JP3165170B2 - Exercise transmission device - Google Patents

Exercise transmission device

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JP3165170B2
JP3165170B2 JP11838291A JP11838291A JP3165170B2 JP 3165170 B2 JP3165170 B2 JP 3165170B2 JP 11838291 A JP11838291 A JP 11838291A JP 11838291 A JP11838291 A JP 11838291A JP 3165170 B2 JP3165170 B2 JP 3165170B2
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弘行 番場
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[発明の目的] [Object of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マニピュレータの先端
に位置する手首部やグリップを位置決めするためなどに
用いることが可能な運動伝達装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion transmitting device which can be used for positioning a wrist or a grip located at the tip of a manipulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】危険な環境下の作業や、危険物を空間的
に移動させる作業などを人間に代わって行うための機械
として、マスタ・スレーブマニピュレータが知られてい
る。
2. Description of the Related Art A master / slave manipulator is known as a machine for performing work in a dangerous environment or work for spatially moving a dangerous substance on behalf of a human.

【0003】マスタ・スレーブマニピュレータは、操縦
者が操作するマスタマニピュレータと、このマスタマニ
ピュレータの操作によって検出された指令信号に基づ
き、実際に物体を空間的に移動させるなどの作業を行う
スレーブマニピュレータとから構成されている。
A master / slave manipulator is composed of a master manipulator operated by an operator and a slave manipulator that performs an operation such as actually moving an object spatially based on a command signal detected by operation of the master manipulator. It is configured.

【0004】さらに、それぞれのマニピュレータは、手
首部を3次元的に駆動して位置決めする位置駆動軸と、
手首に相当し前記手首部の姿勢を決定する姿勢駆動軸
と、この姿勢駆動軸の先端に設けられたハンドや操作グ
リップなどとで構成されている。
[0004] Further, each manipulator has a position drive shaft for driving and positioning the wrist three-dimensionally,
It is composed of a posture drive shaft that corresponds to a wrist and determines the posture of the wrist portion, and a hand and an operation grip provided at the tip of the posture drive shaft.

【0005】ところで、マスタ・スレーブマニピュレー
タのマスタマニピュレータ、あるいはスレーブマニピュ
レータには、その軸構成として多関節型,直交座標型な
どいくつかの種類がある。こういった軸構成は、要求さ
れる運動伝達の形態に応じて種々選択されて使用されて
いる。
There are several types of master / slave manipulators or slave manipulators, such as an articulated type and a rectangular coordinate type, as the axis configuration. Various types of such shaft configurations are selected and used depending on the required form of motion transmission.

【0006】位置駆動軸の動作形態を多関節型とする
と、3次元を形成する第1軸,第2軸,第3軸が互いに
影響するため、先端の位置を検出するために座標変換演
算が要求される。一般的に、こういった座標変換演算は
制御系の負担となるので、座標変換演算をできるだけ少
なくして負担を軽減する構成とすることが望ましい。
If the operation form of the position drive axis is an articulated type, the first axis, the second axis, and the third axis forming three dimensions affect each other, so that a coordinate conversion operation is performed to detect the position of the tip. Required. Generally, such a coordinate transformation operation imposes a burden on the control system. Therefore, it is desirable to adopt a configuration in which the coordinate transformation operation is reduced as much as possible to reduce the burden.

【0007】そこで、位置駆動軸をすべて直交させた直
交座標型とすると、3次元を形成する第1軸,第2軸,
第3軸が互いに影響することがなくなり、各軸を独立に
駆動させることができる。したがって、座標変換演算が
不要となり、制御系の負担が軽減される。
[0007] Therefore, if the position drive axes are all orthogonal, a rectangular coordinate system is used.
The third axes do not affect each other, and each axis can be driven independently. Therefore, the coordinate conversion operation becomes unnecessary, and the load on the control system is reduced.

【0008】また、直交座標型を採用した場合、位置制
御軸と姿勢制御軸とを機構的に分離することができるの
で、先端の位置が変化しても姿勢が変化することがな
い。したがって、この点からも座標交換演算がさらに軽
減されている。位置駆動軸を直交座標型とした従来の運
動伝達装置について、図1を参照して説明する。図1
は、マスタ・スレーブマニピュレータのマスタマニピ
ュレータに運動伝達装置を適用した状態を示す斜視図で
ある。
When the rectangular coordinate system is employed, the position control axis and the attitude control axis can be mechanically separated from each other, so that the attitude does not change even if the position of the tip changes. Therefore, the coordinate exchange calculation is further reduced from this point. A conventional motion transmission apparatus as rectangular coordinate type position drive shaft, will be described with reference to FIG 5. FIG.
5 is a perspective view showing a state in which the motion transmitting device is applied to the master manipulator of the master / slave manipulator.

【0009】マスタマニピュレータ200には、両側部
が同方向へ直角に折り曲げられて側壁が形成された支持
ブロック201と、この支持ブロック201上を一対の
ガイド203およびネジ軸205で第1の方向(図1
中のY軸方向)へ案内される第1の移動台207とが備
えられている。ネジ軸205の一方の側部は支持ブロッ
ク201の側壁を貫通しており、その先端部はモータ2
23の駆動軸とベルト222を介して連結されている。
このモータ223の駆動軸の後端にはエンコーダ224
が連結されている。エンコーダ224はモータ223の
回転量を検出することにより、第1の移動台207のY
軸方向への移動距離を検出するようになっている。
The master manipulator 200 has a support block 201 having side walls formed by bending both sides at right angles in the same direction, and a pair of guides 203 and a screw shaft 205 on the support block 201 in a first direction ( FIG. 15
(In the Y-axis direction). One side of the screw shaft 205 penetrates the side wall of the support block 201, and its tip is
23 and a drive shaft 23 via a belt 222.
An encoder 224 is provided at the rear end of the drive shaft of the motor 223.
Are connected. The encoder 224 detects the amount of rotation of the motor 223, thereby detecting the Y of the first movable base 207.
The moving distance in the axial direction is detected.

【0010】第1の移動台207上には、第1の支持ブ
ロック209が載置されている。この第1の支持ブロッ
ク209には一対のガイド211およびネジ軸213が
支持されており、ネジ軸213の回転により第2の移動
台215が第2の方向(図1のZ軸方向)へ案内され
る。ネジ軸213の一方の端部は第1の支持ブロック2
09を貫通しており、その先端部はモータ225の駆動
軸とベルト226を介して連結されている。モータ22
5の駆動軸の後端にはエンコーダ228が連結されてお
り、モータ225の回転量を検出することにより、第2
の移動215のZ軸方向への移動距離を検出するよう
になっている。
On the first moving table 207, a first support block 209 is mounted. This is the first support block 209 has a pair of guides 211 and screw shaft 213 is supported, to the second movable carriage 215 is the second direction by the rotation of the screw shaft 213 (Z-axis direction in FIG. 1 5) You will be guided. One end of the screw shaft 213 is the first support block 2
09, and its tip is connected to the drive shaft of the motor 225 via a belt 226. Motor 22
An encoder 228 is connected to the rear end of the drive shaft of No. 5 to detect the amount of rotation of the motor 225 so that the second
The moving distance of the moving table 215 in the Z-axis direction is detected.

【0011】第2の移動台215には、第2の支持ブロ
ック217が固着されている。この第2の支持ブロック
217をネジ軸213と直交する第3の方向(図1
のX軸方向)へ移動できるように移動ガイド219とネ
ジ軸221が貫通している。なお、移動ガイド219は
中空円筒状に形成されている。第2の支持ブロック21
7の側方にはモータ227が配置されており、その駆動
軸は第2の支持ブロック217内で支持されたネジ軸2
21に螺合する図示しないナットとベルト等を介して連
結されている。モータ227の駆動軸の後端には、エン
コーダ230が連結されている。このエンコーダ230
はモータ227の回転量を検出して、移動ガイド219
とネジ軸221のX軸方向への移動距離を検出するよう
になっている。
A second support block 217 is fixed to the second movable table 215. Moving guide 219 and the screw shaft 221 penetrates so as to be movable to the second supporting block 217 to the third direction perpendicular to the screw shaft 213 (X axis direction in FIG. 1 5). The moving guide 219 is formed in a hollow cylindrical shape. Second support block 21
7, a motor 227 is disposed, and its drive shaft is a screw shaft 2 supported in a second support block 217.
The nut 21 is connected to a nut (not shown) screwed to the nut 21 via a belt or the like. An encoder 230 is connected to the rear end of the drive shaft of the motor 227. This encoder 230
Detects the amount of rotation of the motor 227 and
And the movement distance of the screw shaft 221 in the X-axis direction is detected.

【0012】移動ガイド219の一方の端部には、操作
部229が支持されている。この操作部229は、端部
が互いに回転自在に連結された一対のコ字型部材23
1,233とコ字型部材233に支持されたグリップ2
35とで構成されている。また、グリップ235は、図
に示したθx,θy,θz各方向へ回転自在となってい
る。
An operation section 229 is supported at one end of the movement guide 219. The operation unit 229 includes a pair of U-shaped members 23 whose ends are rotatably connected to each other.
1, 233 and grip 2 supported by U-shaped member 233
35. Further, the grip 235, [theta] x shown in FIG. 1 5, [theta] y, is rotatable θz each direction.

【0013】また移動ガイド219 の他方の端部にはモー
タ241 およびエンコーダ249 が配置されている。モータ
241 の駆動軸は、移動ガイド219 内の中空部で回転自在
に支持された図示しない連結軸と接続している。これに
より、モータ241 の駆動力でモータ241の駆動軸が回転
し、連結軸の他方の端部に固着されたコ字型部材231を
θx方向への回転量を検出する。
A motor 241 and an encoder 249 are arranged at the other end of the moving guide 219. motor
The drive shaft 241 is connected to a connecting shaft (not shown) rotatably supported by a hollow portion in the moving guide 219. As a result, the drive shaft of the motor 241 is rotated by the drive force of the motor 241, and the amount of rotation of the U-shaped member 231 fixed to the other end of the connection shaft in the θx direction is detected.

【0014】グリップ235 には図示しない力検出器が埋
設されている。例えば操縦者がグリップ235 をθx方向
へ回転しようとしてθx方向へ力(トルク)を加える
と、この力が力検出器によって検出され、検出結果に基
づいてモータ241 を駆動し、グリップ235 をθx方向へ
回転駆動する。
A force detector (not shown) is embedded in the grip 235. For example, when the operator tries to rotate the grip 235 in the θx direction and applies a force (torque) in the θx direction, this force is detected by the force detector, and the motor 241 is driven based on the detection result, and the grip 235 is moved in the θx direction. To rotate.

