JP2014065124A

JP2014065124A - Parallel link robot

Info

Publication number: JP2014065124A
Application number: JP2012212992A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shirai; 雅浩白井; Kimikazu Miyamoto; 侯一宮本; Hironobu Sato; 博信佐藤; Ramoya Uchida; 頼望也内田; Kazuki Fujimoto; 一樹藤本; Daisuke Okahara; 大介岡原; Nobuyoshi Matsushima; 伸好松嶌; Ryuichi Negishi; 隆一根岸
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-04-17
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: JP6110620B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To materialize a structure capable of sufficiently ensuring a rotation angle of an end effector with a simple and compact structure.SOLUTION: A parallel link robot has a rotating portion 103a rotating to a first shaft 105 as an output shaft; and an acceleration rotating mechanism 300 functioning as accelerating means for accelerating rotations of a fourth arm 119 as a transmitting member and transmitting that to the rotating portion 103a. Therefore, it is not necessary to provide a universal joint such as a universal/Cardan joint for rotating an end effector installed to the rotating portion 103a, and a structure is made to be simple and compact. Even if a rotation range of the fourth arm 119 is restricted, the rotating portion 103 is rotated by being accelerated by the acceleration rotating mechanism 300, so that a rotation angle of the end effector installed to the rotating portion 103a can be sufficiently ensured.

Description

本発明は、複数のアクチュエータとリンク機構とを組み合わせて構成され、物品の加工や組立等の作業に用いられるパラレルリンクロボットに関する。 The present invention relates to a parallel link robot configured by combining a plurality of actuators and a link mechanism, and used for operations such as processing and assembly of articles.

パラレルリンクロボットは、基礎部となる固定部材に支持された複数のアクチュエータと出力部材との間に、それぞれアームとしてのリンク機構を設けている。そして、複数のアクチュエータをそれぞれ駆動して、各リンクの先端に接続された出力部材及び出力部材に装着されたエンドエフェクタの位置、姿勢を制御する。 The parallel link robot is provided with a link mechanism as an arm between a plurality of actuators supported by a fixed member serving as a base and an output member. A plurality of actuators are driven to control the position and posture of the output member connected to the tip of each link and the end effector attached to the output member.

例えば、駆動機構（アクチュエータ）により駆動される３本のアームのうちの１本のアームを構成するリンクを、ユニバーサル／カルダンジョイントによりマニピュレータに連結した構造が提案されている（特許文献１参照）。 For example, a structure has been proposed in which a link constituting one arm of three arms driven by a drive mechanism (actuator) is connected to a manipulator by a universal / cardan joint (see Patent Document 1).

特許第４９０１０５７号公報Japanese Patent No. 4901557

しかしながら、上述の特許文献１に記載された構造の場合、マニピュレータの回転を制御するために、このユニバーサル／カルダンジョイントを介して行うことになる。このため、このアームの駆動機構が非常に複雑となりコストアップの要因となる。また、ユニバーサル／カルダンジョイントは、作動角度の制限が存在するので、マニピュレータの制御可能な位置範囲（可動範囲）が大きく制限されてしまう。可動範囲を拡げるためにはアーム長を長くする必要があるが、ロボット本体が大型化してしまう。 However, in the case of the structure described in Patent Document 1 described above, the universal / cardan joint is used to control the rotation of the manipulator. For this reason, the drive mechanism of this arm becomes very complicated and causes an increase in cost. In addition, since the universal / cardan joint has a limitation on the operating angle, the position range (movable range) of the manipulator that can be controlled is greatly limited. In order to expand the movable range, it is necessary to lengthen the arm length, but the robot main body becomes large.

本発明は、このような事情に鑑み、簡単かつコンパクトな構成で、エンドエフェクタの回転角度を十分に確保できる構造を実現すべく発明したものである。 In view of such circumstances, the present invention was invented to realize a structure capable of sufficiently securing the rotation angle of the end effector with a simple and compact configuration.

本発明は、出力軸と、前記出力軸に対して回動する回動部と、固定部材に支持され所定の空間内で前記出力軸を移動させる第１アクチュエータ、第２アクチュエータ、第３アクチュエータ及び第４アクチュエータと、前記出力軸と、前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータ及び前記第３アクチュエータとの間にそれぞれ設けられた複数のリンク機構と、前記回動部と前記第４アクチュエータとの間に設けられ、前記第４アクチュエータの駆動により前記回動部を回動させる伝達部材と、を備え、前記回動部の回転軸上には、前記伝達部材の回動を増速して前記回動部に伝達する増速手段が配置される、ことを特徴とするパラレルリンクロボットにある。 The present invention provides an output shaft, a rotating portion that rotates with respect to the output shaft, a first actuator, a second actuator, a third actuator, which are supported by a fixed member and move the output shaft within a predetermined space, A plurality of link mechanisms respectively provided between the fourth actuator, the output shaft, the first actuator, the second actuator, and the third actuator; and between the rotating portion and the fourth actuator. And a transmission member that rotates the rotation unit by driving the fourth actuator, and the rotation of the transmission member is increased on the rotation shaft of the rotation unit to increase the rotation. The parallel link robot is characterized in that speed increasing means for transmitting to the moving part is arranged.

本発明によれば、出力軸に対して回動する回動部と、伝達部材の回動を増速して回動部に伝達する増速手段とを有するため、簡単かつコンパクトな構成で、回動部に装着されるエンドエフェクタの回転角度を十分に確保できる。即ち、出力軸に対して回動する回動部を有するため、エンドエフェクタを回動させるために、ユニバーサル／カルダンジョイントなどの自在継手を設ける必要がなく、簡単かつコンパクトな構成とすることができる。また、伝達部材の回動を増速して回動部に伝達する増速手段を有するため、伝達部材の回動範囲が制限されても、増速手段により増速されて回動部が回転するため、回動部に装着されるエンドエフェクタの回転角度を十分に確保できる。 According to the present invention, since it has a rotating portion that rotates with respect to the output shaft and a speed increasing means that accelerates the rotation of the transmission member and transmits it to the rotating portion, it has a simple and compact configuration. A sufficient rotation angle of the end effector attached to the rotating portion can be secured. That is, since it has a rotating part that rotates with respect to the output shaft, it is not necessary to provide a universal joint such as a universal / cardan joint in order to rotate the end effector, and a simple and compact configuration can be achieved. . In addition, since it has a speed increasing means for increasing the rotation of the transmission member and transmitting it to the rotating portion, even if the rotation range of the transmission member is limited, the speed is increased by the speed increasing means and the rotating portion rotates. Therefore, the rotation angle of the end effector attached to the rotating part can be sufficiently secured.

本発明の実施形態に係るパラレルリンクロボットの概略構成を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic structure of the parallel link robot which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is a front view, (b) is a side view. 同じくパラレルリンクロボットの概略構成を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は出力部材周りの構成の拡大斜視図。Similarly, (a) shows a schematic configuration of a parallel link robot, and (b) is an enlarged perspective view of a configuration around an output member. （ａ）は２自由度のジョイント部の１例を拡大斜視図、（ｂ）は３自由度のジョイン部を使用した構成で、２本のリンクにブリッジ部材を掛け渡した状態を示す模式図。(A) is an enlarged perspective view of an example of a joint portion with two degrees of freedom, and (b) is a schematic diagram showing a state in which a bridge member is bridged over two links in a configuration using a joint portion with three degrees of freedom. . 本実施形態のパラレルリンクロボットを、図２（ａ）とは別の角度からみた斜視図。The perspective view which looked at the parallel link robot of this embodiment from the angle different from Fig.2 (a). 第１の実施形態の第４モータによる回動部の駆動状態の３例を示す、パラレルリンクロボットの一部を省略した平面図。The top view which abbreviate | omitted a part of parallel link robot which shows three examples of the drive state of the rotation part by the 4th motor of 1st Embodiment. 本実施形態の出力部材に設けられた増速回転機構周りの構成を、一部を切断して示す斜視図。The perspective view which cut | disconnects and shows the structure around the speed-increasing rotation mechanism provided in the output member of this embodiment. 同じく出力部材に設けられた増速回転機構の断面図。Sectional drawing of the speed-increasing rotation mechanism similarly provided in the output member. 増速回転機構を構成する遊星歯車機構を示す平面図。The top view which shows the planetary gear mechanism which comprises a speed-up rotation mechanism. 本実施形態に係るパラレルリンクロボットの制御系の一部を示すブロック図。The block diagram which shows a part of control system of the parallel link robot which concerns on this embodiment. 本実施形態でステッピングモータに出力される２相励磁方式のパルス信号の一例を示す図。The figure which shows an example of the pulse signal of the two-phase excitation system output to a stepping motor in this embodiment.

本発明の実施形態について、図１ないし図１０を用いて説明する。図１及び図２に示すように、パラレルリンクロボット１００は、固定部材としてのベース部材１００Ａと、出力部材１０３と、複数のモータ１０７、１０８、１１１、１１３と、複数のアーム１０９、１１０、１１２、１１９と、を有する。第１モータ１０７は第１アクチュエータに、第２モータ１０８は第２アクチュエータに、第３モータ１１１は第３アクチュエータに、第４モータ１１３は第４アクチュエータに、それぞれ相当する。また、１０９は第１アームに、１１０は第２アームに、１１２は第３アームに、１１９は第４アームに、それぞれ相当する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, the parallel link robot 100 includes a base member 100A as a fixed member, an output member 103, a plurality of motors 107, 108, 111, 113, and a plurality of arms 109, 110, 112. 119. The first motor 107 corresponds to the first actuator, the second motor 108 corresponds to the second actuator, the third motor 111 corresponds to the third actuator, and the fourth motor 113 corresponds to the fourth actuator. 109 corresponds to the first arm, 110 corresponds to the second arm, 112 corresponds to the third arm, and 119 corresponds to the fourth arm.

