JP3787732B2 - Floating unit - Google Patents

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JP3787732B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マニプレータ等のロボットの出力部に取り付けられるフローティングユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
フローティングユニットとしては例えば、ゴムと鋼板から成る積層体を弾性手段として固定体と従動体相互を接続したものがある。
【0003】
このユニットは、固定体がロボット側に取り付けられると共に従動体側に例えばハンド機構が取り付けられ、前記ハンド機構に掴ませたピンを孔に差し込むような作業等に使用される(一例)。
【0004】
しかしながら、ユニットが鉛直姿勢にあるときには上記ピンの差し込み作業は比較的円滑に行われるものの、ユニットが図16に示す水平姿勢にあるときには従動体2自体やハンド機構Hの重量により固定体1に対して従動体2が下方に垂れ下がってしまい(以下傾斜するという)ピンの差し込み作業が実質的に不可能になってしまう。このような現象は、ピンが長いような場合(モーメントが大きい場合)には顕著である。
【0005】
近頃、固定体に対して従動体をロックする機構を備えたフローティングユニットが市場に出回るようになってきたが、このユニットを採用した場合、ロック機能によりユニットの水平姿勢における固定体に対する従動体の傾斜は防止できるものの、フローティング機能が滅殺されてしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明では、フローティング機能が維持され且つ、従動体側の重量による固定体に対する従動体の傾斜が発生しないフローティングユニットを提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1記載の発明について〕
この発明は、固定体1と、この固定体1に対して三次元方向に少量だけ移動可能に配設された従動体2を具備したフローティングユニットであって、固定体1又は従動体2に、ピストン51を有したシリンダ部50、及び前記シリンダ部50内に空気を供給する吸気弁52を放射線状に且つ等角度間隔に少なくとも三個設け、固定体1に対して従動体2が傾斜したときには、その傾斜により接近した部分に配置された吸気弁52が開弁状態になってシリンダ部50内に供給された空気によりピストン51が移動せしめられ、このピストン51の押圧力により固定体1と従動体2とが離反せしめられるようにしてある。
〔請求項2記載の発明について〕
この発明のフローティングユニットは、上記請求項1記載の発明に関し、吸気弁52の一端部は、固定体1と従動体2との対向面のうちの一方の面から突出させてあると共に他方の面に当接させてあり、固定体1に対して従動体2が傾斜したときには、その傾斜により接近した部分に配置された吸気弁52が他方の面からの押圧力により押し込まれて開弁されるようにしてある。
〔請求項3記載の発明について〕
この発明のフローティングユニットは、上記請求項1又は2記載の発明に関し、固定体1又は従動体2のうちの一方に配設されているピストン51と、固定体1又は従動体2のうちの他方との間には硬球を介在させてある。
【0008】
なお、上記発明のフローティングユニットに関する機能等については以下の発明の実施の形態の欄で説明する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【0010】
図1は、マニプレータMの出力端にこの発明の実施形態のフローティングユニットFUを介してハンド機構Hを取り付けたものを示している。
【0011】
以下に、前記フローティングユニットFUの基本的構成及び前記ユニットFUの構成要素等について詳述する。
〔フローティングユニットFUの基本的構成について〕
フローティングユニットFUは、図3に示すように、固定体1の孔部10に従動体2の軸部20を挿入し、図2や図3に示すように、前記固定体1側に120°間隔で設けた三個の調芯用の押圧手段3によって前記軸部20の周面を押し合わせることにより固定体1に対して従動体2を位置決めすると共に、120°間隔(押圧手段3と60°ずれている)で設けた三個の接続手段4により固定体1に対して従動体2が接続状態に成るようにして構成してある。また、このユニットFUでは、図10に示すように、固定体1に対する従動体2の傾斜を防止するための傾斜防止手段5を具備させている。
【0012】
なお、この固定体1と従動体2とが接続された組み立て状態において、これら相互間には図3に示すように、ギャップGが形成されている。