【0015】また、コ字型部材231 とコ字型部材233 と
の連結部にはモータ237 およびエンコーダ243 が配置さ
れている。このエンコーダ243 はグリップ235 のθy方
向への回転量を検出する。
A motor 237 and an encoder 243 are arranged at the connection between the U-shaped member 231 and the U-shaped member 233. The encoder 243 detects the amount of rotation of the grip 235 in the θy direction.

【0016】さらに、コ字型部材233 の下面側にはモー
タ239 およびエンコーダ245 が配置されている。このエ
ンコーダ245 はグリップ235 のθz方向への回転量を検
出する。モータ239 の駆動軸はグリップ235 と連結して
いる。
Further, a motor 239 and an encoder 245 are arranged on the lower surface side of the U-shaped member 233. The encoder 245 detects the amount of rotation of the grip 235 in the θz direction. The drive shaft of the motor 239 is connected to the grip 235.

【0017】また、マスタマニピュレータ200 をY,
Z,X軸方向へ並進させようとする場合にも、同様に、
グリップ235 に埋設された力検出器によってグリップ23
5 の並進方向が検出され、この検出結果に基づいてモー
タ223,225,227 が回転駆動される。
Also, the master manipulator 200 is set to Y,
Similarly, when trying to translate in the Z and X axis directions,
Grip 23 by force detector embedded in grip 235
5 is detected, and the motors 223, 225, 227 are rotationally driven based on the detection result.

【0018】以上のように構成された従来のマスタマニ
ピュレータ200 は、操縦者がグリップ235 をX,Y,Z
軸方向、θx,θy,θz方向へ操作すると、それぞれ
の方向の操作力が力検出器によって検出される。そして
力検出器からの検出信号に基づいてモータ223,225,227,
237,239,241 が回転駆動され、エンコーダ224,228,230,
243,245,249 によって回転量が検出される。この検出信
号が指令信号としてスレーブマニピュレータへ送られ、
スレーブマニピュレータが駆動される。
In the conventional master manipulator 200 configured as described above, the operator operates the grip 235 with X, Y, Z
When the operation is performed in the axial direction, the θx, θy, and θz directions, the operation force in each direction is detected by the force detector. Then, based on the detection signal from the force detector, the motors 223, 225, 227,
237,239,241 are driven to rotate and encoders 224,228,230,
The rotation amount is detected by 243,245,249. This detection signal is sent to the slave manipulator as a command signal,
The slave manipulator is driven.

【0019】しかしながら、一般的に直交座標型のマニ
ピュレータは、必要な動作範囲の分だけ駆動部の直動機
構長さを確保しなければならない。そのため、直交する
3軸のそれぞれの軸方向長さが長くなってしまい、必然
的にマニピュレータが大型化,高重量化してしまうとい
う問題があった。
However, generally, a rectangular coordinate type manipulator needs to secure the length of the linear motion mechanism of the drive unit by the required operating range. Therefore, the length of each of the three orthogonal axes increases in the axial direction, and there is a problem that the manipulator is inevitably increased in size and weight.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】このように、マニピュ
レータなどに利用される従来の運動伝達装置において
は、座標変換に係る演算量を少なくするためには直交座
標型を採用することが有利となる。しかしながら必要な
動作範囲分だけ駆動部の直動機構長さを確保しなければ
ならず、直交する3軸のそれぞれの軸方向長さが長くな
ってしまい、必然的に運動伝達装置が大型化,高重量化
してしまうという問題があった。
As described above, in a conventional motion transmission device used for a manipulator or the like, it is advantageous to employ an orthogonal coordinate type in order to reduce the amount of calculation for coordinate conversion. . However, the length of the linear motion mechanism of the drive unit must be ensured for the required operation range, and the axial length of each of the three orthogonal axes becomes longer. There is a problem that the weight increases.

【0021】本発明はこういった従来の問題点を解決す
るためになされたものであり、小型,軽量ながら広い動
作範囲を確保することのできる運動伝達装置の提供を目
的とするものである。 [発明の構成]
The present invention has been made to solve such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a motion transmitting apparatus which can secure a wide operating range while being small and lightweight. [Configuration of the Invention]

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明においては、第1リンク部材と、前記第1リ
ンク部材と第1回転部で回転自在に連結された第2リン
ク部材と、前記第1リンク部材の中間部と第2回転部で
回転自在に連結された第3リンク部材と、前記第3リン
ク部材と第3回転部で回転自在に連結されるとともに前
記第2リンク部材の中間部の第4回転部で回転自在に連
結された第4リンク部材と、前記第1リンク部材の前記
第1回転部と第2回転部とを結ぶ延長線上に形成された
第5回転部と、前記第2リンク部材の前記第1回転部と
前記第4回転部の延長線上に形成された第6回転部と、
前記第3回転部を支持し、かつ前記第3回転部の軸中心
方向に対して直角方向を中心に前記第3回転部と回転自
在に連結された第1回転リンク部材と、前記第5回転部
を支持し、かつ前記第5回転部の軸中心方向に対して直
角方向を中心に前記第5回転部と回転自在に連結された
第2回転リンク部材と、前記第6回転部を支持し、かつ
前記第6回転部の軸中心方向に対して直角方向を中心に
前記第6回転部と回転自在に連結された第3回転リンク
部材と、を備えたリンク機構を有する運動伝達装置にお
いて、前記リンク機構の複数組を平行に配置し、かつ
第3回転リンク部材どうしをそれぞれ回転自在に第1
連結部で連結し、また複数組設けられたリンク機構のう
ち、少なくとも2組のリンク機構の一方の前記第6回転
部の軸中心と他方のリンク機構の前記第6回転部の軸中
心とがずれた状態で構成した運動伝達装置とした。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a first link member, and a second link member rotatably connected to the first link member by a first rotating portion. A third link member rotatably connected to an intermediate portion of the first link member by a second rotating portion; and a second link member rotatably connected to the third link member and the third rotating portion. A fourth link member rotatably connected to a fourth rotating portion at an intermediate portion of the first link member; and a fifth rotating portion formed on an extension line connecting the first rotating portion and the second rotating portion of the first link member. A sixth rotating portion formed on an extension of the first rotating portion and the fourth rotating portion of the second link member;
A first rotating link member that supports the third rotating portion and is rotatably connected to the third rotating portion about a direction perpendicular to an axial center direction of the third rotating portion; And a second rotating link member rotatably connected to the fifth rotating portion about a direction perpendicular to the axial center direction of the fifth rotating portion, and the sixth rotating portion. And a third rotating link member rotatably connected to the sixth rotating portion about a direction perpendicular to the axial center direction of the sixth rotating portion. arranged in parallel to a plurality of sets of the link mechanism, and before
The serial third rotary link member to each other and rotatably, respectively 1
A link mechanism connected by a connecting portion and provided in a plurality of sets.
The sixth rotation of one of at least two sets of link mechanisms;
Of the shaft center of the portion and the shaft of the sixth rotating portion of the other link mechanism
The motion transmission device was constructed in a state where the heart was out of alignment .

【0023】[0023]

【作用】このように構成された本発明によれば、各第1
回転リンク部材または各第2回転リンク部材を同量だけ
同方向に並進移動させると、複数組のリンク機構が同一
の運動を行う。そして第3回転リンク部材の変位が拡大
される。これにより、第1回転リンク部材や第2回転リ
ンク部材の移動量を少なく抑えながらも広い動作範囲を
確保することができる運動伝達装置が実現する。
According to the present invention thus constituted, each of the first
When the rotation link members or the respective second rotation link members are translated by the same amount in the same direction, a plurality of sets of link mechanisms perform the same movement. And the displacement of the third rotary link member is enlarged. This realizes a motion transmission device that can secure a wide operation range while suppressing the amount of movement of the first rotary link member and the second rotary link member.

【0024】[0024]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の運動伝達装置
について、詳細に説明する。図1は、運動伝達装置の第
1実施例を示す斜視図である。なお、図1においてX,
Y,Z軸は運動伝達装置の各直交駆動軸を表している。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a motion transmitting apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the motion transmission device. In FIG. 1, X,
The Y and Z axes represent each orthogonal drive shaft of the motion transmitting device.

【0025】リンク機構1 (運動伝達装置)は一対の平
行リンク3,5によって構成されている。第1平行リンク3
は同図に示されるように、第1リンク部材7 の一端
は、第1回転部11を介して第2リンク部材9 と回転自在
に連結している。
The link mechanism 1 (movement transmitting device) is constituted by a pair of parallel links 3 and 5. 1st parallel link 3
As shown in FIG. 1, one end of the first link member 7 is rotatably connected to the second link member 9 via the first rotating portion 11.

【0026】また第1リンク部材7 の長手方向中間部に
は、第2回転部15を介して第3リンク部材13の一端と回
転自在に連結されている。第3リンク部材13の他端は、
第3回転部19を介して第4リンク部材17の一端と回転自
在に連結している。第4リンク部材17の他端は、第2リ
ンク部材9 の長手方向中間部の第4回転部21で回転自在
に連結されている。
The first link member 7 is rotatably connected to one end of the third link member 13 via a second rotating portion 15 at an intermediate portion in the longitudinal direction. The other end of the third link member 13
It is rotatably connected to one end of the fourth link member 17 via the third rotating portion 19. The other end of the fourth link member 17 is rotatably connected to the second link member 9 by a fourth rotating portion 21 at an intermediate portion in the longitudinal direction.

【0027】これら第3リンク部材13,第4リンク部材
17は、それぞれ第1リンク部材7 ,第2リンク部材9 と
平行に配置されており、パンタグラフ式平行リンクを構
成している。
The third link member 13, the fourth link member
Reference numerals 17 are arranged in parallel with the first link member 7 and the second link member 9, respectively, and constitute pantograph-type parallel links.

【0028】第1リンク部材7 の第1回転部11と第2回
転部15とを結ぶ延長線上には、第5回転部23が設けられ
ている。さらに第2リンク部材9 の第1回転部11と第4
回転部21とを結ぶ延長線上には、第6回転部25が設けら
れている。
A fifth rotating part 23 is provided on an extension line connecting the first rotating part 11 and the second rotating part 15 of the first link member 7. Further, the first rotating portion 11 of the second link member 9 and the fourth
A sixth rotating unit 25 is provided on an extension line connecting the rotating unit 21.

【0029】これら第5回転部23,第6回転部25,およ
び第3回転部19には、軸中心がそれぞれこれらと直角に
交わる第2回転リンク部材27,第3回転リンク部材31,
第1回転リンク部材29が設けられている。
The fifth rotating portion 23, the sixth rotating portion 25, and the third rotating portion 19 have a second rotating link member 27, a third rotating link member 31, and a third rotating link member 31 whose axis centers cross each other at right angles.
A first rotating link member 29 is provided.