ベース部材１００Ａは、略水平方向に配置された水平板１０１と、水平板１０１から略鉛直方向に設けられた鉛直板１０２とから構成され、上述の複数のモータ１０７、１０８、１１１、１１３を支持する。複数のモータ１０７、１０８、１１１、１１３は、それぞれ鉛直板１０２の所定位置に固定されている。本実施形態では、鉛直板１０２の幅方向中央の鉛直方向上側に第３モータ１１１を、鉛直板１０２の鉛直方向中間部で、幅方向中央を挟んだ両側に、それぞれ第１モータ１０７、第２モータ１０８、第４モータ１１３を配置している。水平板１０１上には、ワークなどが配置される。 The base member 100A includes a horizontal plate 101 arranged in a substantially horizontal direction and a vertical plate 102 provided in a substantially vertical direction from the horizontal plate 101, and supports the plurality of motors 107, 108, 111, 113 described above. To do. The plurality of motors 107, 108, 111, 113 are respectively fixed at predetermined positions on the vertical plate 102. In the present embodiment, the third motor 111 is located above the vertical center of the vertical plate 102 in the vertical direction, and the first motor 107 and the second motor 107 are respectively disposed on both sides of the vertical direction intermediate portion of the vertical plate 102 across the width direction center. A motor 108 and a fourth motor 113 are arranged. A workpiece or the like is disposed on the horizontal plate 101.

出力部材１０３は、ワークの把持や移動を行うロボットハンド等のエンドエフェクタ１０４を装着するためのマニピュレータである。出力部材１０３には、後述する複数のアームを構成するリンク機構が結合され、エンドエフェクタ１０４を支持する出力軸としての第１軸（第１軸部）１０５が同軸上に設けられている。第１軸１０５には、第１軸１０５と交差する第２軸（第２軸部）１０６が固定されている。本実施形態では、第２軸１０６は、鉛直板１０２と略平行に配置されると共に第１軸１０５に直交する。また、第１軸１０５は略鉛直方向に、第２軸１０６は略水平方向に、それぞれ配置される。また、第１軸１０５の鉛直方向上端が第２軸１０６の水平方向中央部に結合されている。 The output member 103 is a manipulator for mounting an end effector 104 such as a robot hand that holds and moves a workpiece. A link mechanism constituting a plurality of arms, which will be described later, is coupled to the output member 103, and a first shaft (first shaft portion) 105 as an output shaft that supports the end effector 104 is provided coaxially. A second shaft (second shaft portion) 106 that intersects the first shaft 105 is fixed to the first shaft 105. In the present embodiment, the second shaft 106 is disposed substantially parallel to the vertical plate 102 and is orthogonal to the first shaft 105. The first shaft 105 is disposed in a substantially vertical direction, and the second shaft 106 is disposed in a substantially horizontal direction. Further, the upper end of the first shaft 105 in the vertical direction is coupled to the horizontal center of the second shaft 106.

［出力部材の位置決め］
まず、パラレルリンクロボット１００による出力部材１０３の位置決めの構成について、図１ないし図３を用いて説明する。第１アーム１０９及び第２アーム１１０は、出力部材１０３と第１モータ１０７との間、及び、出力部材１０３と第２モータ１０８との間にそれぞれ配設される。第１アーム１０９及び第２アーム１１０は、出力部材１０３をその両側から保持する。そして、第１モータ１０７及び第２モータ１０８の駆動により出力部材１０３を第１軸１０５に交差する方向（略水平方向）に移動させる。なお、厳密に言えば第３モータ１１１を停止している場合は、第１モータ１０７及び第２モータ１０８によって出力部材１０３は仮想的な球面上を移動することになる。 [Positioning of output member]
First, a configuration for positioning the output member 103 by the parallel link robot 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The first arm 109 and the second arm 110 are disposed between the output member 103 and the first motor 107 and between the output member 103 and the second motor 108, respectively. The first arm 109 and the second arm 110 hold the output member 103 from both sides. Then, the output member 103 is moved in a direction intersecting the first shaft 105 (substantially horizontal direction) by driving the first motor 107 and the second motor 108. Strictly speaking, when the third motor 111 is stopped, the output member 103 is moved on a virtual spherical surface by the first motor 107 and the second motor 108.

第３アーム１１２は、出力部材１０３と第３モータ１１１との間に設けられている。第３アーム１１２は、出力部材１０３を鉛直方向上方側から保持する。そして、第３モータ１１１の駆動により出力部材１０３を第１軸１０５と略平行な方向に移動させる。厳密に言えば、第１モータ１０７と第２モータ１０８を停止している場合は、第３モータ１１１の駆動により出力部材１０３は仮想的な円弧上を移動することになる。そして、第１モータ１０７、第２モータ１０８及び第３モータ１１１の駆動により、所定の空間内で出力部材１０３を位置決め可能としている。これら第１アーム１０９、第２アーム１１０及び第３アーム１１２は、出力部材１０３の姿勢を保持する保持手段を構成する。また、このような保持手段及び出力部材１０３とでパラレルリンク構造体を構成する。以下、より具体的に説明する。 The third arm 112 is provided between the output member 103 and the third motor 111. The third arm 112 holds the output member 103 from above in the vertical direction. Then, the output member 103 is moved in a direction substantially parallel to the first shaft 105 by driving the third motor 111. Strictly speaking, when the first motor 107 and the second motor 108 are stopped, the output member 103 moves on a virtual arc by driving the third motor 111. The output member 103 can be positioned in a predetermined space by driving the first motor 107, the second motor 108, and the third motor 111. The first arm 109, the second arm 110, and the third arm 112 constitute a holding unit that holds the posture of the output member 103. Further, the holding means and the output member 103 constitute a parallel link structure. More specific description will be given below.

第１アクチュエータとしての第１モータ１０７は、第１回転アーム１０７ａを略水平方向に回動させて第１リンク軸１０７ｂを位置決めする回転型アクチュエータである。第２アクチュエータとしての第２モータ１０８は、第２回転アーム１０８ａを略水平方向に回動させて第２リンク軸１０８ｂを位置決めする回転型アクチュエータである。本実施形態では、第１回転アーム１０７ａの長さと第２回転アーム１０８ａの長さとを同じとしている。 The first motor 107 as a first actuator is a rotary actuator that positions the first link shaft 107b by rotating the first rotating arm 107a in a substantially horizontal direction. The second motor 108 as a second actuator is a rotary actuator that positions the second link shaft 108b by rotating the second rotary arm 108a in a substantially horizontal direction. In this embodiment, the length of the 1st rotation arm 107a and the length of the 2nd rotation arm 108a are made the same.

第１リンク軸１０７ｂ、第２リンク軸１０８ｂは、それぞれ第１モータ１０７の回転軸、第２モータ１０８の回転軸に略平行となるように、且つ、傾動不能に、第１回転アーム１０７ａ及び第２回転アーム１０８ａの先端に設けられている。本実施形態では、第１モータ１０７及び第２モータ１０８の回転軸は、第１軸１０５と略平行に配置されているため、第１リンク軸１０７ｂ及び第２リンク軸１０８ｂも、第１軸１０５と略平行に配置される。 The first link shaft 107b and the second link shaft 108b are substantially parallel to the rotation shaft of the first motor 107 and the rotation shaft of the second motor 108, respectively, and cannot be tilted. It is provided at the tip of the two-rotating arm 108a. In the present embodiment, since the rotation shafts of the first motor 107 and the second motor 108 are disposed substantially parallel to the first shaft 105, the first link shaft 107b and the second link shaft 108b are also the first shaft 105. Are arranged substantially in parallel.

第１アーム１０９は、第１軸１０５と平行な方向に離間して互いに平行に配設される複数の第１リンク１０９ａからなる。本実施形態では、同じ長さの２本の第１リンク１０９ａにより第１アーム１０９を構成している。このような第１アーム１０９は、一端が出力部材１０３に対して、第１軸１０５を中心とする回動、及び、第１軸１０５と第１アーム１０９の配設方向とに直交する軸を中心とする回動が可能な２自由度を有する状態で接続される。また、他端が、第１モータ１０７の駆動部としての第１回転アーム１０７ａに傾動不能に設けられた第１リンク軸１０７ｂに接続される。これにより、第１アーム１０９は、平行リンク機構を構成している。 The first arm 109 is composed of a plurality of first links 109 a that are spaced apart from each other in a direction parallel to the first shaft 105 and arranged in parallel with each other. In the present embodiment, the first arm 109 is constituted by two first links 109a having the same length. Such a first arm 109 has one end pivoted about the first shaft 105 with respect to the output member 103 and an axis orthogonal to the arrangement direction of the first shaft 105 and the first arm 109. It is connected in a state having two degrees of freedom that allows rotation around the center. Further, the other end is connected to a first link shaft 107 b provided in a non-tiltable manner on a first rotating arm 107 a serving as a drive unit of the first motor 107. Thereby, the 1st arm 109 comprises the parallel link mechanism.

具体的には、２本の第１リンク１０９ａは、それぞれ、一端はエンドエフェクタ１０４を支持する第１軸１０５に２自由度のジョイント部１０９ｂで接続され、他端は第１リンク軸１０７ｂに２自由度のジョイント部１０９ｃで接続されている。ここで、ジョイント部１０９ｃは、第１リンク軸１０７ｂを中心とする回動、及び、第１リンク軸１０７ｂと第１リンク１０９ａの配設方向とに直交する軸を中心とする回動が可能である。 Specifically, one end of each of the two first links 109a is connected to the first shaft 105 that supports the end effector 104 by a joint portion 109b having two degrees of freedom, and the other end is connected to the first link shaft 107b by two. They are connected by a joint portion 109c having a degree of freedom. Here, the joint portion 109c can be rotated around the first link shaft 107b, and can be rotated around an axis orthogonal to the arrangement direction of the first link shaft 107b and the first link 109a. is there.

即ち、２本の第１リンク１０９ａは、両端を第１軸１０５上と第１リンク軸１０７ｂ上に、それぞれ２自由度で接続している。そして、第１軸１０５、第１リンク軸１０７ｂ、２本の第１リンク１０９ａで平行リンク機構を構成している。これにより、エンドエフェクタ１０４を支持する第１軸１０５と、傾動不能に設けられた第１リンク軸１０７ｂとは、常に平行が保たれる。そして、第１回転アーム１０７ａがどの位置に回動しても、エンドエフェクタ１０４の姿勢（傾き）が一定（略鉛直方向）に保持される。 That is, the two first links 109a have both ends connected to the first shaft 105 and the first link shaft 107b with two degrees of freedom, respectively. The first shaft 105, the first link shaft 107b, and the two first links 109a constitute a parallel link mechanism. As a result, the first shaft 105 that supports the end effector 104 and the first link shaft 107b provided so as not to tilt are always kept parallel. The attitude (tilt) of the end effector 104 is held constant (substantially in the vertical direction) regardless of the position of the first rotating arm 107a.

