JP3919712B2

JP3919712B2 - 六本の連結棒によるパラレルマニピュレータ

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Publication number: JP3919712B2
Application number: JP2003270249A
Authority: JP
Inventors: 建勲江
Original assignee: 領航動感科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2002-07-23
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Description

本発明は六本の連結棒によるパラレルマニピュレータに係り、特に従来のような圧縮空気や油圧による方式に頼らず、主に三つの等しい構造を具有する移動量制御構造によって移動量や角度の変化を制御するパラレルマニピュレータに関わる。

最も早く発明された六自由度空間運動をすることで有名なマニピュレータの構造は、1965年にイギリスのスチュアート氏によるものであることより、一般にスチュアートプラットホームと呼ばれている。

上述のスチュアートプラットホームの構造は、現在に至るまでその構造には大きな改良が考案されておらず、油圧や圧縮空気システムによって六自由度空間運動を生じさせるものであり、該油圧や圧縮空気システム内のオイルや気体が漏れることによる故障などの問題が未解決のままである。
そこで上述の問題に鑑み、更に実用的な本発明の六本の連結棒によるパラレルマニピュレータを提供することを課題とする。

三組の移動量制御構造が正三角形の辺を為すようにベースプレート上に設置し、各該移動量制御装置を自在関節ヨーク構造によってエンドプレートに枢設して各該自在関節ヨーク構造を該エンドプレートにて正三角形の角に位置させ、各該移動量制御装置には少なくとも自在関節ヨーク構造，長さが固定された二本の連結棒，二組の伝動関節ヨーク構造，直線移動を生じさせる二組の滑動台との組み合わせにより構成し、該二本の連結棒の一端を共に該自在関節ヨーク構造上に枢設することで該エンドプレートに対して三つの運動方向で運動をするようにし、また該二本の連結棒のもう一端は対称を成した形でそれぞれ各所属する伝動関節ヨーク構造上に枢設して二つの運動方向で運動するようにし、該伝動関節ヨーク構造をその属する該滑動台上に枢設することで一つの運動方向に運動するようにし、各該滑動台が直線移動することで該エンドプレートに移動量と角度の変化を生じさせる。

本発明によると、パラレルマニピュレータにおける従来のような圧縮空気や油圧による弊害が解決され、更に実用的となった。

図１，２に示すように、本発明の六本の連結棒によるパラレルマニピュレータ１０では公知のパラレルマニピュレータで使用していた油圧や圧縮空気システム等を使用せず、長さが固定された連結棒２６の両端を枢設状態にし、該両端はそれぞれ自在関節ヨーク構造２７と伝動関節ヨーク構造２５とを枢設する。該伝動関節ヨーク構造２５は滑動台２４上に枢設され、該滑動台２４の直線移動により、該伝動関節ヨーク構造２５の直線移動する位置をコントロールすることで、該連結棒２６に六つの運動方向での運動（六自由度空間運動）位置がコントロールされて、エンドプレート６０が空間中で運動する位置がコントロールされる構造となっている。

該六本の連結棒によるパラレルマニピュレータ１０の構造中、三つの同じ構造からなる移動量制御構造２０において詳しく説明をすると、これら三つの移動量制御構造２０はそれぞれベースプレート５０上に固定されて正三角形の三辺を形成しており、自在関節ヨーク構造２７が該エンドプレート６０と枢設固定されている個所は、正三角形の三つの角の位置に当たる個所に位置する。
各該移動量制御構造２０には、自在関節ヨーク構造２７及び一定長さの二本の連結棒２６，二組の伝動関節ヨーク構造２５，二組の滑動台２４，二本のパイロットボルト２３，二組のサーボ伝動構造２２及び直線移動ガイド構造２１を含む。該自在関節ヨーク構造２７は上述のように該エンドプレート６０上に枢設されていることより該エンドプレート６０に対して一運動方向に運動をするものとなっている。二本の該連結棒２６の一端は該自在関節ヨーク構造２７上に共に枢設されており、二運動方向に運動ができるようになっている。よって各該連結棒２６と該自在関節ヨーク構造２７の枢設個所は、該エンドプレート６０に相対して三運動方向に運動をする。
該二本の連結棒２６のもう一端は対称を成してそれぞれ一組の伝動関節ヨーク構造２５と枢設されており、二次運動方向に運動をするようになっており、且つ各該連結棒２６の属する各該伝動関節ヨーク構造２５は、それぞれ滑動台２４上に枢設されていることより該伝動関節ヨーク構造２５は相対する該滑動台２４に対して一つの運動方向で運動をする。よって、各該連結棒２６の各該伝動関節ヨーク構造２５に枢設されている側の至端部は、各該伝動関節ヨーク構造２５の属する該滑動台２４に対して三つの運動方向で運動をする。

