JP2008246596A - Transfer robot and 3-degree-of-freedom parallel link mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物品搬送具を移動させる搬送ロボットおよび3自由度パラレルリンク機構に関する。 The present invention relates to a transfer robot that moves an article transfer tool and a three-degree-of-freedom parallel link mechanism.
従来、工場等では、AGV(Automated Guided Vehicle)と呼ばれるコンピュータ制御によって無人で自動走行する台車を使用することにより、各種工程間の部品・半完成品・完成品等の搬送・供給を自動化している。AGVは通常、上部に搬送台を持ち、搬送する物品をその搬送台に載せて移動することにより物品の搬送を行なう。 Conventionally, in factories and the like, by using a cart called AGV (Automated Guided Vehicle) that automatically runs unattended by computer control, the transportation and supply of parts, semi-finished products, finished products, etc. between various processes can be automated. Yes. The AGV usually has a transport base at the top, and transports the article by moving the article to be transported on the transport base.
近年、工場等では多品種少量・変量生産の傾向が進み、1ラインの中でも搬送する物量や品種が1日の内で大きく変動する。このような現場でのAGVの利用には以下のような欠点がある。
・物量に合わせて搬送台や装置サイズを変更することができないため、少量搬送が多く発生した場合でも、最大時を考慮した装置をそのまま利用することとなり、スペース・エネルギーともに効率が悪い。
・積載可能な物品サイズが搬送台サイズ以下に限定されるため、品種変更等に対して搬送できない事態が発生する。
・物量に合わせるためにはサイズの異なる複数種のAGVをもつ必要があり、この場合でも稼動率の点から同様に効率が悪い。
In recent years, the tendency of high-mix low-volume / variable-volume production has progressed in factories and the like, and the quantity and type of goods to be transported in one line greatly fluctuate within one day. The use of AGV in such a field has the following drawbacks.
・ Because it is not possible to change the transfer platform and device size according to the amount of material, even when a small amount of transfer occurs, the device that takes into account the maximum time is used as it is, and both space and energy are inefficient.
-Since the size of articles that can be loaded is limited to the size of the conveyance table or less, there is a situation in which conveyance is not possible due to product type changes.
In order to match the quantity, it is necessary to have multiple types of AGVs with different sizes, and even in this case, the efficiency is similarly poor from the point of view of operating rate.
また近年の製品サイクルの短期間化からくる頻繁なライン変更などに対して、AGVは人とは異なる方法で搬送することから以下のような欠点がある。
・専用スペースをとるため、ライン変更、トラブル発生時などで装置が停止した場合に、その場所がデッドスペースになる。
・搬送台と一体化しているため、臨機応変に人手で代替することも困難である。
In addition, with respect to frequent line changes resulting from shortening of product cycles in recent years, AGV has the following disadvantages because it is transported by a method different from humans.
・ Since the dedicated space is taken, when the equipment stops due to line change or trouble, the place becomes dead space.
・ Because it is integrated with the transport platform, it is difficult to replace it manually as needed.
以上のような非効率な点が多いことから、多品種・変量を扱うラインの多くでは、工程間の部品・半完成品・完成品の搬送・供給は、人手により行われている。 Since there are many inefficiencies as described above, in many of the lines that handle various varieties / variables, transportation / supply of parts, semi-finished products, and finished products between processes is performed manually.
一方、上述したAGVに対して、移動・積載機能を分離した従来技術がある。
その一つとして、移動ロボットによりトレーラのように台車を牽引して移動する牽引方式がある。通常、移動ロボットは、真横への移動ができない非ホロノミック型であるため、台車を目的の場所に正確に停止さるためには、目的の場所の近傍で押し動作により台車を移動させることが有効である。しかしながら、牽引方式で押し動作を行なった場合、ジャックナイフ現象と呼ばれる、被牽引車(台車)が牽引車(移動ロボット)の内側に入り込んで牽引車の位置を制御できない状態が発生する。これらを制御する研究例もあるが制御は困難で実用化例はほぼ皆無である。
On the other hand, there is a conventional technique in which the movement / loading function is separated from the AGV described above.
One of them is a towing system in which a mobile robot pulls and moves a carriage like a trailer. Normally, a mobile robot is a nonholonomic type that cannot move sideways. Therefore, in order to stop the carriage accurately at the target location, it is effective to move the cart by pushing near the target location. is there. However, when the pushing operation is performed by the traction method, a state called a jack knife phenomenon occurs where the towed vehicle (cart) enters the inside of the towed vehicle (mobile robot) and the position of the towed vehicle cannot be controlled. There are examples of research to control these, but control is difficult and there are almost no practical examples.
また、他の例として、下記特許文献1では、2本の腕と2本の脚をもつ人間型ロボットに台車の移動を行なわせる技術を提案している。この人間型ロボットを利用すれば、台車に対して押し動作を行なった場合でも、ジャックナイフ現象を発生させることなく台車を移動させることが可能である。しかしながら、ロボットと台車との相対位置及び姿勢(6自由度)を決定する上で、2本の腕(通常各6自由度=12自由度)は冗長系あり、動作に必要な位置・姿勢・力等から腕操作を決定する方法が煩雑となる。 As another example, Patent Document 1 below proposes a technique for moving a carriage by a humanoid robot having two arms and two legs. If this humanoid robot is used, it is possible to move the cart without causing a jackknife phenomenon even when a pushing operation is performed on the cart. However, in determining the relative position and posture (6 degrees of freedom) between the robot and the carriage, the two arms (usually each 6 degrees of freedom = 12 degrees of freedom) are redundant, and the position, posture, The method for determining the arm operation from the force or the like becomes complicated.
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、多品種少量・変量生産される物品の搬送に柔軟に対応することができ、トラブル発生時における対応が容易であり、押し動作により物品搬送具(手押し台車等)を移動させる場合でもジャックナイフ現象を発生させることが無く、動作時の位置・姿勢・力の制御が比較的容易な搬送ロボットを提供することを課題とする。また、本発明は、上記の搬送ロボットに好適な3自由度パラレルリンク機構を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, can flexibly cope with the conveyance of articles produced in a variety of small quantities and variable quantities, is easy to deal with when trouble occurs, and is conveyed by pushing operation. It is an object of the present invention to provide a transfer robot that does not cause a jackknife phenomenon even when a tool (hand carriage, etc.) is moved, and that is relatively easy to control the position, posture, and force during operation. Another object of the present invention is to provide a three-degree-of-freedom parallel link mechanism suitable for the above-described transfer robot.