第２アーム１１０は、第１軸１０５に対する第１アーム１０９の一対の接続部分（ジョイント部１０９ｂ）の間に対応して接続される、少なくとも１本の第２リンク１１０ａからなる。本実施形態では、１本の第２リンク１１０ａにより第２アーム１１０を構成している。また、１本の第２リンク１１０ａの長さは、第１アーム１０９の２本の第１リンク１０９ａの長さと同じとしている。このような第２アーム１１０は、一端が出力部材１０３に対して、第１軸１０５を中心とする回動、及び、第１軸１０５と第２アーム１１０の配設方向とに直交する軸を中心とする回動が可能な２自由度を有する状態で接続される。また、他端が、第２モータ１０８の駆動部としての第２回転アーム１０８ａに傾動不能に設けられた第２リンク軸１０８ｂに接続される。 The second arm 110 includes at least one second link 110 a connected correspondingly between a pair of connection portions (joint portions 109 b) of the first arm 109 with respect to the first shaft 105. In the present embodiment, the second arm 110 is configured by one second link 110a. Further, the length of one second link 110 a is the same as the length of the two first links 109 a of the first arm 109. In such a second arm 110, one end of the second arm 110 rotates about the first shaft 105 with respect to the output member 103, and an axis orthogonal to the arrangement direction of the first shaft 105 and the second arm 110. It is connected in a state having two degrees of freedom that allows rotation around the center. Further, the other end is connected to a second link shaft 108b provided in a non-tiltable manner on a second rotating arm 108a as a drive unit of the second motor 108.

具体的には、１本の第２リンク１１０ａは、一端はエンドエフェクタ１０４を支持する第１軸１０５に２自由度のジョイント部１１０ｂで接続され、他端は第２リンク軸１０８ｂに２自由度のジョイント部１１０ｃで接続されている。ここで、ジョイント部１１０ｃは、第２リンク軸１０８ｂを中心とする回動、及び、第２リンク軸１０８ｂと第２リンク１１０ａの配設方向とに直交する軸を中心とする回動が可能である。即ち、１本の第２リンク１１０ａは、両端を第１軸１０５上と第２リンク軸１０８ｂ上に、それぞれ２自由度で接続している。これにより、第２アーム１１０は、リンク機構を構成している。 Specifically, one second link 110a has one end connected to the first shaft 105 supporting the end effector 104 by a joint portion 110b with two degrees of freedom, and the other end connected to the second link shaft 108b with two degrees of freedom. The joint part 110c is connected. Here, the joint portion 110c can rotate around the second link shaft 108b and can rotate around an axis orthogonal to the direction in which the second link shaft 108b and the second link 110a are disposed. is there. In other words, one second link 110a is connected at both ends to the first shaft 105 and the second link shaft 108b with two degrees of freedom. Thereby, the 2nd arm 110 comprises the link mechanism.

第３アクチュエータとしての第３モータ１１１は、第３回転アーム１１１ａを略垂直方向に回動させて第３リンク軸１１１ｂを位置決めする回転型アクチュエータである。第３リンク軸１１１ｂは、第３モータ１１１の回転軸に略平行となるように、且つ、傾動不能に、第３回転アーム１１１ａの先端に設けられている。本実施形態では、第３モータ１１１の回転軸は、第２軸１０６と略平行に配置されているため、第３リンク軸１１１ｂも、第２軸１０６と略平行に配置される。 The third motor 111 as the third actuator is a rotary actuator that positions the third link shaft 111b by rotating the third rotating arm 111a in a substantially vertical direction. The third link shaft 111b is provided at the tip of the third rotating arm 111a so as to be substantially parallel to the rotating shaft of the third motor 111 and not tiltable. In the present embodiment, since the rotation shaft of the third motor 111 is disposed substantially parallel to the second shaft 106, the third link shaft 111 b is also disposed substantially parallel to the second shaft 106.

第３アーム１１２は、第２軸１０６と平行な方向に離間して互いに平行に配設される複数の第３リンク１１２ａからなる。本実施形態では、同じ長さの２本の第３リンク１１２ａにより第３アーム１１２を構成している。このような第３アーム１１２は、一端が出力部材１０３に対して、第２軸１０６を中心とする回動、及び、第２軸１０６と第３アーム１１２の配設方向とに直交する軸を中心とする回動が可能な２自由度を有する状態で接続される。また、他端が第３モータ１１１の駆動部としての第３回転アーム１１１ａに傾動不能に設けられた第３リンク軸１１１ｂに接続される。これにより、第３アーム１１２は、平行リンク機構を構成している。 The third arm 112 includes a plurality of third links 112a that are spaced apart from each other in a direction parallel to the second shaft 106 and arranged in parallel with each other. In the present embodiment, the third arm 112 is constituted by two third links 112a having the same length. Such a third arm 112 has one end pivoted about the second shaft 106 with respect to the output member 103 and an axis orthogonal to the arrangement direction of the second shaft 106 and the third arm 112. It is connected in a state having two degrees of freedom that allows rotation around the center. Further, the other end is connected to a third link shaft 111 b provided in a non-tiltable manner on a third rotating arm 111 a as a drive unit of the third motor 111. Thereby, the 3rd arm 112 comprises the parallel link mechanism.

具体的には、２本の第３リンク１１２ａは、それぞれ、一端は第２軸１０６に２自由度のジョイント部１１２ｂで接続され、他端は第３リンク軸１１１ｂに２自由度のジョイント部１１２ｃで接続されている。ここで、ジョイント部１１２ｃは、第３リンク軸１１１ｂを中心とする回動、及び、第３リンク軸１１１ｂと第３リンク１１２ａの配設方向とに直交する軸を中心とする回動が可能である。また、第３アーム１１２の一対の第３リンク１１２ａは、第２軸１０６の第１軸１０５が接合された部分から水平方向の対称位置で接続されている。 Specifically, one end of each of the two third links 112a is connected to the second shaft 106 by a two-degree-of-freedom joint portion 112b, and the other end is connected to the third link shaft 111b by a two-degree-of-freedom joint portion 112c. Connected with. Here, the joint portion 112c can rotate around the third link shaft 111b, and can rotate around an axis orthogonal to the direction in which the third link shaft 111b and the third link 112a are disposed. is there. The pair of third links 112a of the third arm 112 are connected at symmetrical positions in the horizontal direction from the portion where the first shaft 105 of the second shaft 106 is joined.

即ち、２本の第３リンク１１２ａは、両端を第２軸１０６上と第３リンク軸１１１ｂ上に、それぞれ２自由度で接続している。そして、第２軸１０６、第３リンク軸１１１ｂ、２本の第３リンク１１２ａで平行リンク機構を構成している。これにより、エンドエフェクタ１０４を支持する第２軸１０６と、傾動不能に設けられた第３リンク軸１１１ｂとは、常に平行が保たれる。そして、第３回転アーム１１１ａがどの位置に回動しても、エンドエフェクタ１０４の第１軸１０５の軸周りの回転が拘束され、向きが一定に保たれる。 That is, the two third links 112a are connected at both ends to the second shaft 106 and the third link shaft 111b with two degrees of freedom. The second shaft 106, the third link shaft 111b, and the two third links 112a constitute a parallel link mechanism. As a result, the second shaft 106 that supports the end effector 104 and the third link shaft 111b provided so as not to tilt are always kept parallel. Then, no matter which position the third rotating arm 111a rotates, the rotation of the end effector 104 around the first shaft 105 is constrained and the orientation is kept constant.

図１、図２に円形のジョイントとして図示されている２自由度のジョイント部１０９ｂ、１０９ｃ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１２ｂ、１１２ｃは、図３（ａ）に例示する構造のものが好適である。図３（ａ）のジョイント部では、矢印Ａに示す支持軸の周りに１回転以上回転する自由度と、この支持軸に垂直な軸を回転軸として矢印Ｂに示す所定の角度範囲内で回動する自由度を有する。これらのジョイント部は、少なくともこの２自由度を有していれば機能的に問題ないが、ボールジョイントやロッドエンドジョイント等の３自由度を有するジョイントを使用しても良い。これにより、ジョイント部自体をコンパクトにすることが可能である。但し、この場合には、図３（ｂ）に示すように、平行リンク機構のねじれを防止するために、リンクの軸周りの回転を規制する規制部材としてのブリッジ部材２０１、２０２が必要となる。 The two-degree-of-freedom joint portions 109b, 109c, 110b, 110c, 112b, and 112c illustrated as circular joints in FIGS. 1 and 2 preferably have the structure illustrated in FIG. In the joint portion of FIG. 3 (a), the degree of freedom of rotation about one or more rotations around the support shaft indicated by arrow A and rotation within a predetermined angle range indicated by arrow B with the axis perpendicular to the support shaft as the rotation axis. Has the freedom to move. These joint portions have no functional problem as long as they have at least two degrees of freedom, but joints having three degrees of freedom such as a ball joint and a rod end joint may be used. Thereby, it is possible to make the joint part itself compact. However, in this case, as shown in FIG. 3B, bridge members 201 and 202 are required as restricting members for restricting rotation around the axis of the link in order to prevent twisting of the parallel link mechanism. .

ブリッジ部材２０１、２０２は、２本のリンク２０３、２０４の両端寄りに、それぞれ２本のリンク２０３、２０４に掛け渡されるように配置される。このようなブリッジ部材２０１、２０２は、それぞれ、リンク２０３、２０４に直交する軸を有し、この軸にリンク２０３、２０４をそれぞれ回転自在に支持することで、リンク２０３、２０４と接続される。これにより、リンクの軸回りの回転を防止すると共に、２本のリンク同士が配設方向に相対移動可能としている。そして、２本のリンクが３自由度のジョイント部で接続されても、リンクの軸回りの自由度を拘束して、結果的に、２本のリンクにより構成されるアームを２自由度で接続することができる。なお、２本のリンク同士が配設方向に相対移動可能としているため、２本のリンクが平行状態を維持したまま、２本のリンクが接続される軸とリンクの配設方向とに直交する軸を中心とする回動が可能である。 The bridge members 201 and 202 are disposed near both ends of the two links 203 and 204 so as to be spanned by the two links 203 and 204, respectively. Such bridge members 201 and 202 have axes orthogonal to the links 203 and 204, respectively, and are connected to the links 203 and 204 by rotatably supporting the links 203 and 204 on the axes. This prevents rotation of the link around its axis and allows the two links to move relative to each other in the arrangement direction. And even if two links are connected by a joint part with three degrees of freedom, the degree of freedom around the link axis is constrained, and as a result, an arm composed of two links is connected with two degrees of freedom. can do. Since the two links are relatively movable in the arrangement direction, the two links are maintained in a parallel state and are orthogonal to the axis to which the two links are connected and the arrangement direction of the links. Rotation around the axis is possible.