上述により、各該移動量制御構造２０の各連結棒２６の両端は、それぞれ三つの運動方向にて運動をするものとなっており、且つ各該連結棒２６は長さの固定された剛体となっており、これに属する該滑動台２４が直線移動をするとき、該連結棒２６の一端に枢設されている該伝動関節ヨーク構造２５は制限を受けているため、該滑動台２４に伴って直線移動する位置を変え、よって各該連結棒２６は空間中で六つの運動方向（六自由度空間）での移動が行え、また該連結棒２６は空間中で位置の変化を来すため、各該連結棒２６に枢設されているもう一端の該自在関節ヨーク構造２７は、該伝動関節ヨーク構造２５の直線移動位置によって、相対移動する。
こうして各該滑動台２４は同時にその属する該伝動関節ヨーク構造２５と共に異なる位置にまで直線移動すると、その属する該連結棒２６は空間中の六つの運動方向（六自由度空間）に運動し、各該連結棒２６一端に枢設されている該自在関節ヨーク構造２７は、該伝動関節ヨーク構造の位置変化に伴ってその位置が変化し、枢設されている該エンドプレート６０を連動し、その角度と位置を変化させる。
図１から図３に示すように、正三角形の三辺をなす各該移動量制御構造２０の各滑動台２４の相対直線移動量の変化により、該エンドプレート６０が空間中で相対して移動して位置に変化を来すが、各該移動量制御構造２０の各滑動台２４の直線移動量は精密度を追求するべくコンピュータなどによって同時に各該滑動台２４を相対直線移動するようにし、こうすることで各該自在関節ヨーク構造２７が空間中で相対して移動する量がコントロールされるようにする。

本発明では各該移動量制御構造２０の各滑動台２４が直線移動できるようにすべく、二本のパイロットボルト２３，サーボモータ２２１を含む二組のサーボ伝動構造２２及び二つのガイドウェー２１２と二本の線形軌道２１１を含む一組の直線移動ガイド構造２１とを相互に組み合わせた構造を呈しており、各該滑動台２４には該パイロットボルト２３に対応した個所にボルトホールが設けられており、各該サーボ伝動構造２２のサーボモータ２２１によって、その属する該パイロットボルト２３の回転をコントロールし、それぞれ該直線移動ガイド構造２１中のガイドウェー２１２上に固定されている該滑動台２４が、該線形軌道２１１のガイドによって直線移動を行うようにしており、こうして各該サーボ伝動構造２２のサーボモータ２２１の回転角度と回転速度並びに各該滑動台２４の直線移動量を精密にコントロールし、該エンドプレート６０が空間移動中で異なる移動量と角度変化を精密にコントロールできるようにする。

