JP2001121460A - Parallel link mechanism for robot - Google Patents

Parallel link mechanism for robot

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JP2001121460A
JP2001121460A JP30223299A JP30223299A JP2001121460A JP 2001121460 A JP2001121460 A JP 2001121460A JP 30223299 A JP30223299 A JP 30223299A JP 30223299 A JP30223299 A JP 30223299A JP 2001121460 A JP2001121460 A JP 2001121460A
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Japan
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arm
joint
drive
driving
degree
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JP30223299A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Nagai
清 永井
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Kansai Technology Licensing Organization Co Ltd
Original Assignee
Kansai Technology Licensing Organization Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving parallel link mechanism of spatial six-degrees of freedom having high rigidity and capable of producing high speed (high acceleration). SOLUTION: At least three unit-links 12, 13, 14 are provided in parallel between a fixing part and moving parts. Each of the respective unit-links is constituted by the following elements: three arms 121, 122 (not shown in the figure) and 123, anchors 124 fixed to a fixed-side member, a first driving articulate 125 being a rotary driving articulate of one degree of freedom connecting both the anchor and the first arm, a second driving articulate 126 being the rotary driving articulate of one degree of freedom connecting the first arm and the second arm, follower articulates 127 being a rotary follower articulate of one degree of freedom connecting the second arm and the third arm, and there axial free articulates 128 being rotary follower articulate of there degrees of freedom connecting the third arm and the moving-side member 11. The turning axis of the second driving articulate is in parallel with the turning axis of the first driving articulate. The turning axis of the follower articulate is at right angles to the turning axis of the first/second driving articulates. Further, by substituting the driving articulates for a turning angle meter/turning force meter, the parallel link mechanism can be used as a displacement/load sensor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に高速性が重視
される産業用ロボットの、駆動機構、変位/負荷検出機
構或いは緩衝機構に用いられるパラレルメカニズムに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parallel mechanism used for a drive mechanism, a displacement / load detection mechanism, or a buffer mechanism of an industrial robot in which high speed is particularly important.

【0002】[0002]

【従来の技術】産業用ロボットでは、生産性向上及び品
質向上のために、常に高速化及び位置決め再現性のため
の努力が続けられている。
2. Description of the Related Art In industrial robots, efforts are constantly being made to increase speed and reproducibility of positioning in order to improve productivity and quality.

【0003】産業用ロボットにおいて固定部に対して移
動部を自在に移動させるためには、両者間に複数のリン
クを介在させなければならない。複数のリンクを固定部
と移動部との間に設ける方法としては、それらを直列に
配置するシリアルリンク方式と、平行に配置するパラレ
ルリンク方式とが存在する。なお、一部でも平行配置が
存在する場合、パラレルリンク方式に分類される。シリ
アルリンク方式は移動部の移動範囲を大きくとることが
できるという利点を有するが、大きな負荷に弱いこと
と、各リンクの誤差が累積されるために動作部の位置決
め性が低いという欠点を有する。それに対してパラレル
リンク方式は、移動範囲は狭いが、負荷が各リンクに分
散されるため高剛性であり、移動部の位置決め誤差が少
ないという利点を有する。ここで、高剛性は動作の高速
性(正確には、高加速性)につながる。
In order to freely move the moving part with respect to the fixed part in the industrial robot, a plurality of links must be interposed between the two parts. As a method of providing a plurality of links between the fixed unit and the moving unit, there are a serial link system in which they are arranged in series and a parallel link system in which they are arranged in parallel. In addition, when there is a parallel arrangement even in a part, it is classified into a parallel link system. The serial link method has an advantage that the moving range of the moving unit can be widened, but has a disadvantage that it is weak against a large load and that the positioning of the operating unit is low because errors of each link are accumulated. On the other hand, the parallel link method has advantages in that although the moving range is narrow, the load is distributed to each link, so that the rigidity is high and the positioning error of the moving unit is small. Here, high rigidity leads to high-speed operation (more precisely, high acceleration).