【0030】図2は、第1平行リンク3 を示す斜視図で
ある。同図に示すように、第1回転部11の軸中心をB、
第2回転部15の軸中心をA、第4回転部21の軸中心を
C、第3回転部19の軸中心をD、第5回転部の軸中心を
E、第6回転部25の軸中心をF、第2回転リンク部材27
の軸中心をH、第1回転リンク部材29の軸中心をG、第
3回転リンク部材31の軸中心をIとすると、各回転部の
軸間距離は次式の条件に設定されている。 (なお、ここで例えば「AB」とは、第1回転部11と
第2回転部15との軸間距離を意味している。)
FIG. 2 is a perspective view showing the first parallel link 3. As shown in the figure, the center of the axis of the first rotating unit 11 is B,
The axis center of the second rotating section 15 is A, the axis center of the fourth rotating section 21 is C, the axis center of the third rotating section 19 is D, the axis center of the fifth rotating section is E, and the axis of the sixth rotating section 25 is The center is F, the second rotary link member 27
Is H, the axis of the first rotating link member 29 is G, and the axis of the third rotating link member 31 is I, the distance between the axes of each rotating part is set to the following condition. (Here, for example, “AB” means the distance between the axes of the first rotating unit 11 and the second rotating unit 15.)

【0031】一方、第2平行リンク5 は第1平行リンク
3 と同構成である。第1リンク部材7a,第2リンク部材
9aが第1回転部11a で回転自在に連結されている。一
方、第1リンク部材7aと第2リンク部材9aと平行に、第
3回転部19a で回転自在に連結された第3リンク部材13
a と第4リンク部材17a がそれぞれ配置され、第2回転
部15a ,第4回転部21a で回転自在に連結されることに
よって、パンタグラフ式平行リンクを構成している。
On the other hand, the second parallel link 5 is a first parallel link.
It has the same configuration as 3. First link member 7a, second link member
9a is rotatably connected by a first rotating portion 11a. On the other hand, a third link member 13 rotatably connected by a third rotating portion 19a in parallel with the first link member 7a and the second link member 9a.
a and a fourth link member 17a are arranged respectively, and are rotatably connected by the second rotating portion 15a and the fourth rotating portion 21a to form a pantograph-type parallel link.

【0032】さらに、第1リンク部材7aの第1回転部11
a と第2回転部15a とを結ぶ延長線上には、第5回転部
23a が形成され、第2リンク部材9aの第1回転部11a と
第4回転部21a とを結ぶ直線の延長線上には、第6回転
部25a が形成されている。
Further, the first rotating portion 11 of the first link member 7a
The fifth rotating part is provided on an extension line connecting the second rotating part 15a and the second rotating part 15a.
23a is formed, and a sixth rotating portion 25a is formed on a linear extension line connecting the first rotating portion 11a and the fourth rotating portion 21a of the second link member 9a.

【0033】また、第3回転部19a ,第5回転部23a ,
第6回転部25a には、第1回転リンク部材35,第2回転
リンク部材33,第3回転リンク部材37が連結されてい
る。これらの回転リンク部材33,35,37は、第1平行リン
クの回転リンク部材27,29,31より長くなっている。また
各第2回転リンク部材27,33 は、それぞれ連結部材39に
回転自在に接続され、また各第1回転リンク部材29,35
は、それぞれ連結部材41に回転自在に接続されている。
さらに、各第3回転リンク部材31,37 はそれぞれ第1連
結部材43に回転自在に接続されている。
The third rotating part 19a, the fifth rotating part 23a,
The first rotating link member 35, the second rotating link member 33, and the third rotating link member 37 are connected to the sixth rotating portion 25a. These rotary link members 33, 35, 37 are longer than the rotary link members 27, 29, 31 of the first parallel link. Each of the second rotary link members 27 and 33 is rotatably connected to a connecting member 39, respectively.
Are rotatably connected to the connecting member 41, respectively.
Further, the third rotating link members 31 and 37 are rotatably connected to the first connecting member 43, respectively.

【0034】また、第1平行リンク3 の軸中心A〜Iに
対応するように、第2平行リンク5の各軸中心をA’〜
I’とすると、第1平行リンク3 と同様に各回転部の軸
間距離は次の条件に設定されている。 また、第1平行リンク3 の各回転部と第2平行リンク5
の各回転部との関係は、以下の条件に設定されている。 つまり、第1平行リンク3 と第2平行リンク5 は、各回
転部の軸中心が等しくずれた位置で連結部材39,41 ,お
よび第1連結部材43に回転自在に接続されている。
Also, the center of each axis of the second parallel link 5 is set to A′〜 so as to correspond to the axis center A〜I of the first parallel link 3.
Assuming that I ′, as in the case of the first parallel link 3, the inter-axis distance of each rotating part is set under the following condition. Also, each rotating part of the first parallel link 3 and the second parallel link 5
Are set under the following conditions. That is, the first parallel link 3 and the second parallel link 5 are rotatably connected to the connecting members 39 and 41 and the first connecting member 43 at positions where the axial centers of the respective rotating parts are equally displaced.

【0035】次に、第1平行リンク3 の連結部材39をZ
軸方向へ、連結部材41をX軸方向およびY軸方向へ並進
させた場合の動作および動作範囲S1 〜S3 (ただし、
S1とS2 は同じ大きさ)を図3(a),(b),(c) に示した
模式図を用いて説明する。なお図3において図2と同一
の構成要素には同一の符号を付してある。
Next, the connecting member 39 of the first parallel link 3 is
The operation when the connecting member 41 is translated in the X-axis direction and the Y-axis direction in the axial direction and the operation range S1 to S3 (however,
(S1 and S2 have the same size) will be described with reference to the schematic diagrams shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c). In FIG. 3, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

【0036】図3(a) にはX軸方向への動作およびXZ
平面での動作範囲S1 が示されている。第3回転部19が
第5回転部23側に位置している状態(実線で示される状
態)から第3回転部19を図3(a)の紙面右側(X軸方
向)へ距離nだけ移動させると、第1平行リンク3 が開
いて、鎖線で示されるように、第6回転部25が図3(a)
の紙面右側へ距離(n×k)だけ移動する。つまり、第
6回転部25の移動距離は、第3回転部19の移動距離のk
倍に拡大される。
FIG. 3A shows the operation in the X-axis direction and XZ
The operating range S1 in the plane is shown. The third rotating unit 19 is moved by a distance n from the state where the third rotating unit 19 is located on the fifth rotating unit 23 side (the state shown by a solid line) to the right side (X-axis direction) of the drawing of FIG. Then, the first parallel link 3 is opened, and as shown by the dashed line, the sixth rotating part 25 is moved to the position shown in FIG.
To the right side of the drawing sheet by a distance (n × k). That is, the moving distance of the sixth rotating unit 25 is k of the moving distance of the third rotating unit 19.
It is enlarged twice.

【0037】図3(b) には、Z軸方向への動作およびX
Z平面での動作範囲S2 が示されている。実線で示す状
態から第5回転部23を図3(b) の紙面上方(Z方向)へ
距離nだけ移動させると、鎖線で示されるように、第6
回転部25が距離(n×(k−1))だけ図3(c) の紙面
下方(Z方向)へ移動する。つまり、第6回転部25の移
動距離は、第5回転部23の移動方向と反対方向に、第5
回転部23の移動距離の(k−1)倍に拡大される。
FIG. 3B shows the operation in the Z-axis direction and X
The operating range S2 in the Z plane is shown. When the fifth rotating part 23 is moved from the state shown by the solid line by a distance n above the sheet of FIG. 3B (Z direction), the sixth rotating part 23 becomes the sixth part as shown by the chain line.
The rotating unit 25 moves downward (in the Z direction) in FIG. 3C by a distance (n × (k−1)). In other words, the moving distance of the sixth rotating unit 25 is equal to the fifth moving direction of the fifth rotating unit 23 in the opposite direction.
It is enlarged to (k-1) times the moving distance of the rotating unit 23.

【0038】また、図3(c) には、Y軸方向への動作お
よびXY平面での動作範囲S3 が示されている。実線で
示す状態から第1回転リンク部材29を図3(c) の紙面下
方(Y軸方向)へ距離nだけ移動させると、鎖線で示さ
れるように、第3回転リンク部材31が距離(n×k)だ
け図3(c) の紙面下方(Y軸方向)へ移動する。つま
り、第3回転リンク部材31の移動距離は、第1回転リン
ク部材29の移動距離のk倍に拡大される。また、第2平
行リンク5 の第3回転リンク部材37先端の動作範囲も、
図3(a),(b),(c) に二点鎖線で示される動作範囲S1 〜
S3 となる。次に、本実施例の作用について説明する。
FIG. 3C shows an operation in the Y-axis direction and an operation range S3 on the XY plane. When the first rotary link member 29 is moved downward (in the Y-axis direction) in FIG. 3C from the state shown by the solid line by a distance n, the third rotary link member 31 is moved to the distance (n × k) is moved downward (Y-axis direction) in FIG. 3C. That is, the moving distance of the third rotating link member 31 is expanded to k times the moving distance of the first rotating link member 29. The operating range of the tip of the third rotating link member 37 of the second parallel link 5 is also
3 (a), 3 (b) and 3 (c) show the operation ranges S1 to
S3. Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0039】上記のように構成された第1平行リンク3
および第2平行リンク5 は、連結部材41をX軸方向へ距
離nだけ移動させることによって第3回転部19,19aを同
量だけ同方向へ移動させると、第6回転部25,25aが連結
部材41の移動距離のk倍だけ同方向に移動する。そのた
め、第6回転部25,25aを連結した第1連結部材43はその
姿勢を保ったままの状態で同方向に距離(n×k)だけ
移動する。
The first parallel link 3 configured as described above
When the third rotating parts 19, 19a are moved in the same direction by the same amount by moving the connecting member 41 by the distance n in the X-axis direction, the sixth parallel parts 25, 25a are connected. The member 41 moves in the same direction by k times the moving distance. Therefore, the first connecting member 43 connecting the sixth rotating parts 25, 25a moves by the distance (n × k) in the same direction while maintaining the posture.

【0040】また、連結部材39をZ軸方向へ距離nだけ
移動させて第5回転部23,23aを同量だけ同方向へ移動さ
せると、第6回転部25,25aが連結部材39の移動距離の
(k−1)倍だけ反対方向に移動する。そのため、やは
り第1連結部材43はその姿勢を保ったままの状態で反対
方向に距離(n×(k−1))だけ移動する。
When the connecting member 39 is moved by the distance n in the Z-axis direction and the fifth rotating parts 23 and 23a are moved by the same amount in the same direction, the sixth rotating parts 25 and 25a are moved by the connecting member 39. It moves in the opposite direction by (k-1) times the distance. Therefore, the first connecting member 43 also moves by the distance (n × (k−1)) in the opposite direction while maintaining the posture.