〔固定体1の構成について〕
固定体1は、図2や図3に示すように、に示すように、厚肉の円形板により構成してあり、その中央部に円形状の上記孔部10を形成してある。
〔従動体2の構成について〕
従動体2は、図2や図3に示すように、固定体1と同径の薄肉の円形板により構成してあり、その中央部に、押圧手段3が押圧する部分を断面正三角形状とした軸体20を挿入固定してある。なお、軸部20が孔部10内で前記軸部20と直角方向に移動できる範囲が、X−Y方向のフローティング範囲になる。 〔押圧手段3の構成について〕
押圧手段3は、図2や図3に示すように、固定体1に設けられたシリンダ部30と、シリンダ部30内に設けられ且つ軸部20の周面を押圧すべくバネ35により付勢されたピストン31と、シリンダ部30内に空気を供給すべく固定体1に設けられた吸気弁32と、シリンダ部30内の空気を排出すべく固定体1に設けられた排気弁33と、従動体2に設けられた動弁機構34とから構成されており、図4に示す如く前記固定体1に対して従動体2がX又はY方向下向きに移動したときには、前記従動体2と共に移動した動弁機構34が下側に位置する吸気弁32、及び上側に位置する排気弁33を開弁状態にするものとしてある。
【0013】
動弁機構34は、図2に示すように、平面視四角形状に形成され且つ吸気弁32又は排気弁33を押し込む直線状の凸条部tを有する動弁主体34aと、前記動弁主体34aの押し込みを可能ならしめるコイルバネ34bとから構成されており、図3に示すように、前記動弁主体34aの半分程度とコイルバネ34bとを浅孔22内に収容するようにしてある。
【0014】
次に、上記した吸気弁32及びその回りの構成について詳述すると、吸気弁32は図6に示すように、シリンダ部30内と外部とを連通する貫通孔内に挿入配置されており、小隙間13に配置したコイルバネ32bの付勢力によって生じる弁リング32aと弁座12との圧接によって閉弁されるようにしてある。また、この吸気弁32には、図6に示すように、その開閉弁状態の両方において空気導入路36から導かれてきた空気が小隙間13を介してユニット外部に排出されないようにシールリング32cを配設してある。なお、上記した三個の空気導入路36相互は図2に示すようにチューブTにより連通接続されており、このチューブTを介して例えばコンプレッサからの空気が常時全ての空気導入路36に送られている。
【0015】
また、排気弁33及びその回りの構成は、図6に示すように、基本的には吸気弁32と同様であり、相違する部分はシールリング32cに相当するものが存在しない点、及び、空気導入路36に相当するものが存在しない点である。
【0016】
したがって、固定体1に対して従動体2が相対移動していないとき、即ち、動弁機構34における動弁主体34aの凸条部tが図2や図3に示した中立位置にあるときには、吸気弁32及び排気弁33は閉弁して全てのシリンダ部30内の圧力は釣り合った状態となっている。
【0017】
なお、図6、図7中に示した符号33aは弁リング、符号33bはコイルバネ、符号14は弁座であり、吸気弁32の弁リング32a、コイルバネ32b、弁座12と同様の機能を奏するものである。
〔接続手段4の構成について〕
接続手段4は、図3に示すように、固定体1の深孔15と従動体2の浅孔21とから成る孔H内と、この孔Hに装着した以下の各構成部材により構成されている。
【0018】
前記孔Hには、図3に示すように、軸受け4a(玉受け部材42,44及び玉43より成る)と、軸受け4b(玉受け部材44,45及び玉43より成る)が内方突出鍔11を挟み込むようにして収容されており、浅孔21側には前記軸受け4bを構成する玉受け部材45及びコイルバネ46(皿バネその他のバネでもよい)を収容させてある。なお、玉受け部材42については他の玉受け部材よりも外径を小さく設定してある。
【0019】
そして図3に示すように、玉受け部材42,45に対して比較的隙間が少なく且つ玉受け部材44,44に対して隙間が多い態様で、挿入されたボルト40の上下にナット41,47を螺入するようにして、固定体1と従動体2相互を一体化している。
【0020】
この接続手段4は上記のような構成であるから、軸受け4a等の存在により固定体1に対して従動体2は図3や図5に示すX−Y方向及びM方向について少量だけ移動可能となり、また、コイルバネ46の存在により固定体1に対して従動体2は図3に示すZ方向について少量だけ移動可能となる。
〔傾斜防止手段5の構成について〕
傾斜防止手段5は、図10に示すように、従動体2に、ピストン51を有したシリンダ部50、及び前記シリンダ部50内に空気を供給する吸気弁52を放射線状に且つ120°間隔で三個設けてあり、チューブT1により導かれてきた空気を空気導入路53を介して前記吸気弁52の上流側に至らせるようにしてある。