本発明の移動量制御構造２０の第一実施例を以下に記す。図１から図４に示すように、少なくとも台座４０，一組の自在関節ヨーク構造２７，それぞれの長さが固定された二組の連結棒２６，二組の滑動台２４，二本のパイロットボルト２３，二組のサーボ伝動構造２２及び一組の直線移動ガイド構造２１とより構成する。
該台座４０は長い板状を呈しており、ボルトによって該ベースプレート５０上に固定されている。該直線移動ガイド構造２１には二本の相互に平行を呈した線形軌道２１１と二つの等しいガイドウェー２１２とを具有し、該二本の線形軌道２１１は該台座４０の縦方向に沿っており、該台座４０の平面上に平行に設けられている。各該ガイドウェー２１２の底部は、該二本の線形軌道２１１の形状及び距離に合わせて精密に二つの平行な溝が設けられているのであり、よって各該ガイドウェー２１２は該二本の線形軌道２１１上に嵌合され、該二本の線形軌道２１１上にてガイド方向に沿って自由に滑動する。
各該サーボ伝動構造２２にはそれぞれの線形軌道２１１に対して、主動プーリ２２２，中間伝動プーリ２２３，受動プーリ２２４，支板２２５とによって構成されてパイロットボルト２３に伝動しており、各該サーボ伝動構造２２の支板２２５はそれぞれ該台座４０の両側に設置され、該パイロットボルト２３を枢設する支えとなるよう該パイロットボルト２３の両端が軸受けによって該支板２２５の壁面上に枢設されている。該二本の線形軌道２１１は相互に平行に配置され、各該サーボ伝動構造２２のサーボモータ２２１は該台座４０上に固定されており、該主動プーリ２２２は該サーボモータ２２１の回転軸上に固定されており、該受動プーリ２２４はその属する該パイロットボルト２３の回転軸上に固定されており、該中間伝動プーリ２２３においては該主動プーリ２２２と該受動プーリ２２４上に嵌設されている。
各該滑動台２４は、直方体のブロック状を呈しており、それぞれ該直線移動ガイド構造直線移動ガイド構造２１のガイドウェー２１２上に固定されており、その側面にはそれぞれ穿孔２４１，２４２が開設されており、該穿孔２４１には内側に螺旋が設けられて該パイロットボルト２３が螺合されるようになっており、該穿孔２４２は貫通した通路を形成しており、該パイロットボルト２３が穿設される個所を提供している。また該滑動台２４の最上部には穿設孔２４３が開設されており、一組の伝動関節ヨーク構造２５が枢設されている。
各該伝動関節ヨーク構造２５は、凵字型関節ヨーク２５１とT字型枢軸２５２とが相互に枢設されて構成されており、該T字型枢軸２５２の両側の水平材軸の軸受けやナットなどの部品を利用し、それぞれ該凵字型関節ヨーク２５１の両側の側面板上に枢設され、該T字型枢軸２５２の垂直材軸が、該凵字型関節ヨーク２５１に対して一つの運動方向で空間回転運動をするようになっている。また各該凵字型関節ヨーク２５１の底部は凸軸２５３が突出しており、軸受けやナットなどの部品によって各該滑動台２４の穿設孔２４３内に枢設されており、各該伝動関節ヨーク構造２５がその枢設された該滑動台２４に対し、一つの運動方向で回転運動をするようにする、或いは各該伝動関節ヨーク構造２５のT字型枢軸２５２の垂直材軸が、その属する該滑動台２４に対して二つの運動方向にて回転運動をするようにする。
該自在関節ヨーク構造２７においては、凵字型関節ヨーク２７１，十字型枢軸２７２，ネックリング２７４，固定蓋２７５とが相互に組み合わされて構成されている。該十字型枢軸２７２左右両側の水平材軸は、軸受けとナットなどの部品により、該凵字型関節ヨーク２７１両側の側面板上に枢設されており、該十字型枢軸２７２前後両側の垂直材軸を該凵字型関節ヨーク２７１に対して一つの運動方向で回転運動をするようにしており、且つ該凵字型関節ヨーク２７１の最上部には凸軸２７３が突出しており、軸受けによってネックリング２７４と枢設されている。更に該十字型枢軸２７２を該ネックリング２７４上方に固定し、該固定蓋２７５によって該エンドプレート６０に固定する。こうすることで該凵字型関節ヨーク２７１がその枢設されているネックリング２７４或いは固定蓋２７５に対し、一つの運動方向での回転運動ができるようになっている、若しくは該凵字型関節ヨーク２７１の十字型枢軸２７２前後両側の垂直材軸がその属する該ネックリング２７４や固定蓋２７５に対し、二つの運動方向での回転運動が行えるようになっている。
各該連結棒２６の長さは固定されており、前後両端は枢設用の軸孔を形成しており、先端の枢軸孔は軸受けとナットなどの部品により、該自在関節ヨーク構造２７の十字型枢軸２７２前側の垂直材軸、或いは後ろ側の垂直材軸上に枢設され、各該連結棒２６の枢軸孔が、その枢設されている該十字型枢軸２７２の垂直材軸に対して一つの運動方向での回転運動を行う、若しくはその所属する該ネックリング２７４或いは固定蓋２７５に対し、三つの運動方向での回転運動が行えるようになっている。また後側の枢軸孔は軸受けとナットなどの部品により、その属する該伝動関節ヨーク構造２５のT字型枢軸２５２の垂直材軸上に枢設されており、各該連結棒２６の後側の枢設材軸が、その枢設されるT字型枢軸２５２の垂直材軸に対し、一つの運動方向での回転運動ができるようにしている、或いはその属する該滑動台２４に対し、三つの運動方向での回転運動ができるようにしている。各該連結棒２６の両端は、それぞれ三つの運動方向での回転運動をすることから、各該連結棒２６が空間中で移動する運動は、相対して六つの運動方向での運動（六自由度空間運動）となる。
以上の構造における空間構造学上での構造可動性を証明するべく、以下のGruebler's formula for spatial mechanismにより検証する。

よって、本発明の六本の連結棒によるパラレルマニピュレータ１０は、コンピュータ制御により（図中なし）精密に計算されて制御され、該エンドプレート６０が空間中で生ずる相対運動の数値や条件に合わせ、各該移動量制御構造２０の各サーボ伝動構造２２のサーボモータ２２１で角度や回転速度を操作し、三つの該移動量制御構造２０の各該滑動台２４と該伝動関節ヨーク構造２５が同時に異なる直線移動量を発生するようにし、各該２６を伴って空間上の相対空間移動変化をもたらし、各該自在関節ヨーク構造２７が空間中で相対して移動する量をコントロールし、該エンドプレート６０に異なる移動量と角度の変化を来させる。こうすることで車両や船舶、航空機やジェットコースターなどのシミュレータが六つの運動方向における運動（六自由度空間運動）を行えるようになる。