【0041】さらに、連結部材41をY軸方向へ距離nだ
け移動させると、第1回転リンク部材29,35 が距離nだ
け移動し、第3回転リンク部材31,37 が連結部材41の移
動距離のk倍だけ同方向に移動する。そのため、やはり
第1連結部材43はその姿勢を保ったままの状態で同方向
に距離(n×k)だけ移動する。
Further, when the connecting member 41 is moved by the distance n in the Y-axis direction, the first rotating link members 29, 35 are moved by the distance n, and the third rotating link members 31, 37 are moved by the moving distance of the connecting member 41. Move in the same direction by k times. Therefore, the first connecting member 43 also moves by the distance (n × k) in the same direction while maintaining the posture.

【0042】つまり、連結部材39を固定した状態で連結
部材41をどの方向へ移動させても、姿勢を維持した状態
で第1連結部材43は連結部材41の移動量のk倍の距離だ
け同方向に移動する。
That is, regardless of the direction in which the connecting member 41 is moved with the connecting member 39 fixed, the first connecting member 43 remains the same for a distance k times the moving amount of the connecting member 41 while maintaining the posture. Move in the direction.

【0043】同様に、連結部材41を固定した状態で連結
部材39をどの方向へ移動させても、姿勢を維持した状態
で第1連結部材43は連結部材39の移動量の(k−1)倍
の距離だけこれとは反対方向に移動する。したがって、
第1回転リンク部材7 や第2回転リンク部材9 の移動量
を少なく抑えながらも広い動作範囲を確保することがで
きる。続いて、本発明の第2実施例として、上記の原理
によるリンク機構1 が適用されたマスタマニピュレータ
45について、図4および図5を用いて説明する。図4は
本発明の第2実施例に係るマスタマニピュレータを示す
斜視図、図5は図4のマスタマニピュレータを模式的に
表現した斜視図である。
Similarly, regardless of the direction in which the connecting member 39 is moved in a state where the connecting member 41 is fixed, the first connecting member 43 keeps the posture and the first connecting member 43 moves (k-1) of the moving amount of the connecting member 39. It moves twice as far in the opposite direction. Therefore,
A wide operating range can be ensured while suppressing the amount of movement of the first rotating link member 7 and the second rotating link member 9 to be small. Next, as a second embodiment of the present invention, a master manipulator to which the link mechanism 1 based on the above-described principle is applied.
45 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view showing a master manipulator according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view schematically showing the master manipulator of FIG.

【0044】図4に示されるように、マスタマニピュレ
ータ45には、上記平行リンク機構1の平行リンク3 と平
行リンク5 に対応する部材として第1平行リンク53と第
2平行リンク55とが設けられている。
As shown in FIG. 4, the master manipulator 45 is provided with a first parallel link 53 and a second parallel link 55 as members corresponding to the parallel links 3 and 5 of the parallel link mechanism 1. ing.

【0045】第1平行リンク53には、上記第1リンク部
材7 に対応する第1リンク部材57と上記第2リンク部材
9 に対応する第2リンク部材59とが、上記第1回転部11
に対応する第1回転部61で回転自在に連結されている。
The first parallel link 53 includes a first link member 57 corresponding to the first link member 7 and a second link member
9 and a second link member 59 corresponding to the first rotating portion 11
Are rotatably connected to each other by a first rotating portion 61 corresponding to.

【0046】また第1リンク部材57には、上記第3リン
ク部材13に対応した第3リンク部材63が第2回転部15に
対応する第2回転部65を介して回転自在に連結されてい
る。この第3リンク部材63と上記第4リンク部材17に対
応し第4リンク部材67とは、上記第3回転部19に対応し
た第3回転部69を介して回転自在に連結されている。第
4リンク部材67は、上記第4回転部21に対応する第4回
転部71で第2リンク部材59に回転自在に連結されてい
る。
Further, a third link member 63 corresponding to the third link member 13 is rotatably connected to the first link member 57 via a second rotating portion 65 corresponding to the second rotating portion 15. . The third link member 63 and the fourth link member 67 corresponding to the fourth link member 17 are rotatably connected via a third rotating portion 69 corresponding to the third rotating portion 19. The fourth link member 67 is rotatably connected to the second link member 59 by a fourth rotating portion 71 corresponding to the fourth rotating portion 21.

【0047】また、第1リンク部材57には、上記第5回
転部23に対応した第5回転部73が設けられ、一方、第2
リンク部材59には、上記第6回転部25に対応した第6回
転部75が設けられている。
Further, the first link member 57 is provided with a fifth rotating portion 73 corresponding to the fifth rotating portion 23, while
The link member 59 is provided with a sixth rotating portion 75 corresponding to the sixth rotating portion 25.

【0048】さらに、上記第2回転リンク部材27に対応
した第2回転リンク部材77が、また上記第1回転リンク
部材29に対応した第1回転リンク部材79が、上記第3回
転リンク部材31に対応した第3回転リンク部材81がそれ
ぞれ設けられている。
Further, a second rotary link member 77 corresponding to the second rotary link member 27 and a first rotary link member 79 corresponding to the first rotary link member 29 are connected to the third rotary link member 31. Corresponding third rotary link members 81 are provided.

【0049】一方、第1平行リンク53と平行に配置され
た第2平行リンク55は、第1平行リンク53の各部に対応
して第1リンク部材57a,第2リンク部材59a ,第3リ
ンク部材63a ,第4リンク部材67a が、第1回転部61a
,第2回転部65a ,第3回転部69a ,第4回転部71a
にてそれぞれ回転自在に連結されている。
On the other hand, the second parallel link 55 disposed in parallel with the first parallel link 53 has a first link member 57a, a second link member 59a, and a third link member corresponding to each part of the first parallel link 53. 63a and the fourth link member 67a are connected to the first rotating portion 61a.
, Second rotating part 65a, third rotating part 69a, fourth rotating part 71a
Are rotatably connected to each other.

【0050】また、第1リンク部材57a の第1回転部61
a と第2回転部65a とを結ぶ延長線上には、第5回転部
73a が形成されており、第2リンク部材59a の第1回転
部61a と第4回転部71a とを結ぶ延長線上には、第6回
転部75a が形成されている。
The first rotating portion 61 of the first link member 57a
The fifth rotating part is located on an extension line connecting the second rotating part 65a and the second rotating part 65a.
73a is formed, and a sixth rotating portion 75a is formed on an extension line connecting the first rotating portion 61a and the fourth rotating portion 71a of the second link member 59a.

【0051】さらに、第5回転部73a には第2回転リン
ク部材77に対応して、この第2回転リンク部材77より長
い第2回転リンク部材83が連結されている。また、第1
回転リンク部材79は第1回転部材85と連結部材91で連結
され、第3回転リンク部材81と第3回転リンク部材87は
第1連結部材93で連結されている。
Further, a second rotating link member 83, which is longer than the second rotating link member 77, is connected to the fifth rotating portion 73a in correspondence with the second rotating link member 77. Also, the first
The rotating link member 79 is connected to the first rotating member 85 by a connecting member 91, and the third rotating link member 81 and the third rotating link member 87 are connected by a first connecting member 93.

【0052】さらにこの実施例では、第1平行リンク53
の第1回転部61と第2平行リンク55の第1回転部61a は
連結部材95を介して回転自在に連結されている。このた
め、第1平行リンク53と第2平行リンク55の取り付け剛
性は、連結部材95が存在しない場合に比べて大きくなっ
ている。
Further, in this embodiment, the first parallel link 53
The first rotating portion 61 and the first rotating portion 61a of the second parallel link 55 are rotatably connected via a connecting member 95. For this reason, the mounting rigidity of the first parallel link 53 and the second parallel link 55 is larger than when the connecting member 95 is not provided.

【0053】ベース97上の側部には、コ字型ブロック99
が、一方の側壁をベース97上に固定された状態で配置さ
れている。このコ字型ブロック99の両側壁には、ネジ軸
101が回転自在に軸支されている。
On the side of the base 97, a U-shaped block 99 is provided.
However, it is arranged with one side wall fixed on the base 97. On both sides of this U-shaped block 99, a screw shaft
101 is rotatably supported.

【0054】移動部103 は連結部材89と一体に形成され
ており、その内部には図示しないナットが設けられてい
る。ネジ軸101 は、このナットを介して移動部103 と螺
合している。
The moving portion 103 is formed integrally with the connecting member 89, and has a nut (not shown) provided therein. The screw shaft 101 is screwed with the moving part 103 via the nut.

【0055】また、コ字型ブロック99の両側壁間にはリ
ニヤガイド105 が配置されている。このリニヤガイド10
5 には、ネジ軸101と螺合する移動部103 がネジ軸101
の長手方向に移動自在となるように嵌合している。
A linear guide 105 is disposed between both side walls of the U-shaped block 99. This linear guide 10
5 has a moving part 103 screwed with the screw shaft 101.
Are fitted so as to be movable in the longitudinal direction.

【0056】このネジ軸101 の一方の端部とモータ107
の駆動軸とは、図示しない伝達手段で連結されている。
そして、モータ107 の回転駆動力が伝達されてネジ軸10
1 が回転し、移動部103 がリニヤガイド105 に沿って移
動する。
One end of the screw shaft 101 and the motor 107
And a drive shaft (not shown).
Then, the rotational driving force of the motor 107 is transmitted to the screw shaft 10.
1 rotates, and the moving section 103 moves along the linear guide 105.

【0057】さらに、モータ107 の図示しない駆動軸の
後端部には、エンコーダ109 が連結されている。このエ
ンコーダ109 はモータ107 の回転量を検出することによ
り、移動部103 の移動距離を検出する。
Further, an encoder 109 is connected to a rear end of a drive shaft (not shown) of the motor 107. The encoder 109 detects the moving distance of the moving unit 103 by detecting the rotation amount of the motor 107.

【0058】また、ベース97上には、後述する操作部12
1 の自重を補償するための定力バネ装置161 が設けられ
ている。定力バネ装置161 は、軸163 を中心に巻装され
た定力バネ165 の一端を移動部103 に固定した構成とな
っている。
An operation unit 12 to be described later is provided on the base 97.
A constant force spring device 161 is provided for compensating for the weight of the device. The constant force spring device 161 has a structure in which one end of a constant force spring 165 wound around a shaft 163 is fixed to the moving portion 103.

【0059】また、ベース97上の中央部には、上部がコ
字型に形成された支持ブロック111が配置されている。
この支持ブロック111 の両側壁間には、ネジ軸113 が配
置されている。
At the center of the base 97, a support block 111 having a U-shaped upper portion is disposed.
A screw shaft 113 is arranged between both side walls of the support block 111.

