JP2000326272A - Robot device - Google Patents
Robot deviceInfo
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- JP2000326272A JP2000326272A JP11133062A JP13306299A JP2000326272A JP 2000326272 A JP2000326272 A JP 2000326272A JP 11133062 A JP11133062 A JP 11133062A JP 13306299 A JP13306299 A JP 13306299A JP 2000326272 A JP2000326272 A JP 2000326272A
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- end plate
- link
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば物品のハ
ンドリング、組立、加工などに使用するロボット装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot device used for, for example, handling, assembling, and processing an article.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5は、例えば特公平4−45310号
公報に開示された従来のロボット装置(従来例1と称す
る)を示す斜視図である。図において、101はベース
プレート、102はツール110が取り付けられる可動
部材としてのエンドプレートである。103は2自由度
を有する回転自在なジョイントである。106は回転式
モータ109により回動自在に動作する第1のアーム、
107はジョイント103を介してエンドプレート10
2に連結された2本のアーム107a,107bから構
成される第2リンク手段、109は回転式モータ、11
2は回転式モータ109により回転される軸である。1
10はツールであって、把持部材,工具,吸着具または
注入器などの作業部材からなる。111はベースプレー
ト101の配置された回転式モータ、112は回転式モ
ータ111の駆動力をツール110へ伝達するロッドシ
ステムであり、図示の例では入れ子式腕を使用してい
る。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a perspective view showing a conventional robot apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 4-45310 (hereinafter referred to as Conventional Example 1). In the figure, 101 is a base plate, and 102 is an end plate as a movable member to which the tool 110 is attached. 103 is a rotatable joint having two degrees of freedom. 106 is a first arm rotatably operated by a rotary motor 109,
107 is the end plate 10 via the joint 103
2 is a second link means composed of two arms 107a and 107b connected to 2;
Reference numeral 2 denotes a shaft rotated by the rotary motor 109. 1
Reference numeral 10 denotes a tool, which includes working members such as a gripping member, a tool, a suction tool, and an injector. Reference numeral 111 denotes a rotary motor on which the base plate 101 is disposed, and 112 denotes a rod system for transmitting the driving force of the rotary motor 111 to the tool 110. In the illustrated example, a nested arm is used.
【0003】次に動作について説明する。ベースプレー
ト101に取り付けられた回転式モータ109をそれぞ
れ所定の角度まで回転させることにより、回転式モータ
109の回転軸に取り付けられた軸105の回転角度が
決定され、その回転軸105に取り付けられた第1のア
ーム106のエンドプレート102側の先端位置が決定
される。第1のアーム106のエンドプレート102側
の端部と第2リンク手段107は2自由度を有する回転
自在なジョイント103で連結されており、さらにエン
ドプレート102と第2リンク手段107を構成するア
ーム107a,107bのエンドプレート102側の端
部も2自由度を有する回転自在なジョイントで連結され
ていることから、エンドプレート102を3次元空間内
で所定の位置に決定することが可能となる。エンドプレ
ート102の位置が決定されると、回転式モータ111
を駆動させて例えば把持部材,工具,吸着具または注入
器などの作業部材であるツール110の操作を行う。Next, the operation will be described. By rotating the rotary motor 109 attached to the base plate 101 to a predetermined angle, the rotation angle of the shaft 105 attached to the rotation shaft of the rotary motor 109 is determined, and the rotation angle of the shaft 105 attached to the rotation shaft 105 is determined. The position of the tip of one arm 106 on the end plate 102 side is determined. An end of the first arm 106 on the end plate 102 side and the second link means 107 are connected by a rotatable joint 103 having two degrees of freedom, and furthermore, an arm constituting the end plate 102 and the second link means 107 Since the ends of the end plates 102a and 107b on the end plate 102 side are also connected by a rotatable joint having two degrees of freedom, the end plate 102 can be determined at a predetermined position in a three-dimensional space. When the position of the end plate 102 is determined, the rotary motor 111
Is operated to operate the tool 110, which is a working member such as a gripping member, a tool, a suction tool, or an injector.
【0004】図6は、特開平9−136286号公報に
開示された他の従来のロボット装置(従来例2と称す
る)を示す斜視図である。図において、202はエンド
プレート、203は第1のアーム206のエンドプレー
ト202側の端部と第2リンク手段207、およびエン
ドプレート202と第2リンク手段207のエンドプレ
ート202側の端部とを連結する2自由度を有する回転
自在なジョイント、206は第1リンク、207は第2
リンク手段、209は回転式モータ、210はツール、
214はピニオン215に噛合したラック、215はピ
ニオン、216は第1リンク206を保持するための部
材である。FIG. 6 is a perspective view showing another conventional robot apparatus (referred to as Conventional Example 2) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-136286. In the figure, reference numeral 202 denotes an end plate, 203 denotes an end of the first arm 206 on the end plate 202 side and the second link means 207, and end of the end plate 202 and the second link means 207 on the end plate 202 side. A rotatable joint having two degrees of freedom for coupling, 206 is a first link, and 207 is a second link.