【0004】例えば半導体チップの各ターミナルにリー
ド線をボンディングするためのボンディングロボットで
は、移動部の移動範囲は小さくてもよいが、高速性と位
置決め性の高度なレベルでの兼ね合いが要求される。こ
のように、特に精密且つ高速な作業が必要とされるロボ
ットでは、上記特性を考慮してパラレルリンク方式が専
ら採用される。
For example, in a bonding robot for bonding a lead wire to each terminal of a semiconductor chip, a moving range of a moving portion may be small, but a high-speed and high-level balance is required. As described above, in a robot requiring particularly precise and high-speed work, the parallel link method is exclusively adopted in consideration of the above characteristics.

【0005】パラレルリンクについては、従来より各種
の提案がなされている。例えば、特開平7−28110
2号には、固定部(ベース)と移動部との間に6本の直
動リンクを並列に配置した機構が開示されている。特開
平8−11080号及び特開平8−11081号には、
固定部(ベースプレート)と移動部(エンドイフェク
タ)との間に3個の直動アクチュエータを配置した機構
が開示されている。特開平9−109083号には、固
定部(ベース部)と移動部(エンドエフェクタ部)との
間に6本の直動アクチュエータを配置した機構が開示さ
れている。
Various proposals have been made for the parallel link. For example, JP-A-7-28110
No. 2 discloses a mechanism in which six direct-acting links are arranged in parallel between a fixed part (base) and a moving part. In JP-A-8-11080 and JP-A-8-11081,
A mechanism in which three linear actuators are arranged between a fixed part (base plate) and a moving part (end effector) is disclosed. JP-A-9-109083 discloses a mechanism in which six linear actuators are arranged between a fixed part (base part) and a moving part (end effector part).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の通り、従来より
提案されているパラレルリンク機構はいずれも直動アク
チュエータを用いている。直動アクチュエータは通常、
油圧やラックアンドピニオン、ボールネジ等を用いて駆
動されるのであるが、リンク部自体に駆動のための要素
が含まれるためリンク部の質量が大きく、高速化が難し
いという問題がある。
As described above, all of the parallel link mechanisms proposed hitherto use a linear motion actuator. Linear actuators are usually
It is driven using hydraulic pressure, a rack and pinion, a ball screw, or the like. However, since the link portion itself includes a driving element, there is a problem that the mass of the link portion is large and it is difficult to increase the speed.

【0007】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、固定部
−移動部間に複数本の回転アクチュエータを並列に用い
ることにより、高剛性であり、且つ、高速化(高加速
性)が可能なリンク機構を提供することにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to use a plurality of rotary actuators in parallel between a fixed part and a moving part to achieve high rigidity. Another object of the present invention is to provide a link mechanism capable of achieving high speed (high acceleration).