【0060】移動部115 は、連結部材91と一体に形成さ
れており、その内部には図示しないナットが設けられて
いる。ネジ軸113 はこのナットを介して移動部115 と螺
合している。
The moving section 115 is formed integrally with the connecting member 91, and has a nut (not shown) provided therein. The screw shaft 113 is screwed with the moving part 115 via the nut.

【0061】このネジ軸113 の一方の端部はモータ117
の駆動軸と図示しない伝達手段で連結されており、モー
タの回転駆動力が伝達されてネジ軸113 が回転し、移動
部115 がリニヤガイド118 に沿って移動する。また、モ
ータ117 の駆動軸にはエンコーダ119 が連結されてい
る。このエンコーダ119 はモータ117 の回転量を検出
し、移動部115 の移動距離を検出する。
One end of the screw shaft 113 is connected to a motor 117.
The driving shaft of the motor is transmitted by a transmitting means (not shown), and the driving shaft of the motor is transmitted to rotate the screw shaft 113, and the moving portion 115 moves along the linear guide 118. An encoder 119 is connected to a drive shaft of the motor 117. The encoder 119 detects the amount of rotation of the motor 117 and detects the moving distance of the moving unit 115.

【0062】支持ブロック111 は、移動部153 へ固着さ
れている。この移動部153 は、ベース97上に載置された
支持ブロック155 の両側壁間に配置されたネジ軸157 に
対し、図示しないナットを介して螺合している。また、
移動部153 の下部は、支持ブロック155 に固着されたリ
ニヤガイド160 に対し、ネジ軸157 の長手方向に移動自
在に嵌合している。
The support block 111 is fixed to the moving section 153. The moving section 153 is screwed via a nut (not shown) to a screw shaft 157 disposed between both side walls of the support block 155 mounted on the base 97. Also,
The lower part of the moving part 153 is fitted to the linear guide 160 fixed to the support block 155 so as to be movable in the longitudinal direction of the screw shaft 157.

【0063】このネジ軸157 の一方の端部は、支持ブロ
ック155 の側壁の一方を貫通しており、その先端部は図
示しない伝達手段でモータ159 の駆動軸と連結してい
る。これにより、伝達されたモータ159 の回転駆動力で
ネジ軸157 が回転駆動され、移動部153 がネジ軸157 の
軸方向へ移動するようになっている。
One end of the screw shaft 157 penetrates one of the side walls of the support block 155, and the distal end thereof is connected to the drive shaft of the motor 159 by transmission means (not shown). Accordingly, the screw shaft 157 is rotationally driven by the transmitted rotational driving force of the motor 159, and the moving unit 153 moves in the axial direction of the screw shaft 157.

【0064】第1連結部材93には、操作部121 が連結さ
れている。この操作部121 は、2枚のL字状プレート12
3,125 の一方の端部どうしをθy方向へ回転自在に連結
し、プレート123 の他方の端部を第1連結部材93にθx
方向へ回転自在に連結してなるものである。また、プレ
ート123 の他方の端部は、図示しないベルトを介してモ
ータ127 の駆動軸と連結しており、モータ127 の回転駆
動によってプレート123 がθx方向へ回転するようにな
っている。また、モータ127 にはエンコーダ131 が連結
されており、モータ127 の回転量を検出することによっ
てプレート123の回転角が検出される。
The operation section 121 is connected to the first connection member 93. The operation unit 121 includes two L-shaped plates 12.
3,125 are rotatably connected to each other in the θy direction, and the other end of the plate 123 is connected to the first connecting member 93 by θx
It is connected rotatably in the direction. The other end of the plate 123 is connected to a drive shaft of a motor 127 via a belt (not shown), and the rotation of the motor 127 causes the plate 123 to rotate in the θx direction. An encoder 131 is connected to the motor 127, and the rotation angle of the plate 123 is detected by detecting the rotation amount of the motor 127.

【0065】プレート123 とプレート125 の連結部は、
図示しないベルトによりモータ133の駆動軸と連結され
ており、モータ133の回転駆動によってプレート125 が
θy方向へ回転するようになっている。
The connection between the plate 123 and the plate 125
The driving shaft of the motor 133 is connected to the driving shaft of the motor 133 by a belt (not shown), and the plate 125 is rotated in the θy direction by the rotation of the motor 133.

【0066】プレート125 の中間部には、円筒状のグリ
ップ135 が固着されている。このグリップ135 はプレー
ト125 に対して回転自在に取り付けられている。このグ
リップ135 の下部はプレート125 を貫通しており、図示
しないベルトを介してモータ137 の駆動軸と連結されて
いる。また、グリップ135 は図4に示されるように、θ
x,θy,θzの各方向へ回転自在となっている。
A cylindrical grip 135 is fixed to an intermediate portion of the plate 125. The grip 135 is rotatably attached to the plate 125. The lower part of the grip 135 penetrates the plate 125 and is connected to the drive shaft of the motor 137 via a belt (not shown). In addition, as shown in FIG.
It is rotatable in each of x, θy, and θz directions.

【0067】また、グリップ135 の内部には、図示しな
い6軸力センサが配置されている。6軸力センサはX,
Y,Z軸方向の力およびθx,θy,θz方向のトルク
を検出する。力センサによって検出された結果は図示し
ない制御装置へ伝達され、制御装置はこの結果に基づい
て各モータを駆動させる。次に、マスタマニピュレータ
45の作用について説明する。
A six-axis force sensor (not shown) is disposed inside the grip 135. The 6-axis force sensor is X,
The force in the Y and Z axis directions and the torque in the θx, θy and θz directions are detected. The result detected by the force sensor is transmitted to a control device (not shown), and the control device drives each motor based on the result. Next, the master manipulator
The operation of No. 45 will be described.

【0068】まず、グリップ135 にX軸方向の力を作用
させると、これを力センサが検出する。この検出結果は
制御装置へ伝達され、制御装置はモータ159 を作動させ
る。そして、グリップ135 をX軸方向へ距離nだけ移動
させると、連結部材91が距離(n/k)だけ同方向へ移
動する。すなわち、連結部材91を距離nだけ移動させる
と、グリップ135 は距離(n×k)に拡大されて移動す
る。この移動距離がエンコーダ161 によって検出され
る。この検出された移動距離を示す信号はスレーブマニ
ピュレータへの指令信号となる。
First, when a force in the X-axis direction is applied to the grip 135, this is detected by the force sensor. The detection result is transmitted to the control device, and the control device operates the motor 159. When the grip 135 is moved by the distance n in the X-axis direction, the connecting member 91 is moved by the distance (n / k) in the same direction. That is, when the connecting member 91 is moved by the distance n, the grip 135 is enlarged and moved to the distance (n × k). This moving distance is detected by the encoder 161. The signal indicating the detected moving distance becomes a command signal to the slave manipulator.

【0069】また、グリップ135 にY軸方向の力を作用
させると、これが力センサによって検出され、制御装置
によってモータ117 が作動される。そして、グリップ13
5 をY軸方向へ距離nだけ移動させると、連結部材91が
距離(n/k)だけ同方向へ移動する。
When a force in the Y-axis direction is applied to the grip 135, the force is detected by a force sensor, and the motor 117 is operated by the control device. And grip 13
When 5 is moved in the Y-axis direction by a distance n, the connecting member 91 is moved in the same direction by a distance (n / k).

【0070】このモータ117 の作動によって移動ブロッ
ク115 がネジ軸113 の長手方向に移動する。また、この
モータ117 の回転量はエンコーダ119 により検出されて
制御装置へ伝達され、スレーブマニピュレータへの指令
信号となる。グリップ135 にZ軸方向の力を作用させる
と、これが力センサにより検出されて、モータ107 が作
動される。この作動で距離nだけ移動すると、第1連結
部材93が距離(n×(1−k))だけ移動する。このモ
ータ107 の回転量はエンコーダ109 により検出され、制
御装置へ伝達され、スレーブマニピュレータへの指令信
号となる。
By the operation of the motor 117, the moving block 115 moves in the longitudinal direction of the screw shaft 113. The amount of rotation of the motor 117 is detected by the encoder 119 and transmitted to the control device, and becomes a command signal to the slave manipulator. When a force in the Z-axis direction is applied to the grip 135, this is detected by the force sensor, and the motor 107 is operated. When the first connection member 93 moves by the distance n by this operation, it moves by the distance (n × (1−k)). The amount of rotation of the motor 107 is detected by the encoder 109, transmitted to the control device, and becomes a command signal to the slave manipulator.

【0071】したがって、連結部材91,89 を移動する
と、この移動が拡大されてグリップ135 を移動すること
ができる。そのため、グリップ135 の動作範囲を広く確
保することができ、かつ小型,軽量とすることができ
る。
Therefore, when the connecting members 91 and 89 are moved, this movement is enlarged and the grip 135 can be moved. Therefore, a wide operating range of the grip 135 can be ensured, and the size and weight can be reduced.

【0072】なお、本実施例では1組の平行リンク(平
行リンク3,5 )を用いた場合について説明したが、これ
に限らず、複数組の平行リンクでリンク機構を構成して
もよい。(なお、平行リンクを複数組設けた例は後の実
施例で説明する。)
In this embodiment, a case where one set of parallel links (parallel links 3 and 5) is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and a link mechanism may be constituted by a plurality of sets of parallel links. (Note that an example in which a plurality of parallel links are provided will be described in a later embodiment.)

【0073】また本実施例では、第1平行リンク3 と第
2平行リンク5の第1回転部61,61aを連結部材95で連結
したが、連結部材95を設けない構造としてもよい。また
他の回転部どうしを連結部材で連結してもよい。
In this embodiment, the first rotating portions 61 and 61a of the first parallel link 3 and the second parallel link 5 are connected by the connecting member 95. However, a structure without the connecting member 95 may be adopted. Further, other rotating parts may be connected by a connecting member.

【0074】なお、本実施例ではバイラテラルサーボ系
のマスタ・スレーブマニピュレータへの適用例を説明し
たので、スレーブマニピュレータからマスタマニピュレ
ータへの力フィードバックのために駆動手段96を設け
ている。しかし、連結部材89,91 をレールなどの案内手
段とすることにより駆動手段96を省略し、ユニラテラル
サーボ系のマスタ・スレーブマニピュレータへの適用と
することもできる。
In this embodiment, an example in which the bilateral servo system is applied to a master / slave manipulator has been described. Therefore, a driving means 96 is provided for force feedback from the slave manipulator to the master manipulator. However, the drive means 96 can be omitted by using the connecting members 89 and 91 as guide means such as rails, and the invention can be applied to a master / slave manipulator of a unilateral servo system.