また、該移動量制御構造２０における第二実施例において以下に記す。先ず上述の該移動量制御構造２０における実施例とは、構造や効果における意味ではほぼ等しく、同様の技術と原理を利用して該エンドプレート６０が六自由度空間運動を行えるようにしている（各部の連動関係など、重複することになる部分においては、ここでは敢えて記さない）。
図５，６に示すように、該移動量制御構造２０の第二実施例では、少なくとも台座４１，一組の自在関節ヨーク構造２７，二本の長さが固定された連結棒２６，二組の伝動関節ヨーク構造２５，二組の滑動台２４，二本のパイロットボルト２３，二組のサーボ伝動構造２２及び直線移動ガイド構造２１を含む。第二実施例において使用する該自在関節ヨーク構造２７，連結棒２６，伝動関節ヨーク構造２５，滑動台２４，サーボ伝動構造２２，直線移動ガイド構造２１などの構造においては、上述の第一実施例と等しい構造を呈していることより、詳細な説明は省く。
該台座４１においては、断面が冂字型を呈した長い板状のものであり、該ベースプレート５０上に固定されており、左右両側の至端面には蓋板４１１が固定されており、該蓋板４１１の板面上には穿孔が開設されている。各該サーボ伝動構造２２のサーボモータ２２１を組み立てる際は、該台座４１の内部に設置し、該サーボモータ２２１の回転軸を該蓋板４１１の穿孔より突出させ、更に主動プーリ２２２を固定し、各該サーボ伝動構造２２の支板２２７をそれぞれ該台座４１の両側に重ねた形にし、二本の該パイロットボルト２３を枢設する支えの役割を果たす。各該パイロットボルト２３の両端は軸受けを利用して該支板２２７の板壁上に枢設し、該直線移動ガイド構造２１の二本の線形軌道２１１と相互に平行を呈した状態にする。該受動プーリ２２４を該パイロットボルト２３の回転軸上に固定し、中間の中間伝動プーリ２２３は該主動プーリ２２２と該受動プーリ２２４上に嵌設される。こうして各該サーボモータ２２１の動力は該主動プーリ２２２，中間伝動プーリ２２３，受動プーリ２２４によってその属する該パイロットボルト２３に伝動される。
また第二実施例における該滑動台２４の構造には、少なくとも受動プーリ２２４，ネックリング２４６を含み、該滑動ブロック２４４は該直線移動ガイド構造２１のガイドウェー２１２上に固定されており、側面には二つの穿孔が設けられており、該穿孔の内の一つには内側に螺旋を設け、該パイロットボルト２３と螺設し、もう一方の穿孔は貫通した通路となっていることでもう一方の該パイロットボルト２３を穿設する。該ネックリング２４６は該滑動ブロック２４４の最上部に固定されている、或いは先に固定板２４５を該滑動ブロック２４４の最上部にて固定し、更に該ネックリング２４６を該固定板２４５の最上部に固定するものとする。こうして該ネックリング２４６中央の空洞部に、軸受けなどの部品を合わせることで、各該伝動関節ヨーク構造２５の凵字型関節ヨーク２５１の凸軸２５３を内部に枢設することができるようになる。また第二実施例における該滑動台２４の構造と、上述の第一実施例における該滑動台２４の構造とを比較すると、両者は両実施例間で交換して使用することもでき、その他の実施例においても同様のことが言える。

