JP2920386B2 - 任意の傾斜面を得る装置 - Google Patents

任意の傾斜面を得る装置

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JP2920386B2
JP2920386B2 JP18324489A JP18324489A JP2920386B2 JP 2920386 B2 JP2920386 B2 JP 2920386B2 JP 18324489 A JP18324489 A JP 18324489A JP 18324489 A JP18324489 A JP 18324489A JP 2920386 B2 JP2920386 B2 JP 2920386B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、平面を人為的に傾斜させて傾斜面を得るた
めの装置に係り、特に、傾斜方向が制約されない任意な
傾斜面を得る装置に関する。
[従来の技術] 限定された比較的小さな面を人為的に傾斜させて、該
傾斜面を利用したスポーツトレーニング装置や特殊環境
シミュレーション装置等が使用されている。特に近年、
健康に対する関心が高まり、スポーツ医学的立場からト
レーニングが行われるようになってきており、前記傾斜
面についても、より複雑な傾斜面、傾斜方向が限定され
ない任意な傾斜面が容易に得られる装置が求められてい
た。
[発明が解決しようとする課題] 前記のような目的に使用される装置としては、従来
は、傾斜が特定の方向に限定されたものがほとんどで、
一部に広範囲な機能を有した、特殊環境を造り出す高価
なシミュレーション装置があった。いずれも、機能的に
制約されていて汎用性に乏しいものであって複合的な機
能を得るには複数台設置しなければならなかったり、大
がかりなシステムとして極めて高価でかつ広大な設置ス
ペースを要するなど、限定された用途における使用に止
まっていた。
そこで本発明では、機能的に制約されない任意な傾斜
面を安価な装置で得ることによって、より効果的なトレ
ーニングを可能にしようとするものである。
[課題を解決するための手段] 前記課題を解決するために本発明では次のような構成
を成している。すなわち、一の回転軸を中心に回転可能
に支持された第一の面を構成する部材と、前記第一の面
の回転軸の支点を面内に含み前記第一の面の回転軸と直
交する回転軸を中心に回転可能に支持された第二の面を
構成する部材と、前記第二の面の回転軸を支持して成る
固定部材とで構成したジンバル機構と、一端を前記ジン
バル機構の第一の面を構成する部材に係止し他端を前記
固定部材に係止した一対の伸縮手段とからなり、前記伸
縮手段は前記第一の面に係止される位置は前記ジンバル
機構の直交する二つの回転軸で分割された隣接する領域
に配置され、前記第一の面を構成する部材と前記固定部
材とに係止される両端はそれぞれ直交する二つの回転軸
によって該回転軸を中心とした自由度をもって係止して
なるものである。
[作用] 前記のように構成した装置において、ジンバル機構の
荷重面が水平に保持された状態では伸縮手段は伸張と収
縮の中間に保持される。この状態を初期状態とする。前
記初期状態から、一対の伸縮手段を適宜選択的に伸縮駆
動すれば前記ジンバル機構の荷重面の傾斜を得ることが
できる。
まず、伸縮手段を両方同時に伸長、収縮することによ
って、伸縮手段が係止された領域とそれ以外の領域との
中心線を回転中心として、伸縮手段を伸長させると伸縮
手段が係止された領域が上昇しそれ以外の領域が下降し
て荷重面の傾斜を得ることができる。逆に、伸縮手段を
収縮させると各領域の上昇と下降とが逆になり、前記と
は逆の荷重面の傾斜を得ることができる。
次に、伸縮手段の伸縮を互いに逆になるようにする
と、伸長された伸縮手段が係止された領域と該領域に隣
接する伸縮手段が係止されていない領域とが上昇し、収
縮された伸縮手段が係止された領域と該領域に隣接する
伸縮手段が係止されていない領域とが下降して荷重面の
傾斜を得ることができる。伸縮手段の伸長と収縮とを逆
にすると荷重面の逆の傾斜を得ることができる。
更に、一対の伸縮手段のうちの一方を伸縮駆動し、他
