JP2003532544A - 機械加工及び製造のため回転台座を採用する装置及び方法 - Google Patents

機械加工及び製造のため回転台座を採用する装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 本明細書に記載した装置及び方法は６脚装置を含んでいる。スチュワートプラットフォーム装置及びその他の機械的な駆動装置であり、独立的に可動の一組みの台座が工作機械又はその他の端部作用器具を保持することができる加工面に接続する脚部を支持し、好ましくは、該台座は円の円周の周りのような基準面を横断するように走行し、又は何らかの他の予め画成した幾何学的パターン又は進路に沿って走行する。例えば、本明細書に記載したように、該装置は、各々が１つの進路に沿って独立的に走行することのできる台座に接続する６つの支持脚部を有するスチュワートプラットフォーム機械を備えている。これら６つの台座の動きを調和させることにより、加工面を三次元的空間内で動かし且つ３つの軸線の周りで方向決めし、ロール、ピッチ、ヨーを制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、製造及び機械加工用の装置、より具体的には、工具を空間内にて位
置決めする可動のプラットフォームを有する装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
コンピュータ支援製造方法（ＣＡＭ）のような高精度の自動製造方法は、空間
内の工具の位置を正確に把握することを必要とする。しかしながら、今日の工作
機械の殆どは、その動作範囲が限られていること、高コストであること、複雑な
動作活動を計画すべくそれ自体の作業空間を認識できないこと、及びＣＡＭソフ
トウェアのユーザに対して利用可能と予想される専門技術が実現し得ない程に高
度であることを一つの理由として、必要な精度を提供することができない。こう
した問題点を解決するため、エンジニアは、その長さ及び角度方向が制御可能に
調節できる複数の脚部によって並進及び回転可能であるように相当な自由度を以
って取り付けられた可動のプラットフォームを有する機械的な動作装置を開発し
ている。この脚部の有効長さを調和した状態にて制御することにより、プラット
フォームは空間中にて正確に動かすことができる。１つの工具をプラットフォー
ムに取り付け且つ該プラットフォームにより、精密に選択された位置に及び方向
に動かすことができる。かかる装置の１つは、その教示内容を引用して本明細書
に含めた、機械的マニプレータ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｍａｎｉｐｌａｔｏｒ
）という名称の米国特許第５，５７５，５９７号に記載されている。本明細書に
示すように、かかる可動のプラットフォーム装置の１つは、３つの自在継手によ
り三角形に隔たった位置にてプラットフォームに接続された３対の支持脚部を有
している。該自在継手の各々は、それぞれの対の２つの脚部の各々の一端に接続
され、各対の２つの脚部は、それぞれの自在継手から取り付け箇所内の隔たった
位置まで拡がる方向に伸長する。該取り付け箇所にて、脚部の各々には、モータ
が駆動可能に係合して、脚部をそれ自体の長手方向に動かし、これにより、脚部
の有効長さを変化させる。その有効長さの変化を伴う脚部の回動動作を受け入れ
得るような仕方にて、かかるモータが６つ、取り付け箇所内にて隔たった位置に
取り付けられている。
【０００３】 このように、各対の脚部は、プラットフォームに対する支持体の三角形を画成
し、その三角形の頂点は、自在継手によってプラットフォームに接続され、その
三角形の基部は、それぞれの脚部を駆動する取り付けたモータ間の分離距離によ
り画成される。該脚部の有効長さは、モータの作用により独立的に調節可能であ
る。プラットフォームがかかる６つの支持三角形により支持され、その全ての６
つの脚部の有効長さが独立的に調節可能であるため、プラットフォームの位置及
び方向は、自在継手及びモータ取り付け部を受け入れる限界値の範囲内にて無限
に調節可能となる。このように、プラットフォームに取り付けられた工具は、高
精度にて位置決めし且つ大きい自由度の範囲にて動かすことができる。
【０００４】 これらの可動の構造体は良好に機能するが、支持脚部組立体は、全体として、
極めて複雑でコスト高であり且つ製造が難しい。更に、通常、相互係止部材を有
する脚部の複雑さには、問題を生じ易い熱膨張が加わり、このため、伸長アーム
の長さが変化し、このため、プラットフォーム上の点を正確に位置決めすること