Link means, 209 is a rotary motor, 210 is a tool,
Reference numeral 214 denotes a rack meshed with the pinion 215, 215 denotes a pinion, and 216 denotes a member for holding the first link 206.
【0005】次に動作について説明する。第1リンク2
06のベースプレート側(図示略)は第1のアーム20
6を保持するための部材216で回転自由に取り付けら
れ、第1のアーム206の他端にはラック214の一端
が1自由度を有する回動自在なジョイントを介して取り
付けられており、ベースプレートに固定されている回転
式モータ209の回転軸にはピニオン215が取り付け
られて、回転式モータ209をそれぞれ所定の角度に停
止させることにより、ピニオン215と噛合したラック
214の長さが決定され、ラック214の傾きも自動的
に決定されることにより、第1のアーム206のエンド
プレート202側の位置が決定される。これにより、2
自由度を有する回転自在なジョイント203によって第
1リンク206のエンドプレート202側の端部と第2
リンク手段207、およびエンドプレート202と第2
リンク手段207のエンドプレート202側の端部が各
々連結されているので、このエンドプレート202を3
次元空間内で所定の位置に決定することが可能となる。Next, the operation will be described. First link 2
06 is the first arm 20 (not shown).
6 is rotatably attached by a member 216 for holding the first arm 206, and one end of a rack 214 is attached to the other end of the first arm 206 via a rotatable joint having one degree of freedom, and is attached to a base plate. A pinion 215 is attached to the rotating shaft of the fixed rotary motor 209, and the length of the rack 214 meshed with the pinion 215 is determined by stopping the rotary motor 209 at a predetermined angle. The position of the first arm 206 on the end plate 202 side is also determined by automatically determining the inclination of the 214. This gives 2
The end of the first link 206 on the end plate 202 side is connected to the second link 206 by a rotatable joint 203 having a degree of freedom.
Link means 207, end plate 202 and second
Since the ends of the link means 207 on the end plate 202 side are connected to each other, this end plate 202 is
It is possible to determine a predetermined position in the dimensional space.
【0006】なお、上記のロボット装置は、一般的に作
業中に発生した異物などによって動作不良が起こること
を防ぐために可動部分にはカバーが設けられている。[0006] In the above-mentioned robot apparatus, a cover is provided on the movable part in order to prevent malfunction from occurring due to foreign matter or the like generated during work.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来のロボット装置は
以上のように構成されているので、1組のリンク機構に
おいて、少なくとも2本のアームをエンドプレートに連
結した構造をとっているため、複数個のリンク機構では
エンドプレートに配置されるジョイントの個数を減らす
ことができず、全体の構造が複雑になることから小型化
するのが困難であった。Since the conventional robot apparatus is configured as described above, a single link mechanism has a structure in which at least two arms are connected to the end plate. With each link mechanism, the number of joints arranged on the end plate cannot be reduced, and the overall structure is complicated, so that it has been difficult to reduce the size.
【0008】また、従来例2のロボット装置のように、
ラック214,ピニオン215のような直動機構でアー
ム206、リンク手段207を駆動させると、駆動力を
与えるモータ209の回転量に対して可動部分であるラ
ック214の動作量が少ないことから高速動作を行わせ
ることが困難であるという課題があった。Further, as in the robot device of the conventional example 2,
When the arm 206 and the link means 207 are driven by a linear motion mechanism such as the rack 214 and the pinion 215, the operation amount of the rack 214, which is a movable portion, is small with respect to the rotation amount of the motor 209 that provides the driving force, so that the high-speed operation is performed. Is difficult to perform.
【0009】さらに、ピニオン215,ラック214の
ような機構ではラック214の長さ及び角度が変化する
ため動作部分にカバーを設けるには、フレキシブルチュ
ーブのような特殊な構造のカバーを必要とするので、可
動部分にカバーを設けることが容易でないという課題が
あった。Further, in a mechanism such as the pinion 215 and the rack 214, since the length and angle of the rack 214 change, providing a cover on an operating portion requires a cover having a special structure such as a flexible tube. However, there is a problem that it is not easy to provide a cover on the movable part.
【0010】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、エンドプレート周辺部の構造を単
純化して小型化することができる構造とし、さらに、3
次元空間内を任意に高速動作可能で、かつ可動部分に容
易にカバーを設けることができるロボット装置を得るこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has a structure in which the structure around the end plate can be simplified and reduced in size.