方を伸長と収縮との中間位置に固定すると、一方の伸縮
駆動によって一方の伸縮手段が係止された領域が上昇あ
るいは下降し、該領域とは対角関係の位置にある領域が
下降あるいは上昇するものである。
[実施例] 以下に図示の実施例に基づいて更に詳細に説明する。
図において、1は第一の面を構成する部材乃至は第一
の面、2は第二の面を構成する部材乃至は第二の面、3
は固定部材、4は第一の面の回転軸、5は第二の面の回
転軸、6及び7は伸縮手段、8は伸縮手段6,7を第一の
面1及び固定部材3に係止するユニバーサル機構であ
る。
第1図は本願発明を模式的に示した図であり、第2図
は第1図の縦断側面図である。第3図は伸縮手段6,7の
一例を示した縦断側面図、第4図は伸縮手段6,7を第一
の面1及び固定部材3に係止するユニバーサル機構を示
す分解斜視図、第5図及び第6図は伸縮手段の別の実施
例を示す図である。
さて、具体的に説明するために、第1図、第2図、第
3図並びに第4図の組み合わせで構成される装置を基に
説明する。図において、初期状態においては第1の面1
及び第2の面2が水平状態に保持される。すなわち、第
3図の検出片22が検出器26と係合するように、好ましく
はサーボモータで構成された原動機18が駆動されて伸縮
手段6、7が中間位置に保持される。傾斜面を得るに
は、伸縮手段6、7が選択的に伸縮されればよい。ま
ず、回転軸5を中心に領域A、Bが同時に上下動し、領
域A、Bとは逆に領域C,Dが同時に上下動させるには、
伸縮手段6、7を同時に伸長、収縮させる。伸縮手段
6、7に連結された各々の原動機18を同時に駆動する。
原動機18の駆動によってベルト車17、ベルト16、ベルト
車15を介して回転筒13に固定したナット12を回転させる
とネジ軸11がナット12の回転方向に応じて上昇あるいは
下降する。ネジ軸11が上昇すると回転軸5を中心にして
第2の面2と第1の面が一体となって領域A、Bが上昇
し、領域C,Dが下降する。同様に、ネジ軸11が下降する
と回転軸5を中心にして第2の面2と第1の面1が一体
となって領域A、Bが下降し、領域C,Dが上昇する。次
に、伸縮手段6、7のいずれか一方のネジ軸11が上昇し
他方のネジ軸11′が下降する場合は、回転軸4を中心と
して第1の面1が第2の面を構成する部材2で傾斜運動
を行ない、伸縮手段6のネジ軸11が上昇し伸縮手段7の
ネジ軸11′が下降すると回転軸4を中心にして領域A、
Dが上昇、領域B,Cが下降する。また、伸縮手段6、7
のいずれか一方が中立位置で保持され他方が伸縮動作を
行なうと、伸縮動作をする伸縮手段が係止された領域と
その対角の位置にある領域とが上昇、下降動作を行な
う。例えば、伸縮手段6が伸縮動作を行ない伸縮手段7
が中立位置に保持されると、領域Aと領域Cとが上下運
動をおこなう。厳密に言うと、伸縮手段6の伸縮運動に
よって、回転軸4の軸線Yと回転軸5の軸線Xとの交点
Pと伸縮手段7が第一の面1に係止される点とを結ぶ線
Wを中心にして、第一の面1と第二の面2とが共動して
領域Aと領域Cを上下動させ得るものである。このと
き、領域Bと領域Dとは線Wを中心にして回転運動をす
る。すなわち、全体としては、線Wを固定軸として該軸
線Wを中心に領域A側と領域C側が上下動するものであ
る。同様に、伸縮手段7が伸縮動作を行ない伸縮手段6
が停止している場合、線Vを中心にして領域B側と領域
D側が上下動するものである。伸縮手段6、7の面1へ
の係止位置を、それぞれ、回転軸4、5の軸線Y、Xで
画定される領域A、Bにおいて、直交する軸線Xと同Y
との成す角度を2等分する線V、W上に配置したため、
一方の伸縮手段の伸縮に対して他方の伸縮手段は中立位
置に保持されることによって効果的に軸線Vまたは同W
を中心とした傾斜動作を行うことを可能にしたものであ
り、また軸線X、Yのうちいずれの軸線を中心にした運
動においても伸縮手段の伸縮量と面の傾斜量とが一対一
で対応するため制御が容易である。
いずれの動作においても、回転軸4、5並びに線V、
Wが共に第一の面1の同一面上に配置されていることと
相まって、点Pは常に固定された点として移動しないよ
うになっている。
伸縮手段6、7は、中立位置において第一の面1及び