の障害となる。更に、これらの構造体には、プラットフォームを位置決めし且つ
方向決めするときの限界値がある。プラットフォームに対して垂直な軸線の周り
にて回転可能に方向決めするためには、これらの装置は、全体として、該プラッ
トフォームが追加的なモータ又はその他のアクチュエータを有する追加的な回転
段を支持することを必要とする。
【０００５】
【発明の目的及び概要】
本発明の１つの目的は、製造が容易であり、熱膨張が小さく且つより広範囲に
亙る位置決め及び方向決めを実現できる改良に係るプラットフォーム装置を提供
する装置及び方法を提供することである。
【０００６】 本明細書に記載した装置、及び方法は、６脚装置、スチュワート（Ｓｔｅｗａ
ｒｔ）プラットフォーム装置及びその他の機械的な駆動装置を含んでおり、ここ
において、独立的に可動の一対の台座（ｔｒｕｃｋ）が工作機械又はその他の端
部作用器具を保持することのできる加工面に接続する脚部を支持しており、好ま
しくは、この台座は、円の外周の周りのような、基準面を横断して、又は他の幾
つかの所定の幾何学的パターン又は進路（ｔｒａｃｋ）に沿って走行する。例え
ば、本明細書に記載したように、該装置は、６つの支持脚部を有するスチュワー
トプラットフォームマシーンを有しており、それら支持脚部の各々は、１つの進
路に沿って独立的に走行可能である台座に接続する。これら６つの進路の動きを
調和させることにより、加工面を三次元的空間内で動かすことができ、また、３
つの軸線の周りにて方向決めし、ロール、ピッチ及びヨー動作を制御することが
できる。図示した実施の形態は、６つ一組みの台座がその上を独立的に走行する
ことのできる進路装置を備えているが、空間内にて１つのプラットフォームを選
択的に位置決めし且つ方向決めすべく台座を独立的に動かすことを許容すること
のできる任意の装置が、本明細書に記載した発明の範囲に属すと理解されること
が当業者に明らかであろう。
【０００７】 従って、本明細書に記載した装置は、支持脚部の調和した動作により加工面を
位置決めし且つ方向決めすることを可能にする。この動作は、一次元的、二次元
的、又は三次元的とすることができ、脚部の有効長さを変化させるのに有効な動
作に限定されるものではない。この装置は、幾つか又は全ての脚部の有効長さを
変化させる装置と更に組み合わせて、それら幾つか又は全ての脚部の有効長さを
調和した状態にて制御することに加えて、脚部の位置の動きを調和させて動かす
ことにより実現されるようにすることができる。
【０００８】 本発明の装置及び方法を説明する目的にて、特定の実施の形態の例を本明細書
にて説明する。説明する実施の形態は、単に説明のためのものに過ぎず、何れの
意味にても何ら限定的なものであると理解すべきではない。同様の要素は、同様
の参照番号にて示す。
【０００９】
【一例としての実施の形態の詳細な説明】
本発明は、一組みの脚部に接続され且つ該一組みの脚部により支持された加工
面を有する駆動装置を備えており、該一組みの脚部を位置決めすることは、加工
面を位置決めし且つ方向決めする効果がある。かかる駆動装置は、例えば、一組
みの脚部（プッシュロッド又は半径方向ストラットとしても公知）の相対的な位
置を制御する回転進路を採用する６脚構造体を備えている。該脚部は、工具又は
その他の端部作用器具を取り付けることのできる加工面を備えるプラットフォー
ム又は作用板を支持している。特に、図１には、複数のストラット端部自在継手
１２と、支持構造体１４と、複数のスポーク１６と、ハブ１８と、複数のプッシ
ュロッド２０と、複数の両ストラット自在継手２２と、作用板２４と、歯車リン
グ２６と、各々がモータ３０、カム従動子３２及び位置フィードバック装置３３
を含む複数の歯車ボックス変速機組立体２８とを含む機械１０が図示されている
。
【００１０】 図１には、作用板２４が複数のストラット組立体により支持された状態が更に
図示されており、該複数のストラット組立体の各々が全体として、両ストラット
自在継手２２と、プッシュロッド２０と、ストラット端部自在継手１２とを備え
ている。図１により更に図示するように、両ストラット自在継手２２の各々は、
作用板２４に接続する。図示した両ストラット自在継手２２の各々は、図示した
三角形の作用板２４の１つの隅部に接続する。板及び接続点のその他の形態も採
用可能である。両ストラット自在継手２２の各々は、２つのプッシュロッド２０
に接続し、プッシュロッド２０の各々が別個のストラット端部自在継手１２に接
続される。該ストラット端部自在継手１２の各々は、対応する歯車ボックス変速