該移動量制御構造２０における第三実施例においては、図７，８に示すように、少なくとも台座４０，一組の自在関節ヨーク構造２９，二本の長さが固定された連結棒２６，二組の滑動ヨーク構造２８，二本のパイロットボルト２３，二組のサーボ伝動構造２２及び一組の直線移動ガイド構造２１より構成される。第三実施例で使用する該連結棒２６，パイロットボルト２３，サーボ伝動構造２２，直線移動ガイド構造２１の組み立てにおける部品などは、前述の第一実施例と同様であり、該自在関節ヨーク構造２９の構造は該滑動ヨーク構造２８の構造と同類の構造を呈している。
第三実施例における該自在関節ヨーク構造２９は、冂字型関節ヨーク２９１，枢設板２９３，枢軸２９５，固定ブロック２９６，L字型ヨーク板２９７，固定ヨーク板２９８，蓋板２９９が相互に組み立てられてなる。該L字型ヨーク板２９７には水平板と直立板とを具有し、該水平板は該エンドプレート６０と接触して固定する個所となっており、該直立板の板面上には枢軸孔が設けられている。固定ヨーク板２９８においては、適度な厚さを具有し、その輪郭の形状は該L字型ヨーク板２９７の直立板と相対したものとなっており、且つ該板面上には枢軸孔が設けられており、該L字型ヨーク板２９７と固定されて一体となって冂字型関節ヨークとなる。該枢設板２９３は直方体のような形状を呈しており、中央個所には枢設部が設けられており、且つ両側面には水平材軸２９４が突出しており、軸受けなどの部品により、それぞれを該L字型ヨーク板２９７と該固定ヨーク板２９８の枢軸孔内にて枢設し、更に二つの該蓋板２９９をそれぞれ該L字型ヨーク板２９７と固定ヨーク板２９８の板面で固定し、こうすることで該枢設板２９３が、その枢設されている該L字型ヨーク板２９７と固定ヨーク板２９８に対し、1つの運動方向にて回転運動をするようになっている。該冂字型関節ヨーク２９１の最上部に設けられた凸軸２９２は、軸受けによって該枢設板２９３中央の枢設部内に枢設され、更に蓋板によって該枢設板２９３の板面に固定される。よって該冂字型関節ヨーク２９１は、その枢設されている該枢設板２９３に対し、一つの運動方向にて回転運動が行えるようになる、或いは該L字型ヨーク板２９７と該固定ヨーク板２９８に対し、二つの運動方向にて回転運動が行えるようになる。また該冂字型関節ヨーク２９１の両側翼の底部には半円の軸孔が開設されており、該固定ブロック２９６はこれに相対して半円の軸孔が設けられていることより、二つの該固定ブロック２９６を利用して、それぞれ該冂字型関節ヨーク２９１の両側翼の底部に固定し、両端にそれぞれ該連結棒２６を枢設する枢軸２９５を枢設し、各該連結棒２６の前端を軸孔に枢設し、その枢設されている該冂字型関節ヨーク２９１に対し、一つの運動方向にて回転運動をする、或いは該L字型ヨーク板２９７と該固定ヨーク板２９８に対して三つの運動方向にて回転運動を行えるようにする。
また第三実施例における各該滑動ヨーク構造２８は、冂字型関節ヨーク２８１，枢設板２８３，枢軸２８５，二つの固定ブロック２８６，L字型滑動ヨーク板２８７，滑動固定ヨーク板２８８及び二つの蓋板２８９とが相互に組み立てられてなるが、該L字型滑動ヨーク板２８７には水平板と直立板とを具有し、該水平板を該直線移動ガイド構造２１のガイドウェー２１２上に固定する。該L字型滑動ヨーク板２８７には二つの穿孔を具有し、そのうちの一つの穿孔の内部には螺旋を設け、その属する該パイロットボルト２３と螺設する。もう一方の先行は貫通した通路を形成していることより、もう一方の該パイロットボルト２３を穿設する。該L字型滑動ヨーク板２８７においてはその直立板の板面上に枢軸孔が設けられており、該滑動固定ヨーク板２８８は適度な厚さを具有する板となっていて、輪郭が該固定ヨーク板２９８の直立板に対応した形状となっており、板面上には二つの穿孔と一つの枢軸孔とが設けられており、該二つの穿孔は貫通していることから二本の該パイロットボルト２３を穿設する個所を提供しており、該滑動固定ヨーク板２８８は該L字型滑動ヨーク板２８７と固定されて一体となり、冂字型関節ヨークとなる。該枢設板２８３は略直方体を呈しており、中央個所には枢設部が開設されており、また両側面には水平材軸２８４が突出している。これを軸受けなどの部品により該L字型滑動ヨーク板２８７と該滑動固定ヨーク板２８８の枢軸孔内に枢設し、更に二つの該蓋板２８９をそれぞれ該L字型滑動ヨーク板２８７と該滑動固定ヨーク板２８８の板面にて固定し、こうすることで該枢設板２８３を、その枢設されている該固定ヨーク板２９８と該滑動固定ヨーク板２８８とに対し、一つの運動方向にて回転運動するようにする。また該冂字型関節ヨーク２８１の最上部の凸軸２８２は、軸受けで該枢設板２８３中央に開設された枢設部内に枢設され、更に蓋板を該枢設板２９３の板面に固定し、こうして該冂字型関節ヨーク２８１が、その枢設されている該枢設板２８３に対し、一つの運動方向にて回転運動をするようになる、或いは該L字型滑動ヨーク板２８７と該蓋板２９９に対して二つの運動方向で回転運動ができるようになる。
該冂字型関節ヨーク２８１の量側翼の底部には、半円の軸孔が開設されており、二つの該固定ブロック２８６はこれに相対して半円軸孔が設けられていることより、二つの該固定ブロック２８６はそれぞれ該冂字型関節ヨーク２９１の両側翼底部に固定され、該連結棒２６を枢設する枢軸２８５を枢設し、各該連結棒２６の後至端を軸孔と枢設し、こうしてその枢設されている該冂字型関節ヨーク２８１に対し、一つの運動方向にて回転運動をするようになる、若しくは該L字型滑動ヨーク板２８７と該滑動固定ヨーク板２８８に対して三つの運動方向にて回転運動をするようになる。各該連結棒２６の両端は、それぞれ三つの運動方向にて回転運動をするため、よって各該連結棒２６は六自由度空間運動を行うようになる。