固定部材3に垂直に設置されているとすると、伸長ある
いは収縮して第一の面を構成する部材1が傾斜した場
合、幾何学的に第一の面1に対してはもちろん固定部材
3に対しても垂直状態を維持できなくなるが、伸縮手段
6、7の両端はユニバーサル機構によって係止されてい
るので、面1の傾斜に対しても効果的に追従し得るもの
である。伸縮手段6、7が面1の傾斜によって固定部材
3に対して傾斜するが、その傾斜角度は微小であり、伸
縮手段6、7をベルト16を介して原動機18で駆動するよ
うにすれば、前記伸縮手段6、7と固定部材3との微小
傾斜をベルト16が効果的に吸収して良好に動作し得るも
のである。
前記説明では、回転軸4、同5、軸線V、同Wを基準
とした動作について記載したが、伸縮手段6、7の伸縮
量を適宜制御することによって前記動作を複合した任意
方向の傾斜面を得ることができると共に、伸縮手段6、
7のそれぞれに連結した原動機18、18′の回転方向と回
転速度を制御することによって面1の傾斜速度と傾斜角
度を任意に設定することができるものである。
ユニバーサル機構8については、第4図に実施例を示
す。改めて説明するまでもなく、伸縮手段を構成するネ
ジ軸11ないしは筒部材14の延設部28、29には伸縮手段
6、7の軸線に直交する回転軸30が係止されると共に該
回転軸30を支承する支承部材31には伸縮手段6、7の軸
線及び回転軸30に共に直交する回転軸32を延設し、該回
転軸32を係止部材33で第一の面を構成する部材1及び固
定部材3に係止してなるものである。
第5図はネジ軸11を回転駆動するようにした実施例を
示したもので、ナット12は筒部材14′に固定されてネジ
軸11に係合される一方、ネジ軸11はベルト車15′を固定
して成り、下端部に支承部41を延設して軸受43、44によ
って支承部材42内で回転可能に支承して成る。ベルト車
15′はベルト16を介して原動機18の回転軸19に固定した
ベルト車17に連結され、原動機18の回転がネジ軸11に伝
達されるように構成されている。筒部材14′に延設され
た検出片22は検出器25、26、27と係合可能に配設されそ
れぞれ伸長端の検出器25、中立位置検出器26、収縮端の
検出器27によって原動機18を制御すべく構成されてい
る。
第6図は伸縮手段として流体圧シリンダを使用した実
施例で、シリンダ51とロッド52とシリンダ51に流体を供
給する配管53、54とで構成され、シリンダ51及びロッド
52の各一端はユニバーサル機構8によって第一の面を構
成する部材1及び固定部材3に係止されて成るものであ
る。
[発明の効果] 以上詳説した通り本発明によれば、一の回転軸を中心
に回転可能に支持された第一の面を構成する部材と、前
記第一の面の回転軸の支点を面内に含み前記第一の面の
回転軸と直交する回転軸を中心に回転可能に支持された
第二の面を構成する部材と、前記第二の面の回転軸を支
持して成る固定部材とで構成したジンバル機構と、一端
を前記ジンバル機構の第一の面を構成する部材に係止し
他端を前記固定部材に係止した一対の伸縮手段とからな
り、前記伸縮手段は前記第一の面に係止される位置は前
記ジンバル機構の直交する二つの回転軸で分割された隣
接する領域に配置され、前記第一の面を構成する部材と
前記固定部材とに係止される両端はそれぞれ直交する二
つの回転軸によって該回転軸を中心とした自由度をもっ
て係止してなるものであるから、必要最小限の構成で効
果的にかつ迅速に任意の傾斜面を得ることが可能になっ
たものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本要素を模擬的に示した図、第2図
は本発明の実施例を示す縦断側面図、第3図は伸縮手段
の実施例を示す縦断側面図、第4図はユニバーサル機構
の実施例を示す分解斜視図、第5図及び第6図は伸縮手
段の別の実施例を示す図、第7図乃至第9図は面を傾斜