機組立体２８に接続する一方、該変速機組立体は対応するスポーク１６に接続さ
れる。図示したスポーク１６の各々はハブ１８に回転可能に接続することができ
る。図１のハブ１８は支持構造体１４の中心の中央に配置される一方、該支持構
造体は、図示した実施の形態において、支持構造体１４の頂部上に保持された歯
車リング２６により画成された円の中心に位置している。図示した実施の形態は
、支持脚部として作用する６つのストラット組立体を図示するが、その他の実施
の形態はより多く又はより少ない脚部ストラット構造体を採用可能であることが
明らかである。
【００１１】 図示した実施の形態において、ストラット端自在継手１２の各々は、歯車ボッ
クス変速機組立体２８と、スポーク１６とを備える可動の台座に接続する。従っ
て、該台座は、歯車リング２６に沿って選択された位置まで動く要素を備えてお
り、台座の各々は、独立的に駆動することができる。更に、台座の各々は、歯車
リング２６に沿った任意の位置まで動かすことができる。このため、歯車リング
２６に沿った台座の調和した動きは、作用板２４を無制限にヨー動作させること
になる。特に、歯車ボックス変速機組立体２８の各々は、一部分、カム従動子３
２を介して、支持構造体１４上に保持された歯車リング２６に接続する。モータ
３０は、歯車ボックス変速機組立体２８の各々内に固着されている。該歯車ボッ
クス変速機組立体２８は、歯車リング２６に駆動可能に係合し、これにより、台
座を歯車リング２６に沿って且つハブ１８の周りにて動かす。このようにして、
機械１０は、その各々が６つのスポークの別個の１つに接続されたモータ３０の
作用により作動される。従って、台座の各々は、歯車リング２６に沿った選択し
た位置まで独立的に動くことができる。
【００１２】 各台座は、そのスポーク１６及び歯車ボックス変速機組立体２８と共に、歯車
リング２６に沿って移動するため、それ自体によるか又は、１つ以上の位置フィ
ードバック装置３３に接続することのできるコンピュータ制御装置（図示せず）
と組み合わせることにより、位置フィードバック装置３３を介してその位置を決
定することができる。このようにして、歯車リング２６に沿った歯車ボックス変
速機組立体２８の各々の正確な位置を決定することができる。従って、同一の両
ストラット自在継手２２に接続された対応するストラット組立体に接続された２
つの歯車ボックス組立体２８を調和状態に位置決めすることは、図示した作用板
２４の１つの隅部の位置を拘束することになる。歯車リング２６に沿った６つの
台座の位置を調和させることにより、作用板２６の位置及び方向を選択すること
ができる。その結果、作用板２６の中央位置は、Ｘ、Ｙ、Ｚ空間内の任意の位置
に位置決めすることができ、また、ヨー回転量を制限せずに、ヨー、ピッチ及び
ロール軸線の周りにて方向決めすることができる。
【００１３】 歯車リング２６に沿った台座の正確な位置決め、従って、作用板２４の位置及
び方向の設定は、閉ループ制御により行うことができる。例えば、図１の実施の
形態は、歯車リング２６に沿った歯車ボックス変速機組立体２８の位置に基づく
フィードバック信号を発生させる位置フィードバック装置３３を備えている。こ
の位置フィードバック装置３３は、歯車リング２６の円周に沿ったそれぞれの両
端部自在継手１２の位置に関する情報を提供する。この信号の基本となる位置デ
ータは、歯車リング２６に沿って配置された一組みの標識又は支持構造体１４を
使用して、絶対的又は相対的な位置の基準点を提供することを含む、多岐に亙る
方法にて得ることができる。これらの基準点は、レニショウ（Ｒｅｎｉｓｈａｗ
）テープ、ガラススケールエンコーダ、歯車リング２６又は支持構造体のエッチ
ング、又はその他の光学的、機械的、磁性的又はその他の位置表示特徴部分によ
り提供することができる。これと代替的に、台座の位置は、ハブ１８の周りのそ
の回転角度に基づいて決定してもよい。かかる一つの実施の形態において、位置
データは、同様に、光学的エンコーダ又はその他の回転表示機能部分から得るこ
ともできる。別の実施の形態において、位置フィードバック信号は、モータ３０
の出力軸の回転に基づいて発生させることができる。更なる実施の形態は、接続
された作用板２４又は構造体の位置及び／又は方向に基づいて位置フィードバッ
ク信号を提供する。かかる信号は、コンピュータ映像装置、レーザ距離ファイン
ダ、又は距離又は位置を測定する他の装置から得ることができる。
【００１４】 位置フィードバック信号を発生させることのできるこれら及びその他の実施の
形態の場合、コンピュータや電気回路に、又は１つ以上のモータ３０を直接的に
又は間接的に作動させることのできるその他の装置にフィードバック信号を提供
し、対応する台座を歯車リング２６に沿った所望の位置まで駆動することにより
、台座の位置決めを閉ループ制御することが可能である。かかるコンピュータ、
回路又は装置は、機械１０に取り付けられ又は遠方に配置された１つ以上の台座
により支持することができる。
【００１５】 これと代替的に、動作制御装置の技術分野の当業者に公知の色々な手段を介し
て、台座の位置を閉ループ制御することができる。かかる実施の形態の一つは、
図１に図示したものに類似するが、位置フィードバック装置３３は省略され、ま
た、モータは、ステッパモータである。かかる一つの実施の形態において、１つ
以上のコンピュータ、制御装置又はその他の装置が、直接的に又は間接的に、モ
ータに電気的インパルスを送る。各モータに送られたインパルスを追跡すること
により、各台座の位置を決定することができる。更なる実施の形態において、本
明細書に記載した装置は、開及び閉ループ制御の双方を備える制御装置を含むこ
とができる。
【００１６】 図１に図示した歯車リング２６は、カム従動子３２のような、カム従動子が設
けられた台座が進路に沿って、歯車リング２６上の選択した位置まで走行するこ
とができるように、円形の進路として形成されている。しかしながら、本発明の
範囲から逸脱せずに、本発明により任意の型式の進路が採用可能であることが当
業者には理解されよう。更に、本明細書に記載した装置及び方法について円以外
の形状が採用可能であることが当業者には理解されよう。一例として、スポーク
は、台座が非円形の進路に従うことを可能にし得るように伸長可能とし又は取り
付けることができる。また、進路は、同一平面状である必要はなく、また、全て
の台座が同一の進路に沿って走行しなければならない訳ではない。多くの可能な
実施の形態の一つは、各進路により画成された平面が平行ではあるが、隔てられ
ているように、同心状の円形の進路を複数、提供する。
【００１７】 図１に図示するように、可動の台座の各々は、スポーク１６と、歯車ボックス
変速機組立体２８とから成っており、歯車リング２６に沿ってカム従動子３２上
にて走行する。しかしながら、ストラット端部自在継手１２を保持し且つ位置決
めすることのできる任意の型式の台座が本発明にて可能であることが当業者に理
解されよう。例えば、台座は、金属板を横断して２方向に移動可能である２軸線
ステッパモータを備えることができ、この場合、該モータは、磁界及び対抗する
空気ベアリングにより金属板に接続されている。この実施の形態及びその他の実
施の形態は、台座を所定の経路に従うように拘束せずに、台座の各々を独立的に
２方向に位置決めすることを可能にする。その代わり、台座の各々は、別個の部
分的な起伏のある又は分配された線形又は湾曲した進路に沿って走行するリニア
モータを備えることができる。必ずしも無制限なヨーを提供しないが、かかる実
施の形態は作用板２４の三次元的位置及び方向を制御することを可能にする。更
なる実施の形態は、台座の各々の位置を三次元的に制御することを可能にし、こ
れにより、台座の各々がある容積の空間の全体に亙り駆動され且つ所定の経路又
は表面にのみ限定されることはない。更に、台座をそれぞれの経路、面又は容積
の全体に亙って駆動することのできる任意のアクチュエータ又はアクチュエータ
装置を採用することができる。例えば、図１のモータ３０は、回転モータ又はリ
ニアモータ、サーボーモータ又はステッパモータ、液圧又は空圧アクチュエータ
又は任意のその他の適当なアクチュエータにより具体化することができる。例え
ば、台座は、図１の歯車リング２６に接続されたモータによってのみならず、台
座を進路に沿って引っ張るケーブルの緊張装置により、台座をハブの周りで回転
させる回転アクチュエータ又はその他の適当な作動装置によっても進路に沿って
推進させることができる。
【００１８】 両ストラット自在継手２２及びストラット端部自在継手１２は、ジンバル継手
を提供するのに適した任意の継手にて具体化し得ることが明らかであろう。これ
らは、例えば、自在継手、ジンバル、ボール・ソケット継手等を含む。一例とし
て、両ストラット自在継手２２は、単一のソケット内に配置された２つの同心状
のボールを有するボール・ソケット継手により具体化することができる。
【００１９】 ストラット端部自在継手１２の１つ以上の各々は、台座により保持されたジン
バル内に取り付けられた駆動モータと置換することが可能であることも当業者に
認識されよう。かかる一つの実施の形態において、駆動モータの各々は、脚部又