【0075】また本実施例では、連結部材89,91 をZ,
Y軸方向への駆動のために用いたが、例えば、連結部材
89をY,Z軸方向,連結部材91をX軸方向としても、あ
るいは連結部材91をX,Y,Z軸方向に駆動し連結部材
89を固定してもよく、また、その逆に構成してもよい。
あるいは、全部並進としなくてもよい。
In this embodiment, the connecting members 89 and 91 are Z,
Used for driving in the Y-axis direction.
The connecting member 91 is driven in the X, Y, Z-axis directions even if 89 is in the Y, Z-axis direction and the connecting member 91 is in the X-axis direction.
89 may be fixed and vice versa.
Alternatively, not all translations are required.

【0076】また、前記定力バネ装置161 により操作部
121 の自重G[Kgf ]を補償する場合、定力バネ165 に
作用する力を(G×(k−1))[Kgf ]とすることが
できる。そのため、操作力を低減して操縦を容易にする
ことが可能である。また、本実施例をスレーブマニピュ
レータに適用することももちろん可能である。
The operating section is operated by the constant force spring device 161.
When compensating the self-weight G [Kgf] of 121, the force acting on the constant force spring 165 can be set to (G × (k−1)) [Kgf]. Therefore, it is possible to reduce the operation force and facilitate the steering. Further, it is of course possible to apply this embodiment to a slave manipulator.

【0077】次に、本発明の第3実施例について、図6
および図7を用いて説明する。本実施例のリンク機構30
1 は、第1実施例として説明したリンク機構1 に補助リ
ンク機構303 を設けたものである。これにより、平行リ
ンク5 と補助リンク機構303とで新たな平行リンク部が
形成される。なお、図7は図6の矢視a方向から見た補
助リンク機構303 の側面図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. Link mechanism 30 of the present embodiment
Reference numeral 1 denotes an arrangement in which an auxiliary link mechanism 303 is provided in the link mechanism 1 described as the first embodiment. Thereby, a new parallel link portion is formed by the parallel link 5 and the auxiliary link mechanism 303. FIG. 7 is a side view of the auxiliary link mechanism 303 as viewed from the direction of arrow a in FIG.

【0078】なお、補助リンク機構303 を図示するた
め、図6のリンク機構301 は図1のリンク機構1 と反対
方向から見た斜視図としてある。また図6において、図
1および図4に示されるリンク機構と同一構成要素につ
いては図面に同符号を付して説明を省略する。
In order to illustrate the auxiliary link mechanism 303, the link mechanism 301 in FIG. 6 is a perspective view seen from the opposite direction to the link mechanism 1 in FIG. In FIG. 6, the same components as those of the link mechanism shown in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0079】補助リンク機構303 は第2回転リンク部材
33に対して、一端が第7回転部307で回転自在に連結さ
れた第5補助リンク部材305 と、第8回転部309 を介し
て第5補助リンク部材305 の他端と回転自在に一端が連
結されるとともに、第9回転部311 を介して第3回転リ
ンク部材37と回転自在に他端が連結された第6補助リン
ク部材313 と、第1回転部11a と第8回転部309 とを回
転自在に連結する第2連結部材315 とで構成されてい
る。
The auxiliary link mechanism 303 is a second rotary link member.
One end of the fifth auxiliary link member 305 is rotatably connected to the other end of the fifth auxiliary link member 305 via the eighth rotating portion 309, and the other end of the fifth auxiliary link member 305 is rotatably connected to the other end of the fifth auxiliary link member 305 via the eighth rotating portion 309. A sixth auxiliary link member 313, which is connected to the third rotary link member 37 via a ninth rotary portion 311 and is rotatably connected at the other end, to the first rotary portion 11a and the eighth rotary portion 309. And a second connecting member 315 rotatably connected.

【0080】また、第7回転部307 の軸中心は第5回転
部23の軸中心Eと同軸になっており、また、第9回転部
311 の軸中心は第6回転部25の軸中心Fと同軸となって
いる。しかし、これら各軸は同軸に構成されていなくて
もよい。また、平行リンク3 の軸中心A〜Eに対して、
平行リンク5 の軸中心A’〜E’は同軸に構成されてい
ても、あるいはそうでなくてもよい。
The axial center of the seventh rotating section 307 is coaxial with the axial center E of the fifth rotating section 23.
The axis of 311 is coaxial with the axis F of the sixth rotating part 25. However, these axes need not be coaxial. Further, with respect to the axial centers A to E of the parallel link 3,
The axial centers A 'to E' of the parallel link 5 may or may not be coaxial.

【0081】したがって、本実施例によれば、連結部材
41をX軸方向へ移動させて第3回転部19,19aを同量だけ
同方向へ移動させると、第6回転部25,25aは連結部材41
の移動距離のk倍だけ同方向に移動する。そのため、第
1連結部43はその姿勢を保ったままの状態で連結部材41
の移動距離のk倍の距離だけX軸方向へ移動する。
Therefore, according to this embodiment, the connecting member
When the third rotating parts 19 and 19a are moved in the same direction by the same amount by moving the 41 in the X-axis direction, the sixth rotating parts 25 and 25a
Move in the same direction by k times the moving distance of. Therefore, the first connecting portion 43 keeps the posture, and the connecting member 41
Is moved in the X-axis direction by a distance that is k times the moving distance.

【0082】また、連結部材39をZ軸方向へ距離nだけ
移動させて第5回転部23,23aと第7回転部307 を距離n
だけZ軸方向へ移動させると、第6回転部25,25aがこれ
とは反対方向に距離(n×(k−1))だけ移動する。
そのため、連結部材43はその姿勢を保ったまま、反対方
向へ距離(n×(k−1))だけ移動する。
Further, the connecting member 39 is moved in the Z-axis direction by a distance n so that the fifth rotating parts 23 and 23a and the seventh rotating part 307 are separated by a distance n.
Is moved in the Z-axis direction, the sixth rotating part 25, 25a moves by a distance (n × (k−1)) in the opposite direction.
Therefore, the connecting member 43 moves in the opposite direction by a distance (n × (k−1)) while maintaining the posture.

【0083】さらに、連結部材41をY軸方向へ距離nだ
け移動させると、第1回転リンク部材29,35 が同方向に
距離nだけ移動し、第3リンク部材31,37 が同方向へ距
離(n×k)だけ移動する。
Further, when the connecting member 41 is moved by the distance n in the Y-axis direction, the first rotary link members 29, 35 are moved by the distance n in the same direction, and the third link members 31, 37 are moved by the distance n in the same direction. Move by (n × k).

【0084】つまり、連結部材39を固定した状態で連結
部材41をどの方向へ移動させても、姿勢を維持した状態
で第1連結部材43は連結部材41の移動量のk倍の距離だ
けこれと同方向に移動する。このとき、補助リンク機構
303 の第9回転部311 も同方向へ移動する。
That is, even if the connecting member 41 is moved in any direction with the connecting member 39 fixed, the first connecting member 43 is moved by a distance k times the moving amount of the connecting member 41 while maintaining the posture. Move in the same direction as. At this time, the auxiliary link mechanism
The ninth rotating part 311 of 303 also moves in the same direction.

【0085】同様に、連結部材41を固定した状態で、連
結部材39をどの方向へ移動させても、姿勢を維持した状
態で第1連結部材43は連結部材39の移動量の(k−1)
倍の距離だけこれと反対方向に移動する。また、本実施
例のリンク機構301 においては、補助リンク機構303 を
設けることにより、装置の組み立て精度や剛性を向上さ
せることができる。
Similarly, regardless of the direction in which the connecting member 39 is moved in a state where the connecting member 41 is fixed, the first connecting member 43 maintains the posture and moves the moving amount of the connecting member 39 by (k−1). )
It moves twice the distance in the opposite direction. Further, in the link mechanism 301 of the present embodiment, by providing the auxiliary link mechanism 303, the assembly accuracy and rigidity of the device can be improved.

【0086】次に、本発明の第4実施例について図8お
よび図9を用いて説明する。第4実施例のリンク機構31
7 は、図1に示されるリンク機構1 に、第3実施例の補
助リンク機構301 とは異なる補助リンク機構319 を設け
たものである。これにより、平行リンク5 の一部と補助
リンク機構319 とで新たな平行リンク部が形成される。
なお、図9は図8の矢視b方向から見た補助リンク機構
319 の側面図である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Link mechanism 31 of the fourth embodiment
Reference numeral 7 denotes an arrangement in which the link mechanism 1 shown in FIG. 1 is provided with an auxiliary link mechanism 319 different from the auxiliary link mechanism 301 of the third embodiment. As a result, a new parallel link portion is formed by a part of the parallel link 5 and the auxiliary link mechanism 319.
FIG. 9 is an auxiliary link mechanism viewed from the direction of arrow b in FIG.
319 is a side view of FIG.

【0087】第4実施例の補助リンク機構319 は、第10
回転部321 を介して第1回転リンク部材35と回転自在に
連結された第7補助リンク部材323 と、第11回転部325
を介して第7補助リンク部材323 と回転自在に連結され
るとともに、第12回転部327を介して第3回転リンク部
材37と回転自在に連結された第8補助リンク部材329
と、第4回転部21a と第11回転部325とを回転自在に連
結する第3連結部331 とで構成されている。また、平行
リンク3 の軸中心A〜Eに対して、平行リンク5 の軸中
心A’〜E’は同軸に構成されていても、あるいはそう
でなくてもよい。
The auxiliary link mechanism 319 of the fourth embodiment is similar to the tenth embodiment.
A seventh auxiliary link member 323 rotatably connected to the first rotary link member 35 via a rotary portion 321; and an eleventh rotary portion 325.
The eighth auxiliary link member 329 rotatably connected to the seventh auxiliary link member 323 via the twelfth rotating portion 327 and rotatably connected to the third rotary link member 37 via the twelfth rotating portion 327.
And a third connecting portion 331 for rotatably connecting the fourth rotating portion 21a and the eleventh rotating portion 325. Further, the axial centers A 'to E' of the parallel link 5 may or may not be coaxial with the axial centers A to E of the parallel link 3.

【0088】したがって、連結部材39を固定した状態で
連結部材41をどの方向へ移動させても、姿勢を維持した
状態で第1連結部材43は連結部材41の移動量のk倍の距
離だけこれと同方向に移動する。このとき、補助リンク
機構317 の第12回転部327 も同方向へ移動する。
Therefore, regardless of the direction in which the connecting member 41 is moved in a state where the connecting member 39 is fixed, the first connecting member 43 is moved by a distance k times the moving amount of the connecting member 41 while maintaining the posture. Move in the same direction as. At this time, the twelfth rotating part 327 of the auxiliary link mechanism 317 also moves in the same direction.