例えば、第３アーム１１２を構成する２本の第３リンク１１２ａを、それぞれが、出力部材１０３に対して、上述の２自由度に加えて第３リンク１１２ａの軸回りの回動が可能な３自由度を有する状態で接続する。この場合、２本の第３リンク１１２ａ同士が第３アーム１１２の配設方向に相対移動可能に、且つ、それぞれの第３リンクの軸回りの回転を不能に、２本の第３リンクにブリッジ部材２０１、２０２を掛け渡す。これにより、第３アーム１１２が出力部材１０３や第３リンク軸１１１ｂに対して２自由度で接続される。第１アーム１０９についても同様である。 For example, each of the two third links 112a constituting the third arm 112 can rotate about the axis of the third link 112a with respect to the output member 103 in addition to the two degrees of freedom described above. Connect with a degree of freedom. In this case, the two third links 112a can be moved relative to each other in the direction in which the third arm 112 is disposed, and the rotation of the respective third links around the axis is made impossible. The members 201 and 202 are spanned. Accordingly, the third arm 112 is connected to the output member 103 and the third link shaft 111b with two degrees of freedom. The same applies to the first arm 109.

なお、本実施形態では、第１軸１０５と第２軸１０６との成す角度が９０度で互いに直交するように設けられているが、立体的に直交するようにしても良いし、９０度に限らず所定の角度を成すように配置しても良い。 In this embodiment, the angle formed by the first axis 105 and the second axis 106 is 90 degrees and is orthogonal to each other, but may be three-dimensionally orthogonal or 90 degrees. Not limited to this, they may be arranged at a predetermined angle.

このように、本実施形態では、第１アーム１０９の形成する平行リンク機構と、第３アーム１１２の形成する平行リンク機構とによって、出力部材１０３に装着されたエンドエフェクタ１０４は一定の姿勢（傾き）と向きとの両方を保つように支持される。 As described above, in this embodiment, the end effector 104 attached to the output member 103 is in a certain posture (tilt) by the parallel link mechanism formed by the first arm 109 and the parallel link mechanism formed by the third arm 112. ) And orientation are supported.

このように構成される本実施形態の場合、第１モータ１０７による第１回転アーム１０７ａの駆動と、第２モータ１０８による第２回転アーム１０８ａの駆動とを行うことで、出力部材１０３は略水平方向に移動する。また、第３モータ１１１により第３回転アーム１１１ａを駆動することで、出力部材１０３を上下方向に移動させると、第１アーム１０９と第２アーム１１０は水平からずれる。このため、出力部材１０３の３次元空間内（所定の空間内）の位置は、第１アーム１０９と第２アーム１１０の傾斜を考慮して、第１、第２、第３回転アームの駆動量から幾何学的に算出することが可能である。また、逆運動学の計算により、出力部材１０３の空間位置座標から第１、第２、第３モータの駆動量を算出することが可能である。 In the case of this embodiment configured as described above, the output member 103 is substantially horizontal by driving the first rotating arm 107a by the first motor 107 and driving the second rotating arm 108a by the second motor 108. Move in the direction. Further, when the output member 103 is moved in the vertical direction by driving the third rotating arm 111a by the third motor 111, the first arm 109 and the second arm 110 are displaced from the horizontal. For this reason, the position of the output member 103 in the three-dimensional space (predetermined space) is determined by considering the inclination of the first arm 109 and the second arm 110 and the driving amount of the first, second, and third rotating arms. Can be calculated geometrically from Further, it is possible to calculate the driving amounts of the first, second, and third motors from the spatial position coordinates of the output member 103 by calculation of inverse kinematics.

また、本実施形態の場合、上述したように、出力部材１０３の移動位置に拘らず、出力部材１０３の姿勢と向きを一定に保つことができる。例えば、上述の特許文献１に記載された構造の場合、マニピュレータが出力軸周りの回転に対して拘束されていないため、マニピュレータに取り付けられるエンドエフェクタの向きが移動位置によって変わってしまう。即ち、３本のアームが３自由度を有するジョイント装置でマニピュレータに連結されるため、マニピュレータの回転は拘束されない。このため、３本のアームを用いてマニピュレータを移動させた場合に、移動の前後でマニピュレータの回転角度（向き）が変わってしまう。このように移動位置によってマニピュレータの向きが変わってしまうと、ロボットの作業として、ワークの搬送や位置決めを行い難い。これに対して本実施形態では、上述のように構成することで、出力部材１０３の移動位置に拘らず、出力部材１０３の姿勢と向きを一定に保つことができる。そして、上述の構成で出力部材１０３の位置決め制御を行うことで、出力部材１０３に装着されたエンドエフェクタ１０４の姿勢（傾き）と向きを保持したまま、エンドエフェクタ１０４を移動させることができる。 In the present embodiment, as described above, the posture and orientation of the output member 103 can be kept constant regardless of the movement position of the output member 103. For example, in the case of the structure described in Patent Document 1 described above, since the manipulator is not restrained against rotation around the output shaft, the direction of the end effector attached to the manipulator changes depending on the movement position. That is, since the three arms are connected to the manipulator by the joint device having three degrees of freedom, the rotation of the manipulator is not restricted. For this reason, when the manipulator is moved using three arms, the rotation angle (direction) of the manipulator changes before and after the movement. If the direction of the manipulator changes depending on the movement position in this way, it is difficult to carry or position the workpiece as a robot operation. On the other hand, in the present embodiment, by configuring as described above, the posture and orientation of the output member 103 can be kept constant regardless of the movement position of the output member 103. Then, by performing positioning control of the output member 103 with the above-described configuration, the end effector 104 can be moved while maintaining the posture (tilt) and orientation of the end effector 104 attached to the output member 103.

また、出力部材１０３の姿勢と向きが第１アーム１０９及び第３アーム１１０により保持されるため、第２アーム１１０は、少なくとも１本の第２リンク１１０ａを備えていれば良く、本実施形態では、第２アーム１１０を１本の第２リンク１１０ａにより構成しているため、装置の小型化及び低コスト化を図れる。 In addition, since the posture and orientation of the output member 103 are held by the first arm 109 and the third arm 110, the second arm 110 only needs to include at least one second link 110a. Since the second arm 110 is composed of one second link 110a, the apparatus can be reduced in size and cost.

［出力部材の向き変更］
次に、出力部材１０３の向き変更のための構成について、図１、図４及び図５を用いて説明する。これは、出力部材１０３に装着されたエンドエフェクタ１０４の傾き（略鉛直）を保持したまま、第１軸１０５の軸周りの回転角度の制御を行うものである。 [Change orientation of output member]
Next, a configuration for changing the orientation of the output member 103 will be described with reference to FIGS. 1, 4, and 5. This is to control the rotation angle around the first shaft 105 while maintaining the inclination (substantially vertical) of the end effector 104 attached to the output member 103.

図１、図４、図５において、第４アクチュエータとしての第４モータ１１３は、回転型アクチュエータの一例である。第４モータ１１３は、回転軸が、第２モータ１０８の回転軸と同軸に位置するように配置されている。本実施形態では、第４モータ１１３を第２モータ１０８の鉛直方向下側に配置している。 In FIGS. 1, 4, and 5, the fourth motor 113 as the fourth actuator is an example of a rotary actuator. The fourth motor 113 is disposed such that the rotation shaft is positioned coaxially with the rotation shaft of the second motor 108. In the present embodiment, the fourth motor 113 is disposed below the second motor 108 in the vertical direction.

第４モータ１１３の回転軸には、プーリ１１４が軸支固定されている。一方、第２モータ１０８の回転軸に軸支された第２回転アーム１０８ａの先端に設けられた第２リンク軸１０８ｂには、プーリ１１５が回転自在に軸支されている。プーリ１１４とプーリ１１５の歯数及び径は同一であり、２つのプーリ間にはタイミングベルト１１６が張架されている。また、プーリ１１５には、リンクプレート１１７がプーリ１１５と共に回転するように連結されている。 A pulley 114 is pivotally fixed to the rotation shaft of the fourth motor 113. On the other hand, a pulley 115 is rotatably supported on a second link shaft 108b provided at the tip of a second rotating arm 108a that is supported on the rotating shaft of the second motor 108. The pulleys 114 and 115 have the same number of teeth and the same diameter, and a timing belt 116 is stretched between the two pulleys. A link plate 117 is coupled to the pulley 115 so as to rotate together with the pulley 115.

また、出力部材１０３には、第１軸１０５を回転軸とする回動部１０３ａが設けられている。回動部１０３ａと第４モータ１１３との間には、第４モータの駆動により回動部１０３ａを回動させる伝達部材としての第４アーム１１９が配設されている。更に、回動部１０３ａには、後述する増速回転機構３００を介してリンクプレート１１８が連結されている。 Further, the output member 103 is provided with a rotating portion 103a having the first shaft 105 as a rotation axis. Between the rotation part 103a and the 4th motor 113, the 4th arm 119 as a transmission member which rotates the rotation part 103a by the drive of a 4th motor is arrange | positioned. Further, a link plate 118 is connected to the rotating portion 103a via a speed increasing rotation mechanism 300 described later.

第４アーム１１９は、第２リンク１１０ａと平行に配置される少なくとも１本の第４リンク１１９ａからなる。本実施形態では、１本の第４リンク１１９ａにより第４アーム１１９を構成している。このような第４アーム１１９は、一端が回動部１０３ａに連結されるリンクプレート１１８に対して、少なくとも、第１軸１０５と平行な軸を中心とする回動、及び、第１軸１０５に平行な軸と第４アーム１１９の配設方向とに直交する軸を中心とする回動が可能な２自由度を有する状態で接続される。また、他端が、第２リンク軸１０８ｂを中心として回動する駆動回動部としてのリンクプレート１１７の、第２リンク軸上から外れた位置で接続される。 The fourth arm 119 includes at least one fourth link 119a disposed in parallel with the second link 110a. In the present embodiment, the fourth arm 119 is configured by one fourth link 119a. Such a fourth arm 119 rotates at least about an axis parallel to the first axis 105 with respect to the link plate 118 whose one end is connected to the rotation unit 103a, and on the first axis 105. They are connected in a state having two degrees of freedom capable of rotating around an axis orthogonal to the parallel axis and the direction in which the fourth arm 119 is disposed. Further, the other end is connected at a position off the second link shaft of the link plate 117 as a drive rotating portion that rotates about the second link shaft 108b.