はプッシュロッドの１つと駆動可能に係合し、該脚部を該脚部の長さに沿った方
向に駆動することができる。これにより、駆動モータの各々は、それぞれの脚部
の有効長さ、すなわち、ジンバルと該脚部に関係した両ストラット自在継手との
間の距離を制御することができる。従って、本発明は、各脚部の有効長さを調和
状態にて制御することにより基準面を位置決めし且つ方向決めすることのできる
駆動装置を対象とするものであり、この場合、各脚部の有効端部を画成するジン
バルがそれ自体、台座により制御可能に位置決めされる。
【００２０】 図２Ａ乃至図２Ｃには、作用板２４が平行な方向に向き且つ下降位置にある、
異なる斜視図にて図１に示した機械１０が図示されている。理解し得るように、
両ストラット自在継手６の各々に接続された対の台座は隔たった形態とされてい
る。
【００２１】 より具体的には、図２Ａ乃至図２Ｃには、支持構造体１４から上方に伸長し且
つ三角形板２４の隅部に接続する６つのプッシュロッド２０により支持された作
用板２４が異なる斜視図にて図示されている。より具体的には、図２には、三角
形板２４の各隅部が一対のプッシュロッド２０及び一対の台座４０に接続する状
態が図示されている。図２Ａ乃至図２Ｃに図示した台座の各々は、モータ３０と
、歯車ボックス変速機２８と、位置フィードバック装置３３と、図１に図示した
装置１０のその他の要素との組立体を備えることが理解される。台座４０の各々
は、歯車リング２６に沿って独立的に可動である。従って、台座４０の相対的な
動きは板２４の節部分４２として図示した隅部の位置を変更する。スチュワート
プラットフォームにて周知であるように、板２４の位置及び方向は該板２４の３
つの節部分４２の相対的な位置により画成される。図示したプラットフォーム２
４のようなプラットフォームの位置決め及び方向決めは、プラットフォームを６
°の自由度にて空間内を駆動する６脚状構造体を採用するフライトシミュレータ
を開発する場合のように、当該技術分野にて周知である。６°の自由度を有する
スチュワートＤ．Ａ．プラットフォームは、メカニカルエンジニア協会の議事録
１８０（部分１，１５）；３７１／３８６（１９６５）に記載されている。従っ
て、３つの節部分４２を位置決めすると、プラットフォーム２４を方向決めし且
つ選択した位置に配置することが可能となることが理解される。
【００２２】 例えば、図３Ａ乃至図３Ｄには、各々が可動の台座を介して円形の進路に接続
された一対のプッシュロッドを備える、３対のストラット組立体により支持され
た、図１に図示した作用板２４のような作用板が概略図的に図示されている。ス
トラット組立体は、図２Ａ乃至図２Ｃに図示した方法と同様の方法にて配置され
ている。図示するように、作用板は、実質的に、円形の進路の上方に配置され且
つ円形の進路の表面の僅かに上方に上昇している。従って、台座要素を図３Ａ乃
至図３Ｄに図示した位置まで駆動すると、作用板を円形の進路の僅かに上方に上
昇させ且つ該作用板を円形の進路に対し平行に配置することを可能にする。図３
Ｄに図示するように、台座要素の各々は、板の節部分４２より円形の進路の平面
上への投射点から実質的に等しい距離だけ隔てられている。従って、このように
台座を配置した状態にて、板の図示した方向が実現可能である。しかしながら、
台座の各々は独立的に且つ調和した動作にて可動であるため、図３Ｄに図示した
装置は静止点を維持する必要はなく、円形の進路の中心を貫通して伸長する中央
通路の周りで回転する間に、空間内のその相対的な位置を維持することができる
。従って、円形の進路の周りで時計回り方向又は反時計回り方向の何れかに調和
した動作にて台座を走行させることにより該板を回転させることができる。従っ
て、本明細書に記載した装置は、配置された板に対して無制限なヨーを提供しつ
つ、空間内の板の方向及び配置を選択することが可能であることが理解されよう
。
【００２３】 図４Ａ乃至図４Ｄには、可動の台座を作動させることにより板が垂直方向に並
進する状態が示してある。具体的には、図４Ａ乃至図４Ｄには、円形の進路の中
央位置の上方に上昇した作用板が図示されている。図４Ａ乃至図４Ｄを図３Ａ乃
至図３Ｄと比較することにより理解し得るように、各プッシュロッド対、すなわ
ちストラット自在継手により共通部分に接続されたプッシュロッドの基端は、台
座を円形の進路に沿って動かすことにより共に接近させてある。図４Ａ乃至図４
Ｄから理解し得るように、このことは、円形の進路と関係した基準フレームの中
心を貫通して伸長する軸線に沿って板を垂直方向に並進させることを可能にする
。作動時、板の各節部分独立的に上昇させ又は節部分の各々を同時に上昇させる
ことにより、板を垂直方向に並進させることができる。また、図４Ａ乃至図４Ｄ
を図３Ａ乃至図３Ｄと比較すると、作用板は、関係した台座対を円形の進路に沿
って更に隔てることにより、より上方の位置からより下方の位置まで垂直に並進
させることができることも理解されよう。
【００２４】 作用板を選択した位置に配置し得るように台座を円形の進路に沿って正確に位
置決めすることは、一部分、較正手順によって行われる、すなわち、プッシュロ
ッド、ボール継手の長さ、又は板２４に対する支持板を形成する任意のその他の
構成要素の長さの相違を考慮し得るように、スチュワート板と一般に採用される
方法にて行うことが理解される。
【００２５】 図５Ａ乃至図５Ｄには、作用板の一部分が進路により画成された面に対して、
両ストラット自在継手の任意のものよりも接近するような角度にて傾斜位置にあ
る作用板が概略図的に図示されている。この図は、作用板を傾斜させる機械１０
の自由度の範囲、及び作用板を固定の基準面と独立的に傾斜させ得ることが示し
てある。台座を互いに対して駆動することにより、板をピッチング、ローリグ及
びヨー動作させ得ることが理解されよう。従って、図５Ａ乃至図５Ｄには、作用
板を作用板の１つの節部分を他の節部分に対して上昇させることにより、該作用
板を傾けることが可能であることが示してある。図５Ｄに図示するように、これ
は、一対のプッシュロッドの台座を他の対のプッシュロッドの台座よりもより狭
く隔てることにより、実現可能である。この場合にも、図５Ｄは、静的な形態に
て板を示すが、台座は円形の進路の周りで動かして該板のヨー角度を変更するこ
とができることが理解されよう。
【００２６】 図６及び図７には、作用板の更なる配置位置が図示されている。具体的には、
図６Ａ乃至図６Ｄには、傾斜し且つ上昇したときの作用板が概略図的に図示され
ている。特に、両ストラット自在継手の２つは、円形の進路により画成された面
から実質的に離れるように上昇した状態で示してあり、１つの両ストラット自在
継手は、円形の進路により画成された面に対して実質的に近接するように下降し
た状態で示してある。図７Ａ乃至図７Ｄには、非傾斜位置にあり且つ円形の進路
の上方に上昇し、進路の中央に隣接する位置まで移動し且つ進路の一側部の上方
に配置された作用板が図示されている。特に、これらの図面は、本発明が両スト
ラット自在継手に接続された部分を含む作用板の部分を円形の進路の境を越えて
位置決めすることが可能であることが図示されている。
【００２７】 図８には、作用板２４の頂部の中央に配置された角錐形構造体４４を含む本発
明の一つの代替的な実施の形態が図示されている。該角錐形構造体４４は、各面
が工具又はその他の端部作用器具を保持することのできる等寸法の３つの面を有
する上昇した角錐形構造体とすることができる。かかる工具又は端部作用器具は
、工作機械、測定装置又はその他の計測器とすることができる。本明細書に記載
した装置により実現可能な無制限のヨーを考慮するならば、図８に図示したよう
な機械１０は、組み立てライン内に配置したときに有利である。例えば、角錐形
構造体４４の面の各々は、１つの別個の工具を保持することができる。本明細書
に記載した装置により提供される無制限のヨーの利点を活用することにより、装
置１０は、手持ちの作業に対し選択した工具を保持する角錐形構造体４４の適当
な面を組み立てライン内に回転させることができる。このようにして、１つの組
み立てライン内の単一の位置にて多数の工具にアクセスするために装置１０を採
用することができる。角錐形構造体以外の幾何学的形態を採用し、また、本発明
の範囲から逸脱せずに本発明に包含することが可能であることが当業者に明らか
であろう。
【００２８】 特定の実施の形態に関して上記に本発明を説明したが、本発明がこれにより限
定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、改変例及び変更
例が可能であることが当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 回転進路と、加工面とを有し、該加工面が、回転進路に可動に接続された台座
により支持された脚部によって位置決め及び方向決めが為された装置の一つの実
施の形態の図である。
【図２】 ２Ａは、加工面が回転進路により画成された基準面に対して平行な方向にある
、図１の実施の形態の図である。 ２Ｂは、図２Ａの上方斜視図である。 ２Ｃは、図２Ａの側方斜視図である。
【図３】 ３Ａは、加工面が複数の脚部により支持され、基準面が回転進路により画成さ
れた基準面に対して平行な方向にあり且つ下降した位置にある、本発明の一つの
実施の形態の概略図である。 ３Ｂは、図３Ａの側面図である。 ３Ｃは、図３Ａの別の側面図である。 ３Ｄは、図３Ａの斜視図である。
【図４】 ４Ａは、加工面が基準面に対して平行な方向にあり且つ上昇した位置にある、
図３Ａの実施の形態の概略図である。 ４Ｂは、図４Ａの側面図である。 ４Ｃは、図４Ａの別の側面図である。 ４Ｄは、図４Ａの斜視図である。
【図５】 ５Ａは、加工面が基準面に対して傾斜した方向にある、図３Ａの実施の形態の
概略図である。 ５Ｂは、図５Ａの側面図である。 ５Ｃは、図５Ａの別の側面図である。 ５Ｄは、図５Ａの斜視図である。
【図６】 ６Ａは、加工面が加工面における取り付け点の周りで傾動した、図３Ａの実施
の形態の概略図である。 ６Ｂは、図６Ａの側面図である。 ６Ｃは、図６Ａの別の側面図である。 ６Ｄは、図６Ａの斜視図である。
【図７】 ７Ａは、加工面が平行な方向にあり且つ回転進路に対して変位した位置にある
、図３Ａの実施の形態の概略図である。 ７Ｂは、図７Ａの側面図である。 ７Ｃは、図７Ａの別の側面図である。 ７Ｄは、図７Ａの斜視図である。
【図８】 回転進路に可動に接続された台座により保持した複数の脚部により支持された
加工面を有する一つの代替的な実施の形態の図であり、この場合、加工面は外方
に突き出し且つ３つの面を提供し、面の各々が型式の異なる工具又は端部作用器
具を保持することのできる角錐形構造体を備える。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 端部作用器具を位置決めし且つ方向決めする装置において、 端部作用器具を保持するのに適した加工面と、 各々が基端及び末端を有する複数の脚部であって、該脚部の末端が前記加工面
    に対する前記脚部の各々の角度方向を変化させることを許容し得るように前記加
    工面に接続された複数の脚部と、 前記脚部の各々の基端を位置決めし、これにより、前記加工面の三次元的位置
    及び方向を制御する制御装置とを備える、端部作用器具を位置決めし且つ方向決
    めする装置。
  2. 【請求項２】 請求項１による装置において、前記脚部の前記基端が横断し
    て走行する経路を提供する進路を更に備える、装置。
  3. 【請求項３】 請求項２による装置において、前記進路が回転進路を含む、
    装置。
  4. 【請求項４】 請求項２による装置において、前記進路が三次元的に伸長す
    る経路を含む、装置。
  5. 【請求項５】 請求項１による装置において、前記脚部の前記基端が１つの
    面を横断するように動くことのできる可動の組立体を備える、装置。
  6. 【請求項６】 請求項１による装置において、前記基端が１つの面を横断す
    るように動くことのできるモータ駆動の台座組立体を備える、装置。
  7. 【請求項７】 請求項１による装置において、前記基端の各々を１つの面を
    横断するように動かすことのできるモータ組立体を更に備える、装置。
  8. 【請求項８】 請求項１による装置において、前記脚部の前記基端の少なく
    とも１つが１つの面における前記基端の位置を検出するセンサを備える、装置。
  9. 【請求項９】 請求項１による装置において、前記複数の脚部が、各々、前
    記それぞれの末端にて前記加工面の節部分に接続され且つそのそれぞれの基端に
    て１つの面を横断するように動くことのできる台座に接続された複数対の脚部を
    含む、装置。
  10. 【請求項１０】 端部作用器具を位置決めし且つ方向決めする装置において
    、 端部作用器具を保持するのに適した加工面と、 各々が基端及び末端を有する複数の脚部であって、該脚部の末端が前記加工面
    に対する前記脚部の各々の角度方向を変化させることを許容し得るように前記加
    工面に接続された複数の脚部と、 複数の台座であって、各々が前記脚部の１つの基端に接続され、これにより、
    該台座の調和した位置決めが前記加工面の三次元的位置及び方向を制御する効果
    があるようにする複数の台座とを備える、装置。
  11. 【請求項１１】 回転可能なスチュワートプラットフォームにおいて、 基端及び末端を有する複数のプッシュロッドと、 各端部が対応する自在継手に接続された複数の自在継手と、 加工面と、複数の取り付け点とを有する作用板であって、取り付け点の各々が
    一対のプッシュロッドの末端の自在継手に接続され、対のプッシュロッドが同一