上記の課題を解決するため、本発明の搬送ロボットおよび3自由度パラレルリンク機構は、以下の手段を採用する。
(1)本発明は、物品を載せて外力を受けて移動する物品搬送具を移動させる搬送ロボットであって、移動を行なうロボット本体と、基端部が前記移動ロボットに連結されそれぞれ独立に駆動可能な複数のリンクと、該複数のリンクの先端に連結された出力部材とを有し、該複数のリンクの駆動状態により前記ロボット本体に対する前記出力部材の空間上または平面上の相対的な位置及び姿勢が定まるパラレルリンク機構と、該パラレルリンク機構の出力部材に連結され、前記出力部材と前記物品搬送具との相対位置及び姿勢を固定可能なように、前記パラレルリンク機構と前記物品搬送具との連結及び切離しを行う連結機構と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the transport robot and the three-degree-of-freedom parallel link mechanism of the present invention employ the following means.
(1) The present invention is a transfer robot that moves an article transfer tool that moves by receiving an external force by placing an article, and a movable robot body and a base end portion are connected to the mobile robot and driven independently. A plurality of possible links and an output member connected to the tips of the plurality of links, and a relative position of the output member with respect to the robot body in space or on a plane depending on a driving state of the links And a parallel link mechanism whose posture is determined, and an output member of the parallel link mechanism, and the parallel link mechanism and the article transporter so that a relative position and posture between the output member and the article transporter can be fixed. And a connecting mechanism for connecting and disconnecting to and from.
上記構成によれば、連結機構により物品搬送具と連結し、連結機構に連結されたパラレルリンク機構により物品搬送具との相対位置及び姿勢を制御しながら、ロボット本体を移動させることにより、物品搬送具を移動させることができる。このように、従来のAGVと異なり、ロボットと一体化した専用搬送台による搬送ではなく、移動機能と物品積載機能を分離した搬送態様としたので、物品積載機能を果たす物品搬送具に関しては、人と共通のもの(手押し台車、カート等)を使用することができる。したがって、従来のAGVと異なり、物量・品種に応じて、適したサイズの物品搬送具に容易に変更することができるとともに、物量に応じた複数種類のサイズの搬送ロボットを用意する必要が無く、スペース・エネルギーともに効率が良い。
また、搬送台と一体化されていないことから、従来のAGVと比較して小型・軽量化が可能であるため、搬送ロボットに異常事態が生じ、稼動不能に陥った場合でも、搬送ライン上から容易に撤去することができる。また、物品搬送具は人と共通のものを使用できるので、稼動不能に陥った搬送ロボットに代わって、搬送作業を人が引き継ぐことができる。
また、連結機構によってパラレルリンク機構と物品搬送具の相対位置及び姿勢が固定され、かつパラレルリンク機構によって上記の相対位置及び姿勢を制御しながら物品搬送具を移動させるので、押し動作により物品搬送具を移動させる場合でも、ジャックナイフ現象を生じることがない。したがって、真横への移動ができない非ホロノミック型のロボットでも、目的の移動場所の近傍で押し動作により物品搬送具を移動させることにより、目的の場所に正確に物品搬送具を停止させることができる。
また、ロボット本体に対する物品搬送具の相対位置及び姿勢を制御する機構として、パラレルリンク機構を採用しているので、平面上の相対位置及び姿勢を制御する場合は3自由でよく、空間上の相対位置及び姿勢を制御する場合でも6自由度でよいので、人の腕とほぼ同様の動きをする2本の腕(12自由度)と比較して、動作に必要な位置・姿勢・力等の制御が容易になる。
According to the above configuration, the article is conveyed by moving the robot main body while controlling the relative position and posture of the article carrier with the parallel link mechanism coupled to the coupling mechanism by the coupling mechanism. The tool can be moved. Thus, unlike the conventional AGV, the transfer function and the article loading function are separated, not the transfer by the dedicated transfer stand integrated with the robot. Common items (handcarts, carts, etc.) can be used. Therefore, unlike the conventional AGV, it can be easily changed to an article conveying tool of a suitable size according to the quantity / variety, and there is no need to prepare a plurality of types of conveying robots according to the quantity, Both space and energy are efficient.
In addition, since it is not integrated with the transfer platform, it can be made smaller and lighter than conventional AGVs, so even if an abnormal situation occurs in the transfer robot and it becomes inoperable, Can be removed easily. In addition, since the article conveying tool can be used in common with a person, the person can take over the conveying work in place of the conveying robot that has become inoperable.
In addition, the relative position and posture of the parallel link mechanism and the article transporter are fixed by the coupling mechanism, and the article transporter is moved while controlling the relative position and posture by the parallel link mechanism. Even in the case of moving the jack jack phenomenon does not occur. Therefore, even in a non-holonomic type robot that cannot move to the side, the article transport tool can be accurately stopped at the target location by moving the article transport tool by a pushing operation in the vicinity of the target travel location.
In addition, since a parallel link mechanism is employed as a mechanism for controlling the relative position and posture of the article transporter with respect to the robot body, three freedoms may be used to control the relative position and posture on the plane, and relative to space. Even if the position and posture are controlled, 6 degrees of freedom is sufficient. Compared with two arms (12 degrees of freedom) that move in almost the same way as a human arm, the position, posture, and force required for the movement Control becomes easy.
(2)また、上記の搬送ロボットにおいて、前記パラレルリンク機構は、前記ロボット本体と前記出力部材との間に並列接続された第1リンク、第2リンク及び第3リンクを有し、該第1リンク、第2リンク及び第3リンクの駆動状態により、前記ロボット本体に対する前記出力部材の水平面上の相対的な位置及び姿勢が定まる3自由度パラレルリンク機構であり、前記第1リンク及び前記第3リンクの各々は、一端が前記ロボット本体に鉛直軸心を中心に回転可能に連結され、他端が前記出力部材に鉛直軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによって両端間の距離が変化するものであり、前記第2リンクは、一端が前記ロボット本体に鉛直方向を向く基準軸心を中心に回転可能に連結され、他端が前記出力部材に鉛直軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによって前記ロボット本体に対する前記基準軸心を中心とする向きが変化するものであり、且つ前記第1リンク及び前記第3リンクの駆動に従動して両端間の距離が変化するものである。 (2) Further, in the transfer robot, the parallel link mechanism includes a first link, a second link, and a third link connected in parallel between the robot body and the output member. A three-degree-of-freedom parallel link mechanism in which a relative position and posture of the output member with respect to the robot main body on a horizontal plane is determined by driving states of the link, the second link, and the third link, and the first link and the third link Each of the links has one end connected to the robot body so as to be rotatable around a vertical axis, and the other end is connected to the output member so as to be rotatable around a vertical axis, and is driven to drive between the both ends. The second link has one end connected to the robot body so as to be rotatable about a reference axis centered in the vertical direction, and the other end vertically connected to the output member. It is connected so as to be rotatable around a center, and when driven, the direction about the reference axis with respect to the robot body changes, and is driven by the driving of the first link and the third link. Thus, the distance between both ends changes.