具体的には、１本の第４リンク１１９ａは、一端をリンクプレート１１８の先端に２自由度のジョイント部１１９ｂで接続し、他端をリンクプレート１１７の先端に２自由度のジョイント部１１９ｃで接続している。ここで、ジョイント部１１９ｃは、第２リンク軸１０８ｂに平行な軸を中心とする回動、及び、第２リンク軸１０８ｂに平行な軸と第４リンク１１９ａの配設方向とに直交する軸を中心とする回動が可能である。 Specifically, one fourth link 119a has one end connected to the tip of the link plate 118 with a two-degree-of-freedom joint 119b and the other end connected to the tip of the link plate 117 with a two-degree-of-freedom joint 119c. Connected. Here, the joint portion 119c rotates about an axis parallel to the second link shaft 108b, and an axis orthogonal to the axis parallel to the second link shaft 108b and the arrangement direction of the fourth link 119a. The rotation around the center is possible.

ジョイント部１１９ｂ、１１９ｃは、前述の図３に示す構造のものと同様であり、少なくとも２自由度を有すれば良い。また、ジョイント部１１９ｂ、１１９ｃとして、ボールジョイントやロッドエンドジョイント等の３自由度を有するジョイントを使用しても良い。 The joint portions 119b and 119c are the same as those in the structure shown in FIG. 3 described above, and need only have at least two degrees of freedom. Further, as the joint portions 119b and 119c, a joint having three degrees of freedom such as a ball joint and a rod end joint may be used.

また、第４リンク１１９ａの一端が接続される回動部側の位置（ジョイント部１１９ｂ）と第１軸１０５との距離と、第４リンク１１９ａの他端が接続される駆動回動部側の位置（ジョイント部１１９ｃ）と第２リンク軸１０８ｂとの距離とを同じとしている。本実施形態では、リンクプレート１１７とリンクプレート１１８として、同じ形状、同じ大きさのものを使用し、それぞれの回転中心とジョイント部との長さを互いに一致させている。また、第２リンク１１０ａと第４リンク１１９ａとの長さを同じとしている。そして、第４リンク１１９ａと第２リンク１１０ａとで平行リンク機構を構成するようにしている。これにより、第４アーム１１９は、出力部材１０３の位置及び回動部１０３ａの回動状態に拘らず、第２アーム１１０との平行状態が維持されるように配置される。 In addition, the distance between the position (joint portion 119b) to which the one end of the fourth link 119a is connected and the first shaft 105, and the drive rotation portion side to which the other end of the fourth link 119a is connected. The distance between the position (joint portion 119c) and the second link shaft 108b is the same. In the present embodiment, the link plate 117 and the link plate 118 having the same shape and the same size are used, and the lengths of the respective rotation centers and the joint portions are made to coincide with each other. The lengths of the second link 110a and the fourth link 119a are the same. The fourth link 119a and the second link 110a constitute a parallel link mechanism. As a result, the fourth arm 119 is disposed so as to maintain the parallel state with the second arm 110 regardless of the position of the output member 103 and the rotating state of the rotating portion 103a.

次に、第４モータ１１３の駆動により回動部１０３ａを回動させる場合の動作について、図５を用いて説明する。図５（ａ）において、第４モータ１１３を矢印α方向に回動させると、プーリ１１４、１１５とタイミングベルト１１６によりリンクプレート１１７が矢印β方向に回動する。そして、リンクプレート１１７と連結した第４アーム１１９により、リンクプレート１１８が矢印γ方向に回動する。第４アーム１１９を構成する第４リンク１１９ａと第２アーム１１０を構成する第２リンク１１０ａとが平行リンク機構を構成するため、図５（ｂ）に示すようにリンクプレート１１７の回動角度とリンクプレート１１８の回動角度は一致する。 Next, an operation in the case of rotating the rotation unit 103a by driving the fourth motor 113 will be described with reference to FIG. In FIG. 5A, when the fourth motor 113 is rotated in the arrow α direction, the link plate 117 is rotated in the arrow β direction by the pulleys 114 and 115 and the timing belt 116. The link plate 118 is rotated in the arrow γ direction by the fourth arm 119 connected to the link plate 117. Since the fourth link 119a constituting the fourth arm 119 and the second link 110a constituting the second arm 110 constitute a parallel link mechanism, the rotation angle of the link plate 117 as shown in FIG. The rotation angles of the link plates 118 are the same.

また、図５（ｃ）に示すように、プーリ１１４とプーリ１１５の歯数及び径を同一としているので、第２モータ１０８を駆動し、第２回転アーム１０８ａがどの位置に回動しても、第４モータ１１３を駆動させずに保持すれば、リンクプレート１１７の角度は一定に保持される。従って、第２アーム１１０と第４アーム１１９との平行リンク機構により、リンクプレート１１８の角度もまた一定に保持される。 Further, as shown in FIG. 5C, since the number of teeth and the diameter of the pulley 114 and the pulley 115 are the same, the second motor 108 is driven and the second rotating arm 108a is rotated to any position. If the fourth motor 113 is held without being driven, the angle of the link plate 117 is kept constant. Therefore, the angle of the link plate 118 is also kept constant by the parallel link mechanism of the second arm 110 and the fourth arm 119.

［増速回転機構］
次に、第１軸上に配置され、第４アーム１１９の回動を増速して回動部１０３ａに伝達する増速手段としての増速回転機構３００について、図６ないし図８を用いて説明する。まず、リンクプレート１１８の回動軸を、エンドエフェクタ１０４を支持する第１軸１０５に直接又は間接的に連結することによって、エンドエフェクタ１０４の回転制御を行うことが可能である。しかも、エンドエフェクタ１０４の回転量は第４モータ１１３の駆動量によって一意的に定まり、第１乃至第３モータの駆動量に影響を受けることはない。 [Speed-up rotation mechanism]
Next, a speed increasing rotation mechanism 300 that is arranged on the first shaft and that speeds up the rotation of the fourth arm 119 and transmits it to the rotating portion 103a will be described with reference to FIGS. explain. First, the rotation of the end effector 104 can be controlled by directly or indirectly connecting the rotation shaft of the link plate 118 to the first shaft 105 that supports the end effector 104. Moreover, the rotation amount of the end effector 104 is uniquely determined by the driving amount of the fourth motor 113 and is not affected by the driving amounts of the first to third motors.

しかしながら、平行リンク機構によるエンドエフェクタ１０４の回転制御においては、リンクプレート１１８が回動することにより、第４アーム１１９がエンドエフェクタ１０４に干渉する為、回動角度が制限され十分な回転量を得ることは困難である。即ち、出力部材の位置決めのために接続されるアームとは別に、出力部材を回転させるためのアームを接続している。このような構造の場合には、回転を行うための別のアームがマニピュレータやエンドエフェクタと干渉する可能性があるため、回動角度が制限される場合があり、エンドエフェクタの回転が不十分となる可能性がある。 However, in the rotation control of the end effector 104 by the parallel link mechanism, since the fourth arm 119 interferes with the end effector 104 when the link plate 118 rotates, the rotation angle is limited and a sufficient amount of rotation is obtained. It is difficult. That is, an arm for rotating the output member is connected separately from the arm connected for positioning the output member. In the case of such a structure, there is a possibility that another arm for performing rotation may interfere with the manipulator or the end effector, so that the rotation angle may be limited. There is a possibility.

このため、本実施形態では、リンクプレート１１８に連結する回動部１０３ａに増速回転機構３００を設けて、エンドエフェクタ１０４の回動角度を増大させるようにしている。増速回転機構３００は、回動部１０３ａの回転軸上、即ち、第１軸１０５と同軸上に配置され、伝達部材としての第４アーム１１９の回動を増速して回動部１０３ａに伝達する。本実施形態の増速回転機構３００は、遊星歯車機構により構成している。 For this reason, in this embodiment, the rotational speed increasing mechanism 300 is provided in the rotation part 103a connected to the link plate 118 so that the rotation angle of the end effector 104 is increased. The speed increasing rotation mechanism 300 is disposed on the rotation axis of the rotation unit 103a, that is, coaxially with the first shaft 105, and increases the rotation of the fourth arm 119 as a transmission member to the rotation unit 103a. introduce. The speed increasing rotation mechanism 300 of this embodiment is constituted by a planetary gear mechanism.

即ち、増速回転機構３００は、図８に示すように、太陽歯車３０１と、内歯車３０２と、複数の遊星歯車３０３と、キャリア３０４とから構成される。太陽歯車３０１及び内歯車３０２は、回動部１０３ａの回転軸上にそれぞれ配置されている。複数の遊星歯車３０３は、太陽歯車３０１と内歯車３０２との間に配置され、太陽歯車３０１及び内歯車３０２と噛合する。キャリア３０４は、複数の遊星歯車３０３を回転可能に保持する。そして、太陽歯車３０１を回動部１０３ａに接続され、内歯車３０２とキャリア３０４とのうちの何れか一方が第４アーム１１９に接続され、他方が出力部材１０３の第１軸（出力軸）１０５に固定される。 In other words, the speed increasing rotation mechanism 300 includes a sun gear 301, an internal gear 302, a plurality of planetary gears 303, and a carrier 304, as shown in FIG. The sun gear 301 and the internal gear 302 are respectively disposed on the rotation shaft of the rotation unit 103a. The plurality of planetary gears 303 is disposed between the sun gear 301 and the internal gear 302 and meshes with the sun gear 301 and the internal gear 302. The carrier 304 rotatably holds a plurality of planetary gears 303. The sun gear 301 is connected to the rotating portion 103 a, and either the internal gear 302 or the carrier 304 is connected to the fourth arm 119, and the other is the first shaft (output shaft) 105 of the output member 103. Fixed to.