【0089】同様に、連結部材41を固定した状態で連結
部材39をどの方向へ移動させても、姿勢を維持した状態
で第1連結部材43は連結部材39の移動量の(k−1)倍
の距離だけこれとは反対方向に移動する。また、本実施
例のリンク機構317 においては、補助リンク機構319 を
設けることによりその剛性を向上させることができる。
Similarly, regardless of the direction in which the connecting member 39 is moved in a state where the connecting member 41 is fixed, the first connecting member 43 keeps the posture and the first connecting member 43 moves (k-1) of the moving amount of the connecting member 39. It moves twice as far in the opposite direction. Further, in the link mechanism 317 of this embodiment, the rigidity can be improved by providing the auxiliary link mechanism 319.

【0090】次に、図10を用いて本発明の第5実施例に
ついて説明する。本実施例のリンク機構333 は、図1に
示されるリンク機構1 に対して平行リンク3 を2組設
け、これらの間に第6回転部25,25aどうしがずれた状態
で平行リンク5 を配置した例である。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the link mechanism 333 of this embodiment, two sets of parallel links 3 are provided with respect to the link mechanism 1 shown in FIG. 1, and the parallel links 5 are arranged between them with the sixth rotating parts 25 and 25a being displaced from each other. This is an example.

【0091】本実施例のリンク機構33は、一対の平行リ
ンク3 の間に第2平行リンク5 が配置されている。一対
の平行リンク3 はそれぞれの第6回転部25が同軸上とな
るように配置され、一方、平行リンク5 は一対の平行リ
ンク3 の第6回転部25の軸中心とずれた状態で配置され
ている。
In the link mechanism 33 of this embodiment, a second parallel link 5 is disposed between a pair of parallel links 3. The pair of parallel links 3 are arranged so that the respective sixth rotating parts 25 are coaxial, while the parallel link 5 is arranged so as to be shifted from the axial center of the sixth rotating part 25 of the pair of parallel links 3. ing.

【0092】一対の平行リンク3 の第3回転リンク部材
31どうしをそれぞれ連結する第1連結部材43には、平行
リンク5 の第3回転リンク部材37が連結されている。こ
れと同様に、第1回転リンク部材29をそれぞれ連結する
連結部材41には、平行リンク5 の第1回転リンク部材35
が回転自在に連結されている。
Third rotating link member of a pair of parallel links 3
The third rotating link member 37 of the parallel link 5 is connected to the first connecting member 43 for connecting the 31 to each other. Similarly, connecting members 41 for connecting the first rotating link members 29 respectively include first rotating link members 35 of the parallel link 5.
Are rotatably connected.

【0093】さらに、一対の平行リンク3 の第2回転リ
ンク部材27をそれぞれ連結する連結部材39には、平行リ
ンク5 の第2回転リンク部材33が回転自在に連結されて
いる。
Further, a second rotating link member 33 of the parallel link 5 is rotatably connected to a connecting member 39 for connecting the second rotating link members 27 of the pair of parallel links 3 respectively.

【0094】したがって、連結部材39を固定した状態で
連結部材41をどの方向へ移動させても、第1連結部材43
は姿勢を維持した状態で連結部材41の移動量のk倍の距
離だけこれと同方向に移動する。
Therefore, no matter what direction the connecting member 41 is moved with the connecting member 39 fixed, the first connecting member 43
Moves in the same direction by a distance k times the moving amount of the connecting member 41 while maintaining the posture.

【0095】同様に、連結部材41を固定した状態で連結
部材39をどの方向へ移動させても、第1連結部材43は姿
勢を維持した状態で連結部材39の移動量の(k−1)倍
の距離だけこれとは反対方向に移動する。
Similarly, even if the connecting member 39 is moved in any direction with the connecting member 41 fixed, the amount of movement of the connecting member 39 (k-1) is maintained while the first connecting member 43 maintains its posture. It moves twice as far in the opposite direction.

【0096】また、本実施例のリンク機構333 において
は、一対の平行リンク3 と、これらの間に配置され平行
リンク5 を設けることにより、その剛性を向上させるこ
とができる。
In the link mechanism 333 of this embodiment, the rigidity can be improved by providing the pair of parallel links 3 and the parallel link 5 disposed between them.

【0097】次に、図11および図12を用いて本発明の第
6実施例について説明する。本実施例のリンク機構337
は、図6に示される第3実施例のリンク機構301 と異な
るリンク機構339 が設けられたものである。なお、図12
は図11の矢視c方向から見た補助リンク機構339 の側面
図である。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Link mechanism 337 of this embodiment
Is provided with a link mechanism 339 different from the link mechanism 301 of the third embodiment shown in FIG. FIG. 12
12 is a side view of the auxiliary link mechanism 339 viewed from the direction of arrow c in FIG.

【0098】補助リンク機構339 は、第13回転部341 を
介して第2回転リンク部材33と一端が回転自在に連結さ
れた第9補助リンク部材343 と、第19回転部361 を介し
て第9補助リンク部材343 の他端に回転自在に一端が連
結され、他端が第14回転部349 を介して第3回転リンク
部材37と回転自在に連結された第10補助リンク部材345
と、第15回転部351 を介して第10補助リンク部材345 の
中間部に一端が回転自在に連結されるとともに、他端が
第16回転部353 を介して第1回転リンク部材35に回転自
在に連結された第11補助リンク部材347 と、第16回転部
353 を介して第11補助リンク部材347 の他端に第12補助
リンク部材355 の一端が回転自在に連結され、他端が第
18回転部359 を介して第9補助リンク部材343 の中間部
に連結された第12補助リンク部材355 とで構成されてい
る。
The auxiliary link mechanism 339 includes a ninth auxiliary link member 343 having one end rotatably connected to the second rotary link member 33 via a thirteenth rotary part 341, and a ninth auxiliary link member 343 via a nineteenth rotary section 361. A tenth auxiliary link member 345 having one end rotatably connected to the other end of the auxiliary link member 343 and the other end rotatably connected to the third rotary link member 37 via the fourteenth rotating portion 349.
And one end is rotatably connected to the intermediate portion of the tenth auxiliary link member 345 via the fifteenth rotating portion 351 and the other end is rotatable to the first rotating link member 35 via the sixteenth rotating portion 353. An eleventh auxiliary link member 347 connected to the
One end of a twelfth auxiliary link member 355 is rotatably connected to the other end of the eleventh auxiliary link member 347 via
And a twelfth auxiliary link member 355 connected to an intermediate portion of the ninth auxiliary link member 343 via an 18 rotation portion 359.

【0099】また、第14回転部349 の軸中心は第2リン
ク部材9 の第6回転部25の軸中心と同軸となっている。
さらに、第13回転部341 は第5回転部23の軸中心と同軸
となっている。しかし、これらの各軸は同軸に構成され
ていなくてもよい。
The axial center of the fourteenth rotating part 349 is coaxial with the axial center of the sixth rotating part 25 of the second link member 9.
Further, the thirteenth rotating part 341 is coaxial with the axial center of the fifth rotating part 23. However, these axes do not have to be coaxial.

【0100】また、リンク機構339 は、2次元のパンタ
グラフ式平行リンクを形成している。回転部359,361,35
1,353,341,349 は、それぞれ第1〜第6回転部に相当
し、各軸間距離は、AB,BC,CD,AD,EA,E
B,EFに等しい。
The link mechanism 339 forms a two-dimensional pantograph-type parallel link. Rotating parts 359,361,35
1,353,341,349 respectively correspond to the first to sixth rotating parts, and the distances between the axes are AB, BC, CD, AD, EA, E
B, equal to EF.

【0101】したがって、連結部材39を固定した状態で
連結部材41をどの方向へ移動させても、姿勢を維持した
状態で第1連結部材43は連結部材41の移動量のk倍の距
離だけこれと同方向に移動する。このとき、リンク機構
337 の第14回転部349 も同方向へ移動する。
Therefore, regardless of the direction in which the connecting member 41 is moved in a state where the connecting member 39 is fixed, the first connecting member 43 is moved by a distance k times the moving amount of the connecting member 41 while maintaining the posture. Move in the same direction as. At this time, the link mechanism
The fourteenth rotating part 349 of 337 also moves in the same direction.

【0102】同様に、連結部材41を固定して、連結部材
39をどの方向へ移動させても、姿勢を維持した状態で第
1連結部材43は連結部材39の移動量の(k−1)倍の距
離だけこれとは反対方向に移動する。また、本実施例の
リンク機構337 においては、上記第5実施例と同様に補
助リンク機構339 を設けることにより、その剛性を向上
させることができる。
Similarly, fixing the connecting member 41,
Whatever direction the 39 is moved, the first connecting member 43 moves in the opposite direction by a distance (k-1) times the moving amount of the connecting member 39 while maintaining the posture. In the link mechanism 337 of this embodiment, the rigidity can be improved by providing the auxiliary link mechanism 339 as in the fifth embodiment.

【0103】[0103]

【0104】[0104]

【0105】[0105]

【0106】[0106]

【0107】[0107]

【0108】[0108]

【0109】[0109]

【0110】[0110]

【0111】[0111]

【0112】[0112]

【0113】[0113]

【0114】[0114]

【0115】次に、本発明の第実施例について図1
および図1を用いて説明する。第実施例のリンク機
構501は、図1に示されるリンク機構1に、第3実施
例の補助リンク301とは異なる補助リンク機構503
を設けた例である。これにより、平行リンク5の一部と
補助リンク機構503とで新たな平行リンク部が形成さ
れる。
[0115] Next, FIG 3 seventh embodiment of the present invention
And it will be described with reference to FIG 4. The link mechanism 501 of the seventh embodiment is different from the link mechanism 1 of FIG. 1 in that an auxiliary link mechanism 503 different from the auxiliary link 301 of the third embodiment is used.
This is an example in which is provided. Thereby, a new parallel link portion is formed by a part of the parallel link 5 and the auxiliary link mechanism 503.

【0116】第実施例の補助リンク機構503は、第
29回転部511を介して第2回転リンク部材33と回
転自在に連結された第1補助リンク部材521と、第
30回転部512を介して第21補助リンク部材521
の他端を回転自在に支持するとともに第1回転部11a
を回転自在に連結する第2回転部材315と、第31回
転部513を介して第2連結部材315と回転自在に連
結されるとともに、他端を第32回転部514を介して
第3回転リンク部材37と回転自在に連結された第22
補助リンク部材とで構成されている。
The auxiliary link mechanism 503 of the seventh embodiment includes a second auxiliary link member 521 rotatably connected to the second rotary link member 33 via a twenty-ninth rotary portion 511, and a thirtyth rotary portion 512. 21st auxiliary link member 521
The other end is rotatably supported and the first rotating part 11a
And a second rotating member 315 rotatably connected to the second connecting member 315 via a 31st rotating section 513, and a third rotating link at the other end via a 32nd rotating section 514. 22nd member rotatably connected to the member 37
And an auxiliary link member.