【0021】
吸気弁52は図10に示すように、その一端部を従動体2から突出させてあると共に固定体1に当接させてあり、図11に示す如く固定体1に対して従動体2が傾斜したときには、その傾斜により接近した部分に配置された吸気弁52が固定部1からの押圧力により押し込まれて開弁されるようにしてある。
【0022】
シリンダ部50は、図10に示すように、従動体2側に設けた円形孔により構成されており、その内部にはピストン51及びピストン51を固定体1側に付勢するコイルバネ54を設けてあり、前記ピストン51と固定体1に形成した浅孔底面との間に複数の硬球55を介在させてある。そして、シリンダ部50には図10に示すように外気と連通する微小孔56(固定式の微小孔56にかえてスピードコントローラで流量可変式にすることが好ましい)を設けてあり、これにより衝撃的にピストン51が移動しないようにしてある。ここで、上記構成を、空気回路図として示すと図12の通りである。図中、符号ACはエアーコンプレッサーである。
【0023】
なお、この実施形態にかえて傾斜防止手段5を、固定体1側に設けるようにしてもよい。
〔ユニットFUの姿勢が図3から図4に示す状態になった場合について〕
ここで、上記状態からユニットFUの姿勢が変化して図4に示す状態になると固定体1に対して従動体2が下がり、図7に示す下側の吸気弁32が動弁機構34の動弁主体34aにより押し込まれて開弁される。すると、図7に示す下側の空気導入路36から導かれてきた空気は下側のシリンダ部30内に供給され、前記シリンダ部30内の空気圧が大きくなる。なお、図6に示す上側の吸気弁32は閉弁が維持されたままであるから上側のシリンダ部30内の空気圧は大きくなっていない。
【0024】
上記した下側の吸気弁32の開弁と同時に上側の排気弁33も開弁される。すなわち、図6に示す上側の排気弁33が動弁機構34の動弁主体34aにより押し込まれて開弁され、上側のシリンダ部30内の空気はユニットFU外に排出されることとなる。なお、このとき、下側の排気弁33は図7に示すように、閉弁状態が維持されており、下側のシリンダ部30内の空気はユニットFU外に排出されることはない。
【0025】
したがって、〔上側のピストン31による軸部20への押圧力〕<〔下側のピストン31による軸部20への押圧力〕となり、従動体2の位置は上側へ移動する。なお、図3に示した状態、すなわち、動弁機構34が全ての吸気弁32及び排気弁33を開弁していない中立状態になると従動体2の上側への移動は停止し、フローティングユニットFUの自動調芯は終了する。
〔固定体1に対して従動体2が回動した場合について〕
固定体1に対して従動体2が回動していない状態では、図8に示すように、ピストン31の先端平面が軸部20の平面に対して全面接触している。
【0026】
ここで、固定体1に対して従動体2が回動した場合、ピストン31の先端平面が軸部20の平面との間に図9に示すような隙間ができようとするが、動弁機構34の動弁主体34aの凸条部tが図8に示した軌跡L(三本の曲線で示す)で移動するから全ての吸気弁32が開弁状態になる。したがって、全てのシリンダ部30内の圧力が高くなり、ピストン31の押圧力によりピストン31の先端平面が軸部20の平面に対して全面接触する元の状態に回動復帰する。 〔固定体1に対して従動体2が傾斜した場合について〕
図11に示す如く固定体1に対して従動体2が傾斜したときには、その傾斜により接近した部分に配置された吸気弁52が開弁状態になり、空気はチューブT1→空気導入路53→吸気弁52の周囲の経路でシリンダ部50内に供給されることとなる。これによりピストン51を移動せしめられてこのピストン51の押圧力により固定体1と従動体2とが図10に示す状態まで離反せしめられる。なお、この固定体1と従動体2とが離反される範囲は上記接続手段4のナット41,47相互間の長さにより制限される。
〔傾斜防止手段5の他の実施形態1について〕
この傾斜防止手段5は、図13や図14に示すように、上記接続手段4における玉受け部材45をリング状のピストン51に変え、浅孔21をシリンダ部50としたものである。これにより、ピストン51を具備したシリンダ50と接続手段4とが同一平面上に位置するものとなるから、平面視における接続手段4と傾斜防止手段5から成る専有面積を小さくでき、ユニットFUを小型化できる。
【0027】
なお、傾斜防止手段5におけるシリンダ部50と吸気弁52とが放射線上で且つ120°間隔で配置されていること(図15参照)やその他の構造及び機能については上記した傾斜防止手段5と全く同様である。
〔傾斜防止手段5の他の実施形態2について〕
なお、上記実施形態の傾斜防止手段5では、固定体1に対して従動体2が円滑に動くようにすべくピストン51と固定部材1との間に硬球55を介在させてあるが、硬球55を介することなく直接ピストン51と固定部材1とを当接させるようにしてもよい。