なお、増速回転機構３００は、内歯車３０２が回動部１０３ａに接続され、キャリア３０４が第４アーム１１９に接続され、太陽歯車３０１が出力部材に固定されようにしても良い。何れの構造であっても、第４アーム１１９による入力が、遊星歯車機構により増速されて回動部１０３ａに出力される。本実施形態では、太陽歯車３０１を回動部１０３ａに接続され、キャリア３０４が第４アーム１１９に接続され、内歯車３０２が第１軸（出力軸）１０５に固定される。図６及び図７を用いて具体的に説明する。 The speed increasing rotation mechanism 300 may be configured such that the internal gear 302 is connected to the rotating portion 103a, the carrier 304 is connected to the fourth arm 119, and the sun gear 301 is fixed to the output member. Regardless of the structure, the input from the fourth arm 119 is accelerated by the planetary gear mechanism and output to the rotating unit 103a. In the present embodiment, the sun gear 301 is connected to the rotating unit 103 a, the carrier 304 is connected to the fourth arm 119, and the internal gear 302 is fixed to the first shaft (output shaft) 105. This will be specifically described with reference to FIGS.

第４アーム１１９にジョイント部１１９ｂを介して連結されたリンクプレート１１８は、キャリア３０４が一体に形成され、キャリア３０４には、同一円周上に等分配置された３つのギア軸３０５が固定されている。そして、各ギア軸３０５には、それぞれ同一の遊星歯車３０３が回転自在に軸支されている。 The link plate 118 connected to the fourth arm 119 via the joint portion 119b is integrally formed with a carrier 304, and the carrier 304 is fixed with three gear shafts 305 equally arranged on the same circumference. ing. Each gear shaft 305 is rotatably supported by the same planetary gear 303.

複数の遊星歯車３０３の外側には、これと噛合うリング状の内歯車３０２がケース３０６に固定され、ケース３０６は出力部材１０３の第１軸１０５にセットビス３０７で固定されている。 A ring-shaped internal gear 302 that meshes with the planetary gears 303 is fixed to the case 306 on the outside of the plurality of planetary gears 303, and the case 306 is fixed to the first shaft 105 of the output member 103 with a set screw 307.

一方、複数の遊星歯車３０３の内側には、これと噛合う太陽歯車３０１が設けられている。太陽歯車３０１は、図７に示すように、軸受３０８ａと軸受３０８ｂによって第１軸１０５と同軸上にこの第１軸１０５に対して回転自在に支持されている。また、第１軸１０５の下端部に設けられたＥリング３０９により、軸受３０８ｂを介して太陽歯車３０１が第１軸１０５から軸方向に抜けることを防止している。 On the other hand, a sun gear 301 that meshes with the planetary gears 303 is provided inside the plurality of planetary gears 303. As shown in FIG. 7, the sun gear 301 is supported by a bearing 308 a and a bearing 308 b coaxially with the first shaft 105 so as to be rotatable with respect to the first shaft 105. Further, the E-ring 309 provided at the lower end portion of the first shaft 105 prevents the sun gear 301 from coming off the first shaft 105 in the axial direction via the bearing 308b.

太陽歯車３０１の下端には回動部１０３ａが一体に形成されており、回動部１０３ａには、エンドエフェクタ１０４の装着部３１０が形成されている。装着部３１０は、エンドエフェクタ１０４の精確な位置決めを行うための嵌合部３１０ａ、切欠溝３１０ｂ及びビス固定用のタップ穴３１０ｃを有している。 A rotating part 103a is integrally formed at the lower end of the sun gear 301, and a mounting part 310 for the end effector 104 is formed in the rotating part 103a. The mounting portion 310 has a fitting portion 310a for accurately positioning the end effector 104, a notch groove 310b, and a screw fixing tap hole 310c.

第４アーム１１９が接続されるリンクプレート１１８は、内歯車３０２及び太陽歯車３０１と同軸に配置されたホルダ３１１にビス３１２で固定されている。ホルダ３１１は、スペーサ３１３により所定間隔で配置された２つの軸受３１４によって、太陽歯車３０１のスリーブ部分３０１ａに回転自在に軸支されている。 The link plate 118 to which the fourth arm 119 is connected is fixed to the holder 311 arranged coaxially with the internal gear 302 and the sun gear 301 with screws 312. The holder 311 is rotatably supported on the sleeve portion 301a of the sun gear 301 by two bearings 314 arranged at a predetermined interval by a spacer 313.

このような構成において、リンクプレート１１８が回動すると、３つの遊星歯車３０３が公転しながら自転して、太陽歯車３０１を回転させる。本実施形態では、太陽歯車３０１の歯数Ｚａ＝１８、遊星歯車３０３の歯数Ｚｂ＝１８、内歯車３０２の歯数Ｚｃ＝５４とし、内歯車３０２を固定、遊星歯車のキャリア３０４を入力、太陽歯車３０１を出力とする構成としている。このため、遊星歯車機構の増速比は、
（Ｚａ＋Ｚｃ）／Ｚａ＝（１８＋５４）／１８＝４
となる。 In such a configuration, when the link plate 118 rotates, the three planetary gears 303 rotate while revolving and rotate the sun gear 301. In the present embodiment, the number of teeth Za of the sun gear 301 is 18, the number of teeth Zb of the planetary gear 303 is Zb = 18, the number of teeth of the internal gear 302 is Zc = 54, the internal gear 302 is fixed, and the planetary gear carrier 304 is input. The sun gear 301 is used as an output. For this reason, the speed increasing ratio of the planetary gear mechanism is
(Za + Zc) / Za = (18 + 54) / 18 = 4
It becomes.

この結果、第４アーム１１９によるリンクプレート１１８の回動角度が４倍に増大されて、エンドエフェクタ１０４が回動する。したがって、エンドエフェクタ１０４がどの位置にあっても、第４アーム１１９がエンドエフェクタ１０４に干渉することなく、エンドエフェクタ１０４の１回転以上の回動動作を得ることが可能である。しかも、エンドエフェクタ１０４の回転量及び回転速度は、第４モータ１１３の回転駆動量及び駆動速度に常に比例するので、精確な回転制御が可能である。 As a result, the rotation angle of the link plate 118 by the fourth arm 119 is increased four times, and the end effector 104 rotates. Therefore, the end effector 104 can obtain one or more rotations of the end effector 104 without the fourth arm 119 interfering with the end effector 104 regardless of the position of the end effector 104. Moreover, since the rotation amount and rotation speed of the end effector 104 are always proportional to the rotation drive amount and drive speed of the fourth motor 113, precise rotation control is possible.

なお、上述のように、内歯車３０２を固定、キャリア３０４を入力、太陽歯車３０１を出力とすることで、最も高い増速比を得られる利点がある。但し、部品の配置や構成上の都合により、キャリア３０４を固定、内歯車３０２を入力、太陽歯車３０１を出力とする構成としてもよい。この場合の遊星歯車機構の増速比は、
−Ｚｃ／Ｚａ＝−５４／１８＝−３
となり、第４アーム１１９によるリンクプレート１１８の回動角度が３倍に増大されて、エンドエフェクタ１０４が回動する。但し、入力に対する出力の回転方向は反転する。 As described above, there is an advantage that the highest speed increase ratio can be obtained by fixing the internal gear 302, inputting the carrier 304, and outputting the sun gear 301. However, the carrier 304 may be fixed, the internal gear 302 may be input, and the sun gear 301 may be output for convenience of component arrangement and configuration. The speed increase ratio of the planetary gear mechanism in this case is
-Zc / Za = -54 / 18 = -3
Thus, the rotation angle of the link plate 118 by the fourth arm 119 is increased three times, and the end effector 104 rotates. However, the rotation direction of the output with respect to the input is reversed.

また、太陽歯車３０１を固定、キャリア３０４を入力、内歯車３０２を出力とする構成としても良い。この場合の遊星歯車機構の増速比は、
（Ｚａ＋Ｚｃ）／Ｚｃ＝（１８＋５４）／５４＝１．３３・・・
となり、第４アーム１１９によるリンクプレート１１８の回動角度が約１．３倍に増大されて、エンドエフェクタ１０４が回動する。この場合、増速比が小さいため、エンドエフェクタ１０４の回動角度を少し増速させたいような構成に用いることが好ましい。 Alternatively, the sun gear 301 may be fixed, the carrier 304 may be input, and the internal gear 302 may be output. The speed increase ratio of the planetary gear mechanism in this case is
(Za + Zc) / Zc = (18 + 54) /54=1.33
Thus, the rotation angle of the link plate 118 by the fourth arm 119 is increased by about 1.3 times, and the end effector 104 rotates. In this case, since the speed increasing ratio is small, it is preferable to use it for a configuration in which the rotational angle of the end effector 104 is desired to be slightly increased.

なお、上述の説明では、第４アーム１１９を第２アーム１１０と常に平行となるように設けたが、第１アーム１０９と常に平行となるように設けても良い。その場合には、第４モータ１１３の回転軸は、第１モータ１０７の回転軸と同軸の位置に配置し、同様のプーリとタイミングベルトによる回転伝達機構を採用することが可能である。 In the above description, the fourth arm 119 is provided so as to be always parallel to the second arm 110, but may be provided so as to be always parallel to the first arm 109. In that case, the rotation shaft of the fourth motor 113 can be arranged at a position coaxial with the rotation shaft of the first motor 107, and a similar rotation transmission mechanism using a pulley and a timing belt can be employed.

また、上述の説明では、エンドエフェクタ１０４を支持する第１軸１０５の軸周りの回転角度を制御する構成としたが、第１軸１０５と所定の角度を成す第２軸１０６の軸周りの回転角度を制御する構成としても良い。その場合には、第４アーム１１９を第３アーム１１２と常に平行となるように設け、第４モータ１１３の回転軸は、第３モータ１１１の回転軸と同軸の位置に配置し、同様のプーリとタイミングベルトによる回転伝達機構を採用することが可能である。 In the above description, the rotation angle around the axis of the first axis 105 that supports the end effector 104 is controlled. However, the rotation around the axis of the second axis 106 that forms a predetermined angle with the first axis 105. It is good also as a structure which controls an angle. In that case, the fourth arm 119 is provided so as to be always parallel to the third arm 112, the rotation shaft of the fourth motor 113 is disposed at a position coaxial with the rotation shaft of the third motor 111, and a similar pulley is provided. It is possible to adopt a rotation transmission mechanism using a timing belt.

