JP2015068502A5 - - Google Patents

Description

外枠構造4oまたは内枠構造1oは閉リングまたは開リングとなりうる。閉リング設計は強度を上げ、振動や変形を避けられる。開リング設計は動作時の干渉を減少し、図４Ａ〜４Ｄを参照する。先行出願米国特許番号US8,579,714の開示内容に基づいて、外枠構造4oまたは内枠構造1oの幾何定義は正四面体であれば、その単一対称の特性でパラメーター設定と処理シミュレーションはしやすくなる。そうすると外枠構造4oのそれぞれの角中心線の間の六つの挟角はほぼ109.5°となる。すなわちΛ ₁₂ =Λ ₁₃ =Λ ₁₄ =Λ ₂₃ =Λ ₂₄ =Λ ₃₄ ≒109.5°。内枠構造1oのそれぞれの角中心線の間の六つの挟角はほぼ109.5°となる。即ちΩ ₁₂ =Ω ₁₃ =Ω ₁₄ =Ω ₂₃ =Ω ₂₄ =Ω ₃₄ ≒109.5°である。ただし、四面体は一番特異現象（singularity phenomenon）が起きやすい。特異現象を避けるため、外枠構造4oまたは内枠構造1oの幾何定義は正四面体でなくてもよい。

外レール円弧状梃組み３と内レール円弧状梃組み２について、外レール円弧状梃3oの外側は外接軸心3aによって外枠回動部材4aと締結し、内レール円弧状梃2oの内側は内接軸心によって内枠回動部材1aと枢着し、外レール円弧状梃3oの内側は、中継軸心3bによって内レール円弧状梃2oの外側と枢着し、図５Ａを参照する。外接軸心3aは外枠四面体の一つの角中心線と重なって外レール円弧状3oを円運動させ、レールの幾何半径表記はr ₃ とし、内接軸心2aは内枠四面体の一つの角中心線と重なって外レール円弧状梃3oを円運動させ、レールの幾何半径表記はr ₂ とする。外レール円弧状梃3oの円弧の長さの定義は、外接軸心3aと中継軸心3bとの挟角となり、α_iと表記する。内レール円弧状梃2oの円弧の長さの定義は内接軸心2aと中継軸心3bとの挟角となり、β_iと表記する。内レール円弧状梃2oと外レール円弧状梃3oのそれぞれの軸端は必ず同心として外枠構造と内枠構造と同心させ、即ちどのように姿が変わっても、四組みの外接軸心3a、中継軸心3b及び内接軸心2aは必ず外枠構造と内枠構造の共同中心を指し、図５Ｂを参照する。

先行出願米国特許番号US8,579,714の開示によって、任意の一組みの外レール円弧状梃はそれと枢着する内レール円弧状梃の円弧の長さの角度の合計値は180°と等しく、またはより小さくなる必要がある。そうでなければ意味はない。すなわち、α _i +β _i ≦180°。任意の二つの外レール円弧状梃3oの円弧の長さの角度の合計値は外枠構造1oの対応する二つの角中心線の挟角と等しく、またはより大きくなる。即ち、α _i +α _j ≧Λ _ij 。任意の二つの内レール円弧状梃2oの円弧の長さの角度の合計値は内枠構造1oの対応する二つ角中心線の挟角と等しく、またはより大きい。即ち、β _i +β _j ≧Ω _ij 。ただし、特異現象を避けたい場合、それぞれの外レール円弧状梃3oの円弧の長さは等しくならなくてもよい。それぞれの内レール円弧状梃2oの円弧の長さも等しくならなくてもよい。

<外枠枢着型>
終端円弧状梃の外枠枢着型実施例は図６Ａ〜６Ｃに示すように、終端円弧状梃5xを同心に外レール円弧状梃3oに設け、外枠四面体の角中心線と重なるようにし、終端円弧状梃5xが内枠構造1oとそれぞれの内レール円弧状梃2oとの間に円運動させ、外枠枢着型のレール幾何定義は、r ₁ <r _x <r ₂ 。外枠構造4oは閉リングに設計し、強度をあげて振動や変形を避けられる。内枠構造1oは開リングに設計し、終端円弧状梃5xが動作時内枠構造1oに対する干渉を減少できる。終端ロード5eに把持装置を配置してもよく、例えば工作機械の把持モジュールであり、多軸複合加工機械や多軸検査機械など。外枠構造4oの中にさらに外枠ホルダー4bが設けられ、外枠ホルダー4bにさらに外枠ロード4ｃが設けられ、ホルダーモジュールや位置決めプレートを搭載でき、図１Ａ〜１Ｃを参照する。