【0028】
また、傾斜防止手段5は等角度間隔であれば特に三個に限られるというものではなく、四個、又はそれ以上でもよい。
【0029】
【発明の効果】
この発明は上記のような構成であるから、次の効果を有する。
【0030】
発明の実施の形態の欄の記載内容から明らかなように、フローティング機能が維持され且つ、従動体側の重量による固定体に対する従動体の傾斜が発生しないフローティングユニットを提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】マニプレータの出力端にフローティングユニットを介してハンド機構を取り付けた状態を示す外観図。
【図2】この発明の実施形態であるフローティングユニットを従動体側から見た平面図。
【図3】図2のA−A断面図。
【図4】前記フローティングユニットの従動体が固定体に対して下がっている状態における、上下の吸気弁及び排気弁の状態を示す断面図。
【図5】前記フローティングユニットの従動体が固定体に対して下がっている状態における、接続手段の状態を示す断面図。
【図6】前記フローティングユニットの従動体が固定体に対して下がっている状態における、上側の吸気弁及び排気弁の状態を示す拡大断面図。
【図7】前記フローティングユニットの従動体が固定体に対して下がっている状態における、下側の吸気弁及び排気弁の状態を示す拡大断面図。
【図8】前記フローティングユニットの従動体が固定体に対して回動した場合の、動弁主体の凸条部tの移動軌跡を示す平面図。
【図9】前記フローティングユニットの従動体が固定体に対して回動した場合のピストンの先端平面と軸部の平面との当接状態を示す図。
【図10】前記フローティングユニットの傾斜防止手段を示す断面図。
【図11】前記フローティングユニットの従動体が固定体に対して傾斜した場合のピストン及び吸気弁の状態を示す断面図。
【図12】前記傾斜防止手段の空気回路図。
【図13】他の実施形態のフローティングユニットの傾斜防止手段を示す断面図。
【図14】他の実施形態のフローティングユニットの従動体が固定体に対して傾斜した場合のピストン及び吸気弁の状態を示す断面図。
【図15】他の実施形態のフローティングユニットを従動体側から見た平面図。
【図16】先行技術のフローティングユニットの正面図。
【符号の説明】
1 固定体
2 従動体
50 シリンダ部
51 ピストン
52 吸気弁
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a floating unit attached to an output unit of a robot such as a manipulator .
[0002]
[Prior art]
As the floating unit, for example, there is a unit in which a fixed body and a driven body are connected to each other by using a laminated body made of rubber and a steel plate as an elastic means.
[0003]
This unit is used for an operation in which a fixed body is attached to the robot side and, for example, a hand mechanism is attached to the follower side, and a pin gripped by the hand mechanism is inserted into a hole (an example).
[0004]
However, when the unit is in the vertical posture, the above-described pin insertion operation is performed relatively smoothly. However, when the unit is in the horizontal posture shown in FIG. As a result, the driven body 2 hangs down (hereinafter referred to as “inclined”), and the pin insertion work becomes substantially impossible. Such a phenomenon is remarkable when the pin is long (when the moment is large).
[0005]
Recently, floating units equipped with a mechanism for locking the follower to the fixed body have come to market. When this unit is used, the locking function allows the follower to move relative to the fixed body in the horizontal position. Although the tilt can be prevented, the floating function is destroyed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a floating unit that maintains the floating function and does not cause the follower to tilt with respect to the fixed body due to the weight of the follower.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
[Invention of Claim 1]
The present invention is a floating unit including a fixed body 1 and a driven body 2 arranged so as to be movable in a small amount in a three-dimensional direction with respect to the fixed body 1, and the fixed body 1 or the driven body 2 includes When the cylinder 50 having the piston 51 and at least three intake valves 52 for supplying air into the cylinder 50 are provided radially and at equal angular intervals, and the follower 2 is inclined with respect to the fixed body 1 The piston 51 is moved by the air supplied into the cylinder part 50 when the intake valve 52 arranged close to the inclination is opened, and is driven by the pressing force of the piston 51 and the fixed body 1. The body 2 is separated from the body 2.
[Invention of Claim 2]
The floating unit according to the present invention relates to the invention according to claim 1, wherein one end portion of the intake valve 52 is projected from one surface of the opposed surfaces of the fixed body 1 and the driven body 2 and the other surface. When the driven body 2 is inclined with respect to the fixed body 1, the intake valve 52 disposed at a portion closer to the inclination is pushed in by the pressing force from the other surface and opened. It is like that.
[Invention of Claim 3]
The floating unit of the present invention relates to the invention according to claim 1 or 2, wherein the piston 51 disposed on one of the fixed body 1 or the driven body 2 and the other of the fixed body 1 or the driven body 2 Between them, a hard ball is interposed.
[0008]
The functions and the like related to the floating unit of the present invention will be described in the following embodiments of the present invention.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 shows a manipulator M attached with a hand mechanism H via a floating unit FU according to an embodiment of the present invention.
[0011]
Hereinafter, a basic configuration of the floating unit FU, components of the unit FU, and the like will be described in detail.
[Basic configuration of floating unit FU]
As shown in FIG. 3, the floating unit FU inserts the shaft part 20 of the driven body 2 into the hole 10 of the fixed body 1 and, as shown in FIGS. The follower 2 is positioned with respect to the fixed body 1 by pressing the peripheral surface of the shaft portion 20 with the three aligning pressing means 3 provided in the above, and at intervals of 120 ° (60 ° with the pressing means 3). The follower 2 is connected to the fixed body 1 by the three connecting means 4 provided in the above manner. Further, in this unit FU, as shown in FIG. 10, an inclination preventing means 5 for preventing the inclination of the driven body 2 with respect to the fixed body 1 is provided.
[0012]
In the assembled state in which the fixed body 1 and the driven body 2 are connected, a gap G is formed between them as shown in FIG.
[Configuration of Fixed Body 1]
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixed body 1 is constituted by a thick circular plate, and the circular hole 10 is formed at the center thereof.
[About the structure of the follower 2]
As shown in FIGS. 2 and 3, the follower 2 is configured by a thin circular plate having the same diameter as the fixed body 1, and a portion pressed by the pressing means 3 is formed in a cross-sectional regular triangle shape at the center thereof. The shaft body 20 is inserted and fixed. The range in which the shaft portion 20 can move in the direction perpendicular to the shaft portion 20 in the hole portion 10 is the floating range in the XY direction. [Regarding the configuration of the pressing means 3]
As shown in FIGS. 2 and 3, the pressing means 3 is urged by a spring 35 to press the cylinder portion 30 provided in the fixed body 1 and the peripheral surface of the shaft portion 20 provided in the cylinder portion 30. A piston 31, an intake valve 32 provided on the fixed body 1 for supplying air into the cylinder part 30, an exhaust valve 33 provided on the fixed body 1 for discharging air inside the cylinder part 30, The valve mechanism 34 is provided on the driven body 2. When the driven body 2 moves downward in the X or Y direction with respect to the fixed body 1 as shown in FIG. 4, it moves together with the driven body 2. The valve mechanism 34 thus opened opens the intake valve 32 located on the lower side and the exhaust valve 33 located on the upper side.
[0013]
As shown in FIG. 2, the valve operating mechanism 34 is formed in a quadrangular shape in plan view and has a valve-operated main body 34 a having a linear ridge t that pushes the intake valve 32 or the exhaust valve 33, and the valve main body 34 a. As shown in FIG. 3, about half of the valve main body 34a and the coil spring 34b are accommodated in the shallow hole 22, as shown in FIG.
[0014]
Next, the intake valve 32 and the configuration around the intake valve 32 will be described in detail. As shown in FIG. 6, the intake valve 32 is inserted and arranged in a through hole that communicates the inside of the cylinder portion 30 with the outside. The valve is closed by the pressure contact between the valve ring 32a and the valve seat 12 generated by the urging force of the coil spring 32b disposed in the gap 13. Further, as shown in FIG. 6, the intake valve 32 has a seal ring 32c so that the air introduced from the air introduction path 36 in both the on-off valve states is not discharged outside the unit through the small gap 13. Is arranged. The three air introduction passages 36 are connected to each other by a tube T as shown in FIG. 2, and for example, air from the compressor is always sent to all the air introduction passages 36 through the tube T. ing.
[0015]
Further, as shown in FIG. 6, the exhaust valve 33 and the configuration around it are basically the same as those of the intake valve 32, and there is no difference corresponding to the seal ring 32c, and the air. There is no point corresponding to the introduction path 36.
[0016]
Therefore, when the follower 2 is not relatively moved with respect to the fixed body 1, that is, when the convex strip t of the valve operating body 34a in the valve operating mechanism 34 is in the neutral position shown in FIG. 2 or FIG. The intake valve 32 and the exhaust valve 33 are closed, and the pressures in all the cylinder portions 30 are balanced.
[0017]
6 and 7, reference numeral 33 a is a valve ring, reference numeral 33 b is a coil spring, and reference numeral 14 is a valve seat. The same function as the valve ring 32 a, coil spring 32 b, and valve seat 12 of the intake valve 32 is achieved. Is.
[About the configuration of the connecting means 4]
As shown in FIG. 3, the connecting means 4 is constituted by a hole H composed of the deep hole 15 of the fixed body 1 and the shallow hole 21 of the driven body 2, and the following components mounted in the hole H. Yes.
[0018]
As shown in FIG. 3, the hole H includes a bearing 4a (comprising ball bearing members 42, 44 and balls 43) and a bearing 4b (comprising ball bearing members 44, 45 and balls 43). 11, the ball receiving member 45 and the coil spring 46 (which may be a disc spring or other spring) constituting the bearing 4b are accommodated on the shallow hole 21 side. Note that the outer diameter of the ball receiving member 42 is set smaller than that of other ball receiving members.
[0019]
As shown in FIG. 3, the nuts 41, 47 are arranged above and below the inserted bolt 40 in such a manner that the gaps are relatively small with respect to the ball receiving members 42, 45 and there are many gaps with respect to the ball receiving members 44, 44. The fixed body 1 and the driven body 2 are integrated with each other.
[0020]
Since the connecting means 4 is configured as described above, the follower 2 can move by a small amount in the XY and M directions shown in FIGS. 3 and 5 with respect to the fixed body 1 due to the presence of the bearing 4a and the like. Further, due to the presence of the coil spring 46, the follower 2 can be moved by a small amount in the Z direction shown in FIG.
[Regarding the configuration of the tilt prevention means 5]
As shown in FIG. 10, the inclination prevention means 5 includes a cylinder portion 50 having a piston 51 and a suction valve 52 that supplies air into the cylinder portion 50 in a radial manner at intervals of 120 °. Three air pipes are provided, and the air guided by the tube T <b> 1 reaches the upstream side of the intake valve 52 through the air introduction path 53.
[0021]
As shown in FIG. 10, one end of the intake valve 52 protrudes from the driven body 2 and is brought into contact with the fixed body 1, and the driven body 2 is inclined with respect to the fixed body 1 as shown in FIG. 11. In this case, the intake valve 52 disposed at a portion closer to the inclination is pushed by the pressing force from the fixed portion 1 and opened.
[0022]
As shown in FIG. 10, the cylinder portion 50 is configured by a circular hole provided on the driven body 2 side, and a piston 51 and a coil spring 54 that urges the piston 51 toward the fixed body 1 side are provided therein. A plurality of hard balls 55 are interposed between the piston 51 and the bottom surface of the shallow hole formed in the fixed body 1. As shown in FIG. 10, the cylinder portion 50 is provided with a minute hole 56 communicating with the outside air (preferably a variable flow rate with a speed controller instead of the fixed minute hole 56). Therefore, the piston 51 is prevented from moving. Here, if the said structure is shown as an air circuit diagram, it is as FIG. In the figure, the symbol AC is an air compressor.