本発明の六つの連結棒によるパラレルマニピュレータにおける第一実施例の構造説明図であり、構造が等しい三つの移動量制御構造が正三角形の三辺の関係を呈していることを示す図である。図１におけるエンドプレートが、移動して角度に変化を来した状態を示す図である。図２におけるエンドプレートが、異なる角度を呈した様子を示す図である。図１における移動量制御構造の分解図である。本発明の六つの連結棒によるパラレルマニピュレータにおける第二実施例の構造説明図であり、構造が等しい三つの移動量制御構造が正三角形の三辺の関係を呈していることを示す図である。図５における移動量制御構造の分解図である。本発明の六つの連結棒によるパラレルマニピュレータにおける第三実施例の構造説明図であり、構造が等しい三つの移動量制御構造が正三角形の三辺の関係を呈していることを示す図である。図７における移動量制御構造の分解図である。

符号の説明

１０六本の連結棒によるパラレルマニピュレータ
２０移動量制御構造
２１直線移動ガイド構造
２２サーボ伝動構造
２３パイロットボルト
２４滑動台
２５関節ヨーク構造
２６連結棒
２７自在関節ヨーク構造
６０エンドプレート
２２１サーボモータ
２１２ガイドウェー
２１１線形軌道
４０台座
５０ベースプレート
２２２主動プーリ
２２３中間伝送プーリ
２２４受動プーリ
２２５支板
２４１，２４２穿孔
２４３枢設孔
２４５固定板
２５１凵字型関節ヨーク
２５２ T字型枢軸
２７１冂字型関節ヨーク
２７２十字型枢軸
２７３凸軸
２７４ネックリング
２７５固定蓋
４１台座
４１１蓋板
２２７支板
２４４滑動ブロック
２４６ネックリング
２５３凸軸
２８滑動ヨーク構造
２９自在関節ヨーク構造
２９１冂字型関節ヨーク
２９３枢設板
２９５枢軸
２９２凸軸
２９４水平材軸
２９６固定ブロック
２９７ L字型ヨーク板
２９８固定ヨーク板
２９９蓋板
２８１冂字型関節ヨーク
２８２凸軸
２８３枢設板
２８４水平材軸
２８５枢軸
２８６固定ブロック
２８７ L字型滑動ヨーク板
２８８滑動固定ヨーク板
２８９蓋板