上記構成によれば、第1リンク、第2リンク及び第3リンクをそれぞれ独立して駆動させることにより、出力部材の位置及び姿勢を平面3自由度(水平面上での進行方向x、水平面上でのx方向に直角なy方向、水平面に垂直なz軸まわりの回転角θz)で制御することができるので、ロボット本体に対する物品搬送具の水平面上の相対位置及び姿勢を制御することができる。 According to the above configuration, by driving the first link, the second link, and the third link independently, the position and posture of the output member can be set to three degrees of freedom in the plane (traveling direction x on the horizontal plane, on the horizontal plane). Therefore, the relative position and posture of the article transporter on the horizontal plane with respect to the robot body can be controlled by the y-direction perpendicular to the x-direction and the rotation angle θz around the z-axis perpendicular to the horizontal plane.
(3)また、上記の搬送ロボットにおいて、前記第1リンク、第2リンク及び第3リンクの各々は、前記両端間の途中部位を連結点とする2本のアームからなり、該2本のアームの連結点を関節として屈伸運動し、該屈伸運動により前記両端間の距離が変化するものである。 (3) Further, in the transfer robot described above, each of the first link, the second link, and the third link includes two arms having a midpoint between the both ends as a connection point. The connecting point is a bending / extending motion with the joint as a joint, and the distance between both ends is changed by the bending / extending motion.
上記構成によれば、各リンクが関節を持つので、両端間の距離が変化する範囲(伸縮範囲)が広く取りやすくなり、パラレルリンク機構の可動範囲を広く設定することができる。したがって、移動ロボットに対する物品搬送具の相対位置及び姿勢の制御範囲を広くすることができる。 According to the above configuration, since each link has a joint, a range in which the distance between both ends changes (extension / contraction range) can be easily widened, and the movable range of the parallel link mechanism can be set wide. Therefore, the control range of the relative position and posture of the article transporter with respect to the mobile robot can be widened.
(4)また、上記の搬送ロボットにおいて、前記第1リンク、第2リンク及び第3リンクは、前記第1リンクと前記第3リンクの離間方向の中間位置に前記第2リンクが位置するように配置されており、前記第1リンク及び前記第3リンクは、それぞれ、2本のアームが互いに鉛直軸心を中心に回転可能に連結しており、前記第2リンクの2本のアームは、互いに水平軸心を中心に回転可能に連結している。 (4) In the transfer robot described above, the first link, the second link, and the third link are positioned so that the second link is positioned at an intermediate position in the separation direction of the first link and the third link. The first link and the third link are connected to each other so that two arms are rotatable about a vertical axis, and the two arms of the second link are connected to each other. It is connected so as to be rotatable around a horizontal axis.
上記構成によれば、能動的に伸縮する第1リンクと第3リンクが、第2リンクを挟む形で配置されるので、第1リンクと第2リンクのいずれか一方に荷重が偏ることがない。また、第2リンクが屈曲するときは、関節部分が上方又は下方に凸となるように屈曲し、第1リンクと第3リンクが屈曲するときは、関節部分が水平方向に移動して左右いずれかの方向に凸となるように屈曲するので、互いに機械的に干渉しにくい。なお、第1リンクと第2リンクが屈曲するときに互いの関節の距離が広がる方向に凸形状となるように構成すれば、第1リンクと第3リンクの配置間隔が狭い場合でも、互いの機械的干渉を防止することができる。 According to the above configuration, since the first link and the third link that are actively expanded and contracted are arranged so as to sandwich the second link, the load is not biased to either the first link or the second link. . Further, when the second link is bent, the joint portion is bent so as to protrude upward or downward, and when the first link and the third link are bent, the joint portion moves in the horizontal direction and either Since they are bent so as to be convex in this direction, they hardly interfere with each other mechanically. It should be noted that when the first link and the second link are bent so that the distance between the joints becomes a convex shape, even if the arrangement interval between the first link and the third link is narrow, the mutual link Mechanical interference can be prevented.
(5)また、上記の搬送ロボットにおいて、前記第1リンクは、前記ロボット本体との連結点の位置に固定された第1駆動モータと、該第1駆動モータの回転運動を当該第1リンクの屈伸運動に変換する第1リンク用動力変換機構とを有し、前記第2リンクは、前記ロボット本体との連結点の位置に固定され前記ロボット本体に対する当該第2リンクの前記基準軸心を中心とした向きを変化させる第2駆動モータを有し、前記第3リンクは、前記ロボット本体との連結点の位置に固定された第3駆動モータと、該第3駆動モータの回転運動を当該第3リンクの屈伸運動に変換する第3リンク用動力変換機構とを有する。 (5) In the transfer robot, the first link includes a first drive motor fixed at a position of a connection point with the robot body, and rotational movement of the first drive motor. A power conversion mechanism for a first link that converts to a bending and stretching motion, and the second link is fixed at a position of a connection point with the robot body and is centered on the reference axis of the second link with respect to the robot body. A second drive motor that changes the orientation of the third drive motor, the third link being fixed at a position of a connection point with the robot body, and a rotational motion of the third drive motor in relation to the third drive motor. A power conversion mechanism for a third link that converts to a bending and stretching motion of three links.
上記構成によれば、各リンクを駆動する各駆動モータが、各リンクとロボット本体との連結点の位置に設置されているので、各リンクに作用するモーメントを小さくすることができる。また、各駆動モータを上記の位置に設置することで、搬送ロボット全体の重心をロボット本体側に設定しやすくなるので、安定して移動及び停止を行なうことができる。 According to the above configuration, since each drive motor that drives each link is installed at the position of the connection point between each link and the robot body, the moment acting on each link can be reduced. Further, by installing each drive motor at the above position, the center of gravity of the entire transfer robot can be easily set on the robot body side, so that it can be moved and stopped stably.
(6)また、上記の搬送ロボットにおいて、前記第1リンク用動力変換機構及び前記第3リンク用動力変換機構は、平行リンク機構により構成される。 (6) Further, in the transfer robot, the first link power conversion mechanism and the third link power conversion mechanism are configured by a parallel link mechanism.
上記構成によれば、各動力変換機構が平行リンク機構により構成されるので、簡単な構成で確実に、駆動モータの回転運動をリンクの屈伸運動に変換することができる。 According to the said structure, since each power conversion mechanism is comprised with a parallel link mechanism, the rotational motion of a drive motor can be reliably converted into the bending motion of a link with a simple structure.
(7)また、本発明は、ベース部材と、該ベース部材に基端部が連結されそれぞれ独立に駆動可能な第1リンク、第2リンク、及び第3リンクと、該第1リンク、第2リンク、及び第3リンクの先端に連結された出力部材とを備え、前記第1リンク、第2リンク及び第3リンクの駆動状態により、前記ベース部材に対する前記出力部材の所定平面上の相対的な位置及び姿勢が定まる3自由度パラレルリンク機構であって、前記第1リンク及び前記第3リンクの各々は、一端が前記ベース部材に前記所定平面に対して垂直な軸心を中心に回転可能に連結され、他端が前記出力部材に前記所定平面に対して垂直な軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによって両端間の距離が変化するものであり、前記第2リンクは、一端が前記ベース部材に前記所定平面に対して垂直な基準軸心を中心に回転可能に連結され、他端が前記出力部材に前記所定平面に対して垂直な軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによって前記ベース部材に対する前記基準軸心を中心とする向きが変化するものであり、且つ前記第1リンク及び前記第3リンクの駆動に従動して両端間の距離が変化するものである、ことを特徴とする。 (7) Further, according to the present invention, a base member, a first link, a second link, and a third link that have base ends connected to the base member and can be independently driven, the first link, and the second link A link and an output member connected to the tip of the third link, and relative to the base member on a predetermined plane with respect to the base member according to the driving state of the first link, the second link, and the third link. A three-degree-of-freedom parallel link mechanism with a fixed position and orientation, wherein each of the first link and the third link is rotatable about an axis perpendicular to the predetermined plane on the base member. The second link is connected, the other end is connected to the output member so as to be rotatable about an axis perpendicular to the predetermined plane, and the distance between both ends is changed by driving. Is one end The base member is connected to be rotatable about a reference axis perpendicular to the predetermined plane, and the other end is connected to the output member to be rotatable about an axis perpendicular to the predetermined plane. In addition, when driven, the direction around the reference axis with respect to the base member is changed, and the distance between both ends is changed by driving the first link and the third link. It is characterized by being.
上記構成によれば、第1リンク、第2リンク及び第3リンクをそれぞれ独立して駆動させることにより、出力部材の位置及び姿勢を3自由度(所定平面上での進行方向x、所定平面上でのx方向に直角なy方向、所定平面に垂直なz軸まわりの回転角θz)で制御することができる。したがって、上記の搬送ロボット用のパラレルリンク機構として好適である。
また、出力部材に、目的に応じた種々のツール(物品把持具、加工ツールなど)を搭載することにより、物品搬送装置の搬送機構や加工装置の位置決め機構等にも適用することができる。
According to the above configuration, the first link, the second link, and the third link are independently driven, so that the position and posture of the output member can be set to three degrees of freedom (the traveling direction x on the predetermined plane, the predetermined plane). In the y direction perpendicular to the x direction and the rotation angle θz around the z axis perpendicular to the predetermined plane. Therefore, it is suitable as a parallel link mechanism for the transfer robot.
Further, by mounting various tools (article gripping tool, processing tool, etc.) according to the purpose on the output member, the output member can be applied to a transport mechanism of an article transport device, a positioning mechanism of a processing device, and the like.
(8)また、上記の3自由度パラレルリンク機構において、前記第1リンク、第2リンク及び第3リンクの各々は、前記両端間の途中部位を連結点とする2本のアームからなり、該2本のアームの連結点を関節として屈伸運動し、該屈伸運動により前記両端間の距離が変化するものである。 (8) Further, in the above three-degree-of-freedom parallel link mechanism, each of the first link, the second link, and the third link is composed of two arms having a midpoint between the both ends as a connection point, A bending / extending motion is performed with the connecting point of the two arms as a joint, and the distance between both ends is changed by the bending / extending motion.
上記構成によれば、各リンクが関節を持つので、両端間の距離が変化する範囲(伸縮範囲)が広く取りやすくなり、パラレルリンク機構の可動範囲を広く設定することができる。 According to the above configuration, since each link has a joint, a range in which the distance between both ends changes (extension / contraction range) can be easily widened, and the movable range of the parallel link mechanism can be set wide.
(9)また、上記の3自由度パラレルリンク機構において、前記第1リンク、第2リンク及び第3リンクは、前記第1リンクと前記第3リンクの離間方向の中間位置に前記第2リンクが位置するように配置されており、前記第1リンク及び前記第3リンクは、それぞれ、2本のアームが互いに前記所定平面に対して垂直な軸心を中心に回転可能に連結しており、前記第2リンクの2本のアームは、互いに前記所定平面に平行な軸心を中心に回転可能に連結している。 (9) In the three-degree-of-freedom parallel link mechanism, the first link, the second link, and the third link are located at an intermediate position in the separation direction of the first link and the third link. Each of the first link and the third link is connected so that two arms can rotate around an axis perpendicular to the predetermined plane, The two arms of the second link are connected to each other so as to be rotatable about an axis parallel to the predetermined plane.
上記構成によれば、能動的に伸縮する第1リンクと第3リンクが、第2リンクを挟む形で配置されるので、第1リンクと第2リンクのいずれか一方に荷重が偏ることがない。また、第2リンクが屈曲するときは、関節部分が所定平面に垂直な方向に凸となるように屈曲し、第1リンクと第3リンクが屈曲するときは、関節部分が所定平面に平行に移動して屈曲するので、互いに機械的に干渉しにくい。なお、第1リンクと第2リンクが屈曲するときに互いの関節の距離が広がる方向に凸形状となるように構成すれば、第1リンクと第3リンクの配置間隔が狭い場合でも、互いの機械的干渉を防止することができる。 According to the above configuration, since the first link and the third link that are actively expanded and contracted are arranged so as to sandwich the second link, the load is not biased to either the first link or the second link. . Further, when the second link is bent, the joint portion is bent so as to be convex in a direction perpendicular to the predetermined plane, and when the first link and the third link are bent, the joint portion is parallel to the predetermined plane. Since they move and bend, they hardly interfere with each other mechanically. It should be noted that when the first link and the second link are bent so that the distance between the joints becomes a convex shape, even if the arrangement interval between the first link and the third link is narrow, the mutual link Mechanical interference can be prevented.
(10)また、上記の3自由度パラレルリンク機構において、前記第1リンクは、前記ベース部材との連結点の位置に固定された第1駆動モータと、該第1駆動モータの回転運動を当該第1リンクの屈伸運動に変換する第1リンク用動力変換機構とを有し、前記第2リンクは、前記ベース部材との連結点の位置に固定され前記ベース部材に対する当該第2リンクの前記基準軸心を中心とする向きを変化させる第2駆動モータを有し、前記第3リンクは、前記ベース部材との連結点の位置に固定された第3駆動モータと、該第3駆動モータの回転運動を当該第3リンクの屈伸運動に変換する第3リンク用動力変換機構とを有する。 (10) In the three-degree-of-freedom parallel link mechanism, the first link includes a first drive motor fixed at a connection point with the base member, and rotational motion of the first drive motor. A first link power conversion mechanism that converts the first link to a bending and stretching motion, and the second link is fixed at a position of a connection point with the base member, and the reference of the second link with respect to the base member A third drive motor having a second drive motor that changes a direction around an axis, wherein the third link is fixed at a connection point with the base member; and rotation of the third drive motor. A power conversion mechanism for a third link that converts the motion into the bending and stretching motion of the third link.
上記構成によれば、各リンクを駆動する各駆動モータが、各リンクとベース部材との連結点の位置に設置されているので、各リンクに作用するモーメントを小さくすることができる。 According to the above configuration, since each drive motor that drives each link is installed at the position of the connection point between each link and the base member, the moment acting on each link can be reduced.
(11)また、上記の3自由度パラレルリンク機構において、前記第1リンク用動力変換機構及び前記第3リンク用動力変換機構は、平行リンク機構により構成される。 (11) In the three-degree-of-freedom parallel link mechanism, the first link power conversion mechanism and the third link power conversion mechanism are configured by a parallel link mechanism.
上記構成によれば、各動力変換機構が平行リンク機構により構成されるので、簡単な構成で確実に、駆動モータの回転運動をリンクの屈伸運動に変換することができる。 According to the said structure, since each power conversion mechanism is comprised with a parallel link mechanism, the rotational motion of a drive motor can be reliably converted into the bending motion of a link with a simple structure.
以上の説明から明らかなように、本発明の搬送ロボットによれば、多品種少量・変量生産される物品の搬送に柔軟に対応することができ、トラブル発生時における対応が容易であり、押し動作により対象物を移動させる場合でもジャックナイフ現象を発生させることが無く、動作時の位置・姿勢・力の制御を容易にすることができる。また、本発明の3自由度パラレルリンク機構は、上記の搬送ロボットに好適である。 As is clear from the above description, according to the transfer robot of the present invention, it is possible to flexibly cope with the transfer of articles that are produced in a variety of products in small quantities and variable quantities. Thus, even when the object is moved, the jackknife phenomenon does not occur, and the position, posture, and force during operation can be easily controlled. Further, the three-degree-of-freedom parallel link mechanism of the present invention is suitable for the above-described transfer robot.
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は本発明の実施形態にかかる搬送ロボット10の斜視図であり、図2は工場内における搬送ロボット10の搬送作業の様子を示す図である。
図1に示すように、この搬送ロボット10は、物品搬送具1を移動させるためのロボットである。物品7は、本実施形態では部品・半完成品・完成品等であるが、とくに限定されるものではない。物品搬送具1は、物品7を載せて外力を受けて移動するものである。したがって、物品搬送具1としては、例えば図1に示す手押し台車、カート等、人が物品7の搬送を行なうために使用するものであってよい。なお、以下では、説明の便宜上、“手押し台車”に対しても参照符号「1」を使用する。
搬送ロボット10は、移動を行なうロボット本体12と、ロボット本体12に連結されたパラレルリンク機構20と、パラレルリンク機構20と物品搬送具1とを連結するための連結機構40とを備えている。
FIG. 1 is a perspective view of a
As shown in FIG. 1, the
The
ロボット本体12の胴体部13の下部の左右両側には、駆動モータ(図示せず)によって駆動される一対の駆動輪14が設けられている。一対の駆動輪14は、互いの回転軸心が一致し、それぞれ独立して駆動される。また、ロボット本体12の下部の前後には自在キャスター15が設けられている(より詳細には、図3参照)。上記構成により、ロボット本体12は、前後進と左右旋回が可能となっている。
A pair of
また、ロボット本体12には、上述した駆動輪14を駆動するための駆動モータ、パラレルリンク機構20及び連結機構40の駆動を制御する制御部、障害物等を検知するセンサ17、上位コントローラとの通信を行なう通信装置、これらの駆動に必要な電力を供給するバッテリー等が搭載されており、上位コントローラからの指令を受けて、搬送作業に必要な動作を行なう。
The
パラレルリンク機構20は、基端部がロボット本体12に連結されそれぞれ独立に駆動可能な複数のリンクと、複数のリンクの先端に連結された出力部材24とを有し、複数のリンクの駆動状態によりロボット本体12に対する出力部材24の相対的な位置及び姿勢が定まるものである。
本実施形態において、パラレルリンク機構20は、ロボット本体12と出力部材24との間に並列接続された第1リンク21、第2リンク22及び第3リンク23を有しており、第1リンク21、第2リンク22及び第3リンク23の駆動状態により、ロボット本体12に対する出力部材24の水平面上の相対的な位置及び姿勢が定まる3自由度パラレルリンク機構20として構成されている。
The
In the present embodiment, the
なお、パラレルリンク機構20は、複数のリンクの駆動状態により、ロボット本体12に対する出力部材24の空間上の相対位置及び姿勢が定まるものであってもよい。この場合のパラレルリンク機構20は、特に限定されないが、例えば、スチュアートプラットフォームと呼ばれる6自由度パラレルリンク機構として構成されてもよい。
Note that the
連結機構40は、パラレルリンク機構20の出力部材24に連結され、出力部材24と物品搬送具1との相対位置及び姿勢を固定可能なように、パラレルリンク機構20と物品搬送具1との連結及び切離しを行う機能を有する。
本実施形態において連結機構40は、手押し台車1に設けられた把持部2を把持することにより手押し台車1と連結する把持機構41が左右方向に2つ設けられて構成されている。
なお、ロボット本体12に対する上記のパラレルリンク機構20の設置位置は、連結機構40が物品搬送台車の把持部2を把持し、連結できる高さに設定されている。
The
In the present embodiment, the
The installation position of the
上記の搬送ロボット10によれば、連結機構40により物品搬送具1と連結し、連結機構40に連結されたパラレルリンク機構20により物品搬送具1との相対位置及び姿勢を制御しながら、ロボット本体12を移動させることにより、図2に示すように、物品搬送具1を移動させることができ、これにより物品7を搬送することができる。なお、搬送ロボット10は、引き動作によっても物品搬送具1を移動させることが可能である。
According to the
このように、従来のAGVと異なり、ロボットと一体化した専用搬送台による搬送ではなく、移動機能と物品積載機能を分離した搬送態様としたので、物品積載機能を果たす物品搬送具1に関しては、図2に示すように、人8と共通のもの(手押し台車1、カート等)を使用することができる。したがって、従来のAGVと異なり、物量・品種に応じて、適したサイズの物品搬送具1に容易に変更することができるとともに、物量に応じた複数種類のサイズの搬送ロボット10を用意する必要が無く、スペース・エネルギーともに効率が良い。
Thus, unlike the conventional AGV, since it is not a transfer by a dedicated transfer stand integrated with the robot but a transfer mode in which the moving function and the article loading function are separated, the article transporter 1 that performs the article loading function is as follows. As shown in FIG. 2, the same thing as the person 8 (handcart 1, cart, etc.) can be used. Therefore, unlike the conventional AGV, it is possible to easily change the article conveying tool 1 to a suitable size according to the quantity / variety and to prepare a plurality of types of conveying
また、この搬送ロボット10は、搬送台と一体化されていないことから、従来のAGVと比較して小型・軽量化が可能であるため、搬送ロボット10に異常事態が生じ、稼動不能に陥った場合でも、搬送ライン上から容易に撤去することができる。また、物品搬送具1は人8と共用のものを使用できるので、稼動不能に陥った搬送ロボット10に代わって、搬送作業を人8が引き継ぐことができる。
In addition, since the
また、連結機構40によって、パラレルリンク機構20と物品搬送具1の相対位置及び姿勢が固定されるので、押し動作により物品搬送具1を移動させる場合でも、ジャックナイフ現象を生じることがない。したがって、真横への移動ができない非ホロノミック型の搬送ロボット10でも、目的の移動場所の近傍で押し動作により物品搬送具1を移動させることにより、目的の場所に正確に物品搬送具1を停止させることができる。
Moreover, since the relative position and attitude | position of the
また、ロボット本体12に対する物品搬送具1の相対位置及び姿勢を制御する機構として、パラレルリンク機構20を採用しているので、平面上の相対位置及び姿勢を制御する場合は本実施形態のように3自由でよく、空間上の相対位置及び姿勢を制御する場合でも6自由度でよいので、人の腕とほぼ同様の動きをする2本の腕(12自由度)と比較して、動作に必要な位置・姿勢・力等の制御が容易になる。
Further, since the
以下、本発明の搬送ロボット10の構成をより詳細に説明する。図3は、搬送ロボット10及び手押し台車1の模式図であり、(A)は平面図、(B)は側面図である。
図3(A)及び(B)において、紙面の左右方向が搬送ロボット10の前後方向である。図3に示すように、手押し台車1は、物品7を載せる荷台3と、荷台3の下面前方の左右両側に設けられた一対の自在キャスター5と、荷台3の下面後方の左右両側に設けられた一対の固定キャスター6と、荷台3の上面後方位置から上方に延びる支持部材4と、支持部材4の上端で支持された把持部2とから構成されている。
Hereinafter, the configuration of the
3A and 3B, the left-right direction of the paper is the front-rear direction of the
上述したように、パラレルリンク機構20は、第1リンク21、第2リンク22及び第3リンク23と、各リンクの先端に連結された出力部材24を有している。
第1リンク21及び第3リンク23の各々は、一端がロボット本体12に鉛直軸心を中心に回転可能に連結され、他端が出力部材24に鉛直軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによって両端間の距離が変化する。
第2リンク22は、一端がロボット本体12に鉛直方向を向く軸心(以下、この軸心を「基準軸心a」という)を中心に回転可能に連結され、他端が出力部材24に鉛直軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによってロボット本体12に対する基準軸心aを中心とする向きが変化する。また、第2リンク22は、第1リンク21及び第3リンク23の駆動に従動して両端間の距離が変化する。
As described above, the
Each of the
The
上記構成によれば、第1リンク21、第2リンク22及び第3リンク23をそれぞれ独立して駆動させることにより、出力部材24の位置及び姿勢を平面3自由度(水平面上での進行方向x、水平面上でのx方向に直角なy方向、水平面に垂直なz軸まわりの回転角θz)で制御することができるので、ロボット本体12に対する物品搬送具1の水平面上の相対位置及び姿勢を制御することができる。
According to the above configuration, the
図4は、第1リンク21、第2リンク22及び第3リンク23の3種の構成例A、B、Cを模式的に示した図である。
図4において、各図は、紙面左右方向に3列、上下に2段の枠内に示されており、左右方向の各列に分かれて各構成例A、B、Cが示されている。また、各列において、上段は平面視での模式図、下段は側面視での模式図である。側面視での模式図では、枠内の上側が第1リンク21(又は第3リンク23)を示し、下側が第2リンク22を示している。
なお、図1〜図3では、上記の構成例Cを採用した搬送ロボット10を示している。
FIG. 4 is a diagram schematically showing three types of configuration examples A, B, and C of the
In FIG. 4, each figure is shown in a frame of three rows in the left-right direction on the paper and in two steps up and down, and each configuration example A, B, and C is shown divided into each row in the left-right direction. In each row, the upper part is a schematic diagram in plan view, and the lower part is a schematic diagram in side view. In the schematic view in a side view, the upper side in the frame indicates the first link 21 (or the third link 23), and the lower side indicates the
1 to 3 show the
図4に示すように、構成例A〜Cでは、いずれも、第1リンク21、第2リンク22及び第3リンク23は、第1リンク21と第3リンク23の離間方向の中間位置に第2リンク22が位置するように配置されている。以下、各構成例ごとに構成を説明する。
As shown in FIG. 4, in each of the configuration examples A to C, the
[構成例A]
構成例Aでは、第1リンク21、第2リンク22及び第3リンク23は、いずれも直線的に伸縮するように構成されており、第1リンク21及び第3リンク23は、伸縮駆動アクチュエータにより構成されている。伸縮駆動アクチュエータとしては、例えば、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等を使用することができる。第2リンク22は、直線的に伸縮自在であるが、その伸縮は受動的であり、第1リンク21と第2リンク22の駆動に従動して伸縮する。また第2リンク22は、ロボット本体12との連結点の位置に固定された第2駆動モータ33を有し、この第2駆動モータ33の駆動により、ロボット本体12に対する基準軸心aを中心とした向きが変化するようになっている。
[Configuration example A]
In the configuration example A, the
上記の構成例Aによれば、第1リンク21と第3リンク23の伸縮駆動により出力部材24に並進運動を与え、第2リンク22の旋回駆動により出力部材24に旋回運動を与えることができるので、出力部材24の位置及び姿勢を平面3自由度(水平面上での進行方向x、水平面上でのx方向に直角なy方向、水平面に垂直なz軸まわりの回転角θz)で制御することができる。
According to the configuration example A, the
[構成例B]
構成例Bでは、第1リンク21、第2リンク22及び第3リンク23の各々は、両端間の途中部位(この例では中間点)を連結点とする2本のアーム26,27からなり、2本のアーム26,27の連結点を関節29,30,31として屈伸運動し、この屈伸運動により両端間の距離が変化する。
第1リンク21と第3リンク23は、それぞれの関節29,31の位置に第1駆動モータ32、第3駆動モータ34を有し、各駆動モータの駆動により屈伸運動を行なう。
また、図4に示すように、第1リンク21と第3リンク23は、それぞれ、2本のアーム26,27が互いに鉛直軸心を中心に回転可能に連結している。
[Configuration example B]
In the configuration example B, each of the
The
As shown in FIG. 4, the
第2リンク22は、2本のアーム26,27が互いに水平軸心を中心に回転可能に連結しており、屈伸運動によって伸縮自在であるが、その伸縮は受動的であり、第1リンク21と第2リンク22の駆動に従動して伸縮する。
また第2リンク22は、ロボット本体12との連結点の位置に固定された第2駆動モータ33を有し、この第2駆動モータ33の駆動により、ロボット本体12に対する基準軸心aを中心とした向きが変化するようになっている。
The
The
上記の構成例Bによれば、構成例Aと同様に、出力部材24の位置及び姿勢を平面3自由度で制御することができる。また、各リンクが関節を持つので、構成例Aと比べて、両端間の距離が変化する範囲(伸縮範囲)を拡大することができる。したがって、パラレルリンク機構20の可動範囲を拡大することができる。
また、能動的に伸縮する第1リンクと第3リンクが、第2リンクを挟む形で配置されるので、第1リンクと第2リンクのいずれか一方に荷重が偏ることがない。また、第2リンクが屈曲するときは、関節部分が上方又は下方に凸となるように屈曲し、第1リンクと第3リンクが屈曲するときは、関節部分が水平方向に移動して左右いずれかの方向に凸となるように屈曲するので、互いに機械的に干渉しにくい。
第1リンクと第3リンクが屈曲する方向は、特に限定されず、互いに逆方向あるいは互いの関節29,31の距離が縮まる方向であってもよいが、図4に示すように、互いの関節29,31の距離が広がる方向であるのがこのましい。この構成により、各リンクが屈曲するときに、第1リンク21と第3リンク23が左右両側に広がるので、各リンク相互間の機械的干渉を防止することができる。
According to the above configuration example B, similarly to the configuration example A, the position and orientation of the
Further, since the first link and the third link that are actively expanded and contracted are arranged so as to sandwich the second link, the load is not biased to one of the first link and the second link. Further, when the second link is bent, the joint portion is bent so as to protrude upward or downward, and when the first link and the third link are bent, the joint portion moves in the horizontal direction and either Since they are bent so as to be convex in this direction, they hardly interfere with each other mechanically.