【0008】なお、回転アクチュエータを利用したパラ
レルリンク機構として、6本のアームをベース部(固定
部)とエンドエフェクタ部(移動部)との間に並列に配
し、ベース部に、各アームを駆動するためのモータを設
けた6自由度パラレルロボットが開発されている(HE
XA。東北大学工学研究科航空宇宙工学専攻宇宙機シス
テム学講座・モンペリエ大学・豊田工機の共同開発。ht
tp://www.space.mech.tohoku.ac.jp/research/parallel
/hexa97/hexa97-j.html)。本発明に係るリンク機構
は、それとは全く異なる機構を採用するものであり、固
定部−移動部間のリンク(アーム)の本数が最低3本で
よいという特長を持つ。
As a parallel link mechanism using a rotary actuator, six arms are arranged in parallel between a base portion (fixed portion) and an end effector portion (moving portion), and each arm is provided on the base portion. A 6-DOF parallel robot provided with a motor for driving has been developed (HE
XA. Jointly developed with Tohoku University Graduate School of Engineering, Department of Aerospace Engineering, Spacecraft Systems Laboratory, University of Montpellier, and Toyota Koki. ht
tp: //www.space.mech.tohoku.ac.jp/research/parallel
/hexa97/hexa97-j.html). The link mechanism according to the present invention employs a completely different mechanism, and has a feature that the number of links (arms) between the fixed part and the moving part may be at least three.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、第1部材と第2部材とを相対的に
空間6自由度で駆動するパラレルリンク機構であって、
該パラレルリンク機構は、第1部材と第2部材とを連結
する、2自由度駆動機能を有する少なくとも3本のユニ
ットリンクから構成され、各ユニットリンクは、第1腕
及び第2腕と、第1部材と第1腕を連結する1自由度回
転駆動関節と、第1腕と第2腕を連結する1自由度回転
駆動1自由度回転従動関節と、第2腕と第2部材とを連
結する3自由度回転従動関節と、を含むことを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a parallel link mechanism for driving a first member and a second member relatively with six degrees of freedom in space.
The parallel link mechanism includes at least three unit links having a two-degree-of-freedom driving function for connecting the first member and the second member. Each unit link includes a first arm and a second arm, and a second arm. One-degree-of-freedom rotary drive joint connecting one member and the first arm, one-degree-of-freedom rotary drive one-degree-of-freedom rotary joint connecting the first arm and the second arm, and connecting the second arm and the second member And a three-degree-of-freedom rotation driven joint.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態及び効果】第1部材と第2部材は、
いずれか一方が前記の固定部に、他方が移動部に該当す
るものである。本発明ではいずれを固定部にしてもよい
が、特に本発明を駆動機構として用いる場合には、1自
由度回転駆動関節が設けられる第1部材を固定部側とす
ることが望ましい。駆動関節は一般にモータや減速機構
等により質量が大きくなるためである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The first member and the second member are
Either one corresponds to the fixed part and the other corresponds to the moving part. In the present invention, any one of the fixing portions may be used. In particular, when the present invention is used as a driving mechanism, it is desirable that the first member provided with the one-degree-of-freedom rotational driving joint is on the fixing portion side. This is because the driving joint generally has a large mass due to a motor, a speed reduction mechanism, and the like.

【0011】第1部材と第2部材とは、3本又はそれ以
上の本数のユニットリンクにより連結される。ユニット
リンクを4本以上とすることにより、第1部材と第2部
材の連結の剛性を高めることができ、移動側の加速性を
より高めることができる。
The first member and the second member are connected by three or more unit links. By using four or more unit links, the rigidity of the connection between the first member and the second member can be increased, and the acceleration on the moving side can be further improved.

【0012】各ユニットリンクは第1腕と第2腕のシリ
アルに連結された2本の腕から成り、第1部材と第1腕
とは1自由度回転駆動関節(これを第1駆動関節と呼
ぶ)で、第1腕と第2腕とは1自由度回転駆動1自由度
回転従動関節(第2駆動関節と呼ぶ)で、そして、第2
腕と第2部材とは3自由度回転従動関節(第3関節と呼
ぶ)でそれぞれ連結される。第1部材と第1腕とを連結
する第1駆動関節の回転軸と第1腕と第2腕とを連結す
る第2駆動関節の駆動回転軸とは必ずしも平行でなくて
もよいが、平行とすることにより、一方から他方へ駆動
力を伝達することが容易となる。すなわち、上記のよう
に第1部材を固定側とし、そこにモータ等の回転駆動源
を2個置いて、1個はすぐ近くの第1駆動関節を駆動
し、他方はベルトや平行リンク機構を用いて第2駆動関
節を駆動する、ということが容易となる。これにより、
移動部分の質量をより小さくすることができ、加速性の
良い駆動機構を実現することが可能となる。
Each unit link is composed of two arms serially connected to a first arm and a second arm, and the first member and the first arm are connected by a one-degree-of-freedom rotary drive joint (this is called a first drive joint). The first arm and the second arm are a one-degree-of-freedom rotary drive one-degree-of-freedom rotary driven joint (referred to as a second drive joint) and a second arm.
The arm and the second member are connected by a three-degree-of-freedom rotational driven joint (referred to as a third joint). The rotation axis of the first drive joint connecting the first member and the first arm and the drive rotation axis of the second drive joint connecting the first arm and the second arm are not necessarily parallel, but may be parallel. By doing so, it becomes easy to transmit the driving force from one to the other. That is, as described above, the first member is fixed, and two rotary driving sources such as motors are placed there, one drives the first driving joint in the immediate vicinity, and the other drives the belt or the parallel link mechanism. It is easy to drive the second driving joint by using it. This allows
The mass of the moving part can be made smaller, and a driving mechanism with good acceleration can be realized.