It is an object of the present invention to provide a robot device that can arbitrarily operate at high speed in a three-dimensional space and can easily provide a cover on a movable part.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明に係るロボット
装置は、装置を固定する側のベースプレートと、ツール
装着用のエンドプレートと、ベースプレートと2自由度
で連結した第1のアーム、または、複数のアームを1つ
の軸上で回転する第1の関節部で各々回動自在に連結し
たリンク群と、一端が第1のアームまたはリンク群のエ
ンドプレート側に1つの軸上で回転する第2の関節部で
回動自在に連結し、他端をエンドプレートに1つの軸上
で回転する第3の関節部で回動自在に連結した第2のア
ームと、ベースプレートに配置し第1のアームまたはリ
ンク手段に駆動力を与える回転式モータとからなり、ベ
ースプレートとエンドプレートとの間に筒状を形成する
ように複数個配置したリンク機構とを備えるものであ
る。According to the present invention, there is provided a robot apparatus comprising: a base plate for fixing the apparatus; an end plate for mounting a tool; a first arm connected to the base plate with two degrees of freedom; A group of links, each of which is rotatably connected by a first joint that rotates one arm on one axis, and a second group, one end of which rotates on one axis on the end plate side of the first arm or link group. A second arm rotatably connected to the end plate by a third joint rotatably connected to the end plate at one axis, and a first arm disposed to the base plate and rotatably connected to the end plate. Alternatively, the link mechanism comprises a rotary motor that applies a driving force to the link means, and includes a plurality of link mechanisms arranged so as to form a cylinder between the base plate and the end plate.
【0012】この発明に係るロボット装置は、装置を固
定する側のベースプレートと、ツール装着用のエンドプ
レートと、ベースプレートと2自由度で連結した第1の
アーム、または、複数のアームを直交する2つの軸上で
回転する第4の関節部で各々回動自在に連結したリンク
群と、一端が第1のアームまたはリンク群のエンドプレ
ート側に1つの軸上で回転する第5の関節部で回動自在
に連結し、他端をエンドプレートに1つの軸上で回転す
る第6の関節部で回動自在に連結した第2のアームと、
ベースプレートに配置し第1のアームまたはリンク手段
に駆動力を与える回転式モータとからなり、ベースプレ
ートとエンドプレートとの間に筒状を形成するように複
数個配置したリンク機構とを備えるものである。In the robot apparatus according to the present invention, a base plate on which the apparatus is fixed, an end plate for mounting a tool, and a first arm or a plurality of arms connected to the base plate with two degrees of freedom are orthogonal to each other. A link group rotatably connected by a fourth joint rotating on one axis, and a fifth joint rotating on one axis at one end to the end plate side of the first arm or link group. A second arm rotatably connected, and the other end rotatably connected to an end plate by a sixth joint that rotates on one axis;
A rotary motor arranged on the base plate to apply a driving force to the first arm or link means, and a plurality of link mechanisms arranged to form a cylinder between the base plate and the end plate. .
【0013】この発明に係るロボット装置は、第1から
第6の関節部は回転式ジョイントであることを特徴とす
るものである。[0013] In the robot apparatus according to the present invention, the first to sixth joints are rotary joints.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1によるロ
ボット装置を示した斜視図であり、図2は実施の形態1
によるロボット装置におけるリンク機構の1組を模式的
に示した斜視図である。図において、1は装置を固定す
るベースプレートであり、2は把持部材,工具,吸着具
または注入器などの作業部材であるツールを装着するエ
ンドプレートである。4は1つの軸上で回転自在なジョ
イント(第1の関節部、第2の関節部、第3の関節部、
回転式ジョイント)であって、回転式モータ9aの回転
軸とアーム11b、アーム8bとアーム11a、アーム
11aとアーム8a、アーム11bとアーム8a、アー
ム8aとアーム7、アーム7とエンドプレート2を回動
自在に連結している。このジョイント4は玉軸系の一般
的な回転式ジョイントなどが使用される。6はアーム8
a,8b,11a,11bとベースプレート1より構成
された平行四辺形リンク(リンク群)である。7はエン
ドプレート2に連結されるアーム(第2のアーム)であ
る。9aは回転式モータでベースプレート1上に支持固
定されており、1組のリンク機構13に1個配置されて
いる(図1では図示を省略する)。これにより、リンク
機構13は3自由度の動作をすることができる。13は
平行四辺形リンク6及びアーム7によって構成されるリ
ンク機構である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a robot apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing one set of link mechanisms in the robot device according to the first embodiment. In the drawing, reference numeral 1 denotes a base plate for fixing the apparatus, and 2 denotes an end plate for mounting a tool which is a working member such as a gripping member, a tool, a suction tool or an injector. 4 is a joint (first joint, second joint, third joint,
A rotary joint of the rotary motor 9a and the arm 11b, the arm 8b and the arm 11a, the arm 11a and the arm 8a, the arm 11b and the arm 8a, the arm 8a and the arm 7, the arm 8a and the arm 7, and the arm 7 and the end plate 2. It is rotatably connected. As the joint 4, a general rotary joint of a ball shaft type or the like is used. 6 is arm 8
a, 8b, 11a, 11b and a parallelogram link (link group) composed of the base plate 1; Reference numeral 7 denotes an arm (second arm) connected to the end plate 2. Reference numeral 9a denotes a rotary motor which is supported and fixed on the base plate 1, and is arranged on one set of link mechanisms 13 (not shown in FIG. 1). Thereby, the link mechanism 13 can operate with three degrees of freedom. A link mechanism 13 includes the parallelogram link 6 and the arm 7.
【0015】次に動作について説明する。図2におい
て、ベースプレート1に固定されている回転式モータ9
aは平行四辺形リンク6をX軸回りに回転動作させ、回
転式モータ9aの回転角度を所定の角度で停止させるこ
とにより平行四辺形リンク6のX軸回りの傾斜角度を決
定することができる。平行四辺形リンク6はこれを構成
するアーム8bがX軸回りに回動自在に軸受けなどによ
り連結され(図1では図示を省略する)、アーム11b
は回転式モータの回転軸にジョイント4を介して連結さ
れていることから、平行四辺形リンク6は平行四辺形リ
ンク6の面内方向(ZX平面内)に変形自由である。こ
の平行四辺形リンク6の面内の変形動作は、3組のリン
ク機構13に取り付けられた各3個の回転式モータ9a
の回転角度を調節することで制御される。さらに、回転
式のジョイント4によって従来例2のような直動機構と
比較して格段に高速の動作を行うことができる。Next, the operation will be described. In FIG. 2, the rotary motor 9 fixed to the base plate 1
a rotates the parallelogram link 6 about the X axis and stops the rotation angle of the rotary motor 9a at a predetermined angle to determine the inclination angle of the parallelogram link 6 about the X axis. . The parallelogram link 6 is connected to an arm 8b constituting the link by a bearing or the like so as to be rotatable around the X axis (not shown in FIG. 1), and an arm 11b is provided.
Is connected to the rotating shaft of the rotary motor via the joint 4, the parallelogram link 6 is free to deform in the in-plane direction (in the ZX plane) of the parallelogram link 6. The in-plane deformation operation of the parallelogram link 6 includes three rotary motors 9 a attached to three sets of link mechanisms 13.
It is controlled by adjusting the rotation angle of. Further, the rotary joint 4 can perform a much higher-speed operation as compared with the linear motion mechanism as in the conventional example 2.
【0016】また、平行四辺形リンク6を構成している
アーム8aとアーム7の一端はX軸回りに回動自在にジ
ョイント4により連結されていることから、アーム7の
エンドプレート2側の端部は、図中の下側(−Z方向
側)に球面状の動作範囲を有する。さらに、図示の例で
はベースプレート1とエンドプレート2を連結している
リンク機構13が3組存在するため、これらのアーム7
をエンドプレート2に連結することで、各々のアーム7
の延長線を結ぶ交点が1点に求まる。このように、3つ
の球面状の動作範囲から3本のアーム7の交点は一意に
決定されることから、エンドプレート2の3次元空間内
における位置を決定することができる。Further, since one end of the arm 8a constituting the parallelogram link 6 and one end of the arm 7 are connected by the joint 4 so as to be rotatable around the X axis, the end of the arm 7 on the end plate 2 side is provided. The unit has a spherical operation range on the lower side (−Z direction side) in the figure. Further, in the illustrated example, since there are three sets of link mechanisms 13 connecting the base plate 1 and the end plate 2, these arms 7
Is connected to the end plate 2 so that each arm 7
An intersection connecting the extended lines of is obtained at one point. As described above, since the intersection of the three arms 7 is uniquely determined from the three spherical operation ranges, the position of the end plate 2 in the three-dimensional space can be determined.
【0017】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、装置を固定する側のベースプレート1と、ツール装
着用のエンドプレート2と、ベースプレート1と連結
し、2自由度で移動・位置決めが可能なリンク手段であ
る平行四辺形リンク6と、一端がこの平行四辺形リンク
6に連結し、他端がエンドプレート2に連結したアーム
7とからなる3組のリンク機構13と、平行四辺形リン
ク6のエンドプレート2側をアーム7の一端に、このア
ーム7の他端をエンドプレート2に、それぞれ回動自在
に連結する1つの軸上で回転するジョイント4と、ベー
スプレート1に配置され、リンク機構13に駆動力を与
える回転式モータ9aとを備えたので、1組のリンク機
構13はエンドプレート2の1箇所に1本のアーム(ア
ーム7)を連結することから、エンドプレート2に配置
されるジョイント数を減らすことができ、これにより、
装置を小型化することができる。また、全てのジョイン
トを1自由度のもののみで構成し1組のリンク機構13
に回転式モータ9aは1個のみ配置するので、構造が単
純化され安価に構成することができる。As described above, according to the first embodiment, the base plate 1 on which the apparatus is fixed, the end plate 2 for mounting the tool, and the base plate 1 are connected to each other, so that movement and positioning can be performed with two degrees of freedom. Three sets of link mechanisms 13 including a parallelogram link 6 as a possible link means, an arm 7 having one end connected to the parallelogram link 6 and the other end connected to the end plate 2, and a parallelogram. The link 4 is disposed on one end of the arm 7, the other end of the arm 7 is connected to the end plate 2, and the joint 4 is rotatably connected to the joint 4. Since a rotary motor 9a for applying a driving force to the link mechanism 13 is provided, one set of link mechanisms 13 connects one arm (arm 7) to one position of the end plate 2. From, it is possible to reduce the joint number arranged in the end plate 2, thereby,
The device can be downsized. In addition, all the joints are configured with only one degree of freedom, and one set of link mechanisms 13 is provided.
Since only one rotary motor 9a is provided, the structure can be simplified and the cost can be reduced.