更に、上述の説明では、第４モータ１１３の駆動を回動部１０３ａに伝達する伝達部材を第４アーム１１９としたが、伝達部材の構成は、これに限らない。例えば、第４モータ１１３の回転軸上に固定された回転部材と回動部１０３ａとをワイヤにより接続して、回転を伝達するようにしても良い。 Furthermore, in the above description, the transmission member that transmits the drive of the fourth motor 113 to the rotation unit 103a is the fourth arm 119, but the configuration of the transmission member is not limited thereto. For example, the rotation member fixed on the rotation shaft of the fourth motor 113 and the rotation unit 103a may be connected by a wire to transmit the rotation.

［ステッピングモータ］
また、本実施形態の場合、上述の第１モータ１０７（第１アクチュエータ）、第２モータ１０８（第２アクチュエータ）、第３モータ１１１（第３アクチュエータ）、第４モータ１１３（第４アクチュエータ）をステッピングモータとしている。即ち、出力部材１０３を駆動する全てのアクチュエータを、ステッピングモータとしている。本実施形態のステッピングモータは、回転子が永久磁石から形成され、固定子が巻線から形成される。そして、巻線に所定のパルスで電流を印加することで、回転子を回転させる。 [Stepping motor]
In the present embodiment, the first motor 107 (first actuator), the second motor 108 (second actuator), the third motor 111 (third actuator), and the fourth motor 113 (fourth actuator) described above are used. It is a stepping motor. That is, all actuators that drive the output member 103 are stepping motors. In the stepping motor of this embodiment, the rotor is formed from a permanent magnet, and the stator is formed from a winding. And a rotor is rotated by applying an electric current to a winding with a predetermined pulse.

このような本実施形態のステッピングモータについて、図９及び図１０を用いて説明する。図９において、１１は、パラレルリンクロボットの出力部材１０３を駆動するためのステッピングモータであり、第１モータ１０７、第２モータ１０８、第３モータ１１１、第４モータ１１３に相当する。１２は、ステッピングモータ１１に動作指令を出力する制御装置であり、モータドライバ１３を介してステッピングモータ１１に接続される。モータドライバ１３は、ステッピングモータ１１を駆動するためのパワートランジスタ１５と、制御装置１２からの指令を受けて所定のタイミングでパルス信号を出力する信号出力ポート１４とから構成されている。 Such a stepping motor according to this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 9, reference numeral 11 denotes a stepping motor for driving the output member 103 of the parallel link robot, which corresponds to the first motor 107, the second motor 108, the third motor 111, and the fourth motor 113. A control device 12 outputs an operation command to the stepping motor 11 and is connected to the stepping motor 11 via the motor driver 13. The motor driver 13 includes a power transistor 15 for driving the stepping motor 11 and a signal output port 14 that receives a command from the control device 12 and outputs a pulse signal at a predetermined timing.

ステッピングモータ１１は、制御装置１２からの指令に応じて図１０に示すパルス信号ｐ１〜ｐ４が信号出力ポート１４から出力されると、パルス信号ｐ１〜ｐ４を受けたパワートランジスタ１５により、ステップ角を単位として回転駆動される。このように駆動されるステッピングモータ１１は、回転量下降時にハンチングせず、停止時に高保持トルクで位置を保つことができる。 When the stepping motor 11 outputs the pulse signals p1 to p4 shown in FIG. 10 from the signal output port 14 in response to a command from the control device 12, the stepping motor 11 sets the step angle by the power transistor 15 receiving the pulse signals p1 to p4. It is driven to rotate as a unit. The stepping motor 11 driven in this manner does not hunt when the rotation amount is lowered, and can maintain the position with a high holding torque when stopped.

図１及び図２を参照しつつ、より具体的に説明する。パラレルリンクロボット１００は、出力部材１０３を並進運動させるために、第１モータ１０７、第２モータ１０８、第３モータ１１１の回転量を協調させて制御すればよく、第４モータ１１３の回転量は出力部材１０３の位置の決定に作用しない。即ち、第１、第２、第３モータ１０７、１０８、１１１が位置決定のためのアクチュエータ、第４モータ１１３が向き変更のためのアクチュエータであり、出力部材の並進運動と回転運動は互いに干渉しない。 A more specific description will be given with reference to FIGS. 1 and 2. The parallel link robot 100 only needs to control the rotation amounts of the first motor 107, the second motor 108, and the third motor 111 in order to translate the output member 103, and the rotation amount of the fourth motor 113 is as follows. It does not affect the determination of the position of the output member 103. That is, the first, second, and third motors 107, 108, and 111 are actuators for determining the position, and the fourth motor 113 is an actuator for changing the direction, and the translational motion and the rotational motion of the output member do not interfere with each other. .

例えば、出力部材１０３の位置を現在位置Ｘｎから目標位置Ｘｎ＋１に移動させる作業の場合、第１、第２、第３モータ１０７、１０８、１１１を必要量駆動させると、第１、第２、第３アーム１０９、１１０、１１２は協調して出力部材１０３の位置を移動させる。出力部材１０３の位置が目標位置Ｘｎ＋１に到達すると同時に第１、第２、第３モータ１０７、１０８、１１１の駆動量は０とならなければ作業は遂行できない。したがって、第１モータ１０７、第２モータ１０８、第３モータ１１１をステッピングモータとすることで、回転量下降時にハンチングせず、第１、第２、第３モータ１０７、１０８、１１１の駆動量に影響を受けずに、出力部材の位置を要求に即して静定させることができる。よってパラレルリンクロボットにおいて出力部材の位置を保持しつつ姿勢を変える微小な動作を含む、精密な作業の信頼性を高める効果がある。 For example, in the operation of moving the position of the output member 103 from the current position Xn to the target position Xn + 1, if the first, second, and third motors 107, 108, and 111 are driven by a necessary amount, the first, second, and second The three arms 109, 110, and 112 move the position of the output member 103 in cooperation. The operation cannot be performed unless the driving amounts of the first, second, and third motors 107, 108, and 111 become zero at the same time as the position of the output member 103 reaches the target position Xn + 1. Accordingly, by using the first motor 107, the second motor 108, and the third motor 111 as stepping motors, the hunting is not performed when the rotation amount is lowered, and the driving amounts of the first, second, and third motors 107, 108, and 111 are increased. Without being affected, the position of the output member can be settled on demand. Therefore, in the parallel link robot, there is an effect of improving the reliability of precise work including a minute operation that changes the posture while holding the position of the output member.

また、パラレルリンクロボット１００は、出力部材１０３を回転運動させるために、第４モータ１１３の回転量を制御すればよく、第１モータ１０７、第２モータ１０８、第３モータ１１１の回転量は出力部材１０３の姿勢の変更に作用しない。例えば、出力部材１０３の姿勢を現在姿勢Ｒｎから目標姿勢Ｒｎ＋１に変更する作業の場合、第４モータ１１３を必要量駆動させると、第４アーム１１９は出力部材１０３の姿勢を変更する。出力部材１０３の姿勢が目標姿勢Ｒｎ＋１に到達すると同時に第４モータ１１３の駆動量は０とならなければ作業は遂行できない。したがって、第４モータ１１３をステッピングモータとすることで、回転量下降時にハンチングせず、第４モータ１１３の駆動量に影響を受けずに、出力部材１０３の姿勢を要求に即して静定させることができる。よってパラレルリンクロボットにおいて出力部材の姿勢を保持しつつ位置を移動させる微小な動作を含む、精密な作業の信頼性を高める効果がある。 Further, the parallel link robot 100 may control the rotation amount of the fourth motor 113 in order to rotate the output member 103, and the rotation amounts of the first motor 107, the second motor 108, and the third motor 111 are output. It does not affect the posture change of the member 103. For example, in the operation of changing the posture of the output member 103 from the current posture Rn to the target posture Rn + 1, when the fourth motor 113 is driven by a necessary amount, the fourth arm 119 changes the posture of the output member 103. If the attitude of the output member 103 reaches the target attitude Rn + 1 and at the same time the driving amount of the fourth motor 113 is not zero, the work cannot be performed. Therefore, by making the fourth motor 113 a stepping motor, the hunting is not performed when the rotation amount is lowered, and the posture of the output member 103 is stabilized according to the request without being influenced by the driving amount of the fourth motor 113. be able to. Therefore, in the parallel link robot, there is an effect of improving the reliability of precise work including a minute operation of moving the position while maintaining the posture of the output member.

このように、本実施形態の場合、出力部材１０３を駆動する第１モータ１０７、第２モータ１０８、第３モータ１１１、第４モータ１１３をステッピングモータとしている。ステッピングモータは、回転量下降時にハンチングせず、停止時に高保持トルクで位置を保つことができる。このため、モータの駆動量に影響を受けずに、出力部材１０３の位置や姿勢を要求に即して静定させることができ、位置を保持しつつ姿勢を変える微小な動作及び姿勢を保持しつつ位置を移動させる微小な動作を含む、精密な作業の信頼性を高めたパラレルリンクロボットを提供することができる。 As described above, in this embodiment, the first motor 107, the second motor 108, the third motor 111, and the fourth motor 113 that drive the output member 103 are stepping motors. The stepping motor does not hunt when the rotation amount is lowered, and can maintain the position with a high holding torque when stopped. For this reason, the position and posture of the output member 103 can be settled as required without being affected by the driving amount of the motor, and the minute operation and posture for changing the posture while holding the position can be held. Thus, it is possible to provide a parallel link robot including a minute operation for moving the position while improving the reliability of precise work.

なお、上述の説明では、パラレルリンクロボットの制御系は、オープンループ制御として説明したが、セミクローズド又はクローズドループ制御として、更に適宜組み合わせて実現してもよい。また、パルス信号は２相励磁方式に限定されない。また、上述の説明では、姿勢変更のためのアクチュエータは第４アクチュエータのみであるが、より多数のアクチュエータを第４アクチュエータと並列に備え、出力部材に更に複雑な姿勢変更を遂行させても良い。 In the above description, the control system of the parallel link robot has been described as open loop control. However, the control system may be realized by appropriately combining semi-closed or closed loop control. The pulse signal is not limited to the two-phase excitation method. In the above description, the actuator for changing the posture is only the fourth actuator, but a larger number of actuators may be provided in parallel with the fourth actuator so that the output member can perform a more complicated posture change.