【0013】3本(又は4本以上)のユニットリンクと
第1部材の連結点(すなわち、第1駆動関節)は、一直
線上に並ばないようにする。また、ユニットリンクと第
2部材の連結点(すなわち、第3関節)も一直線上に並
ばないようにする。これらを含め、各関節の自由度及び
配置に対する規制は、数学的には図7のように表現され
る。
The connection points (that is, the first driving joints) between the three (or four or more) unit links and the first member are not aligned on a straight line. Also, the connection point between the unit link and the second member (that is, the third joint) is not aligned. The restrictions on the degree of freedom and arrangement of each joint, including these, are mathematically expressed as shown in FIG.

【0014】本発明は、次のような各種形態でも実施す
ることができる。まず、各ユニットリンクの第1腕と第
2腕の間に第3腕を設け、上記第2駆動関節の1自由度
回転駆動機能と1自由度回転従動機能を分離して、第1
腕と第3腕の間、第3腕と第2腕の間(もちろん、逆で
もよい)にそれぞれ別個に割り振ってもよい。
The present invention can be carried out in the following various embodiments. First, a third arm is provided between the first arm and the second arm of each unit link, and the one-degree-of-freedom rotational drive function and the one-degree-of-freedom rotational follower function of the second drive joint are separated from each other.
It may be separately allocated between the arm and the third arm and between the third arm and the second arm (of course, vice versa).

【0015】また、第1部材と第2部材の間に、これら
別異の種類のユニットリンクを混合して用いても構わな
い。
Further, these different types of unit links may be mixed and used between the first member and the second member.

【0016】以上は、パラレルリンク機構を駆動機構と
して用いる場合を記述したものであるが、上記記述中の
「回転駆動」を「回転感応」に置き換えることにより、
全く同じ機構を空間6自由度の変位又は負荷(力)を検
出することができるパラレルリンクセンサとすることが
できる。すなわち、回転駆動関節に用いるモータ等の代
わりに、回転角を検出する角度計又は回転力を検出する
回転力計を設けることにより、6自由度変位/負荷セン
サとすることができる。
In the above description, the case where the parallel link mechanism is used as the drive mechanism is described. By replacing "rotation drive" in the above description with "rotation sensitivity",
Exactly the same mechanism can be used as a parallel link sensor capable of detecting a displacement or a load (force) having six degrees of freedom in space. That is, a displacement / load sensor with six degrees of freedom can be obtained by providing a goniometer for detecting a rotation angle or a tachometer for detecting a rotational force instead of a motor or the like used for a rotary drive joint.

【0017】また、バネ・ゴム等により単なる回転弾性
要素とすることにより、急速変位・急速負荷を吸収する
6自由度ダンパーとすることもできる。
Further, a simple rotational elastic element made of a spring, rubber or the like can be used as a six-degree-of-freedom damper for absorbing a rapid displacement and a rapid load.