【0018】また、従来例2のロボット装置におけるラ
ック214,ピニオン215のような直動機構でなく回
転式のジョイント4を介して各アームを連結したので、
回転式モータ9aの回転量に対して回転式ジョイント4
は可動部分の動作量が多いことから3次元空間を任意に
高速動作を行うことができる。Further, since the arms are connected via the rotary joint 4 instead of the linear motion mechanism such as the rack 214 and the pinion 215 in the robot apparatus of the conventional example 2,
The rotary joint 4 is controlled by the rotation amount of the rotary motor 9a.
Can perform high-speed operation arbitrarily in a three-dimensional space because the amount of movement of the movable part is large.
【0019】さらに、可動部分を連結する回転式のジョ
イント4は、従来例2におけるラック214,ピニオン
215のように特殊な形状のカバーを必要としないの
で、容易に可動部分にカバーを設けることができる。Further, since the rotary joint 4 for connecting the movable parts does not require a specially shaped cover unlike the rack 214 and the pinion 215 in the conventional example 2, the cover can be easily provided on the movable part. it can.
【0020】実施の形態2.図3はこの発明の実施の形
態2によるロボット装置を示す斜視図であり、図4はこ
の発明の実施の形態2によるロボット装置におけるリン
ク機構の1組を模式的に表現した斜視図である。図にお
いて、3は直交する2つの軸上で回転自在なジョイント
(第4の関節部、回転式ジョイント)で、回転式モータ
9aの回転軸とアーム11b、アーム8bとアーム11
a、アーム11aとアーム8a、アーム11bとアーム
8aを各々X軸Y軸回りに回動自在に連結している。4
は1つの軸上で回転自在なジョイント(第5の関節部、
第6の関節部、回転式ジョイント)でアーム8aとアー
ム7、アーム7とエンドプレート2をX軸回りに回動自
在に連結している。これらのジョイント3,4は玉軸系
の一般的な回転式ジョイントなどが使用される。6’は
ベースプレート1とアーム8a,8b,11a,11b
とから構成された平行四辺形リンク(リンク群)であ
り、回転式モータ9aに連結されたアーム11bと不図
示の軸受けを介してベースプレート1に連結されたアー
ム8bとによって、ベースプレート1に連結されてい
る。13’は平行四辺形リンク6’及びアーム7によっ
て構成されるリンク機構である。なお、図1および図2
と同一の構成要素は同一符号を付して重複した説明を省
略する。Embodiment 2 FIG. 3 is a perspective view showing a robot apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view schematically showing one set of link mechanisms in the robot apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, reference numeral 3 denotes a joint (fourth joint, rotary joint) rotatable on two orthogonal axes, the rotary shaft of the rotary motor 9a and the arm 11b, and the arm 8b and the arm 11
a, the arm 11a and the arm 8a, and the arm 11b and the arm 8a are connected to be rotatable about the X axis and the Y axis, respectively. 4
Are joints rotatable on one axis (a fifth joint,
The arm 8a and the arm 7, and the arm 7 and the end plate 2 are rotatably connected around the X-axis by a sixth joint (rotary joint). For these joints 3 and 4, a general rotary joint of a ball shaft system or the like is used. 6 'is a base plate 1 and arms 8a, 8b, 11a, 11b
Are connected to the base plate 1 by an arm 11b connected to the rotary motor 9a and an arm 8b connected to the base plate 1 via a bearing (not shown). ing. Reference numeral 13 'is a link mechanism constituted by the parallelogram link 6' and the arm 7. 1 and 2
The same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0021】次に動作について説明する。ベースプレー
ト1に固定されている回転式モータ9aは平行四辺形リ
ンク6’をX軸回りに回転動作させ、所定の角度で停止
させることによりアーム8aに取り付けられているジョ
イント4のY軸方向への移動距離を決定することができ
る。平行四辺形リンク6’を構成している各々のアーム
8a,8b,11a,11bを連結しているジョイント
3によって、平行四辺形リンク6’はこの平行四辺形リ
ンク6’の面内方向(ZX平面内)に変形自由である。
この平行四辺形リンク6’の面内の変形動作は、3組の
リンク機構13’に取り付けられた各3個の回転式モー
タ9aの回転角度を調節することで制御される。さら
に、回転式のジョイント3によって従来例2のような直
動機構と比較して格段に高速の動作を行うことができ
る。Next, the operation will be described. The rotary motor 9a fixed to the base plate 1 rotates the parallelogram link 6 'around the X axis and stops it at a predetermined angle, thereby moving the joint 4 attached to the arm 8a in the Y axis direction. The travel distance can be determined. The parallelogram link 6 'is moved in the in-plane direction (ZX) of the parallelogram link 6' by the joint 3 connecting the arms 8a, 8b, 11a, 11b constituting the parallelogram link 6 '. (In the plane).
The in-plane deformation of the parallelogram link 6 'is controlled by adjusting the rotation angles of the three rotary motors 9a attached to the three sets of link mechanisms 13'. Further, the rotary joint 3 can perform a much higher-speed operation than the linear motion mechanism as in the conventional example 2.