本実施形態の場合、出力部材１０３を鉛直方向に移動させる第３モータ１１１を、回転子が永久磁石から形成されるステッピングモータとしている。このため、第３モータ１１１への通電が遮断されても、コギングにより出力部材１０３の落下を抑制できる。即ち、第３モータ１１１への通電が遮断された場合でも、回転子を構成する永久磁石と固定子との間に作用する磁力によりコギングが発生して、少なくとも出力部材１０３が落下する速度を遅くできる、或いは、落下を防止できる。この結果、電磁ブレーキを設けることなく、出力部材１０３が急激に落下することを防止でき、出力部材１０３に保持されたワークなどがステージなどに衝突して破損することを防止できる。本実施形態では、このように電磁ブレーキを設ける必要がなく、また、安価なステッピングモータを使用しているため、パラレルリンクロボットの低コスト化を図れる。 In the present embodiment, the third motor 111 that moves the output member 103 in the vertical direction is a stepping motor whose rotor is formed of a permanent magnet. For this reason, even if the power supply to the third motor 111 is interrupted, the output member 103 can be prevented from dropping by cogging. That is, even when the power supply to the third motor 111 is interrupted, cogging occurs due to the magnetic force acting between the permanent magnets constituting the rotor and the stator, and at least the speed at which the output member 103 falls is slowed down. Or it can be prevented from falling. As a result, it is possible to prevent the output member 103 from dropping suddenly without providing an electromagnetic brake, and it is possible to prevent the work held by the output member 103 from colliding with the stage or the like and being damaged. In this embodiment, it is not necessary to provide an electromagnetic brake as described above, and since an inexpensive stepping motor is used, the cost of the parallel link robot can be reduced.

なお、本実施形態の場合、出力部材１０３を駆動する全てのモータをステッピングモータとしているが、通電が遮断された場合の出力部材１０３の落下を抑制するためには、少なくとも第３モータ１１１がステッピングモータであれば良い。また、各モータの配置等を変更し、複数のモータにより出力部材を鉛直方向に移動させる場合には、これら複数のモータをステッピングモータとする。要は、駆動を停止することで出力部材の鉛直方向の移動を支えられるモータをステッピングモータとする。 In the present embodiment, all the motors that drive the output member 103 are stepping motors, but at least the third motor 111 is stepped in order to suppress the drop of the output member 103 when the energization is interrupted. Any motor can be used. Further, when the arrangement or the like of each motor is changed and the output member is moved in the vertical direction by a plurality of motors, these plurality of motors are set as stepping motors. In short, a stepping motor is a motor that can support the vertical movement of the output member by stopping driving.

このように構成される本実施形態の場合、出力軸としての第１軸１０５に対して回動する回動部１０３ａと、伝達部材としての第４アーム１１９の駆動を増速して回動部に伝達する増速手段としての増速回転機構３００とを有する。このため、簡単かつコンパクトな構成で、回動部１０３ａに装着されるエンドエフェクタ１０４の回転角度を十分に確保できる。 In the case of the present embodiment configured as described above, the rotation unit 103a that rotates with respect to the first shaft 105 as the output shaft and the rotation of the fourth arm 119 as the transmission member are accelerated to increase the rotation unit. And a speed increasing rotation mechanism 300 as speed increasing means for transmitting to the motor. For this reason, the rotation angle of the end effector 104 attached to the rotation unit 103a can be sufficiently secured with a simple and compact configuration.

即ち、第１軸１０５に対して回動する回動部１０３ａを有するため、エンドエフェクタ１０４を回動させるために、前述の特許文献１に記載されたようなユニバーサル／カルダンジョイントなどの自在継手を設ける必要がなく、簡単かつコンパクトな構成とすることができる。 That is, since it has the rotation part 103a which rotates with respect to the 1st axis | shaft 105, in order to rotate the end effector 104, universal joints, such as a universal / cardan joint as described in the above-mentioned patent document 1, were used. There is no need to provide it, and a simple and compact configuration can be obtained.

具体的には、本実施形態の場合、出力部材１０３に回動部１０３ａを設け、回動部１０３ａを回動させることで、エンドエフェクタ１０４の回転を制御するようにしている。このため、第３アーム１１２が接続される第１軸１０５を回転させる必要がなく、第３アーム１１２と第１軸１０５との接続部を簡単な構成にできる。この結果、出力部材１０３の可動範囲が大きく制限されることなく、簡単な構成でエンドエフェクタ１０４の向きの変更を行うことができ、装置の低コストも図れる。 Specifically, in the case of the present embodiment, the output member 103 is provided with a rotating portion 103a, and the rotation of the end effector 104 is controlled by rotating the rotating portion 103a. For this reason, it is not necessary to rotate the first shaft 105 to which the third arm 112 is connected, and the connecting portion between the third arm 112 and the first shaft 105 can be configured simply. As a result, the direction of the end effector 104 can be changed with a simple configuration without greatly restricting the movable range of the output member 103, and the cost of the apparatus can be reduced.

また、本実施形態の場合、第４アーム１１９の駆動を増速して回動部１０３ａに伝達する増速回転機構３００を有する。このため、第４アーム１１９の駆動範囲がエンドエフェクタ１０４などの干渉により制限されても、増速回転機構３００により増速されて回動部１０３ａが回転するため、回動部１０３ａに装着されるエンドエフェクタ１０４の回転角度を十分に確保できる。 In the case of the present embodiment, the speed increasing rotation mechanism 300 that increases the driving speed of the fourth arm 119 and transmits the driving speed to the rotating portion 103a is provided. For this reason, even if the driving range of the fourth arm 119 is limited by the interference of the end effector 104 or the like, the rotating portion 103a is rotated by being accelerated by the speed increasing rotation mechanism 300, so that it is attached to the rotating portion 103a. A sufficient rotation angle of the end effector 104 can be secured.

この結果、簡単かつコンパクトな機構でエンドエフェクタ１０４の回転角度範囲を広く設定出来るとともに、回転制御を精確に行うことが可能であり、ロボットの操作上の自由度や作業性を高めることができる。 As a result, the rotation angle range of the end effector 104 can be set wide with a simple and compact mechanism, the rotation control can be performed accurately, and the degree of freedom in operation and workability of the robot can be improved.

＜他の実施形態＞
なお、上述の説明では、第１、第２、第３、第４アクチュエータは、それぞれ電動の回転型アクチュエータ（モータ）としたが、例えば直線方向に駆動力を変換する機構を追加し、リニア（直動）アクチュエータとしても良い。 <Other embodiments>
In the above description, each of the first, second, third, and fourth actuators is an electric rotary actuator (motor). However, for example, a mechanism that converts a driving force in a linear direction is added, and linear ( (Linear motion) Actuator may be used.

１００パラレルリンクロボット
１０３出力部材（マニピュレータ）
１０４エンドエフェクタ
１０５第１軸
１０６第２軸
１０７第１モータ（第１アクチュエータ）
１０７ａ第１回転アーム（駆動部）
１０８第２モータ（第２アクチュエータ）
１０８ａ第２回転アーム（駆動部）
１０９第１アーム（リンク機構）
１０９ａ第１リンク
１０９ｂ、１０９ｃジョイント部
１１０第２アーム（リンク機構）
１１０ａ第２リンク
１１０ｂ、１１０ｃジョイント部
１１１第３モータ（第３アクチュエータ）
１１１ａ第３回転アーム（駆動部）
１１２第３アーム（リンク機構）
１１２ａ第３リンク
１１２ｂ、１１２ｃジョイント部
１１３第４モータ（第４アクチュエータ）
１１４、１１５プーリ
１１６タイミングベルト
１１７リンクプレート（駆動回転部）
１１８リンクプレート（駆動部）
１１９第４アーム（伝達部材）
１１９ａ第４リンク
１１９ｂ、１１９ｃジョイント部
３００増速回転機構（増速手段）
３０１太陽歯車
３０２内歯車
３０３遊星歯車
３０４キャリア 100 Parallel link robot 103 Output member (manipulator)
104 End effector 105 First shaft 106 Second shaft 107 First motor (first actuator)
107a 1st rotation arm (drive part)
108 Second motor (second actuator)
108a Second rotating arm (drive unit)
109 First arm (link mechanism)
109a First link 109b, 109c Joint portion 110 Second arm (link mechanism)
110a Second link 110b, 110c Joint portion 111 Third motor (third actuator)
111a 3rd rotation arm (drive part)
112 Third arm (link mechanism)
112a Third link 112b, 112c Joint portion 113 Fourth motor (fourth actuator)
114, 115 Pulley 116 Timing belt 117 Link plate (drive rotating part)
118 Link plate (drive unit)
119 Fourth arm (transmission member)
119a 4th link 119b, 119c Joint part 300 Speed-up rotation mechanism (speed-up means)
301 Sun Gear 302 Internal Gear 303 Planetary Gear 304 Carrier

Claims

An output shaft;
A rotating portion that rotates with respect to the output shaft;
A first actuator, a second actuator, a third actuator, and a fourth actuator that are supported by a fixed member and move the output shaft within a predetermined space;
A plurality of link mechanisms respectively provided between the output shaft and the first actuator, the second actuator, and the third actuator;
A transmission member provided between the rotating portion and the fourth actuator, and rotating the rotating portion by driving the fourth actuator;
Speed increasing means for accelerating the rotation of the transmission member and transmitting it to the rotating portion is disposed on the rotation shaft of the rotating portion.
A parallel link robot characterized by that.

The speed increasing means is disposed between the sun gear and the internal gear, and between the sun gear and the internal gear, and is meshed with the sun gear and the internal gear. A planetary gear mechanism formed from a plurality of planetary gears and a carrier that rotatably holds the plurality of planetary gears;
The sun gear is connected to the rotating part;
Either one of the internal gear and the carrier is connected to the transmission member, and the other is fixed to the output shaft.
The parallel link robot according to claim 1, wherein:

The speed increasing means is disposed between the sun gear and the internal gear, and between the sun gear and the internal gear, and is meshed with the sun gear and the internal gear. A planetary gear mechanism formed from a plurality of planetary gears and a carrier that rotatably holds the plurality of planetary gears;
The internal gear is connected to the rotating part;
The carrier is connected to the transmission member;
The sun gear is fixed to the output shaft;
The parallel link robot according to claim 1, wherein: