旋转对部分中的至少一个包括轴承。
6.根据权利要求2所述的平行连杆机构,其特征在于,
所述三个或更多个转动体是环形配置的,
所述三个或更多个转动体的内径彼此不同,以及
所述三个或更多个转动体相对于所述转动中心轴线在径向方向中对齐,使得所述各自的转动中心轴线重合。
7.一种连杆致动装置,包括:
如权利要求1至6中的任一项所述的平行连杆机构;以及
姿态控制驱动源,所述姿态控制驱动源转动所述一个或多个转动体,并根据需要改变所述远端侧连杆毂相对于所述近端侧连杆毂的姿态。
8.根据权利要求7所述的连杆致动装置,其特征在于,所述一个或多个转动体和所述姿态控制驱动源是机械连接的。
9.根据权利要求8所述的连杆致动装置,其特征在于,进一步包括与所述一个或多个转动体连接的转动传动构件,
其中,所述姿态控制驱动源通过所述转动传动构件转动所述一个或多个转动体。
10.根据权利要求8所述的连杆致动装置,其特征在于,
所述一个或多个转动体包括转动传动部分,以及
所述姿态控制驱动源通过所述转动传动部分转动所述一个或多个转动体。
11.根据权利要求7所述的连杆致动装置,其特征在于,所述一个或多个转动体和所述姿态控制驱动源是磁性连接的。
12.根据权利要求7所述的连杆致动装置,其特征在于,
所述一个或多个转动体包括磁体,以及
所述姿态控制驱动源包括线圈,所述线圈配置成在相对于所述转动中心轴线的径向方向中面对所述磁体。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的连杆致动装置,其特征在于,
所述一个或多个转动体是三个转动体,以及
所述姿态控制驱动源转动所述三个转动体。
14.根据权利要求7至12中任一项所述的连杆致动装置,其特征在于,
所述一个或多个转动体是四个转动体,以及
所述姿态控制驱动源转动所述四个转动体。
15.根据权利要求7至12中任一项所述的连杆致动装置,其特征在于,进一步包括转动量检测机构,所述转动量检测机构检测所述一个或多个转动体的转动量。
16.根据权利要求7所述的连杆致动装置,其特征在于,进一步包括控制装置,其中
所述一个或多个转动体包括第一转动体和第二转动体,其各自连接到所述三个或更多个连杆机构中的第一连杆机构和第二连杆机构,并且
当所述控制装置接收代表对应于所述远端侧连杆毂相对于所述球面连杆中心点的姿态的法向量的信息时,所述控制装置确定所述第一转动体和所述第二转动体的转动角度。
17.根据权利要求16所述的连杆致动装置,其特征在于,
在所述平行连杆机构中,
所述一个或多个转动体进一步包括与所述三个或更多个连杆机构中的第三连杆机构连接的第三转动体,以及
当所述控制装置接收信息时,所述控制装置确定所述第一至第三转动体的转动角度。
18.根据权利要求17所述的连杆致动装置,其特征在于,当在接收信息的时间点上,所述信息指示的法向量指示的弯曲角度无法由所述第三转动体的转动角度实现时,所述控制装置改变所述第三转动体的所述转动角度,并确定所述第一至第三转动体的转动角度,以便实现所述弯曲角度。
19.根据权利要求18所述的连杆致动装置,其特征在于,当改变所述第三转动体的所述转动角度时,所述控制装置还为附接到所述远端侧连杆毂的终端执行器执行转动过程。
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