【0018】[0018]

【実施例】本発明の第1実施例として、ユニットリンク
を3本用いたパラレルリンク駆動機構を説明する。本実
施例のパラレルリンク駆動機構の基本構造は図1に示す
とおりである。図1では移動側部材11と3本のユニッ
トリンク12,13,14のみが描かれているが、各ユ
ニットリンク12,13,14の他端(固定端)12
4、134,144は図示せぬ1つの固定側部材に固定
されている。以下、第1のユニットリンク12について
説明するが、他の2本のユニットリンク13,14の構
成もそれと同じである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a first embodiment of the present invention, a parallel link drive mechanism using three unit links will be described. The basic structure of the parallel link drive mechanism of this embodiment is as shown in FIG. Although only the movable member 11 and the three unit links 12, 13, and 14 are illustrated in FIG. 1, the other ends (fixed ends) 12 of the unit links 12, 13, and 14 are illustrated.
Reference numerals 4, 134 and 144 are fixed to one fixed member (not shown). Hereinafter, the first unit link 12 will be described, but the configuration of the other two unit links 13 and 14 is the same.

【0019】図2に示すように、本実施例のユニットリ
ンク12は以下の各要素から構成される。 ・第1腕121、第2腕122(図1では現れていな
い)、第3腕123の3本の腕 ・固定側部材120に固定されるアンカー124 ・アンカー124と第1腕121とを連結する1自由度
回転駆動関節である第1駆動関節125 ・第1腕121と第2腕122とを連結する1自由度回
転駆動関節である第2駆動関節126。この第2駆動関
節126の回転軸は第1駆動関節125の回転軸に平行
となっている。 ・第2腕122と第3腕123とを連結する1自由度回
転従動関節である従動関節127。この従動関節127
の回転軸は第1・第2駆動関節125,126の回転軸
に対して直角となっている。 ・第3腕123と移動側部材11とを連結する3自由度
回転従動関節である3軸自由関節128
As shown in FIG. 2, the unit link 12 of this embodiment comprises the following components. 1st arm 121, 2nd arm 122 (not shown in FIG. 1), 3 arms of 3rd arm 123 ・ Anchor 124 fixed to fixed side member 120 ・ Connection of anchor 124 and first arm 121 The first drive joint 125 is a one-degree-of-freedom rotary drive joint. The second drive joint 126 is a one-degree-of-freedom rotary drive joint that connects the first arm 121 and the second arm 122. The rotation axis of the second drive joint 126 is parallel to the rotation axis of the first drive joint 125. A driven joint 127 that is a one-degree-of-freedom rotational driven joint that connects the second arm 122 and the third arm 123; This driven joint 127
Is perpendicular to the rotation axes of the first and second drive joints 125, 126. A three-axis free joint 128, which is a three-degree-of-freedom rotational driven joint that connects the third arm 123 and the movable member 11;

【0020】第1駆動関節125と第2駆動関節126
とは上記の通り回転軸が平行となっており、かつ、自由
度を持たない剛な腕(第1腕121)で連結されている
ため、例えば図5(a)、(b)に示すように、両駆動
関節125,126の駆動用モータ125a、126a
を固定側部材に固定し、平行リンク機構121b〜12
1dで第2駆動関節126を平面2自由度駆動する機構
を採用することができる。また、図6に示すように、第
2駆動関節126をベルト121eで駆動することもで
きる。なお、図6におけるモータ等の配置は図5の場合
と同様である。
The first driving joint 125 and the second driving joint 126
As described above, since the rotation axes are parallel as described above and are connected by a rigid arm (first arm 121) having no degree of freedom, for example, as shown in FIGS. And drive motors 125a, 126a for both drive joints 125, 126.
Is fixed to the fixed side member, and the parallel link mechanisms 121b to 121b
A mechanism that drives the second driving joint 126 in two degrees of freedom in 1d can be employed. Further, as shown in FIG. 6, the second driving joint 126 can be driven by the belt 121e. The arrangement of the motor and the like in FIG. 6 is the same as that in the case of FIG.