させた状態を示す図である。 1:第一の面(または第一の面を構成する部材) 2:第二の面(または第二の面を構成する部材) 3:固定部材、4:回転軸 5:回転軸、6:伸縮手段 7:伸縮手段、8:ユニバーサル機構 11:ネジ軸、12:ナット 13:回転筒、14:筒部材 15:ベルト車、16:ベルト 17:ベルト車、18:原動機 19:回転軸、22:検出片 25、26、27:検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A63B 22/16

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一の回転軸を中心に回転可能に支持された
    第一の面を構成する部材と、前記第一の面の回転軸の支
    点を面内に含み前記第一の面の回転軸と直交する回転軸
    を中心に回転可能に支持された第二の面を構成する部材
    と、前記第二の面の回転軸を支持して成る固定部材とで
    構成したジンバル機構と、一端を前記ジンバル機構の第
    一の面を構成する部材に係止し他端を前記固定部材に係
    止した一対の伸縮手段とからなり、前記伸縮手段は前記
    第一の面に係止される位置は前記ジンバル機構の直交す
    る二つの回転軸で分割された隣接する領域に配置され、
    前記第一の面を構成する部材と前記固定部材とに係止さ
    れる両端はそれぞれ係止点を中心にして係止面に対して
    傾倒可能に係止されてなることを特徴とする任意の傾斜
    面を得る装置。
  2. 【請求項2】第一の面を構成する部材の回転中心と第二
    の面を構成する部材の回転中心とジンバル機構に作用す
    る荷重を受ける荷重面とが常に同一平面内にある請求項
    1に記載の装置。
  3. 【請求項3】伸縮手段の係止位置が直交する第一の面の
    回転中心と第二の面の回転中心との成す角度を45度に分
    割する線上に配置されてなる請求項1に記載の装置。
  4. 【請求項4】伸縮手段が流体圧シリンダである請求項1
    に記載の装置。
  5. 【請求項5】伸縮手段は外部の駆動源によって駆動され
    て伸縮動作を行うものである請求項1に記載の装置。
  6. 【請求項6】伸縮手段がネジ軸と該ネジ軸に係合するナ
    ットで構成された請求項3に記載の装置。
  7. 【請求項7】伸縮手段はネジ軸と該ネジ軸に係合するナ
    ットで構成され、相対的にネジ軸を回転駆動するように
    成した請求項1に記載の装置。
  8. 【請求項8】伸縮手段はネジ軸と該ネジ軸に係合するナ
    ットで構成され、相対的にナットを回転駆動するように
    成した請求項1に記載の装置。
  9. 【請求項9】伸縮手段の支持手段は伸縮手段の両端にお
    いて伸縮手段の軸線と直交して配設された第一の支軸
    と、該第一の支軸を支承する支承部材と、該支承部材に
    延設され前記第一の支軸及び前記伸縮手段に共に直交す
    る第二の支軸と、該第二の支軸を支承し前記第一の面を
    構成する部材乃至は前記固定部材に係止された支持部材
    とから成るユニバーサル機構で支持してなる請求項1に
    記載の装置。
  10. 【請求項10】伸縮手段が相対的に回転するネジ軸乃至
    はナットによって上下に駆動されるナット乃至はネジ軸
    に延設した検出片と、伸縮手段に固定されて回転も上下
    動もしないように配設された検出器とを具えてなる請求
    項1に記載の装置。
  11. 【請求項11】伸縮手段は、ユニバーサル機構で第一の
    面を構成する部材に係止されたネジ軸と、該ネジ軸に係
    合するナットと、ユニバーサル機構で固定部材に係止さ
    れ前記ネジ軸を収納可能になした筒部材と、該筒部材に
    回転可能に嵌合し前記ナットに固定した回転筒と、該回
    転筒の下端部に固定されたベルト車と、前記筒部材に延
    設した腕部材と、該腕部材に係止した検出器と、前記ネ
    ジ軸に延設した検出片と、前記固定部材に係止した原動
    機と、該原動機の出力軸に固定したベルト車と、該ベル
    ト車と前記回転筒に固定されたベルト車とに渡って巻つ
    けたベルトとで構成して成る請求項1に記載の装置。
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