    の末端の点の周りで遊動動作する、複数の板と、 進路と、 複数の台座であって、各々が前記プッシュロッドの１つの基端の自在継手に接
    続され且つ前記進路に可動に接続され、前記進路に沿って動くのに適しており、
    これにより、該台座が前記進路に沿って動くことにより１つの進路面が画成され
    る、複数の台座と、 前記台座を前記進路に沿って動かすアクチュエータとを備え、 これにより、前記台座が前記進路に沿って動くことが、前記作用板の加工面の
    三次元的位置及び方向を制御する効果がある、回転可能なスチュワートプラット
    フォーム。
  12. 【請求項１２】 回転可能なスチュワートプラットフォーム組立体において
    、 ３つの取り付け点を有し且つ端部作用器具を保持するのに適した作用板と、 各々が対応する作用板の取り付け点に接続された３つの両ストラット自在継手
    と、 三対にて配置された６つのプッシュロッドであって、各々が基端及び末端を有
    し、該プッシュロッドの各対の末端が対応する両ストラット自在継手に接続され
    た、６つのプッシュロッドと、 各々が対応するプッシュロッドの基端に接続された、６つのストラット端部自
    在継手と、 中央ハブを有する支持構造体と、 前記円形の進路及び中央ハブが同軸状であるように前記支持構造体に接続され
    た円形の進路と、 ６つのスポークであって、各々がハブに回転可能に接続された第一の端部と、
    前記円形の進路に可動に接続された第二の端部とを有し、該スポークの各々の第
    二の端部が対応するストラット端部自在継手に更に接続された、６つのスポーク
    と、 前記スポークの各々の第二の端部を前記円形の進路に沿って独立的に周方向に
    動かすアクチュエータとを備え、 これにより、前記スポークの各々の第二の端部を前記円形の進路の周りに配置
    することが前記作用板の三次元的位置及び方向を制御する効果がある、回転可能
    なスチュワートプラットフォーム組立体。
  13. 【請求項１３】 回転可能なスチュワートプラットフォームを製造する方法
    において、 各プッシュロッドが基端及び末端を有する複数対のプッシュロッドを提供する
    ステップと、 前記プッシュロッドの各々に対し１つの末端自在継手及び１つの基端自在継手
    を提供するステップと、 各末端の自在継手を前記プッシュロッドの対応する１つの末端に接続し且つ各
    基端の自在継手を前記プッシュロッドの対応する１つの基端に接続するステップ
    と、 加工面及び複数の取り付け点を有する作用板を提供するステップと、 前記対のプッシュロッドが共通の末端の点の周りで遊動動作するように各作用
    板の取り付け点を対応する前記対の前記プッシュロッドにおける前記末端の自在
    継手に接続するステップと、 進路を提供するステップと、 前記プッシュロッドの各々に対して１つの台座を提供するステップと、 前記台座の各々を対応する前記基端の自在継手に接続するステップと、 前記台座の各々を前記進路に可動に接続し、これにより、前記台座が前記進路
    に沿って動くのに適したようにするステップと、 前記台座を前記進路に沿って動かし、これにより、前記台座の動きが前記作用
    板の加工面の三次元的位置及び方向を制御する効果があるようにするアクチュエ
    ータを提供するステップとを備える、回転可能なスチュワートプラットフォーム
    を製造する方法。
  14. 【請求項１４】 製造方法において、 １つの面に取り付けられた第一の工具と、第二の面に取り付けられた第二の工
    具とを有する多数面工具を提供することと、 前記多数面工具を１つの端部作用器具を保持するのに適した加工面に取り付け
    、該加工面が各々が基端及び末端を有する複数の脚部の上に保持され、前記脚部
    の末端が前記加工面に接続され、該加工面に対する前記脚部の各々の角度方向を
    変化させることを許容し得るようにすることと、 複数の台座であって、各々が前記脚部の１つの基端に接続され、これにより、
    前記台座の調和した位置決めが前記加工面の三次元的位置及び方向を制御する効
    果があるようにする複数の台座を提供することと、 前記加工面のヨーを調節し得るように前記台座を選択した位置に配置し、これ
    により、加工物に作用する前記第一及び第二の工具の何れかを選択することとを
    備える、製造方法。
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