【0022】また、平行四辺形リンク6’を構成してい
るアーム8aとアーム7の一端は平行四辺形リンク6’
が作る平面(ZX平面に平行な平面)に平行な軸(X
軸)回りに回動自在なジョイント4により連結されてい
ることから、アーム7のエンドプレート2側の端部は、
図中の下側(−Z方向側)に球面状の動作範囲を有す
る。さらに、図示の例ではベースプレート1とエンドプ
レート2を連結しているリンク機構13’が3組存在す
るため、これらのアーム7をエンドプレート2に連結す
ることで、各々のアーム7の延長線を結ぶ交点が1点に
求まる。このように、3つの球面状の動作範囲から3本
のアーム7の交点は一意に決定されることから、エンド
プレート2の3次元空間内における位置を決定すること
ができる。One end of the arm 8a and the arm 7 constituting the parallelogram link 6 'is connected to the parallelogram link 6'.
Axis (X) parallel to the plane (plane parallel to the ZX plane) created by
The end of the arm 7 on the end plate 2 side is connected by the joint 4 that is rotatable around
The lower side (−Z direction side) in the drawing has a spherical operation range. Furthermore, in the illustrated example, since there are three sets of link mechanisms 13 ′ connecting the base plate 1 and the end plate 2, by connecting these arms 7 to the end plate 2, the extension lines of the respective arms 7 can be obtained. The connecting intersection is found at one point. As described above, since the intersection of the three arms 7 is uniquely determined from the three spherical operation ranges, the position of the end plate 2 in the three-dimensional space can be determined.
【0023】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、装置を固定する側のベースプレート1と、ツール装
着用のエンドプレート2と、ベースプレート1と連結
し、2自由度で移動・位置決めが可能な複数のアーム8
a,8b,11a,11bからなる平行四辺形リンク
6’と、一端が平行四辺形リンク6’に連結し、他端が
エンドプレート2に連結したアーム7とからなる3組の
リンク機構13’と、平行四辺形リンク6’とベースプ
レート側の一辺との間を回動自在に連結した直交する2
つの軸上で回転するジョイント3と、平行四辺形リンク
6’のエンドプレート2側とアーム7の一端との間と、
アーム7の他端とエンドプレート2との間とをそれぞれ
回動自在に連結した1つの軸上で回転するジョイント4
と、ベースプレート1に配置され、リンク機構13’に
駆動力を与える回転式モータ9aとを備えたので、1組
のリンク機構13’はエンドプレート2の1箇所に1本
のアーム(アーム7)を連結したことから、エンドプレ
ート2に配置されるジョイント数を減らすことができ、
これにより装置を小型化することができる。また、1組
のリンク機構13’に回転式モータ9aを1個のみ配置
するので、構造が単純化され安価に構成することができ
る。さらに、1組のリンク機構13に回転式モータ9a
を1個のみ配置しているところを、アーム8bに新たに
回転式モータを取り付け、エンドプレート2上のジョイ
ント4を3つの軸上で回転するジョイントに置き換える
ことで、容易に6自由度のロボット装置に変換すること
ができる。As described above, according to the second embodiment, the base plate 1 on which the apparatus is fixed, the end plate 2 for mounting the tool, and the base plate 1 are connected to each other, so that movement and positioning can be performed with two degrees of freedom. Multiple arms 8 possible
a, 8b, 11a, and 11b, and a pair of link mechanisms 13 'including an arm 7 having one end connected to the parallelogram link 6' and the other end connected to the end plate 2. And two orthogonally connected rotatably between the parallelogram link 6 'and one side of the base plate side.
A joint 3 rotating on two axes, between the end plate 2 side of the parallelogram link 6 ′ and one end of the arm 7,
A joint 4 that rotates on one axis and rotatably connects the other end of the arm 7 and the end plate 2 to each other.
And a rotary motor 9a disposed on the base plate 1 and applying a driving force to the link mechanism 13 ', so that one set of link mechanisms 13' is provided with one arm (arm 7) at one position of the end plate 2. Are connected, the number of joints arranged on the end plate 2 can be reduced,
Thus, the size of the device can be reduced. Further, since only one rotary motor 9a is arranged in one set of link mechanisms 13 ', the structure can be simplified and the cost can be reduced. Further, one set of link mechanisms 13 includes a rotary motor 9a.
Where only one is installed, a new rotary motor is attached to the arm 8b, and the joint 4 on the end plate 2 is replaced with a joint that rotates on three axes. Can be converted to a device.
【0024】また、回転式のジョイント3を介して各ア
ームを連結したので、上記実施の形態1と同様に回転式
モータ9aの回転量に対して回転式ジョイント3は可動
部分の動作量が多いことから高速動作を行わせることが
できる。Further, since the respective arms are connected via the rotary joint 3, the rotary joint 3 has a large moving amount of the movable portion with respect to the rotation amount of the rotary motor 9a as in the first embodiment. Therefore, high-speed operation can be performed.
【0025】さらに、従来例2におけるラック214,
ピニオン215のような直動機構の可動部分のように特
殊な構造のカバーを必要としないので、容易に可動部分
にカバーを設けることができる。Further, the racks 214,
Since a cover having a special structure is not required unlike the movable portion of the linear motion mechanism such as the pinion 215, the cover can be easily provided on the movable portion.