[0023]
In place of this embodiment, the tilt preventing means 5 may be provided on the fixed body 1 side.
[When the unit FU is in the state shown in FIGS. 3 to 4]
Here, when the posture of the unit FU changes from the above state to the state shown in FIG. 4, the driven body 2 is lowered with respect to the fixed body 1, and the lower intake valve 32 shown in FIG. The valve main body 34a is pushed in and opened. Then, the air guided from the lower air introduction path 36 shown in FIG. 7 is supplied into the lower cylinder part 30, and the air pressure in the cylinder part 30 increases. Since the upper intake valve 32 shown in FIG. 6 is kept closed, the air pressure in the upper cylinder portion 30 is not increased.
[0024]
Simultaneously with the opening of the lower intake valve 32 described above, the upper exhaust valve 33 is also opened. That is, the upper exhaust valve 33 shown in FIG. 6 is pushed open by the valve operating main body 34a of the valve operating mechanism 34, and the air in the upper cylinder part 30 is discharged out of the unit FU. At this time, as shown in FIG. 7, the lower exhaust valve 33 is maintained in the closed state, and the air in the lower cylinder portion 30 is not discharged outside the unit FU.
[0025]
Therefore, [pressing force on the shaft portion 20 by the upper piston 31] <[pressing force on the shaft portion 20 by the lower piston 31], and the position of the driven body 2 moves upward. 3, that is, when the valve mechanism 34 is in a neutral state where all the intake valves 32 and the exhaust valves 33 are not opened, the upward movement of the driven body 2 is stopped, and the floating unit FU The automatic alignment is finished.
[When the follower 2 rotates with respect to the fixed body 1]
In a state where the driven body 2 is not rotating with respect to the fixed body 1, the front end plane of the piston 31 is in full contact with the plane of the shaft portion 20 as shown in FIG. 8.
[0026]
Here, when the driven body 2 rotates with respect to the fixed body 1, a gap as shown in FIG. 9 is formed between the tip end plane of the piston 31 and the plane of the shaft portion 20. Since the ridge portion t of the valve operating main body 34a moves along the locus L (shown by three curves) shown in FIG. 8, all the intake valves 32 are opened. Accordingly, the pressure in all the cylinder portions 30 is increased, and the pressing force of the piston 31 returns to the original state where the tip plane of the piston 31 is in full contact with the plane of the shaft portion 20. [When the follower 2 is inclined with respect to the fixed body 1]
As shown in FIG. 11, when the driven body 2 is inclined with respect to the fixed body 1, the intake valve 52 disposed in the portion closer to the fixed body 1 is opened, and the air is in the tube T1 → the air introduction path 53 → the intake air. It will be supplied into the cylinder part 50 through a path around the valve 52. As a result, the piston 51 is moved, and the fixed body 1 and the driven body 2 are separated from each other up to the state shown in FIG. The range in which the fixed body 1 and the driven body 2 are separated is limited by the length between the nuts 41 and 47 of the connecting means 4.
[About another embodiment 1 of the tilt preventing means 5]
As shown in FIGS. 13 and 14, the tilt preventing means 5 is configured such that the ball receiving member 45 in the connecting means 4 is replaced with a ring-shaped piston 51 and the shallow hole 21 is a cylinder portion 50. As a result, the cylinder 50 having the piston 51 and the connecting means 4 are located on the same plane, so that the area occupied by the connecting means 4 and the inclination preventing means 5 in plan view can be reduced, and the unit FU can be made compact. Can be
[0027]
Note that the cylinder part 50 and the intake valve 52 in the inclination preventing means 5 are arranged on the radiation at intervals of 120 ° (see FIG. 15) and other structures and functions are completely different from those of the inclination preventing means 5 described above. It is the same.
[About other embodiment 2 of the inclination preventing means 5]
In the tilt preventing means 5 of the above embodiment, the hard ball 55 is interposed between the piston 51 and the fixing member 1 so that the driven body 2 moves smoothly with respect to the fixed body 1. The piston 51 and the fixing member 1 may be directly brought into contact with each other without interposing them.
[0028]
Further, the inclination preventing means 5 is not limited to three as long as it is equiangular, and may be four or more.