【0021】図2に戻り、3軸自由関節128は、図3
(a)に示すような球面ジョイント128a、或いは図
3(b)に示すようなユニバーサルジョイント128b
+ベアリング128cの組み合わせにより実現すること
ができる。
Returning to FIG. 2, the three-axis free joint 128 is
A spherical joint 128a as shown in FIG. 3A or a universal joint 128b as shown in FIG.
+ It can be realized by a combination of the bearing 128c.

【0022】以上説明したような構造を有するユニット
リンクを、図1に示すように固定側部材と移動側部材1
1の間に3本設け、各ユニットリンク12,13,14
の駆動・従動関節125,126,127,128(3
自由度)が図7の条件を満たすように配置することによ
り、移動側部材11は固定側部材120に対して6自由
度で自在に駆動可能となる。本実施例のパラレルリンク
駆動機構では、モータ及び動力伝達機構の殆どが固定側
部材120に固定され、移動部分にはほぼアーム(第1
腕〜第3腕)と関節(第1、第2駆動関節、従動関節)
のみしか存在しないため、大きな加速度で移動側部材1
1を駆動することが可能である。また、位置決めの再現
性も高い。そこで、本実施例のパラレルリンク駆動機構
をマクロマイクロ構造ロボットのマイクロ部として利用
することにより、パラレルメカニズム特有の問題である
可動範囲の狭さを補いつつ、小さい物体の高速・高精度
なハンドリングを実現することができる。例えば、近年
更なる高速化が求められている半導体製造分野等におけ
る利用に適したロボットを構成することができる。
As shown in FIG. 1, the unit link having the structure described above is connected to the fixed member and the movable member 1 as shown in FIG.
One unit link is provided between each unit link.
Drive and driven joints 125, 126, 127, 128 (3
The movable side member 11 can be freely driven with six degrees of freedom with respect to the fixed side member 120 by disposing the movable side member 11 so that the degree of freedom satisfies the condition of FIG. In the parallel link drive mechanism of the present embodiment, most of the motor and the power transmission mechanism are fixed to the fixed side member 120, and the moving part is substantially an arm (first
Arm to third arm) and joints (first and second driving joints, driven joints)
Only exists, so that the moving side member 1 has a large acceleration.
1 can be driven. In addition, reproducibility of positioning is high. Therefore, by using the parallel link drive mechanism of this embodiment as a micro unit of a macro-micro structure robot, high-speed and high-precision handling of a small object can be achieved while compensating for a narrow movable range which is a problem peculiar to the parallel mechanism. Can be realized. For example, it is possible to configure a robot suitable for use in the field of semiconductor manufacturing and the like, for which higher speed is required in recent years.

【0023】上記実施例では、第1駆動関節125と第
2駆動関節126をモータ125a、126a(図5)
で駆動するものとしたが、これらを駆動関節ではなく、
変位を検出する関節とすることにより、図1の構成のパ
ラレルリンク機構をそのまま6自由度変位センサとする
ことができる。変位検出関節は、単に、それに接続され
る2本の腕の角度の変化を検出するのみであるため、両
腕の間にロータリーエンコーダを設けることにより実現
することができる。また、変位検出関節ではなく、回転
力検出関節とすることにより、6自由度負荷センサとす
ることもできる。回転力検出関節は、それに接続される
2本の腕の間に回転力センサ(例えば、ねじりを受ける
棒に歪ゲージを貼付したもの)を介装することにより実
現することができる。
In the above embodiment, the first driving joint 125 and the second driving joint 126 are connected to the motors 125a and 126a (FIG. 5).
, But these were not driven joints,
By using a joint for detecting displacement, the parallel link mechanism having the configuration shown in FIG. 1 can be used as a 6-degree-of-freedom displacement sensor as it is. Since the displacement detection joint merely detects a change in the angle of the two arms connected to the joint, it can be realized by providing a rotary encoder between both arms. In addition, by using a rotational force detecting joint instead of a displacement detecting joint, a six-degree-of-freedom load sensor can be provided. The rotational force detecting joint can be realized by interposing a rotational force sensor (for example, a rod that receives a torsion with a strain gauge attached) between two arms connected to the joint.