【0026】なお、上記実施の形態1及び実施の形態2
においてリンク手段を平行四辺形リンクとしたがこれに
限るものでなく、1組のリンク機構において図1から図
4に示したベースプレート1に連結されるアーム11a
またはアーム11bを第1のアームとしてこれと第2の
アームであるアーム7を回動自在に連結したものであっ
ても同様の動作を実現することができる。また、リンク
群は平行リンクを構成しない複数のアームにて構成して
もよい。The first embodiment and the second embodiment
In the above, the link means is a parallelogram link, but the present invention is not limited to this, and the arm 11a connected to the base plate 1 shown in FIGS.
Alternatively, even when the arm 11b is the first arm and the arm 7 as the second arm is rotatably connected, the same operation can be realized. Further, the link group may be constituted by a plurality of arms which do not constitute a parallel link.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、装置
を固定する側のベースプレートと、ツール装着用のエン
ドプレートと、ベースプレートと2自由度で連結した第
1のアーム、または、複数のアームを1つの軸上で回転
する第1の関節部で各々回動自在に連結したリンク群
と、一端が第1のアームまたはリンク群のエンドプレー
ト側に1つの軸上で回転する第2の関節部で回動自在に
連結し、他端をエンドプレートに1つの軸上で回転する
第3の関節部で回動自在に連結した第2のアームと、ベ
ースプレートに配置し第1のアームまたはリンク手段に
駆動力を与える回転式モータとからなり、ベースプレー
トとエンドプレートとの間に筒状を形成するように複数
個配置したリンク機構とを備えたので、1組のリンク機
構はエンドプレートの1箇所に1本のアームを連結した
ことから、エンドプレートに配置されるジョイント数を
減らすことができ、これにより装置を小型化することが
できる効果がある。また、全てのジョイントを1自由度
のもののみで構成し1組のリンク機構に回転式モータを
1個のみ配置するので、構造が単純化され安価に構成す
ることができる効果がある。As described above, according to the present invention, the base plate on which the apparatus is fixed, the end plate for mounting the tool, the first arm connected to the base plate with two degrees of freedom, or a plurality of the plurality of arms are provided. A link group in which arms are rotatably connected by a first joint that rotates on one axis, and a second group whose one end rotates on one axis on the end plate side of the first arm or link group. A second arm rotatably connected by a joint, and the other end rotatably connected to an end plate by a third joint rotating on one axis, and a first arm or A plurality of link mechanisms arranged so as to form a cylindrical shape between the base plate and the end plate. From what has been connected to one arm in one place, it is possible to reduce the joint number are arranged on the end plate, thereby an effect that it is possible to downsize the device. In addition, since all the joints are formed with only one degree of freedom and only one rotary motor is arranged in one set of link mechanisms, there is an effect that the structure can be simplified and the structure can be reduced.
【0028】この発明によれば、装置を固定する側のベ
ースプレートと、ツール装着用のエンドプレートと、ベ
ースプレートと2自由度で連結した第1のアーム、また
は、複数のアームを直交する2つの軸上で回転する第4
の関節部で各々回動自在に連結したリンク群と、一端が
第1のアームまたはリンク群のエンドプレート側に1つ
の軸上で回転する第5の関節部で回動自在に連結し、他
端をエンドプレートに1つの軸上で回転する第6の関節
部で回動自在に連結した第2のアームと、ベースプレー
トに配置し第1のアームまたはリンク手段に駆動力を与
える回転式モータとからなり、ベースプレートとエンド
プレートとの間に筒状を形成するように複数個配置した
リンク機構とを備えたので、上記と同様に1組のリンク
機構はエンドプレートの1箇所に1本のアームを連結し
たことから、エンドプレートに配置されるジョイント数
を減らすことができ、これにより、装置を小型化するこ
とができる効果がある。また、1組のリンク機構にもう
1個の回転式モータを取り付け、エンドプレート上のジ
ョイントを3つの軸上で回転するジョイントに置き換え
ることで、容易に6自由度のロボット装置に変換するこ
とができる効果がある。According to the present invention, the base plate on which the apparatus is fixed, the end plate for mounting the tool, the first arm connected to the base plate with two degrees of freedom, or two axes orthogonal to the plurality of arms. 4th rotating on
A link group rotatably connected to the first arm or the end plate side of the first arm or link group by a fifth joint portion rotatable on one axis; A second arm rotatably connected to the end plate by a sixth joint rotating on one axis to an end plate, a rotary motor disposed on the base plate and applying a driving force to the first arm or link means; And a plurality of link mechanisms arranged so as to form a cylindrical shape between the base plate and the end plate. Thus, as in the above, one set of link mechanisms is provided with one arm at one position of the end plate. Are connected, it is possible to reduce the number of joints arranged on the end plate, and thereby to reduce the size of the device. By attaching another rotary motor to one set of link mechanisms and replacing the joint on the end plate with a joint that rotates on three axes, it can be easily converted to a robot device with six degrees of freedom. There is an effect that can be done.