The direction in which the first link and the third link bend is not particularly limited, and may be a direction opposite to each other or a direction in which the distance between the
[構成例C]
構成例Cは、構成例Bと共通する点が多いので、以下では構成例Bとの相違点を中心に説明する。
構成例BとCでは、まず、第1駆動モータ32と第3駆動モータ34の設置位置が異なる。構成例Cでは、第1リンク21と第3リンク23は、それぞれ、ロボット本体12との連結点の位置に第1駆動モータ32、第3駆動モータ34を有し、各駆動モータの駆動により屈伸運動を行なう。
また、構成例Cでは、第1リンク21は、第1駆動モータ32の回転運動を第1リンク21の屈伸運動に変換する第1リンク用動力変換機構36aを有し、第3リンク23は、第3駆動モータ34の回転運動を第3リンク23の屈伸運動に変換する第3リンク用動力変換機構36bを有する。
[Configuration example C]
Since the configuration example C has many points in common with the configuration example B, the following description will focus on differences from the configuration example B.
In the configuration examples B and C, first, the installation positions of the
In the configuration example C, the
構成例Cにおいて、第1リンク用動力変換機構36aと第3リンク用動力変換機構36bは、平行リンク機構で構成されている。各平行リンク機構は、各駆動モータ32,34の出力軸に連結された駆動アーム37と、出力部材24側のアーム26に連結された従動アーム38と、一端が駆動アーム37に鉛直軸心を中心に回転可能に連結され他端が従動アーム38に鉛直軸心を中心に連結された中間アーム39とから構成されている。駆動アーム37と従動アーム38の長さは同じであり、中間アーム39の長さは、ロボット本体12側のアーム26の長さと同じである。
構成例Cの他の部分の構成は、構成例Bと同じである。
In the configuration example C, the first link
The configuration of the other parts of the configuration example C is the same as that of the configuration example B.
上記の構成例Cによれば、上記の構成例Bの効果に加え、以下の効果が得られる。
各リンク21,22,23を駆動する各駆動モータ32,33,34がロボット本体12との連結点の位置に設けられているので、各リンク21,22,23に作用するモーメントを小さくすることができる。
また、各駆動モータ32,33,34を上記の位置に設置することで、搬送ロボット10全体の重心をロボット本体12側に設定しやすくなるので、搬送ロボット10が安定して移動及び停止を行なうことができる。
各動力変換機構36a,36bが平行リンク機構により構成されるので、簡単な構成で確実に、各駆動モータ32,34の回転運動を各リンク21,23の屈伸運動に変換することができる。
According to the above configuration example C, in addition to the effects of the above configuration example B, the following effects can be obtained.
Since the
Further, by installing the
Since each
なお、第1リンク用動力変換機構36aと第3リンク用動力変換機構36bは、上述した平行リンク機構に限られず、例えばベルト伝動機構やチェーン伝動機構などの他の機構を用いたものであってもよい。
The first link
図5は、搬送ロボット10が手押し台車1を旋回移動させている様子を示す模式的平面図である。
図5に示すように、ロボット本体12の駆動輪14,14間の回転軸心の中点bが描く旋回軌道と、手押し台車1の固定キャスター6,6間の回転軸心の中点cが描く旋回軌道とが、同一半径及び同一中心の円となるように、パラレルリンク機構20によりロボット本体12と手押し台車1の相対位置及び姿勢を制御しながら、旋回するのが好ましい。このような条件で旋回することにより、搬送ロボット10と手押し台車1が同一の旋回軌道を描いてスムーズに旋回することができる。
FIG. 5 is a schematic plan view showing a state in which the
As shown in FIG. 5, the turning trajectory drawn by the midpoint b of the rotation axis between the
また、上述した3自由度パラレルリンク機構20は、本発明の搬送ロボット10のみならず、他の用途にも用いることができる。たとえば、図6に示すように、ロボット本体12に代えて、各リンク21,22,23の基端部をベース部材43に連結するとともに、出力部材24に、目的に応じた種々のツール44(物品把持具、加工ツールなど)を取り付けることにより、物品搬送装置の搬送機構や加工装置の位置決め機構として用いることができる。
なお、この場合、相対位置及び姿勢の制御がなされる平面は、水平面に限られず、他の平面、例えば、水平面に垂直な平面であってもよい。
Further, the above three-degree-of-freedom
In this case, the plane on which the relative position and orientation are controlled is not limited to a horizontal plane, and may be another plane, for example, a plane perpendicular to the horizontal plane.
上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention disclosed above are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
1 物品搬送具(手押し台車)
2 把持部
3 荷台
4 支持部材
5 自在キャスター
6 固定キャスター
7 物品
8 人
10 搬送ロボット
12 ロボット本体
13 胴体部
14 駆動輪
15 自在キャスター
17 センサ
20 パラレルリンク機構
21 第1リンク
22 第2リンク
23 第3リンク
24 出力部材
26,27 アーム
29,30,31 関節
32 第1駆動モータ
33 第2駆動モータ
34 第3駆動モータ
36a 第1リンク用動力変換機構
36b 第3リンク用動力変換機構
37 駆動アーム
38 従動アーム
39 中間アーム
40 連結機構
41 把持機構
43 ベース部材
44 ツール
1 Goods carrier (handcart)
2 Grasping
Claims (11)
移動を行なうロボット本体と、
基端部が前記移動ロボットに連結されそれぞれ独立に駆動可能な複数のリンクと、該複数のリンクの先端に連結された出力部材とを有し、該複数のリンクの駆動状態により前記ロボット本体に対する前記出力部材の空間上または平面上の相対的な位置及び姿勢が定まるパラレルリンク機構と、
該パラレルリンク機構の出力部材に連結され、前記出力部材と前記物品搬送具との相対位置及び姿勢を固定可能なように、前記パラレルリンク機構と前記物品搬送具との連結及び切離しを行う連結機構と、を備えることを特徴とする搬送ロボット。 A transport robot that moves an article transporter that carries an article and receives an external force to move,
A robot body that moves,
A plurality of links whose base ends are connected to the mobile robot and can be driven independently; and output members connected to distal ends of the links; A parallel link mechanism in which a relative position and posture of the output member on a space or a plane are determined;
A connecting mechanism that is connected to the output member of the parallel link mechanism and connects and disconnects the parallel link mechanism and the article transporter so that the relative position and posture between the output member and the article transporter can be fixed. And a transport robot.