Claims

エンドプレート、ベースプレート、及び三組の移動量制御構造からなるパラレルマニュピュレータであり、
各移動量制御構造は、移動方向が正三角形の三辺となるようにベースプレート上に配置され、該各移動量制御構造上に支持された連結棒により正三角形の頂点をなす位置でエンドプレートを支持する構成において、
各移動量制御構造は、二組の滑動台上にそれぞれ固定長さの連結棒を伝導関節ヨーク構造によって枢設すると共に、これら二組の連結棒の他端を一組の自在関節ヨーク構造によって共にエンドプレートに枢設することによって、それぞれ３つの運動方向に運動可能とし、
さらに、該二組の滑動台は、それぞれのサーボ伝動構造によって駆動されるパイロットボルトにより駆動されて一組の直線移動ガイド構造に沿って水平に相反する方向に相対移動可能とし、
該各移動量制御構造の移動制御によって上記連結棒による６自由度空間運動を行わせることを特徴とするパラレルマニュピュレータ。
該直線移動ガイド構造は、二本の平行に固定された線形軌道と二組のガイドウェーからなり、各組のガイドウェーの底部には平行な溝を設けて該二本の線形軌道上に嵌合することにより、直線方向に滑動可能とし、
また各サーボ伝動構造は、サーボモータにより対応するパイロットボルトを駆動してパイロットボルトの回転角度と回転速度とを制御し、
更に各滑動台は、略直方体を呈してその最上部には伝動関節ヨークに枢設されるべく枢設溝が設けられ、底部は該直線移動ガイド構造のうちの一組のガイドウェー上に固定されると共に、側面に２つの穿孔を形成して上記２本のパイロットボルトを挿通すると共に一方の穿孔内に螺旋を設けて一方のパイロットボルトに設けたネジと螺合し、
各伝動関節ヨーク構造においては、凵字型関節ヨークとT字型枢軸とが相互に枢設される構造であって、該T字型枢軸の両側は水平材軸を形成して該凵字型関節ヨーク両側の側面板上に枢設され、その中央個所より連結棒の一端が枢設されるべく垂直材軸が突出し、さらに該凵字型関節ヨークの底部より凸軸が突出して該滑動台の枢設孔内に枢設され、
該自在関節ヨーク構造においては、冂字型関節ヨーク，十字型枢軸，ネックリング，固定蓋とからなり、該十字型枢軸の左右両側は水平材軸が形成されて該冂字型関節ヨーク両側の側面板上に枢設され、その前後両側にはそれぞれ垂直材軸が形成されて、該二本の連結棒の一端がそれぞれ前後側の垂直材軸上に枢設され、さらに該冂字型関節ヨークの最上部からは凸軸が突出して該ネックリングと枢設され、該ネックリングはその表面上で該固定蓋の底部に固定され、該固定蓋の最上部は該エンドプレートに固定されている
ことを特徴とする請求項１記載のパラレルマニピュレータ。
該滑動台は、滑動ブロックとネックリングとからなり、
該ネックリングは、該滑動ブロックの最上部に固定されて該伝動関節ヨーク構造の凵字型関節ヨークの凸軸が該ネックリングに枢設されている
ことを特徴とする請求項２記載のパラレルマニピュレータ。
該滑動ブロックの最上面には固定板が固定されており、該ネックリングの底部が該固定板の最上部に固定されていることを特徴とする請求項３記載のパラレルマニピュレータ。
エンドプレート、ベースプレート、及び三組の移動量制御構造からなるパラレルマニュピュレータであり、
各移動量制御構造は、移動方向が正三角形の三辺となるようにベースプレート上に配置され、該各移動量制御構造上に支持された連結棒により正三角形の頂点をなす位置でエンドプレートを支持する構成において、
各移動量制御構造は、二組の滑動台上にそれぞれ固定長さの連結棒を伝導関節ヨーク構造によって枢設すると共に、これら二組の連結棒の他端を一組の自在関節ヨーク構造によって共にエンドプレートに枢設することによって、それぞれ３つの運動方向に運動可能とし、
さらに、該二組の滑動台は、それぞれのサーボ伝動構造によって駆動されるパイロットボルトにより駆動されて一組の直線移動ガイド構造に沿って水平に相反する方向に相対移動可能とし、
該各移動量制御構造の移動制御によって上記連結棒による６自由度空間運動を行わせるパラレルマニュピュレータにおいて、