【0024】次に、上記実施例では従動関節127が第
2駆動関節126と3軸自由関節128(すなわち移動
側部材11)との間に設けられていたが、それを第1駆
動関節125と第2駆動関節126との間に設けること
も可能である。ただし、この場合、第1駆動関節125
と第2駆動関節126との間に動力を伝達しようとする
と機構が複雑となるため、駆動機構としてはメリットが
少ないが、上記の変位センサ/負荷センサとしては、図
1、図2の例と何ら変わりなく使用することができる。
Next, in the above embodiment, the driven joint 127 is provided between the second driving joint 126 and the three-axis free joint 128 (that is, the movable member 11). It is also possible to provide between the second drive joint 126. However, in this case, the first driving joint 125
When the power is to be transmitted between the second drive joint 126 and the second drive joint 126, the mechanism becomes complicated, so that there is little merit as a drive mechanism. Can be used without any change.

【0025】更に、図1、図2の例では第2駆動関節1
26と従動関節127が別個となっており、両者の間に
第2腕122が存在したが、第2駆動関節と従動関節と
を1つにまとめることも可能である。
1 and 2, the second driving joint 1 is used.
26 and the driven joint 127 are separate, and the second arm 122 exists between the two. However, the second driving joint and the driven joint can be combined into one.

【0026】図4は、固定側部材(図示せず)と移動側
部材21との間に4本のユニットリンク22,23,2
4,25を設けた例である。各ユニットリンク22,2
3,24,25に関しては、上記実施例のものを(その
後に説明した各種バリエーションを含め)そのまま用い
ることができる。本実施例(図4)のパラレルリンク駆
動機構(或いは変位センサ/負荷センサ)は、各関節の
配置及び動作の制御にやや複雑さが生じるものの、剛性
が高まるため、加速性及び位置決めの再現性をより高く
することができるという特長を有する。
FIG. 4 shows four unit links 22, 23, 2 between a fixed member (not shown) and a movable member 21.
This is an example in which 4, 25 are provided. Each unit link 22, 2
As for 3, 24, and 25, those of the above embodiment (including various variations described later) can be used as they are. In the parallel link drive mechanism (or displacement sensor / load sensor) of the present embodiment (FIG. 4), the control of the arrangement and operation of each joint is slightly complicated, but the rigidity is increased, so that the acceleration performance and the reproducibility of positioning are improved. Has the feature that it can be made higher.

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

【図1】 本発明の一実施例である3本リンクのパラレ
ルリンク駆動機構の基本構造図。
FIG. 1 is a basic structural diagram of a three-link parallel link driving mechanism according to an embodiment of the present invention.

【図2】 実施例のパラレルリンク駆動機構で用いられ
る1本のユニットリンクの構造図。
FIG. 2 is a structural diagram of one unit link used in the parallel link drive mechanism of the embodiment.

【図3】 3軸自由関節の2つの例を示す構造図。FIG. 3 is a structural view showing two examples of a three-axis free joint.

【図4】 本発明の別の実施例である4本リンクのパラ
レルリンク駆動機構の基本構造図。
FIG. 4 is a basic structural diagram of a four-link parallel link driving mechanism according to another embodiment of the present invention.

【図5】 第1駆動関節と第2駆動関節を連結する平行
リンク機構の斜視図(a)及び駆動源部分の平面図
(b)。
FIGS. 5A and 5B are a perspective view of a parallel link mechanism connecting a first drive joint and a second drive joint, and a plan view of a drive source portion.