[0029]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
[0030]
As apparent from the description in the column of the embodiment of the present invention, a floating unit can be provided in which the floating function is maintained and the driven body is not inclined with respect to the fixed body due to the weight of the driven body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view showing a state in which a hand mechanism is attached to an output end of a manipulator via a floating unit.
FIG. 2 is a plan view of a floating unit according to an embodiment of the present invention as viewed from the driven body side.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of upper and lower intake valves and exhaust valves in a state where a follower of the floating unit is lowered with respect to a fixed body.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state of connection means in a state where a follower of the floating unit is lowered with respect to a fixed body.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the state of the upper intake valve and the exhaust valve in a state where the follower of the floating unit is lowered with respect to the fixed body.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a state of the lower intake valve and the exhaust valve in a state where the follower of the floating unit is lowered with respect to the fixed body.
FIG. 8 is a plan view showing a movement trajectory of a ridge portion t mainly of a valve operating when a follower of the floating unit rotates with respect to a fixed body.
FIG. 9 is a view showing a contact state between a tip end plane of a piston and a plane of a shaft portion when a follower of the floating unit is rotated with respect to a fixed body.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a tilt prevention means of the floating unit.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state of a piston and an intake valve when a follower of the floating unit is inclined with respect to a fixed body.
FIG. 12 is an air circuit diagram of the tilt preventing means.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a tilt preventing means of a floating unit according to another embodiment.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state of a piston and an intake valve when a follower of a floating unit according to another embodiment is inclined with respect to a fixed body.
FIG. 15 is a plan view of a floating unit according to another embodiment as viewed from the driven body side.
FIG. 16 is a front view of a prior art floating unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed body 2 Follower body 50 Cylinder part 51 Piston 52 Intake valve

Claims (3)

固定体(1)と、この固定体(1)に対して三次元方向に少量だけ移動可能に配設された従動体(2)を具備したフローティングユニットであって、固定体(1)又は従動体(2)に、ピストン(51)を有したシリンダ部(50)、及び前記シリンダ部(50)内に空気を供給する吸気弁(52)を放射線状に且つ等角度間隔に少なくとも三個設け、固定体(1)に対して従動体(2)が傾斜したときには、その傾斜により接近した部分に配置された吸気弁(52)が開弁状態になってシリンダ部(50)内に供給された空気によりピストン(51)が移動せしめられ、このピストン(51)の押圧力により固定体(1)と従動体(2)とが離反せしめられるようにしてあることを特徴とするフローティングユニット。A floating unit comprising a fixed body (1) and a follower (2) arranged so as to be movable in a small amount in a three-dimensional direction with respect to the fixed body (1), the fixed unit (1) or follower The body (2) is provided with at least three cylinder parts (50) having a piston (51) and at least three intake valves (52) for supplying air into the cylinder part (50) radially and at equal angular intervals. When the driven body (2) is inclined with respect to the stationary body (1), the intake valve (52) disposed at a portion closer to the inclination is opened and supplied to the cylinder portion (50). The floating unit is characterized in that the piston (51) is moved by the air and the fixed body (1) and the driven body (2) are separated from each other by the pressing force of the piston (51). 吸気弁(52)の一端部は、固定体(1)と従動体(2)との対向面のうちの一方の面から突出させてあると共に他方の面に当接させてあり、固定体(1)に対して従動体(2)が傾斜したときには、その傾斜により接近した部分に配置された吸気弁(52)が他方の面からの押圧力により押し込まれて開弁されるようにしてあることを特徴とする請求項1記載のフローティングユニット。 One end of the intake valve (52) protrudes from one of the opposing surfaces of the fixed body (1) and the driven body (2) and is in contact with the other surface. When the driven body (2) is inclined with respect to 1), the intake valve (52) disposed at a portion closer to the inclination is pushed by the pressing force from the other surface to be opened. The floating unit according to claim 1. 固定体(1)又は従動体(2)のうちの一方に配設されているピストン(51)と、固定体(1)又は従動体(2)のうちの他方との間には硬球を介在させてあることを特徴とする請求項1又は2記載のフローティングユニット。 A hard ball is interposed between the piston (51) disposed on one of the fixed body (1) or the driven body (2) and the other of the fixed body (1) or the driven body (2). 3. The floating unit according to claim 1, wherein the floating unit is provided.
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