上記ベースプレート上に断面が冂字型の長い板状材からなる台座を固定して、該台座の冂字型内に上記サーボ伝動構造を収容し、
該台座の左右両側の至端にはそれぞれ蓋板を固定して設け、
上記直線移動ガイド構造を二本の平行な線形軌道と二つのガイドウェーを備える構造として該台座上に固定し、
該直線移動ガイド構造は、二本の平行に固定された線形軌道と二組のガイドウェーからなり、各組のガイドウェーの底部には平行な溝を設けて該二本の線形軌道上に嵌合することにより、直線方向に滑動可能とし、
また各サーボ伝動構造は、サーボモータにより対応するパイロットボルトを駆動してパイロットボルトの回転角度と回転速度とを制御し、
更に各滑動台は、略直方体を呈してその最上部には伝動関節ヨークに枢設されるべく枢設溝が設けられ、底部は該直線移動ガイド構造のうちの一組のガイドウェー上に固定されると共に、側面に２つの穿孔を形成して上記２本のパイロットボルトを挿通すると共に一方の穿孔内に螺旋を設けて一方のパイロットボルトに設けたネジと螺合し、
各伝動関節ヨーク構造においては、凵字型関節ヨークとT字型枢軸とが相互に枢設される構造であって、該T字型枢軸の両側は水平材軸を形成して該凵字型関節ヨーク両側の側面板上に枢設され、その中央個所より連結棒の一端が枢設されるべく垂直材軸が突出し、さらに該凵字型関節ヨークの底部より凸軸が突出して該滑動台の枢設孔内に枢設され、
該自在関節ヨーク構造においては、冂字型関節ヨーク，十字型枢軸，ネックリング，固定蓋とからなり、該十字型枢軸の左右両側は水平材軸が形成されて該冂字型関節ヨーク両側の側面板上に枢設され、その前後両側にはそれぞれ垂直材軸が形成されて、該二本の連結棒の一端がそれぞれ前後側の垂直材軸上に枢設され、さらに該冂字型関節ヨークの最上部からは凸軸が突出して該ネックリングと枢設され、該ネックリングはその表面上で該固定蓋の底部に固定され、該固定蓋の最上部は該エンドプレートに固定されている、
ことを特徴とするパラレルマニピュレータ。
該滑動台の最上面には、固定板が固定されており、該ネックリングの底部は該固定板の最上部に固定されていることを特徴とする請求項５記載のパラレルマニピュレータ。
該滑動台は、略立方体を呈したブロックであり、最上部には伝動関節ヨーク構造を枢設するべく枢設部が設けられており、底部は該直線移動ガイド構造のガイドウェー上に固定されており、側面に形成された穿孔内に螺旋を設けてパイロットボルトを螺合していることを特徴とする請求項６記載のパラレルマニピュレータ。
エンドプレート、ベースプレート、及び三組の移動量制御構造からなるパラレルマニュピュレータであり、
各移動量制御構造は、移動方向が正三角形の三辺となるようにベースプレート上に配置され、該各移動量制御構造上に支持された連結棒により正三角形の頂点をなす位置でエンドプレートを支持する構成において、
各移動量制御構造は、二組の滑動ヨーク構造上にそれぞれ固定長さの連結棒を滑枢設すると共に、これら二組の連結棒の他端を一組の自在関節ヨーク構造によって共にエンドプレートに枢設することによって、それぞれ３つの運動方向に運動可能とし、
さらに、該二組の滑動ヨーク構造は、それぞれのサーボ伝動構造によって駆動されるパイロットボルトにより駆動されて一組の直線移動ガイド構造に沿って水平に相反する方向に相対移動可能とし、
該各移動量制御構造の移動制御によって上記連結棒による６自由度空間運動を行わせるパラレルマニュピュレータであって、
各滑動ヨーク構造は、冂字型関節ヨーク、枢設板，枢軸，二つの固定ブロック，L時型滑動ヨーク板，滑動固定ヨーク板，二つの蓋板から構成され、
該L字型滑動ヨーク板は水平板と直立板からなり、該直立板の板面上には枢軸孔が開設され、該水平板の底部は該直線移動ガイド構造のガイドウェー上に固定され、且つ該L字型滑動ヨーク板には側面に２つの穿孔を形成して上記２本のパイロットボルトを挿通すると共に一方の穿孔内に螺旋を設けて一方のパイロットボルトに設けたネジと螺合し、
該滑動固定ヨーク板と該L字型滑動ヨーク板を一体として冂字型関節ヨークの支持構造を構成し、
該滑動固定ヨーク板側板面上には該L時型滑動ヨーク板に開設された上記の穿孔と枢軸孔の位置に対応して二つの穿孔と一つの軸孔が設けられており、且つ該穿孔には二本のガイドボルトが穿設され、
該枢設板は、略長方形の板体であってその中央個所には枢設部が設けられており、両側にはそれぞれ水平材軸が突出してそれぞれ該L字型滑動ヨーク板と該滑動固定ヨーク板の枢軸孔内に枢設して、更に二つの蓋板によってそれぞれ該L字型滑動ヨーク板と該滑動固定ヨーク板の板面を閉塞し、
該冂字型関節ヨークの最上部（底面側）には凸軸を突出して該枢設板中央の上記枢設部に枢設し、また該冂字型関節ヨークの両側翼上には半円の軸孔が設けて同様に半円の軸孔が設けられた固定ブロックをそれぞれ該冂字型関節ヨークの両側翼上に固定し、これに枢軸を枢設することにより該連結棒の一端を該枢軸上に枢設し、
該自在関節ヨーク構造は、冂字型関節ヨーク，枢設板，枢軸，二つの固定ブロック，L字型ヨーク板，固定ヨーク板，二つの蓋板から構成され、
該L字型ヨーク板は水平板と直立板とからなり、該水平板は該エンドプレートと固定され、該直立板の板面上には枢軸孔が開設され、該固定ヨーク板と該L字型ヨーク板とを固定して一体として冂字型関節ヨークの支持構造を構成し、
固定ヨーク板には該L字型ヨーク板に開設された軸孔の位置に対応した枢軸孔が開設されており、
該枢設板は略長方形の板状を呈して中央個所には枢設部が設けられ、且つ両側面にはそれぞれ水平材軸が突出して形成され、
それぞれ該L字型ヨーク板と該固定ヨーク板の枢軸孔内に枢設され、二つの蓋板でそれぞれ該L字型ヨーク板と該固定ヨーク板の板面を閉塞し、
該冂字型関節ヨークの最上部には凸軸が設けられて該枢設板中央部の枢設部内に枢設され、該冂字型関節ヨークの両側翼上には半円の軸孔が設けられていて、二つの半円軸孔が設けられた固定ブロックでそれぞれ該冂字型関節ヨークの両側翼上に固定し、枢軸を枢設することで、該二本の連結棒の一端を共に該枢軸の前後両側に枢設してなる、
ことを特徴とするパラレルマニピュレータ。