【0029】この発明によれば、第1から第6の関節部
は回転式ジョイントであるので、モータの回転量に対し
て回転式ジョイントは可動部分の動作量が多いことから
3次元空間内を任意に高速動作を行わせることができる
効果がある。According to the present invention, since the first to sixth joints are rotary joints, the rotary joint has a large moving amount of the movable part with respect to the rotation amount of the motor. There is an effect that any high-speed operation can be performed.
【0030】また、直動機構の可動部分のように特殊な
構造のカバーを必要としないので、容易に可動部分にカ
バーを設けることができる効果がある。Further, since a cover having a special structure is not required unlike the movable portion of the linear motion mechanism, the cover can be easily provided on the movable portion.
【図1】 この発明の実施の形態1によるロボット装置
を示した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a robot device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 この発明の実施の形態1によるロボット装置
におけるリンク機構の1組を模式的に示した斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view schematically showing one set of link mechanisms in the robot device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 この発明の実施の形態2によるロボット装置
を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a robot device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 この発明の実施の形態2によるロボット装置
におけるリンク機構の1組を模式的に表現した斜視図で
ある。FIG. 4 is a perspective view schematically showing one set of link mechanisms in a robot apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図5】 特公平4−45310号公報に開示された従
来のロボット装置(従来例1と称する)を示す斜視図で
ある。FIG. 5 is a perspective view showing a conventional robot device (referred to as Conventional Example 1) disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-45310.
【図6】 特開平9−136286号公報に開示された
他の従来のロボット装置(従来例2と称する)を示す斜
視図である。FIG. 6 is a perspective view showing another conventional robot device (referred to as Conventional Example 2) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-136286.
1 ベースプレート、2 エンドプレート、3 ジョイ
ント(第4の関節部、回転式ジョイント)、4 ジョイ
ント(第1の関節部、第2の関節部、第3の関節部、第
5の関節部、第6の関節部、回転式ジョイント)、6,
6’ 平行四辺形リンク(リンク群)、7 アーム(第
2のアーム)、9a 回転式モータ、13,13’ リ
ンク機構。1 base plate, 2 end plates, 3 joints (fourth joint, rotary joint), 4 joints (first joint, second joint, third joint, fifth joint, sixth joint Joints, rotary joints), 6,
6 'parallelogram link (link group), 7 arm (second arm), 9a rotary motor, 13, 13' link mechanism.
Claims (3)
ム、または、複数のアームを1つの軸上で回転する第1
の関節部で各々回動自在に連結して構成したリンク群
と、一端が上記第1のアームまたは上記リンク群の上記
エンドプレート側に1つの軸上で回転する第2の関節部
で回動自在に連結し、他端を上記エンドプレートに1つ
の軸上で回転する第3の関節部で回動自在に連結した第
2のアームと、上記ベースプレートに配置し上記第1の
アームまたは上記リンク手段に駆動力を与える回転式モ
ータとからなり、上記ベースプレートと上記エンドプレ
ートとの間に筒状を形成するように複数個配置したリン
ク機構とを備えたロボット装置。1. A base plate for fixing an apparatus, an end plate for mounting a tool, a first arm connected to the base plate with two degrees of freedom, or a first arm for rotating a plurality of arms on one axis. 1
And a link group rotatably connected to each of the joints of the first arm and a second joint whose one end rotates on one axis on the end plate side of the first arm or the link group. A second arm rotatably connected to the end plate by a third joint rotating on one axis, and a second arm rotatably connected to the end plate; and a first arm or the link disposed on the base plate. A robot apparatus comprising: a rotary motor that applies a driving force to the means; and a plurality of link mechanisms arranged so as to form a cylinder between the base plate and the end plate.
ム、または、複数のアームを直交する2つの軸上で回転
する第4の関節部で各々回動自在に連結したリンク群
と、一端が上記第1のアームまたは上記リンク群の上記
エンドプレート側に1つの軸上で回転する第5の関節部
で回動自在に連結し、他端を上記エンドプレートに1つ
の軸上で回転する第6の関節部で回動自在に連結した第
2のアームと、上記ベースプレートに配置し上記第1の
アームまたは上記リンク手段に駆動力を与える回転式モ
ータとからなり、上記ベースプレートと上記エンドプレ
ートとの間に筒状を形成するように複数個配置したリン
ク機構とを備えたことを特徴とするロボット装置。2. A base plate for fixing the apparatus, an end plate for mounting a tool, a first arm connected to the base plate with two degrees of freedom, or a plurality of arms rotated on two axes orthogonal to each other. A link group rotatably connected by a fourth joint part to be rotated, and a fifth joint part whose one end rotates on one axis to the end plate side of the first arm or the link group. A second arm rotatably connected to the end plate and rotatably connected to the end plate by a sixth joint rotating on one axis, and the first arm or the link disposed on the base plate. A rotary motor that applies a driving force to the means, and a plurality of link mechanisms arranged so as to form a cylinder between the base plate and the end plate. Apparatus.
ントであることを特徴とする請求項1または請求項2記
載のロボット装置。3. The robot apparatus according to claim 1, wherein the first to sixth joints are rotary joints.
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