【0117】第5回転部23a と第29回転部511 との軸間
距離は第1回転部11a と第30回転部512 との軸間距離に
等しく、第29回転部511 と第30回転部512 との軸間距離
はE’B’に等しい。また、第30回転部512 と第31回転
部513 との軸間距離は第6回転部25a と第32回転部514
との軸間距離に等しく、第31回転部513 と第32回転部51
4 との軸間距離はB’F’に等しい。したがって、平行
リンク5 の一部と第21補助リンク部材521 ,第22補助リ
ンク部材522 とで複数の平行リンク部が構成されてい
る。
The axis distance between the fifth rotating section 23a and the 29th rotating section 511 is equal to the axis distance between the first rotating section 11a and the 30th rotating section 512, and the 29th rotating section 511 and the 30th rotating section 512 Is equal to E'B '. Further, the distance between the axes of the thirtyth rotation part 512 and the thirty-first rotation part 513 is the sixth rotation part 25a and the thirty-second rotation part
31st rotating section 513 and 32nd rotating section 51
4 is equal to B'F '. Therefore, a part of the parallel link 5 and the 21st auxiliary link member 521 and the 22nd auxiliary link member 522 form a plurality of parallel link portions.

【0118】このように、第3実施例で示した第5補助
リンク部材305 と第6補助リンク部材313 とを第8回転
部309 で回転自在に(同一回転部で)連結するよりも、
本実施例のように2つの補助リンク部材をそれぞれ異な
った回転部で連結した方が、第1連結部材43の姿勢が維
持される動作範囲を広く確保することができる。
As described above, the fifth auxiliary link member 305 and the sixth auxiliary link member 313 shown in the third embodiment are rotatably connected by the eighth rotating portion 309 (with the same rotating portion).
When the two auxiliary link members are connected by different rotating parts as in the present embodiment, a wider operation range in which the posture of the first connecting member 43 is maintained can be secured.

【0119】つまり、各補助リンク部材を任意の位置に
設置できるため、平行リンク5 の一部と補助リンク部材
とで形成される各平行リンク部が特異姿勢とならないよ
うに、独立に設定することができる。
That is, since each auxiliary link member can be installed at an arbitrary position, it is necessary to independently set each parallel link portion formed by a part of the parallel link 5 and the auxiliary link member so as not to have a peculiar posture. Can be.

【0120】同様に、第4実施例で示した第7補助リン
ク部材323 と第8補助リンク部材329 とを第11回転部32
5 で(同一回転部で)連結せずに、複数の補助リンク部
材を第3連結部材331 の異なる回転部で連結し、第1回
転リンク部材35と第3回転リンク部材331 の異なる回転
部で連結し、第1回転リンク部材35とで第3回転リンク
部材を連結してもよい。
Similarly, the seventh auxiliary link member 323 and the eighth auxiliary link member 329 shown in the fourth embodiment are connected to the eleventh rotating part 32.
5, the plurality of auxiliary link members are connected by different rotating portions of the third connecting member 331 without being connected by the same rotating portion, and the auxiliary link members are connected by different rotating portions of the first rotating link member 35 and the third rotating link member 331. Alternatively, the third rotary link member may be connected to the first rotary link member 35.

【0121】なお、本発明の運動伝達装置は、例えば歩
行ロボットの脚駆動に適用することもできる。この場
合、脚の接地面を常に地面と水平になるようにすること
ができる。
Note that the motion transmission device of the present invention can be applied to, for example, leg driving of a walking robot. In this case, the ground contact surface of the leg can always be level with the ground.

【0122】[0122]

【発明の効果】以上のように本発明の運動伝達装置によ
れば、第1回転リンク部材や第2回転リンク部材の移動
量を少なく抑えながらも広い動作範囲を確保することが
可能となる。
As described above, according to the motion transmitting apparatus of the present invention, it is possible to secure a wide operating range while suppressing the amount of movement of the first rotating link member and the second rotating link member.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 運動伝達装置の第1実施例を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a motion transmission device.

【図2】運動伝達装置に用いられる第1平行リンクを示
す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a first parallel link used in the motion transmitting device .

【図3】 運動伝達装置の動作範囲を示した模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing an operation range of the motion transmission device.

【図4】 運動伝達装置の第2実施例に係り、運動伝達
装置をマスタマニピュレータに適用した状態を示す斜視
図。
FIG. 4 is a perspective view showing a state where the motion transmitting device is applied to a master manipulator according to a second embodiment of the motion transmitting device.

【図5】 図4のマスタマニュピレータを模式的に表現
した斜視図。
FIG. 5 is a perspective view schematically showing the master manipulator of FIG. 4;

【図6】 運動伝達装置の第3実施例を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a third embodiment of the motion transmission device.

【図7】 図6の矢視a方向から見た補助リンク機構の
側面図。
FIG. 7 is a side view of the auxiliary link mechanism as viewed from the direction of arrow a in FIG. 6;

【図8】 運動伝達装置の第4実施例を示す斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing a fourth embodiment of the motion transmission device.

【図9】 図8の矢視b方向から見た補助リンク機構の
側面図。
FIG. 9 is a side view of the auxiliary link mechanism as viewed from the direction of arrow b in FIG. 8;

【図10】 運動伝達装置の第5実施例を示す斜視図。FIG. 10 is a perspective view showing a fifth embodiment of the motion transmission device.

【図11】 運動伝達装置の第5実施例を示す斜視図。FIG. 11 is a perspective view showing a fifth embodiment of the motion transmission device.

【図12】 図11の矢視c方向から見た補助リンク機
構の側面図。
FIG. 12 is a side view of the auxiliary link mechanism as viewed in the direction of arrow c in FIG. 11;

【図13】 運動伝達装置の第実施例を示す斜視図。FIG. 13 is a perspective view showing a seventh embodiment of the motion transmission device.

【図14】 運動伝達装置の第実施例を示す側面図。FIG. 14 is a side view showing a seventh embodiment of the motion transmission device.

【図15】 従来の運動伝達装置をマスタ・スレーブマ
ニピュレータのマスタマニピュレータに適用した状態を
示す斜視図。
FIG. 15 shows a conventional motion transmission device as a master / slave machine.
The state applied to the master manipulator of the manipulator
FIG.

【符号の説明】1 リ ンク機構(運動伝達装置) 3,5 平行リンク7,7a 第1リンク部材 9,9a 第2リンク部材 13,13a 第3リンク部材 17,17a 第4リンク部材29,35 第1回転リンク部材 27,33 第2回転リンク部材 31,37 第3回転リンク部材39,41 連結部材 43 第1連結部材11,11a 第1回転部材 15,15a 第2回転部材 19,19a 第3回転部材 21,21a 第4回転部材 23,23a 第5回転部材 25,25a 第6回転部材[Explanation of symbols]1 Li Link mechanism (motion transmission device) 3,5 parallel link7, 7a First link member  9,9a No.2 link members 13, 13a No.3 link members 17, 17a No.4 link members29, 35 1st rotation link member  27,33rd2-turn link member 31,3Seventh3-turn link member39, 41 connecting member 43 1st connection member11, 11a First rotating member  15,15a No.Two rotating members 19, 19a No.3 rotating members 21, 21a No.4 rotating members 23,23a No.5 rotating members 25, 25a No.6 rotating members

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 3/00 B25J 9/06 F16H 21/44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B25J 3/00 B25J 9/06 F16H 21/44

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1リンク部材と、 前記第1リンク部材と第1回転部で回転自在に連結され
た第2リンク部材と、 前記第1リンク部材の中間部と第2回転部で回転自在に
連結された第3リンク部材と、 前記第3リンク部材と第3回転部で回転自在に連結され
るとともに前記第2リンク部材の中間部の第4回転部で
回転自在に連結された第4リンク部材と、 前記第1リンク部材の前記第1回転部と第2回転部とを
結ぶ延長線上に形成された第5回転部と、 前記第2リンク部材の前記第1回転部と前記第4回転部
の延長線上に形成された第6回転部と、 前記第3回転部を支持し、かつ前記第3回転部の軸中心
方向に対して直角方向を中心に前記第3回転部と回転自
在に連結された第1回転リンク部材と、 前記第5回転部を支持し、かつ前記第5回転部の軸中心
方向に対して直角方向を中心に前記第5回転部と回転自
在に連結された第2回転リンク部材と、 前記第6回転部を支持し、かつ前記第6回転部の軸中心
方向に対して直角方向を中心に前記第6回転部と回転自
在に連結された第3回転リンク部材と、 を備えたリンク機構を有する運動伝達装置において、 前記リンク機構の複数組を平行に配置し、かつ前記第3
回転リンク部材どうしをそれぞれ回転自在に第1連結部
で連結し また複数組設けられたリンク機構のうち、少なくとも2
組のリンク機構の一方の前記第6回転部の軸中心と他方
のリンク機構の前記第6回転部の軸中心とがずれた状態
で構成されている ことを特徴とする運動伝達装置。
A first link member, a second link member rotatably connected to the first link member at a first rotating portion, and a rotatable member at an intermediate portion of the first link member and a second rotating portion. A third link member connected to the third link member and a fourth link rotatably connected to the third link member at a third rotating portion and rotatably connected to a fourth rotating portion at an intermediate portion of the second link member. A link member; a fifth rotating portion formed on an extension line connecting the first rotating portion and the second rotating portion of the first link member; and the first rotating portion and the fourth rotating portion of the second link member. A sixth rotating portion formed on an extension of the rotating portion; supporting the third rotating portion; and rotatable with the third rotating portion around a direction perpendicular to the axial center direction of the third rotating portion. A first rotating link member connected to the first rotating link member, and supporting the fifth rotating portion; A second rotating link member rotatably connected to the fifth rotating unit about a direction perpendicular to the axial center of the rotating unit; a second rotating link member supporting the sixth rotating unit; and an axis of the sixth rotating unit. A third rotating link member rotatably connected to the sixth rotating portion about a direction perpendicular to a center direction. A motion transmitting device having a link mechanism comprising: Disposing, and said third
Rotary link member to each other and connected respectively rotatably first connecting part, also among the plural sets provided link mechanism, at least 2
The shaft center of the sixth rotating part of one of the link mechanisms and the other
State in which the axis of the sixth rotating part of the link mechanism is displaced from the center.
In movement transmission apparatus characterized by being configured.
【請求項2】複数組設けられたリンク機構のうち、少な
くとも1組のリンク機構に補助リンク機構を設け、前記
第1リンク部材が移動しても姿勢が変化しないように前
記リンク機構の各リンク部材と前記補助リンク部材とを
連結して構成したことを特徴とする請求項1に記載の運
動伝達装置。
Wherein among the plurality of sets provided link mechanism, an auxiliary link mechanism to at least one pair of the link mechanism, the link to the <br/> first link member does not change the posture be moved The motion transmission device according to claim 1, wherein each link member of the mechanism is connected to the auxiliary link member.
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