前記第1リンク及び前記第3リンクの各々は、一端が前記ロボット本体に鉛直軸心を中心に回転可能に連結され、他端が前記出力部材に鉛直軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによって両端間の距離が変化するものであり、
前記第2リンクは、一端が前記ロボット本体に鉛直方向を向く基準軸心を中心に回転可能に連結され、他端が前記出力部材に鉛直軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによって前記ロボット本体に対する前記基準軸心を中心とする向きが変化するものであり、且つ前記第1リンク及び前記第3リンクの駆動に従動して両端間の距離が変化するものである、請求項1記載の搬送ロボット。 The parallel link mechanism includes a first link, a second link, and a third link connected in parallel between the robot body and the output member, and driving the first link, the second link, and the third link. A three-degree-of-freedom parallel link mechanism in which a relative position and posture of the output member on the horizontal plane with respect to the robot body is determined depending on a state;
Each of the first link and the third link has one end connected to the robot body so as to be rotatable about a vertical axis and the other end is connected to the output member so as to be rotatable about the vertical axis. And the distance between both ends changes by driving,
One end of the second link is connected to the robot body so as to be rotatable about a reference axis that is vertically oriented, and the other end is connected to the output member so as to be rotatable about the vertical axis, and is driven. The direction around the reference axis with respect to the robot main body is changed by doing, and the distance between both ends is changed by driving the first link and the third link. The transfer robot according to claim 1.
前記第1リンク及び前記第3リンクは、それぞれ、2本のアームが互いに鉛直軸心を中心に回転可能に連結しており、
前記第2リンクの2本のアームは、互いに水平軸心を中心に回転可能に連結している、請求項3記載の搬送ロボット。 The first link, the second link, and the third link are arranged such that the second link is located at an intermediate position in the separation direction of the first link and the third link,
In the first link and the third link, two arms are connected to each other so as to be rotatable around a vertical axis,
The transport robot according to claim 3, wherein the two arms of the second link are connected to each other so as to be rotatable about a horizontal axis.
前記第2リンクは、前記ロボット本体との連結点の位置に固定され前記ロボット本体に対する当該第2リンクの前記基準軸心を中心とした向きを変化させる第2駆動モータを有し、
前記第3リンクは、前記ロボット本体との連結点の位置に固定された第3駆動モータと、該第3駆動モータの回転運動を当該第3リンクの屈伸運動に変換する第3リンク用動力変換機構とを有する、請求項3記載の搬送ロボット。 The first link includes a first drive motor fixed at a position of a connection point with the robot body, and first link power conversion for converting the rotational motion of the first drive motor into the bending and stretching motion of the first link. A mechanism,
The second link has a second drive motor that is fixed at a position of a connection point with the robot body and changes a direction around the reference axis of the second link with respect to the robot body,
The third link includes a third drive motor fixed at a position of a connection point with the robot body, and a third link power conversion for converting the rotational motion of the third drive motor into the bending and stretching motion of the third link. The transfer robot according to claim 3, further comprising a mechanism.
前記第1リンク及び前記第3リンクの各々は、一端が前記ベース部材に前記所定平面に対して垂直な軸心を中心に回転可能に連結され、他端が前記出力部材に前記所定平面に対して垂直な軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによって両端間の距離が変化するものであり、
前記第2リンクは、一端が前記ベース部材に前記所定平面に対して垂直な基準軸心を中心に回転可能に連結され、他端が前記出力部材に前記所定平面に対して垂直な軸心を中心に回転可能に連結されるとともに、駆動することによって前記ベース部材に対する前記基準軸心を中心とする向きが変化するものであり、且つ前記第1リンク及び前記第3リンクの駆動に従動して両端間の距離が変化するものである、ことを特徴とする3自由度パラレルリンク機構 A base member, a base link connected to the base member, and a first link, a second link, and a third link that can be driven independently; and a distal end of the first link, the second link, and the third link A three-degree-of-freedom parallel in which a relative position and posture of the output member on a predetermined plane with respect to the base member are determined by driving states of the first link, the second link, and the third link. A link mechanism,
Each of the first link and the third link has one end connected to the base member so as to be rotatable about an axis perpendicular to the predetermined plane, and the other end connected to the output member with respect to the predetermined plane. In addition to being connected rotatably about a vertical axis, the distance between both ends changes by driving,
The second link has one end connected to the base member so as to be rotatable about a reference axis perpendicular to the predetermined plane, and the other end has an axis perpendicular to the predetermined plane to the output member. It is rotatably connected to the center, and when driven, the direction around the reference axis with respect to the base member changes, and is driven by the driving of the first link and the third link. A three-degree-of-freedom parallel link mechanism characterized in that the distance between both ends varies.
前記第1リンク及び前記第3リンクは、それぞれ、2本のアームが互いに前記所定平面に対して垂直な軸心を中心に回転可能に連結しており、
前記第2リンクの2本のアームは、互いに前記所定平面に平行な軸心を中心に回転可能に連結している、請求項8記載の3自由度パラレルリンク機構。 The first link, the second link, and the third link are arranged such that the second link is located at an intermediate position in the separation direction of the first link and the third link,
Each of the first link and the third link is connected so that two arms can rotate about an axis perpendicular to the predetermined plane.
9. The three-degree-of-freedom parallel link mechanism according to claim 8, wherein the two arms of the second link are coupled to each other so as to be rotatable about an axis parallel to the predetermined plane.
前記第2リンクは、前記ベース部材との連結点の位置に固定され前記ベース部材に対する当該第2リンクの前記基準軸心を中心とする向きを変化させる第2駆動モータを有し、
前記第3リンクは、前記ベース部材との連結点の位置に固定された第3駆動モータと、該第3駆動モータの回転運動を当該第3リンクの屈伸運動に変換する第3リンク用動力変換機構とを有する、請求項8記載の3自由度パラレルリンク機構。 The first link includes a first drive motor fixed at a position of a connection point with the base member, and first link power conversion for converting the rotational motion of the first drive motor into the bending and stretching motion of the first link. A mechanism,
The second link includes a second drive motor that is fixed at a connection point with the base member and changes a direction around the reference axis of the second link with respect to the base member;
The third link includes a third drive motor fixed at a position of a connection point with the base member, and a third link power conversion that converts the rotational motion of the third drive motor into the bending and stretching motion of the third link. The three-degree-of-freedom parallel link mechanism according to claim 8, further comprising a mechanism.
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