【図6】 第1駆動関節と第2駆動関節を連結するベル
ト機構の斜視図。
FIG. 6 is a perspective view of a belt mechanism that connects a first driving joint and a second driving joint.

【図7】 リンク機構が動作可能であるための各関節の
自由度及び配置の規制を表す数式。
FIG. 7 is a mathematical expression showing the degree of freedom and the arrangement of each joint for enabling the link mechanism to operate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、21…移動側部材 12、13、14、22、23、24、25…ユニット
リンク 120…固定側部材 121、122、123…第1腕、第2腕、第3腕 121b〜121d…平行リンク機構 121e…ベルト 124、134、144…アンカー 125…第1駆動関節 125a…第1駆動関節用モータ 126…第2駆動関節 126a…第2駆動関節用モータ 127…従動関節 128…3軸自由関節
11, 21 ... moving side member 12, 13, 14, 22, 23, 24, 25 ... unit link 120 ... fixed side member 121, 122, 123 ... first arm, second arm, third arm 121b to 121d ... parallel Link mechanism 121e Belts 124, 134, 144 Anchor 125 First drive joint 125a First drive joint motor 126 Second drive joint 126a Second drive joint motor 127 Follower joint 128 Three-axis free joint

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1部材と第2部材とを相対的に空間6
自由度で駆動するパラレルリンク駆動機構であって、 該パラレルリンク機構は、第1部材と第2部材とを連結
する、2自由度駆動機能を有する少なくとも3本のユニ
ットリンクから構成され、 各ユニットリンクは、第1腕及び第2腕と、第1部材と
第1腕を連結する1自由度回転駆動関節(第1駆動関
節)と、第1腕と第2腕を連結する1自由度回転駆動1
自由度回転従動関節(第2駆動関節)と、第2腕と第2
部材とを連結する3自由度回転従動関節と、を含むこと
を特徴とするロボット用パラレルリンク駆動機構。
The first member and the second member are relatively spaced from each other by a space.
A parallel link drive mechanism driven with a degree of freedom, the parallel link mechanism comprising at least three unit links having a two-degree-of-freedom drive function for connecting a first member and a second member. The link includes a first arm and a second arm, a one-degree-of-freedom rotary drive joint (first drive joint) connecting the first member and the first arm, and a one-degree-of-freedom rotary joint connecting the first arm and the second arm. Drive 1
The rotational follower joint (second driving joint), the second arm and the second arm
And a three-degree-of-freedom rotational driven joint for connecting members.
【請求項2】 第1駆動関節の回転軸と第2駆動関節の
駆動回転軸とが平行であることを特徴とする請求項1記
載のロボット用パラレルリンク駆動機構。
2. The parallel link drive mechanism for a robot according to claim 1, wherein a rotation axis of the first drive joint is parallel to a drive rotation axis of the second drive joint.
【請求項3】 少なくとも1本のユニットリンクにおい
て、第1腕と第2腕の間に第3腕が設けられ、上記第2
駆動関節の1自由度回転駆動機能と1自由度回転従動機
能を分離して、第1腕と第3腕の間及び第3腕と第2腕
の間に別個に割り振ったことを特徴とする請求項1又は
請求項2に記載のロボット用パラレルリンク駆動機構。
3. The at least one unit link, wherein a third arm is provided between the first arm and the second arm.
The one-degree-of-freedom rotational drive function and the one-degree-of-freedom rotational follower function of the driving joint are separated and separately allocated between the first arm and the third arm and between the third arm and the second arm. The parallel link drive mechanism for a robot according to claim 1.
【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
パラレルリンク駆動機構において、回転駆動関節の回転
駆動源に代えて回転角センサ又は回転力センサを設けた
ロボット用パラレルリンク6自由度変位/負荷センサ。
4. The parallel link drive mechanism according to claim 1, further comprising a rotation angle sensor or a rotation force sensor provided in place of the rotation drive source of the rotation drive joint. Degree displacement / load sensor.
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