終端円弧状梃5xは数量によってシングル式及びダブル式に分けられる。ダブル式はシングル式（上記外枠枢着型と内枠枢着型）より一組みの終端円弧状梃5x組みを増設しており、本発明が多自由度球面座標動作の時により内枠構造1oや外枠構造4oの干渉をうけやすくなり、動作空間が狭くなるが、ダブル式はもう一組みの終端円弧状梃5x組みを有するためより多様な応用可能性を果たす。

<ダブル式外枠枢着型>
ダブル式外枠枢着型の実施例は図１１Ａ〜図１１Ｃを参照してください。上記外枠枢着型のレール幾何定義：r ₁ <r _x <r ₂ と同じように、二つの終端円弧状梃5xと枢着している外枠構造4oは、閉リング式設計としてもよく、二つの終端円弧状梃5xが内レール円弧状梃2oと内枠構造1oとの間に円運動させ、かつ二つの終端ロード5eを外枠構造4oの中に遠く離れて対向させ、終端ロード5eは旋盤把持モジュールを設置でき、内枠ホルダー1bに内枠ロード1cは対向してレーザーカッターや研削主軸を設けてもよく、多軸複合加工機械に応用する。

<ダブル式内枠枢着型>
ダブル式内枠枢着型の実施例は図１２Ａ〜図１２Ｃを参照してください。上記内枠枢着型のレール幾何定義：r ₃ <r _x <r ₄ と同じように、二つの終端円弧状梃5xと枢着している内枠構造1oは、閉リング式設計としてもよく、二つの終端円弧状梃5xが外レール円弧状梃と外枠構造4oとの間に円運動させ、かつ二つの終端ロード5eを外枠構造4oの外に遠く離れて対向させ、外枠ホルダーにある外枠ロード4cは、対向して上昇装置を設けて互いにバランスを取ってトルクの変動を減らすことができ、慣性モーメントが大きいまたはトルクの変動が大きい搬送機械アームに応用できる。

<ダブル式外枠枢着型ヨーク式内枠>
ダブル式外枠枢着型ヨーク式内枠の実施例は図１３Ａ〜図１３Ｃを参照してください。上記ダブル式内枠枢着型のレール幾何定義：r ₁ <r _x <r ₂ と同じように、二つの終端円弧状梃5xと枢着している外枠構造4oは、閉リング式設計としてもよいが、ヨーク式内枠構造1oを採用すれば終端ロード5eとの干渉を避けられる。二つの終端ロード5eは互いに外枠構造4oの中に遠く離れて対向させ、終端ロード5eに半球状幕枠を設け、半球幕枠に投影幕やレレビウォールを設けてもよい。内枠ホルダー1bは、内枠ロード1cが運転席シミュレーション装置としても対応でき、室内空間の転向ゲーム装置や、戦闘機運転訓練装置に応用してもよい。

<ダブル式内枠枢着型ヨーク式外枠>
ダブル式内枠枢着型ヨーク式外枠の実施例は図１４Ａ〜図１４Ｃを参照してください。上記ダブル式内枠枢着型のレール幾何定義：r ₃ <r _x <r ₄ と同じように、二つの終端円弧状梃5xと枢着している内枠構造1oは、閉リング式設計としてもよいが、ヨーク式外枠構造4oを採用すれば終端ロード5eとの干渉を避けられる。二つの終端ロード5eは互いに内枠構造1oの外に遠く離れて対向させ、二つの終端ロード5eは半球状傘枠として設けられ、半球傘枠に多人数搭乗チャンバーや大型望遠鏡を設置してもよい。外枠ホルダーは外枠ロード4cが大慣性ロードとしても対応でき、多人数のアウトドア転向ゲーム装置や大型天文望遠鏡に応用できる。

１ 内枠構造組み
1o 内枠構造
1a 内枠回動部材
1b 内枠ホルダー
1c 内枠ロード
２ 内レール円弧状梃組み
2o 内レール円弧状梃
2a 内接軸心
３ 外レール円弧状梃組み
3o 外レール円弧状梃
3a 外接軸心
3b 継軸心
４ 外枠構造組み
4o 外枠構造
4a 外枠回動部材
4b 外枠ホルダー
4c 外枠ロード
５ 終端円弧状梃組み
5x 終端円弧状梃
5a 終端回動部材
5e 終端ロード

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